CN111934232A - 一种车载移动式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载移动式变电站。本发明的车载移动式变电站包括：车体；110kV配电模块；变压器模块；及，低压配电模块；110kV配电模块布置在车体的一端；低压配电模块布置在车体的另一端，变压器模块布置在车体的中部，处于110kV配电模块和低压配电模块之间的位置。这种布置形式能够使变电站整体占用面积较小，能够在满足道路行驶要求和车辆尺寸标准的前提下，集成布置在一辆车上，大大降低了变电站使用时的选址要求，提高了运送能力，增加整站装备的整体集成性、独立生存能力强，具有机动灵活、布设快速、易于扩展等优点，进而提升了变电站在紧急状态下快速恢复供电的能力。

Description

一种车载移动式变电站

技术领域

本发明涉及一种车载移动式变电站。

背景技术

移动式变电站能够在紧急状态下快速恢复电力，因而在紧急抢险救灾的时刻起到十分重要的作用。现有的移动式变电站类型较多，但是对于110kV等级的，鉴于整站包含电气设备数量多、结构复杂、空间布局不合理，为了满足道路运输要求和车辆尺寸标准，大多采用两车或三车、四模块或五模块的配置方案。这种移动式变电站需要较大的占地面积，选址要求较高，在运达现场后需要进行比较复杂的组装、连接、调试，一定程度上限制了其在紧急状态下快速恢复供电的能力，也不利于其在复杂环境条件下长时间可靠运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成度高、单车成系统的车载移动式变电站，用以解决传统的移动式变电站因空间布局不合理需要采用两车或三车布置所导致的使用能力受限的问题。

本发明的车载移动式变电站的技术方案：

车载移动式变电站包括：

车体；110kV配电模块；变压器模块；及，低压配电模块；

110kV配电模块布置在车体的一端；低压配电模块布置在车体的另一端，变压器模块布置在车体的中部，处于110kV配电模块和低压配电模块之间的位置。

这种布置形式能够使变电站整体占用面积较小，能够在满足道路行驶要求和车辆尺寸标准的前提下，集成布置在一辆车上，大大降低了变电站使用时的选址要求，提高了运送能力，增加整站装备的整体集成性，具有独立生存能力强、机动灵活、布设快速、易于扩展等优点，进而提升了变电站在紧急状态下快速恢复供电的能力。

进一步地，所述110kV配电模块采用三相分相开关设备，且三相分相开关设备在车体宽度方向上间隔布置。三相分相开关的单相开关体积较小，通过间隔并列布置，占用空间小，能够为其他电气设备预留更多布置空间。

进一步地，三相分相开关设备包含有避雷器，各相分相开关设备所含的避雷器独立安装在车体上且对应于各相分相开关设备的出线套管布置。将避雷器与各相分相开关分离设置，并将其独立布置在车体上，将传统的集成于一体的开关设备分散布置，能够合理利用零散空间，减小了开关设备的整体体积和占用空间，使开关设备各部分组成布置更加紧凑。

进一步地，各相分相开关设备所对应的避雷器均可拆安装在车体上，而在运输时卸下随车运输。这样能够尽可能的避免避雷器在安装状态随车运输过程中因车辆振动颠簸而受损的问题，而且能够降低车辆在行驶过程中占用的高度空间。

另一方面的优化，变压器模块包括主变压器以及站用变压器，这样不仅能够对外应急输出，还可以对变电站自身用电供电。

进一步地，主变压器包括箱体，箱体的长度方向在车体的前后方向延伸，主变压器的散热器处于箱体宽度方向的两侧，站用变压器处于主变压器的一侧且与该侧的散热器前后布置。这种布置方式使变压器模块整体结构紧凑，占用空间小，整个模块的重心处于中部，而且方便对站用变压器进行维修、调试操作。

作为另一方面的优化设计，所述低压配电模块为预制舱模块，采用预制舱模块使低压配电模块整体集成化程度高，在装卸、连接、调试等环节操作方便，提升了应急情况的使用效果。

进一步地，预制舱模块包括舱体以及布置在舱体内的10kV开关柜和35kV开关柜，布置两种电压等级的开关柜，使变电站具备110/35/10kV、110/35kV、110/10kV、35/10kV四种运行方式，能够完全满足目前电网变电使用需求，适用场合和使用环境较广。

进一步地，所述10kV开关柜和35kV开关柜在车体的宽度方向上并列布置，这样布置不仅能够缩短两个开关柜与主变压器之间的电连接长度，而且也不占用更多的车长空间，有助于缩减车长尺寸。

进一步地，主变压器与10kV开关柜之间采用母线配合穿墙套管连接，主变压器与35kV开关柜之间采用电缆连接。针对两个不同电压等级的开关柜采用两种不同的电连接方式，兼顾了连接便捷性、绝缘要求和成本。

附图说明

图1为本发明的车载移动式变电站的实施例一的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图中：1-车体；2-预制舱模块；20-10kV开关柜；201-穿墙套管；202-电缆；21-35kV开关柜；203-屏柜；30-主变压器；31-站用变压器；311-低压断路器CT模块；301-散热器；40-分相开关设备；41-出线套管；42-避雷器；43-绝缘气体回收装置；44-在线监测模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的车载移动式变电站的具体实施例一：

如图1-2所示，车载移动式变电站包括车体1以及安装在车体1上的变电站电气设备。本发明通过对变电站电气设备的集成设计以及整体布局，使变电站的全部设备能够集成于一辆车的车体上，增加了整站装备的整体集成性，具有独立生存能力强、机动灵活、布设快速、易于扩展等优点。

具体地，布置在车体上的变电站电气设备包括110kV配电模块、变压器模块及低压配电模块等。110kV配电模块布置在车体的一端，低压配电模块布置在车体的另一端，变压器模块布置在车体的中部，处于110kV配电模块和低压配电模块之间的位置。

110kV配电模块包括三相分相开关设备40，且三相分相开关设备40在车体宽度方向上间隔布置。每相的一次开关均安装在气体绝缘金属封闭气室内，气室内充有六氟化硫绝缘气体，一端通过出线套管41引出线，具体地出线套管41可采用空气套管，另一端与变压器模块连接；110kV配电模块还包括电压互感器和避雷器42，电压互感器采用独立式电压互感器，避雷器42同样为独立式设计，分别对应于各分相开关的出线套管41布置，如图2，与中间相分相开关对应的避雷器42布置在车体尾端中部，与左右两侧的分相开关对应的避雷器42布置在车体宽度方向的两侧边缘位置。这样能够合理利用零散空间，减小了开关设备的整体体积和占用空间，使开关设备各部分组成布置更加紧凑。而且考虑到避雷器42需要竖直安装，且其安装结构往往强度不高，为了避免在变电站运送过程中车辆的振动或颠簸导致避雷器安装结构受损破坏，本实施例中，优选地将避雷器设置为方便拆装的可拆安装形式，这样在变电站运送过程中可将避雷器卸下随车运输，在使用时装上保护开关设备。

变压器模块包括主变压器30以及站用变压器31。变压器功能模块可根据用户需求选择冷却、调压方式及阻抗电压等不同变压器。本实施例中，主变压器30采用三相三绕组无载调压变压器，110±3x2.5%/35 /10kV 40/40/20MVA，ONAF冷却方式，绝缘介质采用植物油（天然酯），运行环境温度为-20℃~40℃，根据不同系统情况，运行方式有四种：110/35/10kV、110/35kV、110/10kV、35/10kV。在主变压器30两端，分别是110kV、35kV和10kV出线。主变压器30的110kV侧和35kV侧出线采用油气套管，分别与110kV和35kV开关设备直接连接，最终采用复合绝缘空气套管出线；接线方式均为变压器-断路器单元接线，在出线端配置隔离-接地三工位开关，采用套管式电流互感器。10kV出线采用空气套管，与带独立隔离的高压真空断路器直接连接，采用电缆出线。

车载移动式变电站的站用变压器31与主变压器30采用融合设计，站用变电压器31的低压侧经交流配电箱后一路提供对外应急输出，可提供400V/250kVA的应急电源用于对外供电，另一路接入开关电源的交流配电单元、整流模块，经整流后变换为直流电源，该直流电源通过开关电源的直流配电单元给自动化通信设备供电，同时给蓄电池充电。

主变压器30包括油箱，油箱的长度方向在车体的前后方向延伸，主变压器30的散热器301布置在油箱的两侧，处于车体宽度方向的边缘位置，位于油箱一侧的散热器301的长度较另一侧的短，从而预留出安装站用变压器31的车体空间。站用变压器31的外侧，即靠近车体宽度方向的边缘位置布置有低压断路器CT模块311。

主变压器30的背向110kV配电模块的一端，即靠近车体前侧的一端连接低压配电模块。本实施例中，低压配电模块采用预制舱模块2，预制舱模块2包括舱体以及安装在舱体内的低压开关柜和屏柜203，预制舱模块的舱体在车宽方向的一侧设有舱门，以供操作人员进出。预制舱内的低压开关柜采用空气绝缘柜，具体包括10kV开关柜20和35kV开关柜21，两个电压等级不同的开关柜分别在车体宽度方向上间隔布置，屏柜203在前后方向上与两个开关柜相对布置，且屏柜203与两个开关柜之间形成供操作人员行走的过道。两个电压等级不同的开关柜在车宽方向上间隔布置，使得两个开关柜距离主变压器端部的距离都较近，这样便于实现两个开关柜与主变压器之间的电连接。

具体地，35kV开关柜的进线采用一根长寿命特种橡胶电缆与主变压器30端部的插拔式电缆底座相连后，自35kV开关柜的底部接入，能够保证较好的绝缘性能；35kV开关柜的电缆出线采用KP3#插拔头侧出线后自底部引出。10kV开关柜采用空气绝缘的金属铠装手车式开关柜，10kV开关柜20的顶部使用三相共箱绝缘铜排母线与10kV穿墙套管201连接，外部通过导体连接穿墙套管201内的母线以及主变压器30的10kV顶部空气绝缘瓷套管，这种连接方式在保证绝缘需求的前提下，导电体用料少，成本低；10kV开关柜20的底部为10kV多根电缆出线，并在底部集成10kV电压互感器和避雷器。常规海拔高度（不大于2000m）下，10kV开关柜采用空气绝缘方式，电缆附件成本较低，可适应大电流工况。

此外，本发明的车载移动式变电站还包括在线检测模块44以及绝缘气体回收模块43，在线监测模块44包括主变油色谱在线监测装置、主变铁芯接地监测装置、避雷器接地电流检测装置以及局放监测装置。在线检测模块44以及绝缘气体回收模块43均布置在分相开关设备的侧边、车体的边缘位置，且分别处于车体的两侧位置。

本发明的车载移动式变电站通过合理的布局，使变电站的体积较大、重量较重的主要工作模块处于车体的中部位置，使变电站的体积较小、重量相对较轻的辅助工作模块处于车体的靠近外侧位置的零散空间中，整体布局紧凑合理，实现了将110kV变电站集成在一辆车上，大大提高了变电站的机动性和使用的便捷性，提升了变电站在紧急状态下快速恢复供电的能力。

当然，本发明的车载移动式变电站并不仅限于上述事实方式，以下还列举了其他几种不同的实施方式。

例如在其他实施方式中，与上述的实施例一不同的是，110kV配电模块的一次开关设备采用三相共箱开关设备，此时一次开关设备整体性和模块化程度更好。

例如在其他实施方式中，与上述的实施例一不同的是，110kV配电模块的避雷器也可以不可拆的固定安装在车体上，或者集成在一次开关设备上，此时加强避雷器的安装结构即可，这样整个110kV配电模块的整体性更好，便于向车体上安装。

再例如在其他实施方式中，与上述实施例一不同的是，变压器模块包括的主变压器和站用变压器分别独立布置，占用变压器可以布置在主变压器的一端位置，相应地需要调整低压配电模块的结构和布置位置。

或者在其他实施方式中，与上述实施例一不同的是，低压配电模块可以不采用预制舱模块，包括独立的开关柜和控制柜，开关柜和控制柜独立安装在车体上；再或者在其他实施方式中，低压配电模块可以仅包括一个电压等级的开关柜，例如仅包括10kV开关柜，或者仅包括35kV开关柜。

再或者，与实施例一不同的实施例中，预制舱模块中的两个电压等级不同的开关柜在车体的前后方向上间隔布置，屏柜也可以与两个开关柜在车宽方向上相对布置，两个开关柜可以通过电缆与主变压器连接。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载移动式变电站，包括：

车体；

110kV配电模块；

变压器模块；

低压配电模块；

其特征是，

110kV配电模块布置在车体的一端；低压配电模块布置在车体的另一端，变压器模块布置在车体的中部，处于110kV配电模块和低压配电模块之间的位置。

2.根据权利要求1所述的车载移动式变电站，其特征是，所述110kV配电模块采用三相分相开关设备，且三相分相开关设备在车体宽度方向上间隔布置。

3.根据权利要求2所述的车载移动式变电站，其特征是，三相分相开关设备包含有避雷器，各相分相开关设备所含的避雷器独立安装在车体上且对应于各相分相开关设备的出线套管布置。

4.根据权利要求3所述的车载移动式变电站，其特征是，各相分相开关设备所对应的避雷器均可拆安装在车体上，而在运输时卸下随车运输。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的车载移动式变电站，其特征是，变压器模块包括主变压器以及站用变压器。

6.根据权利要求5所述的车载移动式变电站，其特征是，主变压器包括箱体，箱体的长度方向在车体的前后方向延伸，主变压器的散热器处于箱体宽度方向的两侧，站用变压器处于主变压器的一侧且与该侧的散热器前后布置。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的车载移动式变电站，其特征是，所述低压配电模块为预制舱模块。

8.根据权利要求7所述的车载移动式变电站，其特征是，预制舱模块包括舱体以及布置在舱体内的10kV开关柜和35kV开关柜。

9.根据权利要求8所述的车载移动式变电站，其特征是，所述10kV开关柜和35kV开关柜在车体的宽度方向上并列布置。

10.根据权利要求9所述的车载移动式变电站，其特征是，主变压器与10kV开关柜之间采用母线配合穿墙套管连接，主变压器与35kV开关柜之间采用电缆连接。

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