CN112217118B - 一种风电箱变专用紧凑型高压隔室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电箱变专用紧凑型高压隔室，其包括柜体本体，柜体本体内形成有多个空间结构，柜体本体的上端开设有内部燃弧压力释放通道；空间包括集成有真空断路器的第一空间，在第一空间内设有操作连锁机构，操作连锁机构分别与接地开关和隔离开关连接；隔离开关位于真空断路器的一侧，接地开关设在位于第一空间上方的第二空间内；接地开关与避雷器和电流互感器相接；电流互感器通过的熔断器与电压互感器连接，柜体本体上设有穿墙套管，电流互感器与穿墙套管之间设有高压传感器，在柜体本体上开设有活动封板。该风电箱变专用紧凑型高压隔室提高了保护、测控功能的完备性和可靠性，安全性能高，整体结构体积小，满足小型化发展的需要。

Description

一种风电箱变专用紧凑型高压隔室

技术领域

本发明涉及发电配电领域，具体涉及一种风电箱变专用紧凑型高压隔室。

背景技术

随着新能源技术的发展，风力发电单机容量快速上升，因此，用于每个风塔与35Kv集电线之间升压及测控和保护的箱式变电站的容量也随之增大，其常具备较大的体积，安装运输、使用及早期设备的维护改造都存在着极大地不变，且安全性能和稳定性能也有待提高。故安全可靠，维护方便、又满足小型化发展的需要的风电箱变结构，已成为风力发电行业的迫切需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电箱变专用紧凑型高压隔室，以解决上述提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风电箱变专用紧凑型高压隔室，其包括柜体本体和位于柜体本体内的各电气元件；柜体本体内形成有多个集成有电气元件的空间结构，并在柜体本体的上端还开设有一内部燃弧压力释放通道；空间包括集成有真空断路器的第一空间，在第一空间内设置有操作连锁机构，操作连锁机构分别与位于柜体本体内的接地开关和隔离开关进行连接。

隔离开关位于真空断路器的一侧，接地开关设置在位于第一空间上方的第二空间内；接地开关还与设置在第二空间内的避雷器和电流互感器相接；电流互感器通过的熔断器与电压互感器进行连接，柜体本体的侧壁上、位于电压互感器的上方设有一穿墙套管，电流互感器与穿墙套管之间的连接线路上设置有高压传感器，在柜体本体上、对应于第一空间和第二空间的位置处还开设有活动封板。

进一步地，柜体本体内还设有一第三空间，第三空间位于第二空间的一旁，且与第二空间连通；电流互感器安装在第二空间与第三空间连通的通道处，熔断器、电压互感器和穿墙套管设置在第三空间内。

进一步地，第三空间内还设置有一次消谐器，一次消谐器与电压互感器进行连接。

进一步地，活动封板为两个，且对应设置在第三空间以及位于第一空间背端的柜壁上，活动封板与柜体本体可拆卸安装。

进一步地，位于第一空间内的真空断路器顶部的一次出线部与接地开关连接，真空断路器中部的二次出线部与隔离开关进行连接；真空断路器采用为手车式真空断路器的结构形式，并在其下端安装有活动轮。

进一步地，柜体本体还设置有第四空间，第四空间作为独立仪表室，位于第二空间的另一旁，在柜体本体上、位于第四空间的位置处独立安装有仪表门。

进一步地，柜体本体上还设置有用于观察柜体本体内部情况的观察视窗，观察视窗为两个，且对应设置在位于第一空间和第二空间的位置处。

进一步地，柜体本体的下端、位于第一空间的位置处开设有一次电缆孔和二次电缆孔，一次电缆孔靠近于隔离开关的位置处，二次电缆孔靠近于真空断路器的位置处。

进一步地，一次电缆孔为三个，且等间隔分布在柜体本体的下端，并在一次电缆孔的位置处设置有一次电缆夹。

进一步地，柜体本体上还设置有用于显示避雷器放电记录的避雷器放电记录仪。

本发明的有益效果为：该风电箱变专用紧凑型高压隔室通过对其内部电气元件的设计与柜体本体内整体布局的优化设置，不仅消除现有结构的缺陷和人身、设备安全隐患，提高了保护、测控功能的完备性和可靠性，安全性能高；还能够紧凑整体结构体积，满足小型化发展的需要；且实现整体的可靠性、维修性及保障性，有力地促进行业技术和服务水平的提高。在生产过程中，也极大地方便了箱变整机生产，促进箱变整机的摸块化设计，专业化、标准化生产，提升质量、缩短周期，降低成本。

附图说明

图1示意性地给出了风电箱变专用紧凑型高压隔室的内部结构示意图。

图2示意性地给出了风电箱变专用紧凑型高压隔室的外部结构示意图。

图3示意性地给出了风电箱变专用紧凑型高压隔室的底部结构示意图。

图4示意性地给出了风电箱变专用紧凑型高压隔室的接地开关与隔离开关断开时的结构示意图。

其中：1、柜体本体；2、柜主接地件；3、空间；31、第一空间；32、第二空间；33、第三空间；34、第四空间；4、内部燃弧压力释放通道；5、真空断路器；51、一次出线部；52、二次出线部；53、活动轮；6、操作连锁机构；7、接地开关；8、隔离开关；9、避雷器；10、电流互感器；11、熔断器；12、电压互感器；13、穿墙套管；14、高压传感器；15、活动封板；16、一次消谐器；17、仪表门；18、观察视窗；19、一次电缆孔；20、二次电缆孔；21、一次电缆夹；22、避雷器放电记录仪。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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。

且为了简单起见，以下内容省略了本领域技术人员所知晓的技术常识。

以下结合实施例进行具体说明。

如图1~图4所示，根据本发明申请的一种实施方式，给出了一种风电箱变专用紧凑型高压隔室，以满足小型化、维护便捷，安全可靠的使用需要。在使用时，其可与变压器室和低压室配套使用，共同组成完整的箱式变电站。

该风电箱变专用紧凑型高压隔室包括柜体本体1和位于柜体本体1内的各电气元件。在柜体本体1内形成有多个空间3结构，在每个空间3内均集成有各自的电气元件，形成多模块式设计，有利于实现空间3间快速组合。在生产过程中，其极大地方便了箱变整机生产，促进箱变整机的摸块化设计，专业化、标准化生产，提升质量、缩短周期，降低成本。

且在柜体本体1的上端还开设有一内部燃弧压力释放通道4，柜体本体1内部的内燃弧故障时，产生的高压高温气体可以及时通过该内部燃弧压力释放通道4进行压力的释放，能有效限制内燃弧故障的进一步升级，造成严重的热效应，进而提高了设备的安全可靠性能，有利确保周边电力设施安全及维护人员的安全。

同时，还可在柜体本体1上、位于内部燃弧压力释放通道4处安装通道板，通道板可采用金属网板的形式，即可在扣合时也能起到一定的泄压作用，又能在一定程度上阻挡灰尘的进入；当热量较高时，可直接打开该金属网板，敞开内部燃弧压力释放通道4。

该风电箱变专用紧凑型高压隔室的空间3包括第一空间31，第一空间31内集成有真空断路器5，真空断路器5可采用型号为SEAC4-40.5的真空断路器5，其采用专用的真空断路器5替代现有“熔断器11+负荷开关”的形式，功能性更佳，且集成度高，满足小型化发展的需要。

且位于第一空间31内的真空断路器5顶部的一次出线部51与接地开关7连接，真空断路器5中部的二次出线部52与隔离开关8进行连接。其中，真空断路器5可采用为手车式真空断路器5的结构形式，并在其下端安装有活动轮53，便于推进推出安装替换即检修等。

在第一空间31内设置有操作连锁机构6，且由于操作连锁机构6已经属于较成熟的技术结构，是本领域工作人员所熟知的设备，因此，在此不对其做具体赘述。该操作连锁机构6分别与位于柜体本体1内的接地开关7和隔离开关8进行连接，操作控制接地开关7和隔离开关8的通断，使其既具备完备的机械电气联锁功能，各元件之间又相互独立，互不干涉，结构集成度高，满足小型化布置的需要。

具体地，将隔离开关8设置在真空断路器5的一侧，隔离开关8也集成在第一空间31内。而接地开关7设置在第二空间32内，其中第二空间32位于第一空间31上方，节省用地空间，并且，还在第二空间32内设有避雷器9和电流互感器10，接地开关7与避雷器9和电流互感器10相接。

在本申请中，电流互感器10通过的熔断器11与电压互感器12进行连接；在柜体本体1的侧壁上、位于电压互感器12的上方设有一穿墙套管13，电流互感器10与穿墙套管13之间的连接线路上还设置有高压传感器14，提高保护、测控功能的完备性和可靠性；该申请设计通过对第一空间31和第二空间32的设计，以及其内部电气元件的布局，实现了整体体积的小型化设计。

在柜体本体1上、对应于第一空间31和第二空间32的位置处还开设有活动封板15，其中活动封板15可拆卸的安装在柜体本体1上，并且在安装处还设置有密封圈，用于密封安装间隙。

在实际操作中，可根据需要采用焊接式柜体机构，采用型号为HVC-40.5的柜体本体1设计，其整体结构设计能够满足污秽严酷度分级标准，令外壳防护等级达到IP4X。

当然，在柜体本体1上还设置有观察视窗18，用于观察柜体本体1内部情况；并且，可配合设置地，令观察视窗18为两个，且对应设置在位于第一空间31和第二空间32的位置处。

可通过观察视窗18分别对第一空间31和第二空间32内部进行观察，当需要进行某一电气元件的检修时，可打开其所安装空间3对应的活动封板15，进行观察检修，容易分空间3的进行日常维护保养和检测。消除了现有个别组合式结构，即断路器和开关元件组合安装于一个操作机构框架之上，这一的结构缺陷和对运行维护人员、设备安全隐患。

该风电箱变专用紧凑型高压隔室通过对其内部电气元件的设计与柜体本体1内整体布局的优化设置，不仅消除现有结构的缺陷和人身、设备安全隐患，提高了保护、测控功能的完备性和可靠性，安全性能高；还能够紧凑整体结构体积，满足小型化发展的需要；且实现整体的可靠性、维修性及保障性，有力地促进行业技术和服务水平的提高。

在上述实施方式的基础上，还可作为一种优选实施方式，即在柜体本体1内还设有一第三空间33，令第三空间33位于第二空间32的一旁，且与第二空间32连通，当然，第三空间33也位于第一空间31的上方。

并且，为优化柜体内部电气元件的布局设计，紧凑整体体积，可将电流互感器10安装在第二空间32与第三空间33连通的通道处，而将熔断器11、电压互感器12和穿墙套管13设置在第三空间33内。配合地，可将活动封板15设置为两个，且对应设置在第三空间33以及位于第一空间31背端的柜壁上，并且活动封板15与柜体本体1可拆卸安装。

在第三空间33内还设置有一次消谐器16，一次消谐器16与电压互感器12进行连接，用于消除电压互感器12的谐振。同时，还可柜体本体1的面板上设置有避雷器放电记录仪22，用于显示避雷器9放电记录。

该风电箱变专用紧凑型高压隔室的内部测控保护功能强大完善，随着风力发电单机容量的不断上升，能为变压器、风机及高压线路提供了更加完备、可靠的测控、保护功能，其其具有重合闸能力，机械寿命能成倍提高，且使用维护成本大幅降低。

在本发明申请设计中，还可给出一种优选实施方式，具体地，在柜体本体1内还设置有第四空间34，第四空间34位于第二空间32的另一旁，并也位于第一空间31的上方位置；其中，第四空间34用于作为独立的仪表室，便于进一步扩展实现整体的智能化配置，且可配置人机界面，提高操作便捷性。

且在柜体本体1上、位于第四空间34的位置处独立安装有仪表门17，其仪表门17独立安装在柜体本体1上、位于第四空间34的位置处，即对位于第四空间34内的仪表进行保护，又便于单独对位于仪表门17内的仪表进行单独的检修等。

根据一种本发明的优化结构设计，在柜体本体1的下端、位于第一空间31的位置处开设有一次电缆孔19和二次电缆孔20，且一次电缆孔19靠近于隔离开关8的位置处，二次电缆孔20靠近于真空断路器5的位置处。

一次电缆孔19和二次电缆孔20分别开设在柜体本体1下端的两侧，形成二次位置处的电缆连接，实现两个不同进馈线回路的连接，提高了电力供配的连续性、可靠性，且布置简明，更显灵活性和经济性。

其中，一次电缆孔19可为三个，且等间隔分布在柜体本体1的下端；并且，还在一次电缆孔19的位置处设置有一次电缆夹21，提高连接定位性能。当然，在柜体本体1上还可设置一柜主接地件2，作为柜体本体1内的主接地部位，各电气元件的接地端均可集成连接该柜主接地件2，紧凑性佳，集成度高。

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”、“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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风电箱变专用紧凑型高压隔室，包括柜体本体(1)和位于所述柜体本体(1)内的各电气元件；其特征在于：所述柜体本体(1)内形成有多个用于集成有电气元件的空间(3)结构，并在柜体本体(1)的上端还开设有一内部燃弧压力释放通道(4)；所述空间(3)包括集成有真空断路器(5)的第一空间(31)，在第一空间(31)内设置有操作连锁机构(6)，所述操作连锁机构(6)分别与位于柜体本体(1)内的接地开关(7)和隔离开关(8)进行连接；

所述隔离开关(8)位于真空断路器(5)的一侧，所述接地开关(7)设置在位于第一空间(31)上方的第二空间(32)内；所述接地开关(7)还与设置在第二空间(32)内的避雷器(9)和电流互感器(10)相接；

所述电流互感器(10)通过的熔断器(11)与电压互感器(12)进行连接，所述柜体本体(1)的侧壁上、位于电压互感器(12)的上方设有一穿墙套管(13)，所述电流互感器(10)与穿墙套管(13)之间的连接线路上设置有高压传感器 (14)，在所述柜体本体(1)上、对应于第一空间(31)和第二空间(32)的位置处还开设有活动封板(15)。

2.根据权利要求1所述的风电箱变专用紧凑型高压隔室，其特征在于：位于第一空间(31)内的真空断路器(5)顶部的一次出线部(51)与所述接地开关(7)连接，真空断路器(5)中部的二次出线部(52)与所述隔离开关(8)进行连接；所述真空断路器(5)采用为手车式真空断路器的结构形式，并在其下端安装有活动轮(53)。

3.根据权利要求1所述的风电箱变专用紧凑型高压隔室，其特征在于：所述柜体本体(1)上还设置有用于观察柜体本体(1)内部情况的观察视窗(18)，

所述观察视窗(18)为两个，且对应设置在位于第一空间(31)和第二空间(32)

的位置处。

4.根据权利要求1所述的风电箱变专用紧凑型高压隔室，其特征在于：所述柜体本体(1)的下端、位于第一空间(31)的位置处开设有一次电缆孔(19)和二次电缆孔(20)，所述一次电缆孔(19)靠近于所述隔离开关(8)的位置处，所述二次电缆孔(20)靠近于所述真空断路器(5)的位置处。

5.根据权利要求4所述的风电箱变专用紧凑型高压隔室，其特征在于：所述一次电缆孔(19)为三个，且等间隔分布在所述柜体本体(1)的下端，并在一次电缆孔(19)的位置处设置有一次电缆夹(21)。

6.根据权利要求1所述的风电箱变专用紧凑型高压隔室，其特征在于：所述柜体本体(1)上还设置有用于显示避雷器(9)放电记录的避雷器放电记录仪(22)。

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