CN113794142A - 一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器,涉及智能移动变电站设备领域。包括主变压器，主变压器；高压出线，高压出线通过油气套管与主变压器连接；高压开关，高压开关与高压出线连接；中压出线，中压出线安装于主变压器底端一侧，并与主变压器电连接；低压出线，低压出线安装于主变压器顶端一侧，并与主变压器电连接；所用变压器，所用变压器安装于主变压器一侧。本发明将主变压器与所用变压器一体化设计，整个变电站集成在一辆车上，电气设备集成化更高，结构更加紧凑，最大程度减小设备体积，缩短设计和现场安装时间，有效提高其在紧急状态下快速恢复供电能力。

Description

一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器
技术领域
本发明涉及智能移动变电站设备领域，特别涉及一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器。
背景技术
随着国内经济的快速发展，用电量的急增以及用户对供电可靠性要求的不断提高，车载移动变电站在供电系统中得到了日益广泛的应用。
车载移动变电站属电力系统特殊变电站的制造技术领域，根据需要，车载移动变电站由至少两个以上车载设备组成，其中包括高压车载变电设备、中压车载成套设备、车载电容器设备、车载自动化通信设备等。
受道路通过性能及设备尺寸限制，传统移动变电站一般采用两车方案，将高压开关与主变压器放置在一台车上，开关柜、保护及综自设备布置于另一台车上，在实际使用时双车无法独立运行，即使只需要使用主变的应用场景，也需要同时布置两台车才能满足需求，由于整站结构复杂且体积较大，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，且有时受变电站现场条件限制双车方案往往无法完成部署。
为了解决上述技术缺陷，实现现场仅用一车的要求，就需要研究如何充分利用车体空间，通过空间交叉布置尽可能地提高核心变电装置的集成度，从而缩小整站的尺寸，在一台车体上承载110/35/10kV、40MVA移动变电站的全部模块,使变电站具备单车运行能力。
因此，有必要提供一种将主变压器与所用变压器一体化设计，将整个变电站集成在一辆车上，电气设备集成化更高，结构更加紧凑，最大程度减小设备体积，缩短设计和现场安装时间，有效提高其在紧急状态下快速恢复供电能力的面向车载移动变电站的高集成一体化变压器。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，包括：
主变压器；
高压出线，所述高压出线通过油气套管与所述主变压器连接；
高压开关，所述高压开关与所述高压出线电连接；
中压出线，所述中压出线安装于所述主变压器底端一侧，并与所述主变压器电连接；
低压出线，所述低压出线安装于所述主变压器顶端一侧，并与所述主变压器电连接；
所用变压器，所述所用变压器安装于所述主变压器一侧，并与所述主变压器电连接。
进一步地，所述中压出线竖直向下布置，所述低压出线的竖直向上布置。
进一步地，还包括油枕和灭弧室，所述油枕安装于所述主变压器顶端，并与所述主变压器和所述所用变压器管路连接；所述灭弧室安装于所述主变压器两侧。
进一步地，所述主变压器和所述油枕内部的绝缘液均采用合成酯绝缘液。
进一步地，所述主变压器采用小直径铁芯。
进一步地，所述油气套管包括油伸缩管和法兰盘，所述油伸缩管安装于所述主变压器一侧，所述法兰盘一端与所述油伸缩管刚性连接，另一端与所述高压出线连接。
进一步地，所述所用变压器顶端设置有所变10kv套管和所变400kv套管，所述所变10kv套管与所述低压出线交错布置。
进一步地，所述主变压器一侧设置有支撑肋和底板，所述支撑肋连接于所述主变压器一侧，所述底板一侧与所述主变压器连接，底端与所述支撑肋连接，所述所用变压器安装于所述底板顶端。
进一步地，所述低压出线外侧套设有空气绝缘套管，所述中压出线外侧连接有插拔座。
进一步地，还包括主变压器中性点，所述主变压器中性点设置于所述主变压器顶端靠近所述高压出线的一侧，所述主变压器中性点套设有主变中性点套管。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器将主变压器与所用变压器一体化设计，将整个变电站集成在一辆车上，电气设备集成化更高，结构更加紧凑，最大程度减小设备体积，缩短设计和现场安装时间，有效提高其在紧急状态下快速恢复供电能力的面向车载移动变电站的高集成一体化变压器。
附图说明
图1为本发明一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器立体图。
图2为本发明一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器主视图。
图3为图2的部分放大图。
图4为本发明一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器的主变压器与高压开关连接结构图。
其中，图中：
1-中压出线；2-共用箱壁；3-支撑肋；4-底板；5-所用变压器；6-所变10kv套管；7-所变400kv套管；8-低压出线；9-油枕；10-主变中性点套管；11-油伸缩管；12-高压出线；13-主变压器；14-高压开关；15-灭弧室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一
结合图1-4本实施例提供了一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，包括主变压器13、高压出线12、高压开关14、中压出线1、低压出线8和所用变压器5，所述高压出线12通过油气套管与所述主变压器13连接；所述高压开关14与所述高压出线12电连接；所述中压出线1安装于所述主变压器13底端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述低压出线8安装于所述主变压器13顶端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述所用变压器5安装于所述主变压器13一侧，并与所述主变压器13电连接。
所述油气套管包括油伸缩管11和法兰盘，所述油伸缩管11安装于所述主变压器13一侧，所述法兰盘一端与所述油伸缩管11刚性连接，另一端与所述高压出线12连接；通过采用法兰盘和油伸缩管11相结合的刚性连接形式，所需要的空间较传统的连接方式可节省一半以上，进一步减小装置整体的体积。
本实施例中，所述高压出线12的规格为110kv，所述中压出线1的规格为35kv，所述低压出线8的规格为10kv，且高压端采用共箱设计，三相油气套管布置在同一六氟化硫气室内，接线方式均为主变压器-断路器单元接线，并在出线端配置隔离-接地三工位开关，同时设置套管式电流互感器，使高压出线12端可以安全的进行电流变换和电气隔离。
所述中压出线1外侧安装有插拔座并利用插拔座出线，减小出线体积且工件布置灵活，可以直接通过电缆再与35kv的开关设备直接连接，使用方便。
所述低压出线8采用空气套管，通过全绝缘管母线直接与10kv开关连接，操作安全方便，无需进行其他电连接的操作。
本实施例中，所述高压出线12水平布置，所述中压出线1竖直向下布置，所述低压出线8的竖直向上布置，且所述所用变压器5顶端设置有所变10kv套管6和所变400kv套管7，所述所变10kv套管6与所述低压出线8交错布置，通过空间立体的布局，打破常规的水平布局，有效减少高低压出线8安全间距所占空间，从而有效降低装置整体的各个尺寸。
还包括油枕9和灭弧室15，所述油枕9安装于所述主变压器13顶端，并与所述主变压器13和所述所用变压器5管路连接；所述灭弧室15安装于所述主变压器13两侧，利用灭弧室15分割电弧，并利用电弧高温产生的高压气流，通过灭弧室15一定的通道喷口吹灭电弧，提高装置的安全性能；作为优化，所述主变压器13和所述油枕9内部的绝缘液均采用合成酯绝缘液，利用合成酯的耐高温性能，提高变压器线圈及铁心工作温度上限；首先，可以选取小截面铜线以减少铜线用量，其次提高片散内合成酯与片散外空气的温差，从而提升片散散热效率，进而可以采用体积更小、数量更少的片散来进行散热工作，最终实现降低体积和质量的同时提高散热效率的技术效果。
本实施例所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器运用电场计算软件优化电场设计，在符合现实应用的基础上使结构更加紧凑，最大程度的减小设备体积，且能实现主变压器与高压开关在不用拆卸的情况下进行现场交接试验，使用更加方便、操作更加安全，在此基础上可采用三维数学化建模技术，构建主变压器的三维精细化模型，结合碰撞检测等辅助应用技术，实现精细化结构设计，从变压器绝缘油、结构形式及出线方式、合理选用套管材料、储油柜结构等方面开展设计研究，一方面降低产品高度，另一方面提高其抗震能力。
本发明所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器将主变压器与所用变压器一体化设计，将整个变电站集成在一辆车上，电气设备集成化更高，结构更加紧凑，最大程度减小设备体积，缩短设计和现场安装时间，有效提高其在紧急状态下快速恢复供电能力。
实施例二
结合图1-4本实施例提供了一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，包括主变压器13、高压出线12、高压开关14、中压出线1、低压出线8和所用变压器5，所述高压出线12通过油气套管与所述主变压器13连接；所述高压开关14与所述高压出线12电连接；所述中压出线1安装于所述主变压器13底端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述低压出线8安装于所述主变压器13顶端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述所用变压器5安装于所述主变压器13一侧，并与所述主变压器13电连接。
所述油气套管包括油伸缩管11和法兰盘，所述油伸缩管11安装于所述主变压器13一侧，所述法兰盘一端与所述油伸缩管11刚性连接，另一端与所述高压出线12连接；通过采用法兰盘和油伸缩管11相结合的刚性连接形式，所需要的空间较传统的连接方式可节省一半以上，进一步减小装置整体的体积。
本实施例中，所述高压出线12的规格为110kv，所述中压出线1的规格为35kv，所述低压出线8的规格为10kv，且高压端采用共箱设计，三相油气套管布置在同一六氟化硫气室内，接线方式均为主变压器-断路器单元接线，并在出线端配置隔离-接地三工位开关，同时设置套管式电流互感器，使高压出线12端可以安全的进行电流变换和电气隔离。
所述中压出线1外侧安装有插拔座并利用插拔座出线，减小出线体积且工件布置灵活，可以直接通过电缆再与35kv的开关设备直接连接，使用方便。
所述低压出线8采用空气套管，通过全绝缘管母线直接与10kv开关连接，操作安全方便，无需进行其他电连接的操作。
本实施例中，所述高压出线12水平布置，所述中压出线1竖直向下布置，所述低压出线8的竖直向上布置，且所述所用变压器5顶端设置有所变10kv套管6和所变400kv套管7，所述所变10kv套管6与所述低压出线交错布置，通过空间立体的布局，打破常规的水平布局，有效减少高低压出线8安全间距所占空间，从而有效降低装置整体的各个尺寸。
还包括油枕9和灭弧室15，所述油枕9安装于所述主变压器13顶端，并与所述主变压器13和所述所用变压器5管路连接；所述灭弧室15安装于所述主变压器13两侧，利用灭弧室15分割电弧，并利用电弧高温产生的高压气流，通过灭弧室15一定的通道喷口吹灭电弧，提高装置的安全性能；作为优化，所述主变压器13和所述油枕9内部的绝缘液均采用合成酯绝缘液，利用合成酯的耐高温性能，提高变压器线圈及铁心工作温度上限；首先，可以选取小截面铜线以减少铜线用量，其次提高片散内合成酯与片散外空气的温差，从而提升片散散热效率，进而可以采用体积更小、数量更少的片散来进行散热工作，最终实现降低体积和质量的同时提高散热效率的技术效果。
作为优化，所述主变压器13采用小直径铁芯，进一步降低装置整体的质量；本实施例所述的铁芯为全斜接多级阶梯接缝结构，均采用不叠上铁轭工艺，可降低空载损耗与噪声；铁芯结构件强度高，尤其是采用大板式夹件组成框架结构，使铁轭和夹件捆绑在一起，有效地对铁芯进行夹紧工作，以保证足够的抗短路机械强度，同时还满足运输后现场不吊罩的要求；另外，铁心结构件的所有连接部位都不上漆，保证电气连接的可靠性，避免局部电位悬浮。
本实施例所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器运用电场计算软件优化电场设计，在符合现实应用的基础上使结构更加紧凑，最大程度的减小设备体积，且能实现主变压器与高压开关在不用拆卸的情况下进行现场交接试验，使用更加方便、操作更加安全，在此基础上可采用三维数学化建模技术，构建主变压器的三维精细化模型，结合碰撞检测等辅助应用技术，实现精细化结构设计，从变压器绝缘油、结构形式及出线方式、合理选用套管材料、储油柜结构等方面开展设计研究，一方面降低产品高度，另一方面提高其抗震能力。
实施例三
结合图1-4本实施例提供了一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，包括主变压器13、高压出线12、高压开关14、中压出线1、低压出线8和所用变压器5，所述高压出线12通过油气套管与所述主变压器13连接；所述高压开关14与所述高压出线12电连接；所述中压出线1安装于所述主变压器13底端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述低压出线8安装于所述主变压器13顶端一侧，并与所述主变压器13电连接；所述所用变压器5安装于所述主变压器13一侧，并与所述主变压器13电连接。
作为优化，所述主变压器13一侧设置有支撑肋3和底板4，所述支撑肋3连接于所述主变压器13一侧，所述底板4一侧与所述主变压器13连接，底端与所述支撑肋3连接，所述所用变压器5安装于所述底板4顶端，且所述主变压器13和所述所用变压器5之间设置一层共用箱壁2将其隔开。
所述油气套管包括油伸缩管11和法兰盘，所述油伸缩管11安装于所述主变压器13一侧，所述法兰盘一端与所述油伸缩管11刚性连接，另一端与所述高压出线12连接；通过采用法兰盘和油伸缩管11相结合的刚性连接形式，所需要的空间较传统的连接方式可节省一半以上，进一步减小装置整体的体积。
本实施例中，所述高压出线12的规格为110kv，所述中压出线1的规格为35kv，所述低压出线8的规格为10kv，且高压端采用共箱设计，三相油气套管布置在同一六氟化硫气室内，接线方式均为主变压器-断路器单元接线，并在出线端配置隔离-接地三工位开关，同时设置套管式电流互感器，使高压出线12端可以安全的进行电流变换和电气隔离。
所述中压出线1外侧安装有插拔座并利用插拔座出线，减小出线体积且工件布置灵活，可以直接通过电缆再与35kv的开关设备直接连接，使用方便。
所述低压出线8采用空气套管套设在其外侧，通过全绝缘管母线直接与10kv开关连接，操作安全方便，无需进行其他电连接的操作。
本实施例中，所述高压出线12水平布置，所述中压出线1竖直向下布置，所述低压出线8的竖直向上布置，且所述所用变压器5顶端设置有所变10kv套管6和所变400kv套管7，所述所变10kv套管6与所述低压出线8交错布置，通过空间立体的布局，打破常规的水平布局，有效减少高低压出线8安全间距所占空间，从而有效降低装置整体的各个尺寸。
还包括油枕9和灭弧室15，所述油枕9安装于所述主变压器13顶端，并与所述主变压器13和所述所用变压器5管路连接；所述灭弧室15安装于所述主变压器13两侧，利用灭弧室15分割电弧，并利用电弧高温产生的高压气流，通过灭弧室15一定的通道喷口吹灭电弧，提高装置的安全性能；作为优化，所述主变压器13和所述油枕9内部的绝缘液均采用合成酯绝缘液，利用合成酯的耐高温性能，提高变压器线圈及铁心工作温度上限；首先，可以选取小截面铜线以减少铜线用量，其次提高片散内合成酯与片散外空气的温差，从而提升片散散热效率，进而可以采用体积更小、数量更少的片散来进行散热工作，最终实现降低体积和质量的同时提高散热效率的技术效果。
作为优化，所述主变压器13采用小直径铁芯，进一步降低装置整体的质量；本实施例所述的铁芯为全斜接多级阶梯接缝结构，均采用不叠上铁轭工艺，可降低空载损耗与噪声；铁芯结构件强度高，尤其是采用大板式夹件组成框架结构，使铁轭和夹件捆绑在一起，有效地对铁芯进行夹紧工作，以保证足够的抗短路机械强度，同时还满足运输后现场不吊罩的要求；另外，铁心结构件的所有连接部位都不上漆，保证电气连接的可靠性，避免局部电位悬浮。
作为本实施的进一步优化，还包括主变压器中性点，所述主变压器中性点设置于所述主变压器13顶端靠近所述高压出线12的一侧，所述主变压器中性点套设有主变中性点套管10。
实施例三所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器兼具环保、安全和小型化的特点，通过将高压出线12、中压出线1和低压出线8与所述主变压器13进行融合设计，运用电场计算软件优化电场设计，采用三工位开关和灭弧室一体化涉及，使结构更加紧凑，最大程度减小设备体积。
进一步地，可运用电场计算软件优化电场设计，在符合现实应用的基础上使结构更加紧凑，最大程度的减小设备体积，且能实现主变压器与高压开关在不用拆卸的情况下进行现场交接试验，使用更加方便、操作更加安全，在此基础上可采用三维数学化建模技术，构建主变压器的三维精细化模型，结合碰撞检测等辅助应用技术，实现精细化结构设计，从变压器绝缘油、结构形式及出线方式、合理选用套管材料、储油柜结构等方面开展设计研究，一方面降低产品高度，另一方面提高其抗震能力。
本实施例所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器所用变压器与主变压器采用融合设计，低压侧经交流配电箱、开关电源的交流配电单元、整流模块整流后变换为直流电源；所用变压器、交直流变换设备、蓄电池等组件均采用模块化结构形式，与变电装置实现一体化设计。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，包括：
主变压器；
高压出线，所述高压出线通过油气套管与所述主变压器连接；
高压开关，所述高压开关与所述高压出线电连接；
中压出线，所述中压出线安装于所述主变压器底端一侧，并与所述主变压器电连接；
低压出线，所述低压出线安装于所述主变压器顶端一侧，并与所述主变压器电连接；
所用变压器，所述所用变压器安装于所述主变压器一侧，并与所述主变压器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述中压出线竖直向下布置，所述低压出线的竖直向上布置。
3.根据权利要求2所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，还包括油枕和灭弧室，所述油枕安装于所述主变压器顶端，并与所述主变压器和所述所用变压器管路连接；所述灭弧室安装于所述主变压器两侧。
4.根据权利要求3所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述主变压器和所述油枕内部的绝缘液均采用合成酯绝缘液。
5.根据权利要求4所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述主变压器采用小直径铁芯。
6.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述油气套管包括油伸缩管和法兰盘，所述油伸缩管安装于所述主变压器一侧，所述法兰盘一端与所述油伸缩管刚性连接，另一端与所述高压出线连接。
7.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述所用变压器顶端设置有所变10kv套管和所变400kv套管，所述所变10kv套管与所述低压出线交错布置。
8.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述主变压器一侧设置有支撑肋和底板，所述支撑肋连接于所述主变压器一侧，所述底板一侧与所述主变压器连接，底端与所述支撑肋连接，所述所用变压器安装于所述底板顶端。
9.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，所述低压出线外侧套设有空气绝缘套管，所述中压出线外侧连接有1-35kv插拔座。
10.根据权利要求1所述的一种面向车载移动变电站的高集成一体化变压器，其特征在于，还包括主变压器中性点，所述主变压器中性点设置于所述主变压器顶端靠近所述高压出线的一侧，所述主变压器中性点套设有主变中性点套管。
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