CN116722455A - 一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备技术领域，公开了一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，包括耐高压柜和设于耐高压柜内的稳压器、有源电力滤波器、电容补偿器和储能逆变器，耐高压柜内设有至少三个安装腔体，稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器安装于耐高压柜其中一侧的安装腔体内，电容补偿器安装于相邻安装腔体的底端内壁上，且在相邻的安装腔体内部设有高低压切换件。本发明可在检测到负载过压时，可直接通过电容补偿器移动切换连接端，实现低压设备在高压负载时，低压设备较传统接入高压端口，可维持低压设备的工作，避免了负载过压时设备出现空窗期，维持低压设备的控制、保护和监测的功能，提高负载运行稳定性。

Description

一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜

技术领域

本发明涉及电力设备领域，更具体地说，它涉及一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜。

背景技术

高压开关柜用于电压等级较高的电力系统中，主要用于控制、保护和检修高压电气设备，如变电站、发电厂、电网等；低压开关柜用于电压等级较低的电力系统中，主要用于控制、保护和监测低压电气设备，如配电室、控制室、电缆沟等。

在综合控制室中，高压设备和低压设备分别设于高压开关柜内和低压开关柜内，高压开关柜和低压开关柜中的设备通过线材相互连接，高压、低压的端口在切换时，需要不断切换多个接口接线，但是更多时候是负载超过电压，只能通过保护设备将其断路保护，再介入高压设备处理后，再重启低压设备，在重启低压设备时，低压设备中控制、保护和监测的功能并不能作用，造成空窗期，影响负载的稳定性。

发明内容

本发明提供一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，解决相关技术中低压设备过负载后，低压设备断路切换至高压设备时，低压设备的功能存在空窗期，影响负载稳定性的技术问题。

本发明提供了一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，包括耐高压柜和设于耐高压柜内的稳压器、有源电力滤波器、电容补偿器和储能逆变器，耐高压柜内设有至少三个安装腔体，稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器安装于耐高压柜其中一侧的安装腔体内，在位于中部的安装腔体内设有高低压切换件，电容补偿器在中部的安装腔体和远离安装有稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器一侧的安装腔体之间相互切换，高低压切换件设有两组连接片，电容补偿器的两侧均设有接线片，电容补偿器的接线片连接在高低压切换件中其中一组连接片上；

在耐高压柜的底端内侧设有驱动组件，驱动组件的驱动端与电容补偿器的底侧相连接，驱动组件带动电容补偿器沿着a方向移动，a方向为电容补偿器一侧朝向稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器的一侧；

在靠近稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器一侧的安装腔体的内壁设有接地架，接地架的末端设有若干个触点，驱动组件的输出端与接地架的底端相连接，驱动组件带动接地架移动时，接地架上的触点与稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器的连接端相连接；

驱动组件驱动电容补偿器向着a方向移动时，电容补偿器上的接线片在两组连接片上切换，且接地架沿着铅垂向移动，电容补偿器与稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器均由低压工况切换为高压工况。

进一步地，高低压切换件包括低压接线件和高压接线件，低压接线件和高压接线件的接线端均连接有保护器，保护器安装于安装腔体的内壁中。

进一步地，电容补偿器包括低压无功补偿器和高压无功补偿器，低压无功补偿器的输出端上连接的接线片用于连接低压接线件，高压无功补偿器的输出端上连接的接线片用于连接高压接线件。

进一步地，驱动组件包括驱动电机、丝杠和基座，基座安装于电容补偿器的底侧外壁上，驱动电机的输出轴与丝杠相连接，丝杠穿插于基座的内侧，在基座的两侧均穿插有限位杆，驱动电机驱动丝杠时，基座沿着丝杠的轴向移动时，电容补偿器在低压接线件、高压接线件的连接片上切换。

进一步地，接地架包括架体、齿条、齿轮和传动件，齿条安装在架体的底端外壁上，传动件的输出轴与齿轮相连接，齿条和齿轮之间啮合连接，传动件的输入端与驱动组件的输出端相连接。

进一步地，传动件包括驱动锥齿轮和从动锥齿轮，驱动锥齿轮安装在丝杠上，从动锥齿轮通过轴与齿轮相连接，驱动锥齿轮和从动锥齿轮之间啮合连接。

进一步地，架体的外侧设有至少三组凸出部，触点安装于凸出部的外侧。

进一步地，触点在凸出部上至少两组，在接地架沿着铅垂向移动时，两组触点与稳压器、有源电力滤波器和储能逆变器上的高低压端口之间切换。

进一步地，连接片包括片体、动磁体、电磁铁、插柱和复位弹簧，插柱垂直插接在片体的外侧壁上，插柱的端部与动磁体相连接，电磁铁与动磁体相对设置，复位弹簧套设于插柱上，复位弹簧的端部抵靠连接在片体和动磁体的外壁之间。

进一步地，耐高压柜的外侧壁安装有电容组和接线柱桩，接线柱桩的两侧延伸有导线，电容组的端部通过接线柱桩的导线与高低压切换件相连接。

本发明的有益效果在于：本节电变送柜中低压设备可在检测到负载过压时，可直接通过电容补偿器移动切换连接端，通过接地架切换低压设备的高压端口，实现低压设备在高压负载时，在同一个柜体内切换，低压设备较传统接入高压端口，可在变压后维持低压设备的工作，避免了负载过压时，低压设备会出现空窗期，依旧可维持低压设备的控制、保护和监测的功能，提高负载运行稳定性。

附图说明

图1是本发明提出的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜的组装结构示意图；

图2是本发明提出的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜的主视图；

图3是本发明提出的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜的背部结构示意图；

图4是本发明中图1的电容补偿器的结构示意图；

图5是本发明中图4的连接片的结构示意图；

图6是本发明中图1的接地架的结构示意图；

图7是本发明中图6的局部A的放大图。

图中：100、耐高压柜；110、连接片；111、片体；112、动磁体；113、电磁铁；114、插柱；115、复位弹簧；120、驱动组件；121、驱动电机；122、驱动锥齿轮；123、丝杠；200、稳压器；300、有源电力滤波器；400、电容补偿器；410、接线片；420、基座；430、限位杆；500、电容组；600、变压器组；700、保护器；800、接地架；810、架体；820、触点；830、齿条；840、齿轮；850、从动锥齿轮；900、高低压切换件；910、低压接线件；920、高压接线件；930、储能逆变器。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

参阅图1-图7所示，一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，包括耐高压柜100和设于耐高压柜100内的稳压器200、有源电力滤波器300、电容补偿器400和储能逆变器930，耐高压柜100内设有至少三个安装腔体，稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930安装于耐高压柜100其中一侧的安装腔体内，在位于中部的安装腔体内设有高低压切换件900，电容补偿器400在中部的安装腔体和远离安装有稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930一侧的安装腔体之间相互切换，高低压切换件900设有两组连接片110，电容补偿器400的两侧均设有接线片410，电容补偿器400的接线片410连接在高低压切换件900中其中一组连接片110上；

如图5所示，连接片110包括片体111、动磁体112、电磁铁113、插柱114和复位弹簧115，插柱114垂直插接在片体111的外侧壁上，插柱114的端部与动磁体112相连接，电磁铁113与动磁体112相对设置，复位弹簧115套设于插柱114上，复位弹簧115的端部抵靠连接在片体111和动磁体112的外壁之间。

在切换时，电磁铁113吸附动磁体112，通过动磁体112带动插柱114由接线片410上的接口拔出，插柱114与接线片410之间的连接关系解除，驱动组件120即可带动电容补偿器400下侧的基座420移动，连接片110和接线片410结合时，则电磁铁113与动磁体112之间吸附关系解除，插柱114在复位弹簧115的作用下，插柱114向着接线片410上的接口插入，接线片410和连接片110之间稳定固定，电容补偿器400接入高低压切换件900；

在耐高压柜100的底端内侧设有驱动组件120，驱动组件120的驱动端与电容补偿器400的底侧相连接，驱动组件120带动电容补偿器400沿着a方向移动，a方向为电容补偿器400一侧朝向稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930的一侧；

驱动组件120驱动电容补偿器400向着a方向移动时，电容补偿器400上的接线片410在两组连接片110上切换，且接地架800沿着铅垂向移动，电容补偿器400与稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930均由低压工况切换为高压工况。

高低压切换件900包括低压接线件910和高压接线件920，低压接线件910和高压接线件920的接线端均连接有保护器700，保护器700安装于安装腔体的内壁中。

驱动组件120包括驱动电机121、丝杠123和基座420，基座420安装于电容补偿器400的底侧外壁上，驱动电机121的输出轴与丝杠123相连接，丝杠123穿插于基座420的内侧，在基座420的两侧均穿插有限位杆430，驱动电机121驱动丝杠123时，基座420沿着丝杠123的轴向移动时，电容补偿器400在低压接线件910、高压接线件920的连接片110上切换，低压接线件910、高压接线件920均包括但不限于保护器700、接线器，高低压上的接线器分别与变压器组600的高低压端相连接。

电容补偿器400包括低压无功补偿器和高压无功补偿器，低压无功补偿器的输出端上连接的接线片410用于连接低压接线件910，高压无功补偿器的输出端上连接的接线片410用于连接高压接线件920。

在靠近稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930一侧的安装腔体的内壁设有接地架800，接地架800的末端设有若干个触点820，驱动组件120的输出端与接地架800的底端相连接，驱动组件120带动接地架800移动时，接地架800上的触点820与稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930的连接端相连接；

如图6和图7所示，接地架800包括架体810、齿条830、齿轮840和传动件，齿条830安装在架体810的底端外壁上，传动件的输出轴与齿轮840相连接，齿条830和齿轮840之间啮合连接，传动件的输入端与驱动组件120的输出端相连接，其中传动件包括驱动锥齿轮122和从动锥齿轮850，驱动锥齿轮122安装在丝杠123上，从动锥齿轮850通过轴与齿轮840相连接，驱动锥齿轮122和从动锥齿轮850之间啮合连接。

驱动电机121驱动丝杠123转动，丝杠123与基座420相连接，基座420沿着限位杆430的杆向移动，丝杠123的末端未设有螺纹，驱动锥齿轮122安装在丝杠123上未设有螺纹的部分，驱动锥齿轮122与从动锥齿轮850之间啮合连接，驱动锥齿轮122带动从动锥齿轮850转动，从动锥齿轮850带动齿轮840转动，齿轮840与齿条830啮合连接，齿轮840驱动齿条830和其连接的架体810移动；

架体810的外侧设有至少三组凸出部，触点820安装于凸出部的外侧，触点820在凸出部上至少两组，在接地架800沿着铅垂向移动时，两组触点820与稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930上的高低压端口之间切换；

触点820在架体810移动时，触点820与稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930上的端口之间切换，即两组触点820在高压端口或低压端口相连接，在触点820在接触高压端口/低压端口时，另一个触点820不会接触低压端口/高压端口。

耐高压柜100的外侧壁安装有电容组500和接线柱桩，接线柱桩的两侧延伸有导线，电容组500的端部通过接线柱桩的导线与高低压切换件900相连接。

耐高压柜100还设有隔离开关、断路器和保护装置，隔离开关是高压柜中最基本的元件之一，其主要作用是在分断电路时提供可靠的隔离；断路器是高压柜中最重要的元件之一，其主要作用是在发生故障时及时切断故障电路，保护负载设备和输电线路不受损害；保护装置是高压柜中用于检测和判断各种故障的装置如过流保护、接地保护、欠压保护等。

需要补充的是，有源电力滤波器300是指一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。

其中稳压器200是使输出电压稳定的设备，稳压器200由调压电路、控制电路及伺服电机等组成，利用电路的调压和对电路控制来进电流的控制，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。

其中储能逆变器930有高压部，也有低压部，相应地，蓄电池也就有高压和低压之分，储能逆变器930能够精确快速地调节输出电压、频率、有功和无功功率，储能逆变器930可通过快速的电能存储来响应负荷的波动，吸收多余的能量或补充缺额的能量，实现大功率的动态调节，很好地适应频率调节和电压功率因数的校正，从而提高系统运行的稳定性。

其中电容补偿设备，电容补偿设备分为低压补偿和高压补偿，低压补偿是将电力电容器安装在变压器的低压母线上，属于低压无功补偿；将电力电容器安装在变压器的高压母线上，属于高压无功补偿，电容补偿设备是由控制器、高低压真空开关或真空接触器、高压/低压电容器组 、电抗器、放电线圈、避雷器和保护辅助设备组成；

无功自动补偿控制器按电压优先和负荷无功功率决定是否投切电容器组，使母线电压始终处于标准范围内，确保不过补，最大限度减少损耗；

在无高压负载的话，在低压上作业，配置合理的话，高压计量端的功率因数会较高，低压侧至高压侧降低的损耗较为明显，没必要再在高压侧加电容组500上的电容数量，变压器组600空载时，在高压侧还容易过补造成功率因数降低。

以上稳压器200、有源电力滤波器300、电容补偿器400和储能逆变器930的设备均为现有技术，故不再赘述。

本节电变送柜在使用时，其中在输入电压中在配电线路中交流电压1000伏以上或DC（直流电）电压1500伏以上的电线路，低压电是当交流电压低于1000伏或DC电压低于1500伏时，故当交流电压≥1000V或直流电压≥1500V时，稳压器200、有源电力滤波器300、电容补偿器400和储能逆变器930的设备的使用环境由低压切换为高压，具体的切换流程如下：

耐高压柜100通过变压器组600端接口引出若干个进线端，接线端连接稳压器200、有源电力滤波器300和电容补偿器400，电容补偿器400中低压补偿部分和高压补偿部分的接线片410在驱动组件120移动时，接线片410结合在高低压切换件900中的低压接线件910、高压接线件920；

低压环境中，电容组500的电容数量切换为小容量，例如电容数量≤20组，电容补偿器400在线路中通过低压补偿，其中储能逆变器930中的蓄电池也是低压，逆变器通过变压器组600输出时，可将直流或交流相互切换，在有源电力滤波器300中输出为交流电，稳压器200可根据输入的电力类型再输出为相同的电力类型，高低压切换件900中低压接线件910接入；

高压环境中，电容组500的电容数量切换为大容量，例如电容数量≥25组，电容补偿器400在线路中通过高压补偿，其中储能逆变器930中的蓄电池为高压，逆变器通过变压器组600输出时，可将直流或交流相互切换，在有源电力滤波器300中输出为交流电，稳压器200可根据输入的电力类型再输出为相同的电力类型，高低压切换件900中高压接线件920接入；

低压环境切换至高压环境，是通过驱动电机121驱动丝杠123转动，丝杠123与基座420相连接，基座420沿着限位杆430的杆向移动，丝杠123的末端未设有螺纹，驱动锥齿轮122安装在丝杠123上未设有螺纹的部分，驱动锥齿轮122与从动锥齿轮850之间啮合连接，驱动锥齿轮122带动从动锥齿轮850转动，从动锥齿轮850带动齿轮840转动，齿轮840与齿条830啮合连接，齿轮840驱动齿条830和其连接的架体810移动；

架体810的外侧设有至少三组凸出部，触点820安装于凸出部的外侧，触点820在凸出部上至少两组，在接地架800沿着铅垂向移动时，两组触点820与稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930上的高低压端口之间切换；

触点820结合稳压器200、有源电力滤波器300和储能逆变器930上的高压端口，同时将这些设备接地，同时介入保护器700和柜体内的隔离开关、断路器和保护装置，提高稳压设备、滤波设备、储能设备、补偿增容设备在高压处理中的运行稳定性。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，包括耐高压柜（100）和设于耐高压柜（100）内的稳压器（200）、有源电力滤波器（300）、电容补偿器（400）和储能逆变器（930），其特征在于，耐高压柜（100）内设有至少三个安装腔体，稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）安装于耐高压柜（100）其中一侧的安装腔体内，在位于中部的安装腔体内设有高低压切换件（900），电容补偿器（400）在中部的安装腔体和远离安装有稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）一侧的安装腔体之间相互切换，高低压切换件（900）设有两组连接片（110），电容补偿器（400）的两侧均设有接线片（410），电容补偿器（400）的接线片（410）连接在高低压切换件（900）中其中一组连接片（110）上；

在耐高压柜（100）的底端内侧设有驱动组件（120），驱动组件（120）的驱动端与电容补偿器（400）的底侧相连接，驱动组件（120）带动电容补偿器（400）沿着a方向移动，a方向为电容补偿器（400）一侧朝向稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）的一侧；

在靠近稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）一侧的安装腔体的内壁设有接地架（800），接地架（800）的末端设有若干个触点（820），驱动组件（120）的输出端与接地架（800）的底端相连接，驱动组件（120）带动接地架（800）移动时，接地架（800）上的触点（820）与稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）的连接端相连接；

驱动组件（120）驱动电容补偿器（400）向着a方向移动时，电容补偿器（400）上的接线片（410）在两组连接片（110）上切换，且接地架（800）沿着铅垂向移动，电容补偿器（400）与稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）均由低压工况切换为高压工况。

2.根据权利要求1所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，高低压切换件（900）包括低压接线件（910）和高压接线件（920），低压接线件（910）和高压接线件（920）的接线端均连接有保护器（700），保护器（700）安装于安装腔体的内壁中。

3.根据权利要求2所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，电容补偿器（400）包括低压无功补偿器和高压无功补偿器，低压无功补偿器的输出端上连接的接线片（410）用于连接低压接线件（910），高压无功补偿器的输出端上连接的接线片（410）用于连接高压接线件（920）。

4.根据权利要求3所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，驱动组件（120）包括驱动电机（121）、丝杠（123）和基座（420），基座（420）安装于电容补偿器（400）的底侧外壁上，驱动电机（121）的输出轴与丝杠（123）相连接，丝杠（123）穿插于基座（420）的内侧，在基座（420）的两侧均穿插有限位杆（430），驱动电机（121）驱动丝杠（123）时，基座（420）沿着丝杠（123）的轴向移动时，电容补偿器（400）在低压接线件（910）、高压接线件（920）的连接片（110）上切换。

5.根据权利要求4所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，接地架（800）包括架体（810）、齿条（830）、齿轮（840）和传动件，齿条（830）安装在架体（810）的底端外壁上，传动件的输出轴与齿轮（840）相连接，齿条（830）和齿轮（840）之间啮合连接，传动件的输入端与驱动组件（120）的输出端相连接。

6.根据权利要求5所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，传动件包括驱动锥齿轮（122）和从动锥齿轮（850），驱动锥齿轮（122）安装在丝杠（123）上，从动锥齿轮（850）通过轴与齿轮（840）相连接，驱动锥齿轮（122）和从动锥齿轮（850）之间啮合连接。

7.根据权利要求6所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，架体（810）的外侧设有至少三组凸出部，触点（820）安装于凸出部的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，触点（820）在凸出部上至少两组，在接地架（800）沿着铅垂向移动时，两组触点（820）与稳压器（200）、有源电力滤波器（300）和储能逆变器（930）上的高低压端口之间切换。

9.根据权利要求8所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，连接片（110）包括片体（111）、动磁体（112）、电磁铁（113）、插柱（114）和复位弹簧（115），插柱（114）垂直插接在片体（111）的外侧壁上，插柱（114）的端部与动磁体（112）相连接，电磁铁（113）与动磁体（112）相对设置，复位弹簧（115）套设于插柱（114）上，复位弹簧（115）的端部抵靠连接在片体（111）和动磁体（112）的外壁之间。

10.根据权利要求9所述的一种智控稳压滤波储能补偿增容综合节电变送柜，其特征在于，耐高压柜（100）的外侧壁安装有电容组（500）和接线柱桩，接线柱桩的两侧延伸有导线，电容组（500）的端部通过接线柱桩的导线与高低压切换件（900）相连接。