CN115663660A - 一种不停电更换变压器的集成式变压器装置及变电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不停电更换变压器的集成式变压器装置及变电系统，集成式变压器装置包括可移动载体以及设置在可移动载体上的旁路变压器T2、第一开关器件K‑I、第二开关器件K‑H和多个第三开关器件K‑F/K‑G，所述旁路变压器T2的初级连接第一开关器件K‑I的一端，第一开关器件K‑I的另一端用于接入电网；所述旁路变压器T2的次级连接第二开关器件K‑H的一端，第二开关器件K‑H的另一端连接多个第三开关器件K‑F/K‑G的一端，多个第三开关器件K‑F/K‑G的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。本发明提高了搭建旁路以及更换变压器的效率，减小了更换变压器作业过程中的安全隐患，降低了作业不良率。

Description

一种不停电更换变压器的集成式变压器装置及变电系统

技术领域

本发明涉及中压配电技术领域，具体涉及一种不停电更换变压器的集成式变压器装置及变电系统。

背景技术

开展完全不停电作业检修/更换变压器装备研制及工程应用研究，主要应对电力系统对完全不停电更换/检修10kV架空线路柱上台区变压器作业的需求，为其提供一套性能优良、功能齐全、高度集成、适用范围广的车载型不停电作业设备，以及相应的工程应用解决方案。目前配网线路中老旧变压器比重较大，其损耗率、故障率较高，停电检修/更换的停电损失及用户影响不符合电力系统建设的要求。完全不停电检修/更换变压器是势在必行的。

但是，现在通常的做法是采用线缆、开关器件、旁路变压器等元器件为待换变压器搭建旁路再对其更换，搭建旁路以及拆卸旁路往往耗费较多时间，导致作业效率不高。且，由于分开搭建旁路涉及对多个电气连接点的接线操作，对操作人员有一定的安全隐患。因此，有必要设计一种能够迅速搭建不停电更换变压器的集成式装置，提高不停电更换变压器的效率以及操作过程中的安全性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种不停电更换变压器的集成式变压器装置及变电系统，以解决不停电更换变压器过程中作业效率较低以及具有安全隐患的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种不停电更换变压器的集成式变压器装置，包括可移动载体以及设置在可移动载体上的旁路变压器T2、第一开关器件K-I、第二开关器件K-H和多个第三开关器件K-F/K-G，所述旁路变压器T2的初级连接第一开关器件K-I的一端，第一开关器件K-I的另一端用于接入电网；所述旁路变压器T2的次级连接第二开关器件K-H的一端，第二开关器件K-H的另一端连接多个第三开关器件K-F/K-G的一端，多个第三开关器件K-F/K-G的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

优选的，所述集成式变压器装置还包括相序检测仪，所述相序检测仪的多个检测端分别与多个第三开关器件K-F/K-G连接。

优选的，所述可移动载体为车。

第二方面，本发明还提供一种变电系统，包括上述的集成式变压器装置，还包括依次串联的第四开关器件K-A、待换变压器T1和第五开关器件，所述第四开关器件K-A与待换变压器T1相背离的一端接入电网；还包括多个第六开关器件，多个第六开关器件的一端连接第五开关器件上与待换变压器T1相背离的一端，多个第六开关器件的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

优选的，所述第六开关器件与用电负载支路之间串联设置有过电流保护器件。

优选的，所述第四开关器件K-A上设有过电流保护模块，所述过电流保护模块与待换变压器T1串联。

优选的，所述第五开关器件包括串联的隔离开关K-B和断路器K-C，所述隔离开关K-B靠近待换变压器T1设置。

优选的，所述变电系统还包括同期检测装置，所述同期检测装置的一个检测端连接第二开关器件K-H的输入端，其另一个检测端连接第三开关器件K-F/K-G的输出端，所述同期检测装置用于检测待换变压器T1的次级与旁路变压器T2的次级的同期度。

本发明的有益效果是：采用本发明的集成式变压器装置对变电系统进行变压器更换时，先将集成式变压器装置的输入端接入电网、其输出端连接用电负载支路，通过合闸集成式变压器装置中的各个开关器件，迅速为待换变压器T1搭建旁路；搭建好待换变压器T1的旁路后，对待换变压器T1进行断路，即可将其取下更换，提高了搭建旁路以及更换变压器的效率。由于集成式变压器装置中的接线已经提前完成，在搭建旁路的过程中，仅需对集成式变压器装置的输入端和输出端接线，减小了搭建旁路过程中的安全隐患。集成式变压器装置可整体通过可移动载体(例如车辆)进行整体搬运，便于将集成式变压器装置灵活地运输到更换变压器的目的地，节省了装置的装卸时间，进一步提高了更换变压器的作业效率。

附图说明

图1为本发明搭建旁路接线示意图；

图2为本发明旁路与主供电线路并列运行示意图；

图3为本发明旁路运行主供电线路断电示意图；

图4为本发明更换变压器过程示意图；

图5为本发明更换变压器后示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

T1、待换变压器，T2、旁路变压器，T3、新变压器，K-A、第四开关器件，K-B、隔离开关，K-C、断路器，K-D/K-E、第六开关器件，K-F/K-G、第三开关器件，K-H、第二开关器件，K-I、第一开关器件，J-A～J-F、接线点。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～5所示，本实施例提供一种不停电更换变压器的集成式变压器装置，包括可移动载体以及设置在可移动载体上的旁路变压器T2、第一开关器件K-I、第二开关器件K-H和多个第三开关器件K-F/K-G，所述旁路变压器T2的初级连接第一开关器件K-I的一端，第一开关器件K-I的另一端用于接入电网；所述旁路变压器T2的次级连接第二开关器件K-H的一端，第二开关器件K-H的另一端连接多个第三开关器件K-F/K-G的一端，多个第三开关器件K-F/K-G的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

采用本实施例的集成式变压器装置对变电系统进行变压器更换时，先将集成式变压器装置的输入端接入电网、其输出端连接用电负载支路，通过合闸集成式变压器装置中的第一开关器件K-I、第二开关器件K-H和第三开关器件K-F/K-G，迅速为待换变压器T1搭建旁路；搭建好待换变压器T1的旁路后，对待换变压器T1进行断路，即可将其取下更换，简化了更换变压器的作业流程，提高了搭建旁路以及更换变压器的效率。由于集成式变压器装置中的接线(例如图1所示的接线点J-C和接线点J-D)已经提前完成，在搭建旁路的过程中，仅需对集成式变压器装置的输入端(例如图1中的J-B)和输出端(对应图1中第三开关器件K-F/K-G的端点)接线，由于操作时接线工序少，减小了搭建旁路过程中意外触电的安全隐患，也提高了接线作业的良率。集成式变压器装置可整体通过可移动载体(例如车辆)进行整体搬运，便于将集成式变压器装置灵活地运输到更换变压器的目的地，节省了装置的装卸时间，进一步提高了更换变压器的作业效率。

本实施例中，所述集成式变压器装置还包括相序检测仪，所述相序检测仪的多个检测端分别与第三开关器件K-F/K-G连接，用于在合闸各个第三开关器件K-F/K-G前检测其相序是否正确。当对每一个第三开关器件进行合闸前，均须先检测该第三开关器件两端的相序，确保相序正确后再合闸，以保障系统运行安全性。例如，在合闸第三开关器件K-F前，先检测第三开关器件K-F两端的相序，确认相序无误后合闸第三开关器件K-F，将第三开关器件K-F对应的用户负载支路与旁路连通；在合闸第三开关器件K-G前，先检测第三开关器件K-G两端的相序，确认相序无误后合闸第三开关器件K-G，将第三开关器件K-G对应的用户负载支路与旁路连通，以此将对应用户负载支路的供电方式由主供电系统供电切换为本实施例装置搭建的旁路供电，为主供电系统中的待换变压器T1更换作好准备工作。同样的，在更换完变压器后需要将新变压器T3投入运行时，也需要通过相序检测器检测新变压器T3次级的各个第五开关器件两端相序后，确保相序无误后再合闸，以保证用户负载支路的正常运行。

本实施例中，所述可移动载体为车。将本装置集成到可移动的车辆上，便于灵活地将本装置整体地搭载到施工地点，节省了装置的装卸时间，进一步提高了更换变压器的作业效率。

本实施例中，将本装置应用到变电系统中，变电系统除了包括上述的集成式变压器装置，还包括主供电线路，主供电线路包括依次串联的第四开关器件K-A、待换变压器T1和第五开关器件，所述第四开关器件K-A与待换变压器T1相背离的一端接入电网；还包括多个第六开关器件K-D/K-E，多个第六开关器件K-D/K-E的一端连接第五开关器件上与待换变压器T1相背离的一端，多个第六开关器件K-D/K-E的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

搭建旁路时，将本装置的输入端J-B通过接线点J-A接入电网(即对应待换变压器T1的初级)，将本装置的输出端通过接线点J-E和/或接线点J-F连接用户负载支路的电源输入端(即对应待换变压器T1的次级)，合闸本装置中各个开关器件后，旁路与主供电线路并列运行，共同为各条用户负载支路供电。然后可开闸第四开关器件K-A和第五开关器件，将待换变压器T1进行断电，即可将其拆卸下来，更换新变压器T3。

作为优选的方案，所述第六开关器件K-D/K-E与对应的用电负载支路之间串联设置有过电流保护器件。例如，第六开关器件K-D串联一个电流保护器件后通过接线点J-E接入一条用户负载支路，第六开关器件K-E串联一个电流保护器件后通过接线点J-F接入另一条用户负载支路，以此类推，在每条用户负载支路的前端均串联一个电流保护器件，以防止短路等故障造成电流异常，烧毁电路中的电气元件。

本实施例中，所述第四开关器件K-A上设有过电流保护模块，所述过电流保护模块与待换变压器T1串联，用于对整个主供电线路进行过电流保护。

本实施例中，所述第五开关器件包括串联的隔离开关K-B和断路器K-C，所述隔离开关K-B靠近待换变压器T1设置，所述隔离开关K-B与相序检测仪的检测端可拆卸地连接。隔离开关K-B用于在更换待换变压器T1是提供可视化的断点，防止接线时误操作，断路器K-C用于对主供电线路的故障造成的电流异常进行反应，防止过大的电流流入后端用户负载支路中，造成安全隐患。

本实施例中，所述变电系统还包括同期检测装置(即同期表)，同期检测装置用于检测待换变压器T1次级与旁路变压器T2次级的同期度，只有同期度合格，本集成式变压器装置才符合并网运行的条件。具体的，所述同期检测装置的一个检测端连接第二开关器件K-H的输入端，第二开关器件K-H的输入端参数代表旁路变压器T2的次级输出参数；其另一个检测端连接第三开关器件K-F或第三开关器件K-G的输出端，第三开关器件K-F或第三开关器件K-G的输出端通过线缆接入待换变压器T1的次级，因此第三开关器件K-F或第三开关器件K-G处于开闸状态时，第三开关器件K-F或第三开关器件K-G的输出端参数代表待换变压器T1的次级参数。

现结合图1～5对本实施例的变电系统中更换待换变压器T1的过程进行说明。

如图1所示为本实施例更换变压器前，采用本实施例的集成式变压器装置在主供电线路上搭建供电旁路的接线图。如图1所示，在主供电线路正常运转的情况下，将本集成式变电装置的输入端J-B连接到主供电线路接入电网的接线点J-A，第三开关器件K-F的输出端连接第一条用户负载支路的接线点J-E，第三开关器件K-G的输出端连接第一条用户负载支路的接线点J-F，若对应更多的用户负载支路还设有更多的第三开关器件，其接线方式参考第三开关器件K-F和第三开关器件K-G的接线方式。采用本装置搭建旁路，在旁路搭建的过程中，仅需连接集成式变压器装置输入端与输出端的线缆，即完成了电路连接，提升了作业效率；且由于接线次数少，减少了接线过程的安全隐患以及降低了人工接线造成的接线不良。

如图2所示，接好线后将第一开关器件K-I和第二开关器件K-H合闸，然后检测第三开关器件K-F两端相序以及同期度，若相序无误、同期度合格，则将第三开关器件K-F合闸，第一条用户负载支路与旁路接通；同理的，继续检测第三开关器件K-G两端的相序以及同期度，若相序无误、同期度合格，则将第三开关器件K-G合闸，第二条用户负载支路与旁路接通；依此类推，直至将全部用户负载支路与集成式变压器装置接通，则完成了主供电线路的旁路搭建，此时旁路与主供电线路并列运行，共同为后端的各用电负载支路供电。搭建好的旁路仅需通过各个开关器件的投切，即完成了电路连接，简化了旁路搭建步骤及时间，提高了作业效率、提升了操作的安全性。

如图3所示，待主供电线路与旁路运行稳定后，先开闸其中一个第六开关器件，例如开闸第六开关器件K-D，此时图3中后端的第一条用电负载支路切换为仅由旁路供电。继续操作，开闸第六开关器件K-E，此时图3中后端的第二条用电负载支路切换为仅由旁路供电。以此类推，直到主供电线路后端的全部用电负载支路切换为由旁路供电。然后依次开闸断路器K-C、隔离开关K-B和第四开关器件K-A，将主供电线路与电网断开。

如图4所示，由于主供电线路已断开与电网的电气连接，此时可拆下待换变压器T1，将提前预备的新变压器T3更换到主供电线路中。

如图5所示，新旧变压器更换完成后，依次合闸第四开关器件K-A、隔离开关K-B和断路器K-C，检测第六开关器件K-D和第六开关器件K-E的相序，确认相序无误后合闸第六开关器件K-D和第六开关器件K-E，使主供电线路重新为各个用户负载支路供电。然后依次断开第三开关器件K-F、第三开关器件K-G、第二开关器件K-H和第一开关器件K-I，断开旁路与电网的电气连接，最后拆除集成式变压器装置与电网、用户负载支路之间的连接线缆，即完成了整个变压器更换流程。在更换变压器的过程中，用户负载支路始终处于不停电状态，避免了停电造成的损失。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种不停电更换变压器的集成式变压器装置，其特征在于，包括可移动载体以及设置在可移动载体上的旁路变压器T2、第一开关器件K-I、第二开关器件K-H和多个第三开关器件K-F/K-G，所述旁路变压器T2的初级连接第一开关器件K-I的一端，第一开关器件K-I的另一端用于接入电网；所述旁路变压器T2的次级连接第二开关器件K-H的一端，第二开关器件K-H的另一端连接多个第三开关器件K-F/K-G的一端，多个第三开关器件K-F/K-G的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

2.根据权利要求1所述一种不停电更换变压器的集成式变压器装置，其特征在于，还包括相序检测仪，所述相序检测仪的多个检测端分别与多个第三开关器件K-F/K-G连接。

3.根据权利要求1所述一种不停电更换变压器的集成式变压器装置，其特征在于，所述可移动载体为车。

4.一种变电系统，其特征在于，包括权利要求1～3任意一项所述的集成式变压器装置，还包括依次串联的第四开关器件K-A、待换变压器T1和第五开关器件，所述第四开关器件K-A与待换变压器T1相背离的一端接入电网；还包括多个第六开关器件，多个第六开关器件的一端连接第五开关器件上与待换变压器T1相背离的一端，多个第六开关器件的另一端一一对应连接多条用电负载支路的输入端。

5.根据权利要求4所述一种变电系统，其特征在于，所述第六开关器件与用电负载支路之间串联设置有过电流保护器件。

6.根据权利要求4所述一种变电系统，其特征在于，所述第四开关器件K-A上设有过电流保护模块，所述过电流保护模块与待换变压器T1串联。

7.根据权利要求4所述一种变电系统，其特征在于，所述第五开关器件包括串联的隔离开关K-B和断路器K-C，所述隔离开关K-B靠近待换变压器T1设置。

8.根据权利要求4所述一种变电系统，其特征在于，还包括同期检测装置，所述同期检测装置的一个检测端连接第二开关器件K-H的输入端，其另一个检测端连接第三开关器件K-F/K-G的输出端，所述同期检测装置用于检测待换变压器T1的次级与旁路变压器T2的次级的同期度。

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