CN215870484U - 户内智能一体化变电站及其组成的园区智慧能源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的户内智能一体化变电站，包括箱体以及设于箱体内的高压室、变压器室、低压室，所述箱体内沿横向或纵向分为一区和二区，所述低压室设置在一区，所述高压室、变压器室并排设置在二区；所述一区、二区相对的两个外侧面分别为低压操作面、高压操作面。本实用新型智能化程度高、结构紧凑，占地面积小，安装便利、且方便容量配置，适用多种容量等级的场合；采用本实用新型组成的园区智慧能源管理系统能提高用能管理水平、提高供配电设备的可靠性、提高安全用电管理水平。

Description

户内智能一体化变电站及其组成的园区智慧能源管理系统

技术领域

本实用新型涉及变电站技术领域，具体涉及户内智能一体化变电站及其组成的园区智慧能源管理系统。

背景技术

园区能源系统的建设和管理是各类园区的重要工作之一，入园企业用电需求差异性很大，且远期需求有较大的不确定性。如按园内企业单独的变压器报装，进线容量得不到充分利用，且增减容操作难度大，每次都需向供电公司申请；如按分区建设变电所，由分区变电所向企业低压供电，线路损耗大，需敷设大量的低压电缆，低压电缆投资大，且末端用户电压质量可能存在问题，入园企业和园区增减容操作同样困难。

传统的箱式变电站，适用于户外，空间布局简单，占地面积大，安装时间长，运行维护工作量大。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供的户内智能一体化变电站及其组成的园区智慧能源管理系统，智能化程度高，结构紧凑，占地面积小，安装便利，且方便容量配置，适用多种容量等级的场合。

技术方案：本实用新型所述户内智能一体化变电站，包括箱体以及设于箱体内的高压室、变压器室、低压室；所述箱体内沿横向或纵向分为一区和二区，所述低压室设置在一区，所述高压室、变压器室并排设置在二区；所述一区、二区相对的两个外侧面分别为低压操作面、高压操作面。

进一步完善上述技术方案，所述低压室包括并排设置的低压进出线柜、补偿柜、工具柜，所述低压进出线柜与变压器室呈背靠背设置；所述高压室包括进线开关室、互感器室、高压电缆室，所述进线开关室、互感器室、变压器室呈并排设置，所述高压电缆室设置在进线开关室与工具柜之间。

进一步地，所述箱体对应低压进出线柜和变压器室的外侧面为靠墙安装面，所述低压操作面、靠墙安装面的相对外侧面、高压操作面共同形成运维通道。

进一步地，还包括用于防护所述箱体的围挡，所述箱体的靠墙安装面贴合围挡内壁安装，所述围挡与箱体其他外侧面之间形成运维通道的宽度至少为1000mm；所述围挡为金属栅栏或耐火材料制成的密封配电房，所述金属栅栏的高度不低于2500mm，所述密封配电房的高度不低于3000mm。

进一步地，所述高压电缆室设有10kV进线，进线采用630A欧式电缆插拔头；所述进线开关室设有三工位SF6负荷开关+熔断器组合电器及若干个熔断器；所述互感器室设有熔断器，电压互感器，电流互感器；所述变压器室设有变压器；所述低压进出线柜设有低压次总开关和若干路低压出线开关；所述无功补偿柜设有电容器，电容器回路串联电抗器。

进一步地，所述箱体按照50-200kVA、250-500kVA、630kVA容量等级设有3种规格；对应同一容量等级，变压器按实际容量配置，负荷开关+熔断器组合电器的熔芯额定电流、进线电缆互感器变比按变压器容量配置，其他元器件按该容量等级最大值配置。

进一步地，所述箱体的长度范围为1800mm~2300mm，所述箱体的宽度范围为1500mm~1800mm。

进一步地，所述高压电缆室还设有10kV环路出线。

进一步地，所述箱体内设有温湿度仪和烟雾报警器；所述进线开关室设有计量表和多功能数显表；所述变压器室设有控制器和变压器温度仪；所述低压进出线柜在次总回路和各出线支路均设有多功能数显表，所述低压次总开关为抽出式电子式塑壳开关或抽出式智能框架断路器，所述低压出线开关带有辅助触头；所述无功补偿柜设有多功能数显表；所述高压室、低压室、变压器室内的仪表和设备通过通讯线与智能综合管理装置相连，所述智能综合管理装置采集状态监测量、运行参数监测量、环境监测量、关口电表用电量。

进一步地，所述智能综合管理装置通过交换机与园区智能能源系统的上级主站通讯；所述上级主站通过通讯链路、交换机和智能综合管理装置控制低压次总开关，实现电费欠费停电、缴费后复电。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型通过优化变电站内部布局，有效提升空间利用率，减小了变电站占地面积，相对于传统同等级的箱式变电站节约了一半面积。箱体小型、紧凑，安装时将箱体整体吊装至设备基础即可。

本实用新型适用于各类园区内部10kV配网系统、报装容量在50-630kVA范围内的用户10kV专变建设。按50-200kVA、250-500kVA、630kVA分三个容量等级对应三种一体化柜体，在园区进线端安装总降变压器，总降变压器按园区需求容量向供电公司申请报装，总降变压器以10kV电压配出，每个园区内企业按自身用电容量需求向园区申请安装智能一体化变电站，每一个容量等级的智能一体化变电站的负荷开关+熔断器组合电器的熔芯额定电流、进线电缆互感器变比按变压器容量配置，其他的元器件、铜排、导线等均以该等级的最大容量配置，如客户需增减容只需更换变压器、熔芯和电流互感器即可，可缩短增减容工程施工停电时间，减少增减容工程投资费用。

本实用新型在箱体内各电力柜内安装多功能数显表、控制器、环境监测设备等，将状态监测量、运行参数监测量、环境监测量、关口电表用电量等信息通过配置智能综合管理装置与园区智能能源系统通讯网连接，可提高用能管理水平、提高供配电设备的可靠性、提高安全用电管理水平，可降低设备维护成本、用人成本。

附图说明

图1是本实用新型适用于50-200kVA的一次主接线图；

图2是本实用新型适用于50-200kVA的平面布置图；

图3是本实用新型适用于50-200kVA的正视图；

图4是本实用新型适用于50-200kVA的安装示意图；

图5是由本实用新型组成的园区智慧能源管理系统的通信原理框图；

图6是本实用新型适用于250-500kVA的一次主接线图；

图7是本实用新型适用于250-500kVA的平面布置图；

图8是本实用新型适用于630kVA的一次主接线图；

图9是本实用新型适用于630kVA的平面布置图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1、图2、图3所示的户内智能一体化变电站，适用于50-200kVA，箱体尺寸为1850mm*1500mm*2300mm，含运维通道尺寸为2850*3500*2300。沿箱体横向分为一区和二区，一区内设有并排设有低压进出线线柜、补偿柜和工具柜，二区内设有高压电缆室、进线开关室、互感器室、变压器室，其中进线开关室、互感器室、变压器室并排设置，高压电缆室设置在工具柜和进线开关室之间。

电气主接线：

（1）高压电缆室设有10kV进线和10kV环路出线，且设有避雷器、带电传感器、电磁锁，进线均采用630A欧式电缆插拔头；进线采用欧式电缆插拔头，施工方便，10kV环路出线可作为分支箱接入下一台变电站；

（2）进线开关室设有三工位SF6负荷开关+熔断器组合电器、熔断器、3个带电传感器、1个开关状态显示仪；

（3）互感器室设有熔断器、电源、电压互感器（PT）、电流互感器（CT），带电传感器、电磁锁；CT设一组0.2精度的绕组，PT设一组0.2S精度的绕组作计量检测；在变压器上方设一个独立的计量室安装关口电度表和电度表接线板，该室应设读表窗且门可加计量铅封；PT低压侧加一组AC220V/300VA绕组作为操作电源，另设一台500VA/30min/UPS作为在交流10kV电源停电后的操作电源；

（4）变压器室设有变压器、控制器、电磁锁，变压器选型为干式变压器，规格为SCB10-10/0.4，10±2*2.5%/0.4，Dyn11，Uk=6%，配轴流风机，控制器带RS485接口，MODBUS协议；

（5）低压进出线柜设有低压次总开关和5路低压出线开关，500kVA容量及以下低压次总开关应选用抽出式电子式塑壳开关，带遥信、遥测、遥控功能，630kVA容量低压次总开关应选用抽出式智能框架断路器；低压出线开关应带辅助触头，该触头信号可通过开关量采集设备经智能综合管理装置上传至上级主站，实现开关状态在线监测；

（6）无功补偿柜设有电容器，规格为15kVar/0.48kV*5+10kVar/0.48kV*1，串联电抗器：7%。每一个容量等级按该等级最大变压器容量配置无功补偿容量，为抑制谐波，电容器回路需串联7%电抗器；如遇用电负荷功率因数特别低的用户，建议用户在设备就地安置一定容量的无功补偿装置，以减低线路压降、减少线路损耗、提高功率因数。

如图4所示，箱体对应低压进出线柜和变压器室的外侧面为靠墙安装面，低压操作面、靠墙安装面的相对外侧面、高压操作面共同形成运维通道。安装时将户外小型变电站箱体设置在围挡内，箱体的靠墙安装面贴合围挡内壁安装，围挡与箱体其他外侧面之间形成运维通道的宽度至少为1000mm；在周围环境灰尘不严重且无金属粉尘和腐蚀性气体的场合围挡和门可以用金属栅栏制作，围挡高度不低于2500mm，否则需用耐火夹芯板或其他材料做成密闭配电房，内装1.5匹空调一台，配电房内部高度不小于3000mm，金属性可导电材料制作的围挡应与接地可靠连接。围挡上设有门，门的布置位置根据现场确定，门应可挂锁具。

箱体内设有温湿度仪和烟雾报警器；进线开关室设有计量表和多功能数显表；变压器室设有控制器和变压器温度仪；低压进出线柜在次总回路和各出线支路均设有多功能数显表，低压次总开关为抽出式电子式塑壳开关或抽出式智能框架断路器，低压出线开关带有辅助触头；无功补偿柜设有多功能数显表；高压室、低压室、变压器室内的仪表和设备通过通讯线与智能综合管理装置相连。

如图5所示，配置智能综合管理装置实现自动化、智能化，状态监测量、运行参数监测量、环境监测量、关口电表用电量等均由智能综合管理装置采集并通过交换机与园区智能能源系统通讯网连接，与上级主站建立通讯，接受上级主站指令、向上级主站发送监测数据。主站费控操作命令也通过智能综合管理装置操作次总开关。智能综合管理装置应配置采集各种智能终端的通讯协议，并配置与园区智能能源系统通讯的协议。

（1）状态监测：高低压开关、接地刀、柜门状态实时监测。

（2）运行参数监测：主要进出线回路电压、电流、有功无功功率、功率因数、有功无功电度，变压器温度等实时监测。

（3）环境监测：变电站环境温湿度监测、变电站位于地下室或一层需配电缆沟水位监测。

（4）关口电表用电量自动抄录。

实施例2：如图6、图7所示的户内智能一体化变电站，适用于250~500kVA，箱体尺寸为2050mm*1800 mm *2300 mm，含运维通道尺寸为3050 mm *3800 mm *2300 mm。沿箱体横向分为一区和二区，一区内设有并排设有低压进出线线柜、补偿柜和工具柜，二区内设有高压电缆室、进线开关室、互感器室、变压器室，其中进线开关室、互感器室、变压器室并排设置，高压电缆室设置在工具柜和进线开关室之间。

电气主接线：

（1）高压电缆室设有10kV进线和10kV环路出线，且设有避雷器、带电传感器、电磁锁，进线均采用630A欧式电缆插拔头；进线采用欧式电缆插拔头，施工方便，10kV环路出线可作为分支箱接入下一台变电站；

（2）进线开关室采用三工位SF6负荷开关+熔断器组合电器、3个熔断器、3个带点传感器、1个开关状态显示仪；

（3）互感器室设有熔断器、电源、电压互感器（PT）、电流互感器（CT），带电传感器、电磁锁；CT设一组0.2精度的绕组，PT设一组0.2S精度的绕组作计量检测；在变压器上方设一个独立的计量室安装关口电度表和电度表接线板，该室应设读表窗且门可加计量铅封；PT低压侧加一组AC220V/300VA绕组作为操作电源，另设一台500VA/30min/UPS作为在交流10kV电源停电后的操作电源；

（4）变压器室设有变压器、控制器和电磁锁，变压器选型为干式变压器，规格为SCB10-10/0.4，（250-500）kVA，10±2*2.5%/0.4，Uk=6%，配轴流风机，控制器带RS485接口，MODBUS协议；

（5）低压进出线柜设有低压次总开关和5路低压出线开关，500kVA容量及以下低压次总开关应选用抽出式电子式塑壳开关，带遥信、遥测、遥控、电控功能；低压出线开关应带辅助触头，该触头信号可通过开关量采集设备经智能综合管理装置上传至上级主站，实现开关状态在线监测；

（6）无功补偿柜设有电容器，规格为20kVar/0.48kV*10，串联电抗器：7%。每一个容量等级按该等级最大变压器容量配置无功补偿容量，为抑制谐波，电容器回路需串联7%电抗器。如遇用电负荷功率因数特别低的用户，建议用户在设备就地安置一定容量的无功补偿装置，以减低线路压降、减少线路损耗、提高功率因数。

实施例3：如图1、图2所示的户内智能一体化变电站，适用于630kVA，箱体尺寸为2250 mm *1800 mm *2300 mm，含运维通道尺寸为3250 mm *3800 mm *2300 mm。沿箱体横向分为一区和二区，一区内设有并排设有低压进出线线柜、补偿柜和工具柜，二区内设有高压电缆室、进线开关室、互感器室、变压器室，其中进线开关室、互感器室、变压器室并排设置，高压电缆室设置在工具柜和进线开关室之间。

电气主接线：

（1）高压电缆室设有10kV进线和10kV环路出线，且设有避雷器、带电传感器、电磁锁，进线均采用630A欧式电缆插拔头；进线采用欧式电缆插拔头，施工方便，10kV环路出线可作为分支箱接入下一台变电站；

（2）进线开关室采用三工位SF6负荷开关+熔断器组合电器、3个熔断器、3个带点传感器、1个开关状态显示仪；

（3）互感器室设有熔断器、电源、电压互感器（PT）、电流互感器（CT），带电传感器、电磁锁；CT设一组0.2精度的绕组，PT设一组0.2S精度的绕组作计量检测；在变压器上方设一个独立的计量室安装关口电度表和电度表接线板，该室应设读表窗且门可加计量铅封；PT低压侧加一组AC220V/300VA绕组作为操作电源，另设一台500VA/30min/UPS在交流10kV电源停电后的操作电源；

（4）变压器室设有变压器、控制器和电磁锁，变压器选型为干式变压器，规格为SCB10-10/0.4，630kVA ，10±2*2.5%/0.4，Uk=6%，配轴流风机，控制器带RS485接口，MODBUS协议；

（5）低压进出线柜设有低压次总开关和5路低压出线开关，630kVA容量低压次总开关应选用抽出式智能框架断路器，低压出线开关应带辅助触头，该触头信号可通过开关量采集设备经智能综合管理装置上传至上级主站，实现开关状态在线监测；

（6）无功补偿柜设有电容器，规格为30kVar/0.48kV*10，每一个容量等级按该等级最大变压器容量配置无功补偿容量，为抑制谐波，电容器回路需串联7%电抗器。如遇用电负荷功率因数特别低的用户，建议用户在设备就地安置一定容量的无功补偿装置，以减低线路压降、减少线路损耗、提高功率因数。

本实用新型适用于各类园区内部10kV配网系统、报装容量在50-630kVA范围内的用户10kV专变建设。按50-200kVA、250-500kVA、630kVA分三个容量等级对应三种一体化柜体，柜体小型、紧凑，安装时将箱体整体吊装至设备基础。

每一个容量等级的一体化变电站的负荷开关+熔断器组合电器的熔芯额定电流、进线电缆互感器变比按变压器容量配置，其他的元器件、铜排、导线等均以该等级的最大容量配置。如客户需增减容只需更换变压器、熔芯和电流互感器即可，可缩短增减容工程施工停电时间，减少增减容工程投资费用。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.户内智能一体化变电站，包括箱体以及设于箱体内的高压室、变压器室、低压室；其特征在于：所述箱体内沿横向或纵向分为一区和二区，所述低压室设置在一区，所述高压室、变压器室并排设置在二区；所述一区、二区相对的两个外侧面分别为低压操作面、高压操作面。

2.根据权利要求1所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述低压室包括并排设置的低压进出线柜、补偿柜、工具柜，所述低压进出线柜与变压器室呈背靠背设置；所述高压室包括进线开关室、互感器室、高压电缆室，所述进线开关室、互感器室、变压器室呈并排设置，所述高压电缆室设置在进线开关室与工具柜之间。

3.根据权利要求2所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述箱体对应低压进出线柜和变压器室的外侧面为靠墙安装面，所述低压操作面、靠墙安装面的相对外侧面、高压操作面共同形成运维通道。

4.根据权利要求3所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：还包括用于防护所述箱体的围挡，所述箱体的靠墙安装面可以贴合围挡内壁安装，所述围挡与低压操作面、靠墙安装面的相对外侧面、高压操作面之间形成运维通道的宽度至少为1000mm；所述围挡为金属栅栏或耐火材料制成的密封配电房，所述金属栅栏的高度不低于2500mm，所述密封配电房的高度不低于3000mm。

5.根据权利要求2所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述高压电缆室设有10kV进线，进线采用630A欧式电缆插拔头；所述进线开关室设有三工位SF6负荷开关+熔断器组合电器及若干个熔断器；所述互感器室设有熔断器，电压互感器，电流互感器；所述变压器室设有变压器；所述低压进出线柜设有低压次总开关和若干路低压出线开关；所述无功补偿柜设有电容器，电容器回路串联电抗器。

6.根据权利要求5所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述箱体按照50-200kVA、250-500kVA、630kVA容量等级设有3种规格；对应同一容量等级，变压器按实际容量配置，负荷开关+熔断器组合电器的熔芯额定电流、进线电缆互感器变比按变压器容量配置。

7.根据权利要求6所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述箱体的长度范围为1800mm~2300mm，所述箱体的宽度范围为1500mm~1800mm。

8.根据权利要求5所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述高压电缆室还设有10kV环路出线。

9.根据权利要求6所述的户内智能一体化变电站，其特征在于：所述箱体内设有温湿度仪和烟雾报警器；所述进线开关室设有计量表和多功能数显表；所述变压器室设有控制器和变压器温度仪；所述低压进出线柜在次总回路和各出线支路均设有多功能数显表，所述低压次总开关为抽出式电子式塑壳开关或抽出式智能框架断路器，所述低压出线开关带有辅助触头；所述无功补偿柜设有多功能数显表；所述高压室、低压室、变压器室内的仪表和设备通过通讯线与智能综合管理装置相连，所述智能综合管理装置采集状态监测量、运行参数监测量、环境监测量、关口电表用电量。

10.根据权利要求9所述的户内智能一体化变电站组成的园区智慧能源管理系统，其特征在于：所述智能综合管理装置通过交换机与园区智能能源系统的上级主站通讯，所述上级主站通过通讯链路、交换机和智能综合管理装置控制低压次总开关，实现电费欠费停电、缴费后复电。

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