CN112186898A - 一种智能化箱式变电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能化箱式变电站，包括电连接的高压单元、变压器单元和低压单元和控制单元；所述高压单元为SF6环网柜；所述变压器单元为干式变压器或油浸式变压器；所述低压单元包括进线柜、馈出柜、电容补偿柜等；所述控制单元包括通讯控制连接的智能仪表模块和中控模块；所述智能仪表模块用于现场数据的采集和通讯命令的实施，所述智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元、低压单元上；所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块。其结构简单，采用智能化设计，便于变电站的远程监控和管理，提高了箱式变电站供电的可靠性、安全性，提高了电能质量。

Description

一种智能化箱式变电站
技术领域
本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种智能化箱式变电站。
背景技术
随着现代工业的连续生产和人民生活水平的日益提高，电力用户对电能质量和供电可靠性要求越来越高。做为直接面向用户的终端配电成套产品，箱式变电站以其成套性强、投资见效快，体积小、占地少，可深入负荷中心、提高末端电能质量，安装使用方便，易与周围环境相协调等优点获得了快速的发展和广泛的应用。
但是现有的箱式变电站智能化程度不足，不方便远程监控和管理，需要人工巡检，耗费了大量的人力资源，降低了电能质量。
发明内容
本发明旨在提供一种智能化箱式变电站，很好的解决了上述问题，其结构简单，采用智能化设计，便于变电站的远程监控和管理，提高了箱式变电站供电的可靠性、安全性，提高了电能质量。
本发明的技术方案是一种智能化箱式变电站，包括电连接的高压单元、变压器单元和低压单元和控制单元；
所述高压单元为SF6环网柜；
所述变压器单元为干式变压器或油浸式变压器；
所述低压单元包括进线柜、馈出柜、电容补偿柜等；
所述控制单元包括通讯控制连接的智能仪表模块和中控模块；
所述智能仪表模块用于现场数据的采集和通讯命令的实施，所述智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元、低压单元上；
所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块。
进一步的，所述智能仪表模块与中控模块通过网络通讯控制器通讯控制连接。
进一步的，所述中控模块与智能仪表模块、智能仪表模块之间采用串行通讯方式，网络接口采用RS485标准接口。
进一步的，所述智能仪表模块之间采用双绞线为传输介质，所述智能仪表模块与中控模块之间距离为1200米以内采用双绞线传输，距离为1200米以外采用无线传输。
进一步的，所述智能仪表模块包括各单元通讯仪表遥测控制、断路器遥测控制。
进一步的，还包括工作电源，所述工作电源为加装在SF6环网柜进线回路上的电压互感器，所述电压互感器二次侧引出220V电压。
进一步的，所述变压器单元为干式变压器，所述干式变压器包括底座，所述底座上安装有三个变压器主体，三个所述变压器主体内设置有铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，三个所述变压器主体均设置有散热组件，所述散热组件包括套装在变压器主体外的组合式风筒，所述组合式风筒与变压器主体之间通过轴承转动连接，所述组合式风筒由三片弧形筒片组成，三片所述弧形筒片之间通过相互适配的插销和插槽固定连接，所述弧形筒片中部竖直设置有导流板，所述导流板与弧形筒片连接处设置有进风口。
进一步的，所述轴承的内圈套接在变压器主体上并与变压器主体固定连接，所述轴承外圈上设置有连接螺帽，所述连接螺帽与轴承外圈转动连接，所述弧形筒片内侧设置有与连接螺帽适配的连接螺杆；所述组合式风筒外壁设置有环形槽，所述环形槽内设置有锁紧箍；每个所述变压器主体上均设置有两个轴承，两个轴承分别位于所述变压器主体的上下两端，所述组合式风筒上下两端均通过轴承与变压器主体转动连接。
进一步的，所述组合式风筒底部固定连接有转动轮，所述转动轮与组合式风筒同轴设置，所述转动轮动力连接有驱动电机；所述组合式风筒内壁设置有螺旋导流片。
进一步的，所述变压器主体上安装有温度感应器，所述温度感应器、驱动电机与中控模块通讯控制连接，所述中控模块接收温度感应器发出的温度数据，并根据温度数据控制驱动电机的开关以及转速。
本发明的有益效果是：
1).本发明将控制单元的智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元和低压单元用于现场数据的采集和通讯命令的实施，且采用所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块，使中控模块具有了远程收集实时数据以及操控的能力，保证了供电的连续性，提高了供电可靠性和电能质量、实现了无人值守和远程监控与管理；
2).针对变压器单元中的干式变压器散热不均匀的情况，采用了可转动的组合式风筒进行旋转散热，使其散热均匀，同时中控模块能够实时监测控制变压器的温度，保证了使用的安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明第二种实施例中干式变压器的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大示意图；
图4为本发明中弧形筒片的平面展开结构示意图；
图5为本发明中组合式风筒的结构示意图；
图中：1、底座；2、变压器主体；3、组合式风筒；31、弧形筒片；32、插销；33、插槽；34、导流板；35、进风口；36、环形槽；37、锁紧箍；38、螺旋导流片；4、轴承；41、连接螺帽；42、连接螺杆； 5、转动轮；6、驱动电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：如图1所示，本发明提供了一种智能化箱式变电站，包括电连接的高压单元、变压器单元和低压单元和控制单元；所述高压单元为SF6环网柜；所述变压器单元为干式变压器或油浸式变压器；所述低压单元包括进线柜、馈出柜、电容补偿柜等；所述控制单元包括通讯控制连接的智能仪表模块和中控模块；所述智能仪表模块用于现场数据的采集和通讯命令的实施，所述智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元、低压单元上；所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块。
所述智能仪表模块与中控模块通过网络通讯控制器通讯控制连接。所述中控模块与智能仪表模块、智能仪表模块之间采用串行通讯方式，网络接口采用RS485标准接口。所述智能仪表模块之间采用双绞线为传输介质，所述智能仪表模块与中控模块之间距离为1200米以内采用双绞线传输，距离为1200米以外采用无线传输。所述智能仪表模块包括各单元通讯仪表遥测控制、断路器遥测控制。智能仪表模块主要包括SF6环网开关柜通讯仪表的遥测，三相电流遥信，熔断器跳闸指示、负荷开关与接地开关位置指示、短路及接地故障指示、变压器超温报警/跳闸、瓦斯保护等。中控模块还用于远程读取测量值/电流、电压、有功/无功功率、功率因数、有功/无功电能、频率、谐波等，远程监视断路器的状态，并获取故障原因、时间和数值遥控，远程分合短路器等等。
还包括工作电源，所述工作电源为加装在SF6环网柜进线回路上的电压互感器，所述电压互感器二次侧引出220V电压。
本发明将控制单元的智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元和低压单元用于现场数据的采集和通讯命令的实施，且采用所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块，使中控模块具有了远程收集实时数据以及操控的能力，保证了供电的连续性，提高了供电可靠性和电能质量、实现了无人值守和远程监控与管理。
实施例二：如图2-5所示，在实施例一的基础上，所述变压器单元为干式变压器，所述干式变压器包括底座1，所述底座1上安装有三个变压器主体2，三个所述变压器主体2内设置有铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，三个所述变压器主体2均设置有散热组件，所述散热组件包括套装在变压器主体2外的组合式风筒3，所述组合式风筒3与变压器主体2之间通过轴承4转动连接，所述组合式风筒3由三片弧形筒片31组成，三片所述弧形筒片31之间通过相互适配的插销32和插槽33固定连接，所述弧形筒片31中部竖直设置有导流板34，所述导流板34与弧形筒片31连接处设置有进风口35。
所述轴承4的内圈套接在变压器主体2上并与变压器主体2固定连接，所述轴承4外圈上设置有连接螺帽41，所述连接螺帽41与轴承4外圈转动连接，所述弧形筒片31内侧设置有与连接螺帽41适配的连接螺杆42；所述组合式风筒3外壁设置有环形槽36，所述环形槽36内设置有锁紧箍37；锁紧箍37放置在环形槽36内，锁紧箍37可以将三片组装好的弧形筒片31进一步锁紧，避免其在转动时变形损坏，保证了使用的安全。每个所述变压器主体2上均设置有两个轴承4，两个轴承4分别位于所述变压器主体2的上下两端，所述组合式风筒3上下两端均通过轴承4与变压器主体2转动连接。两个轴承4的设计，使组合式风筒3在变压器主体2上的连接和转动平稳。
三片弧形筒片31，每片为夹角120°的扇形，三片组成一个圆形的组合式风筒3，弧形筒片31的端面设置有相互适配的插槽33与插销32，三片弧形筒片31可以通过插销32插槽33连接固定。而轴承4外圈与组合式风筒3之间的连接，即轴承4外圈与弧形筒片31之间的连接，通过连接螺帽41和连接螺杆42进行。连接螺杆42一端与弧形筒片31内壁固定连接，连接螺杆42另一端朝向变压器主体2中轴线，连接螺帽41的尾端与轴承4外圈转动连接，其具体结构可以为连接螺帽41尾端设置转动轴，轴承4外圈上设置转动槽，转动轴插入转动槽内，转动轴端部还设置有挡圈，避免转动轴从转动槽内掉落，使连接螺帽41可以在轴承4上转动。连接螺帽41通过螺纹与连接螺杆42连接，转动连接螺帽41时，使连接螺杆42端部进入连接螺帽41，当到达合适位置时，弧形筒片31就与轴承4外圈连接固定了。采用三片弧形筒片31组装式的设计，可以方便的对组合式风筒3进行拆卸，便于对变压器的档位进行调整，因为一般变压器的档位是通过对接线点进行调整而改变的，而接线点一般设计在变压器主体2上。三个变压器主体2之间连接杆的设计，采用从组合式风筒3上部或者下部绕行的方式进行连接，连接杆不会阻挡连接螺杆42等的正常转动，避免了连接杆对组合式风筒3转动的影响。
所述导流板34与组合式风筒3的切线之间的夹角为10°-45°，所述进风口35与导流板34平行设置。导流板34的长度长于进风口35的长度。即进风口35开设在组合式风筒3与导流板34的连接处，进风口35顺着导流板34开设。
所述组合式风筒3底部固定连接有转动轮 5，所述转动轮 5与组合式风筒3同轴设置，所述转动轮 5动力连接有驱动电机6。即采用驱动电机6带动组合式风筒3主动转动，使组合式风筒3主动绕变压器主体2转动，产生流动的空气，进而带动变压器主体2的热量散发。每一个组合式风筒3的底部均有一个转动轮 5 ，三个转动轮 5 可以由三个驱动电机6带动，也可以由一个驱动电机6同时带动。
所述组合式风筒3内壁设置有螺旋导流片38。螺旋导流片38设置在组合式风筒3的内壁上，当组合式风筒3旋转时，螺旋导流片38对组合式风筒3内部的空气进行导流，使其在旋转的同时由下至上或者由上至下移动，方便空气从组合式风筒3的下部进入上部排出或者上部进入下部排出，增加了空气的流动性，进一步提高了散热的效果。三片弧形筒片31上的螺旋导流片38可以首尾对接，不会造成气流的紊乱。而组合式风筒3旋转时，外壁上的导流板34也会带动空气流动，对箱式变电站内进行散热。
即根据干式变压器的特点，在变压器主体2上加装组合式风筒3，便于对变压器均匀散热，也便于对箱式变电站内部进行散热。
所述变压器主体2上安装有温度感应器，所述温度感应器、驱动电机6与中控模块通讯控制连接，所述中控模块接收温度感应器发出的温度数据，并根据温度数据控制驱动电机6的开关以及转速。
本发明针对变压器单元中的干式变压器散热不均匀的情况，采用了可转动的组合式风筒3进行旋转散热，使其散热均匀，同时中控模块能够实时监测控制变压器的温度，保证了使用的安全。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能化箱式变电站，其特征在于：包括电连接的高压单元、变压器单元和低压单元和控制单元；
所述高压单元为SF6环网柜；
所述变压器单元为干式变压器或油浸式变压器；
所述低压单元包括进线柜、馈出柜、电容补偿柜；
所述控制单元包括通讯控制连接的智能仪表模块和中控模块；
所述智能仪表模块用于现场数据的采集和通讯命令的实施，所述智能仪表模块分散安装在高压单元、变压器单元、低压单元上；
所述中控模块用于接收和处理智能仪表模块采集的数据以及控制智能仪表模块。
2.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述智能仪表模块与中控模块通过网络通讯控制器通讯控制连接。
3.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述中控模块与智能仪表模块、智能仪表模块之间采用串行通讯方式，网络接口采用RS485标准接口。
4.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述智能仪表模块之间采用双绞线为传输介质，所述智能仪表模块与中控模块之间距离为1200米以内采用双绞线传输，距离为1200米以外采用无线传输。
5.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述智能仪表模块包括各单元通讯仪表遥测控制、断路器遥测控制。
6.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：还包括工作电源，所述工作电源为加装在SF6环网柜进线回路上的电压互感器，所述电压互感器二次侧引出220V电压。
7.根据权利要求1所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述变压器单元为干式变压器，所述干式变压器包括底座(1)，所述底座(1)上安装有三个变压器主体(2)，三个所述变压器主体(2)内设置有铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，三个所述变压器主体(2)均设置有散热组件，所述散热组件包括套装在变压器主体(2)外的组合式风筒(3)，所述组合式风筒(3)与变压器主体(2)之间通过轴承(4)转动连接，所述组合式风筒(3)由三片弧形筒片(31)组成，三片所述弧形筒片(31)之间通过相互适配的插销(32)和插槽(33)固定连接，所述弧形筒片(31)中部竖直设置有导流板(34)，所述导流板(34)与弧形筒片(31)连接处设置有进风口(35)。
8.根据权利要求7所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述轴承(4)的内圈套接在变压器主体(2)上并与变压器主体(2)固定连接，所述轴承(4)外圈上设置有连接螺帽(41)，所述连接螺帽(41)与轴承(4)外圈转动连接，所述弧形筒片(31)内侧设置有与连接螺帽(41)适配的连接螺杆(42)；所述组合式风筒(3)外壁设置有环形槽(36)，所述环形槽(36)内设置有锁紧箍(37)；每个所述变压器主体(2)上均设置有两个轴承(4)，两个轴承(4)分别位于所述变压器主体(2)的上下两端，所述组合式风筒(3)上下两端均通过轴承(4)与变压器主体(2)转动连接。
9.根据权利要求8所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述组合式风筒(3)底部固定连接有转动轮( 5)，所述转动轮( 5)与组合式风筒(3)同轴设置，所述转动轮( 5)动力连接有驱动电机(6)；所述组合式风筒(3)内壁设置有螺旋导流片(38)。
10.根据权利要求9所述的智能化箱式变电站，其特征在于：所述变压器主体(2)上安装有温度感应器，所述温度感应器、驱动电机(6)与中控模块通讯控制连接，所述中控模块接收温度感应器发出的温度数据，并根据温度数据控制驱动电机(6)的开关以及转速。
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