CN114094478A - 一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，包含JP柜以及主变压器，JP柜包含进线室、计量控制开关室以及电容补偿室，主变压器通过标准紧固件和底座安装在进线室正上方，进线室安装在计量控制开关室以及电容补偿室的正上方，纵向结构提升了整体散热性能以及检修便捷性，主变压器高压进线侧设置有屏蔽型高压对接套管，低压出线侧依次连接预制绝缘母线铜排、软铜排、进线接线柱以及计量控制开关室母线进线铜排，预制绝缘母线采用热缩套管敷设铜排表面且外设有护罩，实现连接导电部分全绝缘、全密封以及全屏蔽,通过智能无线网关及无线网络协议，实现对设备数据信息监控以及远程电力运维的可操作性，降低运维的难度以及成本。

Description

一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变。
背景技术
传统柱上变台成套设备由变压器、JP柜、高压开关、铁附件等组成，关键部件分散安装，增加了安装的工作量；产品大部分带电部件没有绝缘处理，时而发生因漏电的跳闸事故，严重影响供电的稳定性；同时，产品因集成度不高，点—端—面跨度大，增加了巡视、检修、维护的难度。现市场上主流的方案为高压组合变的横向一体化，虽解决了大部分传统柱上变台成套设备的缺点，但是由于空间上采用“横向”布置，变压器低压导电杆是直接插入到综合配电箱内部的，牺牲了产品的检修维护面；另外横向一体化方案的变压器单元与综合配电箱单元是紧密贴合在一起的，散热效果不好，一个单元出线电力事故容易对另一个单元造成重大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变,不仅能提升设备的集成度，同时，能够提升设备的检修维护面以及散热效果，降低电力事故的概率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包含JP柜以及主变压器，所述JP柜包含进线室、计量控制开关室以及电容补偿室，所述进线室、计量控制开关室以及电容补偿室通过螺栓相连，所述主变压器通过螺栓固定安装底座上，所述底座通过螺栓固定安装在JP柜上方，所述主变压器高压进线侧设置有屏蔽型高压对接套管，所述屏蔽型高压对接套管的防护等级达到IP67防水防尘级别，所述主变压器低压出线侧依次连接预制绝缘母线铜排、软铜排、进线接线柱以及计量控制开关室母线进线铜排，所述预制绝缘母线铜排外部采用热缩套管敷设铜排表面，提升了相间绝缘效果，所述预制绝缘母线铜排外设有护罩，所述护罩分别与所述JP柜以及所述主变压器通过螺栓相连，所述的护罩的防护等级达到IP55防水防尘级别，所述软铜排具有折弯性，便于狭小空间的安装。
本发明进一步的改进如下：
进一步的，所述计量控制开关室母线进线铜排依次穿过第一电流互感器和第二电流互感器，并接至隔离开关，所述隔离开关输出并联四条支路，第一路接至第一剩余电流断路器，所述第一剩余电流断路器接入负载，第二路接至第二剩余电流断路器，所述第二剩余电流断路器接入负载，第三路接至电容补偿室内塑壳断路器，第四路接至浪涌保护器，所述浪涌保护器输出接地。
进一步的，所述计量控制开关室底部安装控制电变压器,所述控制电变压器一次侧接入主变压器的低压出线侧任意两相，所述控制电变压器二次侧接至控制电断路器，所述控制电断路器接至开关电源的输入侧，所述开关电源输出并联四路，第一路接至电力智能无线网关，第二路接至智能电力仪表，第三路接至电容补偿控制器，第四路接至可编程PLC控制器，所述控制电变压器保证了控制系统用电与一次系统的有效隔离，提升了控制系统用电的稳定性。
进一步的，所述主变压器的低压出线侧三相电压信号接至所述智能电力仪表的三相电压信号端口，所述第一电流互感器的三相电流信号接至智能电力仪表的三相电流信号端口，用于负载侧用电总量信息的显示以及统计，便于电力远程运维的计划调度，所述智能电力仪表通过RS485协议与所述电力智能无线网关进行连接。
进一步的，所述电容补偿室内塑壳断路器输出并联三路，第一路接至防雷器，第二路依次串联接入共补复合开关和共补电容器，所述共补复合开关的控制信号接至所述电容补偿控制器的共补投切端口，第三路依次串联接入分补复合开关和分补电容器，所述分补复合开关的控制信号接至所述电容补偿控制器的分补投切端口，并联设计便于共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式的控制。
进一步的，所述塑壳断路器输出侧三相电压信号接至所述电容补偿控制器的三相电压信号输入端口，所述第二电流互感器的三相电流信号接至所述电容补偿控制器的三相电流信号输入端口，用于计量实时PF值，便于所述电容补偿控制器计量实时的用电数据，并控制电容投切模式。
进一步的，所述隔离开关、第一剩余电流断路器、第二剩余电流断路器以及塑壳断路器依次增设第一电动操作机构、第二电动操作机构、第三电动操作机构以及第四电动操作机构，所述第一电动操作机构、第二电动操作机构、第三电动操作机构以及第四电动操作机构的控制电信号接至所述可编程PLC控制器输出端口COM1、COM2、COM3、COM4，所述可编程PLC控制器通过RS485协议与所述电力智能无线网关进行连接，实现电力运维云平台远程控制所述可编程PLC控制器，通过输出端口COM1、COM2、COM3、COM4分别控制所述第一电动操作机构、第二电动操作机构、第三电动操作机构以及第四电动操作机构对所述隔离开关、第一剩余电流断路器、第二剩余电流断路器以及塑壳断路器进行断开、复位以及合闸，提升了运维的及时性以及远程可操作性。
进一步的，所述隔离开关、第一剩余电流断路器、第二剩余电流断路器以及塑壳断路器的输入侧以及输出侧开关量(高低1/0电平)信号接至所述可编程PLC控制器端口X1-2、X3-4、X5-6、X7-8(X1/3/5/7为输入侧开关量信号，X2/4/6/8为输出侧开关量信号)，通过开关量信号，便于电力运维时快速判断故障区域。
所述电容补偿控制器设置电容补偿启动条件(功率因数值PF＜PFs1,以及持续时间t＞tpf1)和停止条件(功率因数值PF＞PFs2,以及持续时间t＞tpf2)，通过所述塑壳断路器输出侧三相电压信号(Ua、Ub、Uc)以及第二电流互感器的三相电流信号(Ia、Ib、Ic)得到实时PF值，当PF＜PFs1，且持续时间t＞tpf1,所述电力运维云平台发送投入信号控制所述电容补偿控制器开启(共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式)所述共补复合开关及分补复合开关，从而投入电容补偿，直至PF＝PFs2，同时，当PF＞PFs2,持续时间t＞tpf2时，所述电力运维云平台发送停止信号控制所述电容补偿控制器断开(共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式)所述共补复合开关及分补复合开关，从而断开电容补偿，直至PF＝PFs2。
综上所述，本发明的一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变具有以下优点：
有益效果1：设备采用纵向结构布局，不仅实现了分散模块集成化安装，减少现场安装工作量，具有折弯性软铜排降低了狭小空间安装的难度，纵向结构增加了变压器以及JP柜的散热面积，JP柜的前门以及后门均可打开，提升了设备的散热性能以及检修维护便捷性；
有益效果2：设备高压侧采用屏蔽型高压对接套管，达到IP67防水防尘级别，低压侧的预制绝缘母线铜排外部采用热缩套管敷设铜排表面提升了相间绝缘效果，预制绝缘母线铜排外设的护罩达到IP55防水防尘级别，实现变压器与JP柜进、出线侧导电部分全绝缘、全密封以及全屏蔽；
有益效果3：通过智能无线网关及无线网络协议，实现电力运维云平台对设备线路的数据信息进行监控，不仅能够对开关设备进行远程控制，实现了远程电力运维的可操作性，也能够通过可编程PLC控制器端口信息，便于电力运维人员更快的判断出故障发生的准确线路，方便专业度薄弱的农村电工对产品的巡视、维护，能够及时处理隐患问题，在使用过程中有效减少突发故障停电、高温起火、人身触电等事故，实现了远程电力运维的可操作性，降低运维的成本。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明侧视结构示意图；
图3为屏蔽型高压对接套管结构示意图；
图4为JP柜内部结构示意图；
图5为一次系统电路原理图；
图6为智能物联通讯系统流程示意图；
图1-6中：1为JP柜、2为主变压器、3为计量控制开关室、4为电容补偿室、5为底座、6为进线室、7为高压进线侧、8为屏蔽型高压对接套管、9为低压出线侧、10为预制绝缘母线、11为护罩、12为软铜牌、13为进线接线柱、14为计量控制开关室母线进线铜排、15为第一电流互感器、16为第二电流互感器、17为隔离开关、18为第一剩余电流断路器、19为第二剩余电流断路器、20为塑壳断路器、21为浪涌保护器，22为控制电变压器、23控制电断路器、24为开关电源，25为智能电力仪表、26为防雷器、27为共补复合开关、28为共补电容器、29为分补复合开关、30为分补电容器、31为第一电动操作机构、32为第二电动操作机构、33为第三电动操作机构、34为第四电动操作机构、35为电力智能无线网关、36为可编程PLC控制器、37为电容补偿控制器。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5以及图6所示：
一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变。包含JP柜1以及主变压器2，所述JP柜1包含进线室6、计量控制开关室3以及电容补偿室4，所述进线室6、计量控制开关室3以及电容补偿室4通过螺栓相连，所述主变压器2通过螺栓固定安装底座5上，所述底座5通过螺栓固定安装在JP柜1上方，所述主变压器2的高压进线侧7设置有屏蔽型高压对接套管8，所述屏蔽型高压对接套管8的防护等级达到IP67防水防尘级别，所述主变压器2的低压出线侧9依次连接预制绝缘母线铜排10、软铜排12、进线接线柱13以及计量控制开关室母线进线铜排14，所述预制绝缘母线铜排10外部采用热缩套管敷设铜排表面，提升了相间绝缘效果，所述预制绝缘母线铜排10外设有护罩，所述护罩10分别与所述JP柜1以及所述主变压器2通过螺栓相连，所述的护罩的防护等级达到IP55防水防尘级别，所述软铜排12具有折弯性，便于狭小空间的安装，所述计量控制开关室母线进线铜排14依次穿过第一电流互感器15和第二电流互感器16，并接至隔离开关17，所述隔离开关17输出并联四条支路，第一路接至第一剩余电流断路器18，所述第一剩余电流断路器18接入负载，第二路接至第二剩余电流断路器19，所述第二剩余电流断路器19接入负载，第三路接至电容补偿室4内塑壳断路器20，第四路接至浪涌保护器21，所述浪涌保护器21输出接地，所述计量控制开关室3底部安装控制电变压器22,所述控制电变压器22一次侧接入主变压器2的低压出线侧9任意两相，所述控制电变压器22二次侧接至控制电断路器23，所述控制电断路器23接至开关电源24的输入侧，所述开关电源24输出并联四路，第一路接至电力智能无线网关35，第二路接至智能电力仪表25，第三路接至电容补偿控制器37，第四路接至可编程PLC控制器36，所述控制电变压器22保证了控制系统用电与一次系统的有效隔离，提升了控制系统用电的稳定性，所述主变压器2的低压出线侧9三相电压信号接至所述智能电力仪表25的三相电压信号端口，所述第一电流互感器15的三相电流信号接至智能电力仪表25的三相电流信号端口，用于负载侧用电总量信息的显示以及统计，便于电力远程运维的计划调度，所述智能电力仪表25通过RS485协议与所述电力智能无线网关35进行连接，所述电容补偿室4内塑壳断路器20输出并联三路，第一路接至防雷器36，第二路依次串联接入共补复合开关27和共补电容器28，所述共补复合开关27的控制信号接至所述电容补偿控制器37的共补投切端口，第三路依次串联接入分补复合开关29和分补电容器30，所述分补复合开关29的控制信号接至所述电容补偿控制器37的分补投切端口，并联设计便于共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式的控制，所述塑壳断路20输出侧三相电压信号接至所述电容补偿控制器37的三相电压信号输入端口，所述第二电流互感器16的三相电流信号接至所述电容补偿控制器37的三相电流信号输入端口，用于计量实时PF值，便于所述电容补偿控制器37计量实时的用电数据，并控制电容投切模式，所述隔离开关17、第一剩余电流断路器18、第二剩余电流断路器19以及塑壳断路器20依次增设第一电动操作机构31、第二电动操作机构32、第三电动操作机构33以及第四电动操作机构34，所述第一电动操作机构31、第二电动操作机构32、第三电动操作机构33以及第四电动操作机构34的控制电信号接至所述可编程PLC控制器36输出端口COM1、COM2、COM3、COM4，所述可编程PLC控制器36通过RS485协议与所述电力智能无线网关35进行连接，实现电力运维云平台远程控制所述可编程PLC控制器36，通过输出端口COM1、COM2、COM3、COM4分别控制所述第一电动操作机构31、第二电动操作机构32、第三电动操作机构33以及第四电动操作机构34对所述隔离开关17、第一剩余电流断路器18、第二剩余电流断路器19以及塑壳断路器20进行断开、复位以及合闸，提升了运维的及时性以及远程可操作性，所述隔离开关17、第一剩余电流断路器18、第二剩余电流断路器19以及塑壳断路器20的输入侧以及输出侧开关量(高低1/0电平)信号接至所述可编程PLC控制器36端口X1-2、X3-4、X5-6、X7-8(X1/3/5/7为输入侧开关量信号，X2/4/6/8为输出侧开关量信号)，通过开关量信号，便于电力运维时快速判断故障区域，所述电容补偿控制器37设置电容补偿启动条件(功率因数值PF＜PFs1,以及持续时间t＞tpf1)和停止条件(功率因数值PF＞PFs2,以及持续时间t＞tpf2)，通过所述塑壳断路器20输出侧三相电压信号(Ua、Ub、Uc)以及第二电流互感器17的三相电流信号(Ia、Ib、Ic)得到实时PF值，当PF＜PFs1，且持续时间t＞tpf1,所述电力运维云平台发送投入信号控制所述电容补偿控制器37开启(共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式)所述共补复合开关27及分补复合开关29，从而投入电容补偿，直至PF＝PFs2，同时，当PF＞PFs2,持续时间t＞tpf2时，所述电力运维云平台发送停止信号控制所述电容补偿控制器37断开(共补投切模式、分补投切模式以及共-分补混合投切模式)所述共补复合开关27及分补复合开关29，从而断开电容补偿，直至PF＝PFs2。

Claims (7)

1.一种全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于包含JP柜以及主变压器，所述JP柜包含进线室、计量控制开关室以及电容补偿室，所述进线室、计量控制开关室以及电容补偿室通过螺栓相连，所述主变压器通过螺栓固定安装底座上，所述底座通过螺栓固定安装在JP柜上方，所述主变压器高压进线侧设置有屏蔽型高压对接套管，所述主变压器低压出线侧依次连接预制绝缘母线铜排、软铜排、进线接线柱以及计量控制开关室母线进线铜排，所述预制绝缘母线铜排外设有护罩，所述护罩分别与所述JP柜以及所述主变压器通过螺栓相连。
2.如权利要求1所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述计量控制开关室母线进线铜排依次穿过第一电流互感器和第二电流互感器，并接至隔离开关，所述隔离开关输出并联四条支路，第一路接至第一剩余电流断路器，所述第一剩余电流断路器接入负载，第二路接至第二剩余电流断路器，所述第二剩余电流断路器接入负载，第三路接至电容补偿室内塑壳断路器，第四路接至浪涌保护器，所述浪涌保护器输出接地。
3.如权利要求1所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述主变压器的低压出线侧三相电压信号接至所述智能电力仪表的三相电压信号端口，所述第一电流互感器的三相电流信号接至智能电力仪表的三相电流信号端口，所述智能电力仪表通过RS485协议与所述电力智能无线网关进行连接。
4.如权利要求1所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述电容补偿室内塑壳断路器输出并联三路，第一路接至防雷器，第二路依次串联接入共补复合开关和共补电容器，所述共补复合开关的控制信号接至所述电容补偿控制器的共补投切端口，第三路依次串联接入分补复合开关和分补电容器，所述分补复合开关的控制信号接至所述电容补偿控制器的分补投切端口。
5.如权利要求4所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述塑壳断路器输出侧三相电压信号接至所述电容补偿控制器的三相电压信号输入端口，所述第二电流互感器的三相电流信号接至所述电容补偿控制器的三相电流信号输入端口。
6.如权利要求2所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述隔离开关、第一剩余电流断路器、第二剩余电流断路器以及塑壳断路器依次增设第一电动操作机构、第二电动操作机构、第三电动操作机构以及第四电动操作机构，所述第一电动操作机构、第二电动操作机构、第三电动操作机构以及第四电动操作机构的控制电信号接至所述可编程PLC控制器输出端口COM1、COM2、COM3、COM4，所述可编程PLC控制器通过RS485协议与所述电力智能无线网关进行连接。
7.如权利要求6所述的全绝缘智能物联纵向一体高压组合变，其特征在于所述隔离开关、第一剩余电流断路器、第二剩余电流断路器以及塑壳断路器的输入侧以及输出侧开关量(高低1/0电平)信号接至所述可编程PLC控制器端口X1-2、X3-4、X5-6、X7-8(X1/3/5/7为输入侧开关量信号，X2/4/6/8为输出侧开关量信号)。
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