CN114883966A - 一种集成式中压柜及立式箱变 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式中压柜及立式箱变，一柜体，所述柜体设相对的进线端和出线端，所述进线端伸出至少一组进线接头用于连接进线电缆，所述出线端伸出至少一组出线接头用于连接出线电缆，电气主接线的全部含外绝缘结构的一次回路元件分两列集成封装在所述进线端和出线端内，若干组连接线按三相并行逐个电性连接全部所述一次回路元件。本发明具有以下有益效果：1、大幅节省了空间，有利选址建设；2、大幅节省了柜体的钣金结构和连接导体的接头及长度；3、容易实现气密性，安全可靠，柜门可开闭，方便检修维护，封闭的空气作为绝缘介质，满足环保要求。

Description

一种集成式中压柜及立式箱变

技术领域

本发明涉及中压开关柜领域，尤其涉及一种集成式中压柜及立式箱变。

背景技术

中压开关柜（简称中压柜）是预装式箱式变电站（简称箱变）的必需部件，广泛应用于配电网络，在土地稀缺和日益注重环保的时代背景下，小型化的环保中压柜及箱变是当前亟需的电气设备。现有中压柜按不同功能设若干功能柜，如进线柜、断路器柜、PT柜、计量柜等，若干功能柜相互拼装，并通过母线横向贯通连接一起以实现电气主接线功能。现有技术连接线复杂，占用空间大，接头多，容易发生松动发热故障，一次回路元件装设在多个柜体内，密封性较差，恶劣环境下难以保证绝缘性能。为了缩小中压柜的体积和提升绝缘性能，现在主要采用SF6充气柜技术。但SF6充气柜内部气压大于外部大气压，制作工艺复杂，成本较高，存在SF6泄漏风险，整体焊接完全密闭的柜体，在现场不能打开以维修更换元器件。由于SF6是世界上最强的温室气体，其单分子的温室效应是二氧化碳的2.2万倍。全球SF6中有80%被用作绝缘介质，其全球年排放量为约8,100吨，这相当于约1亿辆新车每年产生的二氧化碳排放量。环保部门倡议减少在电气设备中使用SF6气体。如何采用环保气体满足恶劣环境的绝缘性能要求，并缩小中压柜及箱变的体积是一个具有重大价值的课题，也是一个世界性亟需解决的难题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供一种集成式中压柜及立式箱变，以解决上述技术问题。

本发明的技术方案提供一种集成式中压柜，包括一柜体，所述柜体设相对的进线端和出线端，所述进线端伸出至少一组进线接头用于连接进线电缆，所述出线端伸出至少一组出线接头用于连接出线电缆，电气主接线全部含外绝缘结构的一次回路元件分两列集成封装在所述进线端和出线端内，若干组连接线按三相并行逐个电性连接全部所述一次回路元件，所述柜体开设若干柜门，所述柜门关闭时所述柜体保持封闭状态。

作为本发明的优选，所述柜门包括压力释放阀门，所述压力释放阀门在所述柜体内空气压力超出阈值时自动打开。

作为本发明的优选，所述柜体的侧壁开设观察窗，所述观察窗包括一透明板材，用于检查所述一次回路元件的工作状态。

作为本发明的优选，所述柜体的侧面附加一翅片管散热器，所述翅片管散热器包括上气道和下气道，所述柜体内的热空气从所述上气道进入所述翅片管散热器，经冷却后密度变大而下沉，从下气道进入所述柜体，实现循环散热。

作为本发明的优选，所述柜体通孔外接一防潮装置，所述防潮装置内置干燥剂。

作为本发明的优选，所述一次回路元件包括第一负荷开关和第二负荷开关装设于所述进线端内，所述第一负荷开关和所述第二负荷开关的各一侧接头伸出所述柜体外用作所述进线接头，包括第一操作机构和第二操作机构装设在所述柜体的外侧，经动密封组件操控对接的所述第一负荷开关和所述第二负荷开关。

作为本发明的优选，所述出线端内装设一高压熔断式组合开关，所述高压熔断式组合开关的操作机构装设在所述柜体外侧，经动密封组件操控相对接的所述高压熔断式组合开关。

作为本发明的优选，所述出线端内装设一断路器手车、互感器组和保护测控装置，所述断路器手车可移出所述柜体进行试验和检修。

作为本发明的优选，所述进线端内装设一计量柜手车，所述计量柜手车包括计量柜体、互感器组和电能表，所述互感器组在所述计量柜体背部，经一计量活动门插入所述柜体，所述电能表封装于所述计量柜体内。

本发明的技术方案还进一步提供一种立式箱变，所述一种集成式中压柜装设于所述箱壳上方一端，所述箱壳上方另一端装设低压配电柜，所述箱壳下方装设变压器，所述进线电缆经电缆槽盒引向所述箱壳外，所述出线接头与所述变压器电性连接。所述柜门包括压力释放阀门，所述压力释放阀门在所述柜体压力超出预设压力时打开。

本发明具有以下有益效果：1、使用本发明实现把现有中压开关柜的2-5个功能柜集中为一个集成式中压柜，大幅节省了空间，可以装设于预装式箱变的变压器上方，显著缩小占地面积，有利选址建设；2、集成式中压柜可大幅节省柜体的钣金结构和连接导体的接头及长度，大幅降低成本，提高设备可靠性；3、一次回路元件封闭在单一柜体内，以封闭洁净的空气作为绝缘介质，满足环保要求，同时柜门可开启，方便检修维护。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意图；

图2为本发明实施例1的内部结构示意图；

图3为本发明实施例2的内部结构示意图；

图4为本发明实施例3内部结构示意图；

图5为本发明的一种立式箱变结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，作为本发明的实施例1，本发明一种集成式中压柜，包括一柜体1，柜体1设相对的进线端和出线端，进线端伸出第一进线接头21（包括ABC三相接头，下同）和第二进线接头22（包括ABC三相接头，下同）用于连接进线电缆，出线端伸出一组出线接头16（包括ABC三相接头，下同）用于连接出线电缆，电气主接线的全部一次回路元件（见附图2）分两列集成封装在进线端（靠第一进线接头21一端）和出线端（靠出线接头16一端）内，若干组连接线12按三相并行逐个电性连接全部含外绝缘结构的一次回路元件，柜体1开设柜门40，柜门40关闭时柜体1保持封闭状态。柜门40包括压力释放阀门（通常装设于柜体1的顶部，未标示），当柜内部发生短路故障，造成柜内压力瞬间升高，压力释放阀门在柜体1内空气压力超出阈值时自动打开，及时释放压力，避免柜体爆炸，压力释放阀门的朝向要避开操作人员，避免电弧及热气人身伤害。

柜体1的侧壁开设观察窗41，观察窗41采用透明板材如有机玻璃密封镶嵌于柜体1的侧壁上，用于检查所述一次回路元件的工作状态，观察窗41上也可选装防爆破金属门，仅在观测时开启防爆破金属门。

柜体1的侧面附加一翅片管散热器26，翅片管散热器26包括上气道和下气道分别连通柜体的顶部和底部，柜体1内的一次回路元件通过电流产生热空气，热空气从上气道进入翅片管散热器26，经冷却后密度变大而下沉，从下气道再次进入柜体1，实现循环散热。为增强散热能力，可以在上气道加装风机25，在风机25启动时，加速热空气循环，提升散热能力。

柜体1通孔外接防潮装置28，防潮装置28装设于下气道，防潮装置28内置硅胶干燥剂，在冷却空气循环经过时起到干燥作用，提升一次回路元件的绝缘性能。防潮装置28设呼吸孔，在柜体1冷热变化时，防止潮湿空气进入柜体1。

实施例1的一次回路元件包括第一负荷开关31和第二负荷开关32装设于进线端内，第一负荷开关31的一侧接头伸出柜体1外用作进线接头21，第二负荷开关32的一侧接头伸出柜体1外用作进线接头22。包括第一操作机构29和第二操作机构30装设在柜体1的外侧，经动密封组件操控对接的第一负荷开关31和第二负荷开关32。实施例1的电气主接线适用于环网接线或双回路供电系统。第一负荷开关31和第二负荷开关32采用三工位负荷开关，可以灵活实现各种接线方式的变换。进线接头21和进线接头22采用插拔式结构，可以方便插拔连接电缆插拔头，同时，电缆插拔头上可以进一步连接插拔式避雷器（插拔式避雷器带电体被绝缘材料全包覆，没有含外绝缘结构，没有污闪风险），可以节省柜体内的空间。

出线端内装设断路器手车2、互感器组和出线接头16，互感器组包括三相电流互感器5、三相电压互感器3，电压互感器3经熔断器4与连接线12连接，电流互感器5与电压互感器3的二次接线与保护测控装置17连接，保护测控装置17连接断路器2实现控制开关动作。断路器手车2可移出柜体1进行试验和检修。实施例1采用断路器方案可以方便实现开关智能控制，也可以开断较大的短路电流，适合较大容量（630kV以上）的箱式变电站使用。出线接头16装设于柜体底部一凹槽内，方便中压柜堆放和运输，出线接头16呈一倾角装设，节省了空间。

为了实现高压计量，在进线端内装设一计量柜手车，计量柜手车包括计量柜体7、互感器组33和电能表8，互感器组33在计量柜体7背部，经一计量活动门插入柜体1，电能表8封装于计量柜体7内。本实施例1的互感器组33包括两台电流互感器和两台电压互感器一排合体而成，有效降低高度。

出线接头16与支柱绝缘子15兼备带电传感器功能，检测信号传输给带电传感器18，显示各段接线上连接的一次回路元件是否带电。

由于本发明去掉了传统的母线结构，在进线端两台负荷开关及计量互感器上下排成一列，采用了分段连接方式，实现了传统进线柜和计量柜的功能，测量互感器组、断路器及出线接头上下排成另一列，采用了分段连接方式，实现了传统出线柜和PT柜的功能。两列一次回路元件在上端连通。电气主接线的全部含外绝缘结构的一次回路元件（见附图2）分两列集成封装在一个柜体内，两列一次回路元件的连接线采用绝缘支柱支撑，保证连接线之间的电气安全距离和机械强度。采用本发明的连接方式，避免了传统母线连接方式导致的数量众多的连接线之间的接头，以及，避免了传统母线走线方向与一次回路元件接头方向相交现象，大幅减少了连接线周围占据的电气绝缘空间，从而实现大幅缩小了中压开关柜的体积。

如图3所示，作为本发明的实施例2，与实施例1不同之处在于实施例1只有一回路进线，适用于终端变电站。插拔式接头13可以插拔式连接进线电缆。经连接线12连接避雷器14（含外绝缘结构）和电流互感器11，电流互感器11经熔断器9连接电压互感器6。插拔式接头13、避雷器14、电流互感器11、熔断器9和电压互感器6经连接线12连接为进线端一列。电流互感器11和电压互感器6安装在计量柜体7的背板上，计量柜体7内封装有电能表8和远程数据终端10，整体构成以计量柜手车结构，方便现场安装和检修。出线端内装设断路器手车2、互感器组和出线接头16，互感器组包括三相电流互感器5、三相电压互感器3，电压互感器3经熔断器4与连接线12连接，电流互感器5与电压互感器3的二次接线与保护测控装置17连接，保护测控装置17连接断路器2实现控制开关动作。断路器手车2可移出柜体1进行试验和检修。实施例2采用断路器方案可以方便实现开关智能控制，也可以开断较大的短路电流，适合较大容量（630kV以上）的箱式变电站使用。出线接头16装设于柜体底部一凹槽内，方便中压柜堆放和运输，出线接头16呈一倾角装设，节省了空间。

如图4所示，作为本发明的实施例3，与实施例1不同之处在于出线端一列只有一台高压熔断式组合开关37和出线接头16，高压熔断式组合开,37的操作机构（类同于负荷开关31的操作机构，未图示）装设在所述柜体外侧，经动密封组件操控相对接的高压熔断式组合开关37。作为一种适合于保护变压器的高压熔断式组合开关37包括真空开关、熔断器和接地等功能。柜体1在高压熔断式组合开关37一侧开门，可以方便进行更换熔断器等检修工作。进线接头21和进线接头22在本实施例中选用适用普通电缆终端接头的连接方式（不同与插拔接头），只是在于说明接头的形式是可以根据需要更换的。进线端一列的元件与接线与实施例1相同，不再重复说明。

从实施例1、实施例2和实施例3可以看出本发明的思想在于提供了一柜体1，柜体1可以设计成为一种标准尺寸形状的结构，应用于箱式变电站，可以把电气主接线的全部含外绝缘结构的一次回路元件封装在一个柜体1内；进线端伸出进线接头用于连接外部进入的进线电缆，出线端伸出出线接头用于经出线电缆连接变压器，可以充分利用箱式变电站下方空间布置进出线；电气主接线的全部一次回路元件分两列集成封装在进线端和出线端内，一次回路元件可以根据需求组合使用。

如图5所示，本发明的技术方案还进一步提供一种立式箱变，一种集成式中压柜1装设于箱壳52上方一端，箱壳52上方另一端装设低压配电柜51，箱壳52下方装设变压器54，进线电缆56（图中只示意一根电缆，其它类同）经电缆槽盒55引向所述箱壳52外，出线接头16与变压器54电性连接。柜体1包括压力释放阀门，压力释放阀门连通箱壳52的顶部阀门53，在柜体1压力超出预设压力时打开，可以避免伤害操作人员和附近人员。图5中，箱壳52各侧面包括箱门构成防护空间，为表达箱内结构，未图示部分箱门。基于本发明的思想建造的立式箱变，大幅缩小了占地和空间，箱壳52结构可以从各个方向开门，方便运行维护和对元件更换或增加，大幅节省修理改造的停电时间。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种集成式中压柜，其特征在于：包括一柜体，所述柜体设相对的进线端和出线端，所述进线端伸出至少一组进线接头用于连接进线电缆，所述出线端伸出至少一组出线接头用于连接出线电缆，电气主接线的全部含外绝缘结构的一次回路元件分两列集成封装在所述进线端和出线端内，若干组连接线按三相并行逐个电性连接全部所述一次回路元件，所述柜体开设若干柜门，所述柜门关闭时所述柜体保持封闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述柜门包括压力释放阀门，所述压力释放阀门在所述柜体内空气压力超出阈值时自动打开。

3.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述柜体的侧壁开设观察窗，所述观察窗包括一透明板材，用于检查所述一次回路元件的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述柜体的侧面附加一翅片管散热器，所述翅片管散热器包括上气道和下气道，所述柜体内的热空气从所述上气道进入所述翅片管散热器，经冷却后密度变大而下沉，从下气道进入所述柜体，实现循环散热。

5.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述柜体通孔外接一防潮装置，所述防潮装置内置干燥剂。

6.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述一次回路元件包括第一负荷开关和第二负荷开关装设于所述进线端内，所述第一负荷开关和所述第二负荷开关的各一侧接头伸出所述柜体外用作所述进线接头，包括第一操作机构和第二操作机构装设在所述柜体的外侧，经动密封组件操控对接的所述第一负荷开关和所述第二负荷开关。

7.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述出线端内装设一高压熔断式组合开关，所述高压熔断式组合开关的操作机构装设在所述柜体外侧，经动密封组件操控相对接的所述高压熔断式组合开关。

8.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述出线端内装设一断路器手车、互感器组和保护测控装置，所述断路器手车可移出所述柜体进行试验和检修。

9.根据权利要求1所述的一种集成式中压柜，其特征在于：所述进线端内装设一计量柜手车，所述计量柜手车包括计量柜体、互感器组和电能表，所述互感器组在所述计量柜体背部，经一计量活动门插入所述柜体，所述电能表封装于所述计量柜体内。

10.一种立式箱变，包括一装设若干箱门的箱壳，其特征在于：如权利要求1至9任一项所述一种集成式中压柜装设于所述箱壳上方一端，所述箱壳上方另一端装设低压配电柜，所述箱壳下方装设变压器，所述进线电缆经电缆槽盒引向所述箱壳外，所述出线接头与所述变压器电性连接。

Images