TWI805471B - 整合式變電站 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種整合式變電站，包括一櫃體以及至少一氣流驅動器。櫃體具有一高壓室、一低壓室及一位於高壓室與低壓室之間的變壓室，變壓室與高壓室通過第一內牆相互分隔，且變壓室與低壓室通過第二內牆相互分隔。氣流驅動器設置於第二內牆上。使用時，外部空氣可被導入低壓室，氣流驅動器可經配置以產生由低壓室向變壓室流動的強制氣流，變壓室可經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換。因此，能有效改善櫃體內部的熱堆積現象，確保變電站的穩定運行。

Description

整合式變電站

本發明涉及一種配電設施，特別是涉及一種包括有相鄰且互相隔開的高壓室、低壓室及變壓室的整合式變電站。

變電站是電力系統中不可缺少的一部分，它可以將高壓電轉變為低壓電後分配給用戶使用，也可以將低壓電轉變為高壓電後併入電網。由於變電站通常設置於戶外，需將其組成設備如變壓器、高低壓設備等設置於機櫃內，以降低外在環境因素的影響。

然而，現有的採用自然通風設計的機櫃，例如機櫃上設有一或多個通風散熱窗，仍需兼顧其他要求包括防水防塵、減少占據空間（占地面積），往往導致散熱困難。另外，現有的採用強制通風設計的機櫃會使用多個內部風扇，它們占用較多的內部空間而導致機櫃內部空間優化設計困難。此外，上述強制通風設計可能還需要一些特殊結構的配合來使單一的風向轉彎，而這類結構容易產生氣流阻力並導致熱堆積。

故，如何通過結構設計的改良，以在有限的空間解決設備的散熱問題，已成為本技術領域所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種散熱降溫效果良好的整合式變電站。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種整合式變電站，其包括一櫃體、一電力變壓器、一高壓設備、一低壓設備以及至少一氣流驅動器。所述櫃體具有一高壓室、一低壓室及一位於所述高壓室與所述低壓室之間的變壓室，其中所述變壓室與所述高壓室通過一第一內牆相互分隔，且所述變壓室與所述低壓室通過一第二內牆相互分隔。所述電力變壓器設置於所述變壓室內，所述高壓設備設置於所述高壓室內且與所述電力變壓器電連接，所述低壓設備設置於所述低壓室內且與所述電力變壓器電連接，至少一所述氣流驅動器設置於所述第二內牆上。又，所述低壓室經配置以供導入外部空氣，至少一所述氣流驅動器經配置以產生由所述低壓室向所述變壓室流動的強制氣流，且所述變壓室經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換。

在本發明的一實施例中，所述變壓室內具有一位於所述電力變壓器下方的集油槽。

在本發明的一實施例中，所述集油槽是由多個擋油板圍構而成。

在本發明的一實施例中，所述櫃體包括一通風門結構，所述通風門結構的位置對應所述變壓室，且所述通風門結構經配置以將所述變壓室封閉或開放。

在本發明的一實施例中，所述通風門結構包括一左通風門、一右通風門及一支撐構件，所述左通風門與所述右通風門相對設置於所述支撐構件的左右兩側，且在移動至一關閉位置時與所述支撐構件干涉配合連接。

在本發明的一實施例中，所述櫃體包括至少一進氣構件，至少一所述進氣構件的位置對應所述低壓室，且與所述低壓室空氣連通。

在本發明的一實施例中，所述整合式變電站更包括一遮蔽結構，且所述遮蔽結構設置於所述櫃體的一頂蓋上。

在本發明的一實施例中，所述遮蔽結構為一太陽能板或一遮陽板。

在本發明的一實施例中，所述第一內牆與所述第二內牆各為一隔熱牆。

在本發明的一實施例中，所述隔熱牆包括兩個隔板及一分布於兩個所述隔板之間的隔熱材料。

在本發明的一實施例中，所述櫃體的一底架包括多個加強肋及位於多個所述加強肋之間的多個鏤空部。

總的來說，憑藉“櫃體具有高壓室、低壓室及位於高壓室與低壓室之間的變壓室，其中變壓室與高壓室通過第一內牆相互分隔，且變壓室與低壓室通過第二內牆相互分隔”，變壓器與高低壓設備可以被很好的整合在一起，進行全面的一體化配置和集中管理。因此，本發明的整合式變電站具有結構簡單緊湊、安裝和維護方便、運行可靠性高等有益效果。另外，憑藉“低壓室經配置以供導入外部空氣，氣流驅動器設置於第二內牆上，且經配置以產生由低壓室向變壓室流動的強制氣流，且變壓室經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換”，櫃體內部的熱堆積現象可以獲得明顯改善，以達到良好的散熱降溫效果，確保變電站的穩定運行。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“整合式變電站”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖4及圖6所示，本發明第一實施例提供一種整合式變電站Z，其可用於電力傳輸系統中進行電壓調變，例如將高壓電降壓為低壓電。整合式變電站Z包括一櫃體1、一電力變壓器2、一高壓設備3、一低壓設備4以及至少一氣流驅動器5，其中電力變壓器2、高壓設備3、低壓設備4以及至少一氣流驅動器5被巧妙地整合到櫃體1內部，因此不容易受到外在環境因素的負面影響。

在本實施例中，櫃體1具有一高壓室101、一低壓室102及一位於高壓室101與低壓室102之間的變壓室103，變壓室103與高壓室101通過第一內牆11相互分隔，且變壓室103與低壓室102通過第二內牆12相互分隔。電力變壓器2設置於變壓室103內，高壓設備3設置於高壓室101內，低壓設備4設置於低壓室102內，至少一氣流驅動器5設置於第二內牆12上。又，第一內牆11具有一第一開口110，其位置靠近第一內牆11的底部邊緣，以方便電力變壓器2與高壓設備3進行電連接，第二內牆12具有一第二開口120，其位置靠近第二內牆12的頂部邊緣，以方便電力變壓器2與低壓設備4進行電連接。

實際應用時，高壓設備3與低壓設備4可包括配電裝置及開關裝置，電力變壓器2可以是油浸式變壓器，其中電力變壓器2的高壓側可通過銅排及/或電纜與高壓設備3電連接，電力變壓器2的低壓側可通過銅排及/或電纜與低壓設備4電連接。又，電力變壓器2的下方可設有一集油槽C，以使從電力變壓器2漏出的絕緣油集中在一起而便於清除，集油槽C可以是由多個擋油板C1圍構而成；電力變壓器2的上方可設有一絕緣封套E，以將銅排及/或電纜與電力變壓器2的連接處包封住。另外，氣流驅動器5可以是風扇。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。

經分析發現，若要確保變電站能在嚴苛的條件下持續穩定運行，除了電力變壓器2散發出的熱量需要被排出到變壓室103外，低壓室102內也不宜有過多的熱量堆積。對此，本發明的整合式變電站Z採用以自然通風為基礎搭配強制通風之混合式通風設計，其中低壓室102可經配置以供導入外部空氣，至少一氣流驅動器5可經配置以產生由低壓室102向變壓室103流動的強制氣流，且變壓室103可經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換（對流交換）。因此，能有效減少櫃體1內部堆積的熱量，尤其是堆積在低壓室102的熱量，例如機器、設備、銅排、電纜等散發出的熱量，從而延長電力變壓器2、高壓設備3與低壓設備4的使用年限以及提高它們的運行穩定性。

在一較佳的實施例中，氣流驅動器5的數量為兩個且分別設置於第二開口120的左右兩側，使得所產生的強制氣流更容易將堆積在低壓室102的熱量帶到變壓室103並快速逸散到外部環境。又，氣流驅動器5具有智能控制功能，即氣流驅動器5的運轉頻率可以隨低壓室102溫度的變化直接調整，使得低壓設備4在許可的溫度下工作。

進一步地說，櫃體1可以是鋁合金櫃體、鋼製櫃體或玻璃鋼製櫃體，但本發明不受限於此。櫃體1包括一通風門結構13及至少一進氣口104，通風門結構13的位置對應於變壓室103，且通風門結構13可經配置以將變壓室103封閉或開放。據此，電力變壓器2可通過通風門結構13進入或離開變壓室103，且變壓室103內的空氣可通過通風門結構13與外部空氣進行交換。進氣口104的位置對應於低壓室102，且進氣口104與低壓室102空氣連通。據此，外部空氣可在氣流驅動器5產生的負壓作用下從進氣口104被吸入低壓室102。較佳地，進氣口104的數量為兩個，且低壓室102連通於兩個進氣口104之間。

如圖1及圖2所示，通風門結構13包括一左通風門131、一右通風門132及一支撐構件133，且左通風門131與右通風門132相對設置於支撐構件133的左右兩側，其中左通風門131與右通風門132可設置為大小一致或不一致。實際應用時，左通風門131或右通風門132具有多個通風孔（圖中未標號），且左通風門131或右通風門132的一側邊緣樞接於櫃體1的側牆上，使得左通風門131或右通風門132可向外翻轉打開（即移動至開啟位置）以將變壓室103開放，或者可向內翻轉關閉（即移動至關閉位置）以將變壓室103封閉。又，左通風門131或右通風門132在移動至關閉位置時可與支撐構件133干涉配合連接（如栓接連接），以持續保持在關閉位置。另外，支撐構件133連接於櫃體1的底架14與頂蓋15之間，以提高櫃體1的結構強度；支撐構件133可為一支撐柱，但不限於此。

實際應用時，如圖4所示，櫃體1更包括一第一櫃門16及一第二櫃門17，第一櫃門16的位置對應於高壓室101，且第一櫃門16經配置以將高壓室101封閉或開放，第二櫃門17的位置對應於低壓室102，且第二櫃門17經配置以將低壓室102封閉或開放。第一櫃門16與第二櫃門17可為單開式櫃門或雙開式櫃門，較佳為雙開式櫃門。據此，高壓設備3可通過第一櫃門16進入或離開高壓室101，低壓設備4可通過第二櫃門17進入或離開低壓室102，且相關技術人員只需要將第一櫃門16或第二櫃門17向外翻轉打開，就可以對高壓設備3或低壓設備4進行維護、檢修、測試等工作。

根據實際需要，櫃體1可更包括另一通風門結構（圖中未顯示），變壓室103位於通風門結構13與另一通風門結構之間並與二者均空氣連通。在一些實施例中，另一通風門結構可被至少一通風散熱窗所替換。

請配合參閱圖5所示，櫃體1的底架14可包括多個加強肋141及位於多個加強肋141之間的多個鏤空部142，多個加強肋141可用於提高底架14的結構強度，而多個鏤空部142可用於穿設機器或設備的配線，以提高使用的方便性和靈活性。

請配合參閱圖7所示，櫃體1的第一內牆11與第二內牆12各自可為一隔熱牆，以防止堆積在高壓室101、低壓室102或變壓室103的熱量向鄰室擴散，影響其中的機器或設備正常工作。進一步地說，第一內牆11與第二內牆12各自可包括兩個隔板111、121及一分布於兩個隔板111、121之間的隔熱材料112、122；隔板111、121可採用鍍鋅板，且隔熱材料112、122可採用隔熱棉，但本發明不受限於此。

[第二實施例]

請參閱圖8並配合圖3及圖6所示，本發明第二實施例提供一種整合式變電站Z，其包括一櫃體1、一電力變壓器2、一高壓設備3、一低壓設備4以及至少一氣流驅動器5。櫃體1具有一高壓室101、一低壓室102及一位於高壓室101與低壓室102之間的變壓室103，其中變壓室103與高壓室101通過一第一內牆11相互分隔，且變壓室103與低壓室102通過一第二內牆12相互分隔。電力變壓器2設置於變壓室103內，高壓設備3設置於高壓室101內且與電力變壓器2電連接，低壓設備4設置於低壓室102內且與電力變壓器2電連接，至少一氣流驅動器5設置於第二內牆12上。使用時，低壓室102可經配置以供導入外部空氣，至少一氣流驅動器5可經配置以產生由低壓室102向變壓室103流動的強制氣流，且變壓室103可經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換。因此，能有效減少櫃體1內部堆積的熱量，尤其是堆積在低壓室102的熱量，從而延長電力變壓器2、高壓設備3與低壓設備4的使用年限以及提高它們的運行穩定性。

本實施例與第一實施例的差異在於，櫃體1包括至少一進氣構件18，其適配地結合於通往低壓室102的至少一進氣口104，使得外部空氣更容易在氣流驅動器5產生的負壓作用下被吸入低壓室102。在本實施例中，進氣構件18與進氣口104的數量相對應；進氣構件18可以是一集氣罩或一進氣管，且根據實際需要，進氣構件18內部可設有導流元件（圖中未顯示）。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。

第一實施例中提到的相關技術細節在本實施例中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。同樣地，本實施例中提到的相關技術細節也可以應用在第一實施例中。

[第三實施例]

請參閱圖9至圖11所示，除了在上述實施例中描述過的櫃體1、電力變壓器2、高壓設備3、低壓設備4與氣流驅動器5之外，本發明第三實施例所提供的整合式變電站Z更包括一遮蔽結構6用以阻擋太陽輻射，從而改善太陽輻射所造成的櫃體1內部升溫現象。關於櫃體1、電力變壓器2、高壓設備3、低壓設備4與氣流驅動器5的技術細節，可參考上述實施例所述，故在此不加以贅述。

在本實施例中，遮蔽結構6設置於櫃體1的頂蓋15上，其中高壓室101、低壓室102與變壓室103均位於遮蔽結構6的遮蔽範圍（即覆蓋範圍）內。實際應用時，遮蔽結構6可採用太陽能板，如圖11所示，也可採用遮陽板，如圖9及圖10所示；且遮蔽結構6通過多個支架H與櫃體1的頂蓋15固定結合成一體，其中多個支架H沿頂蓋15的長度方向間隔設置於頂蓋15上。根據實際需要，遮蔽結構6可相對於頂蓋15呈傾斜設置。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。值得一提的是，太陽能板作為遮蔽結構6，一方面可以阻擋太陽輻射以達到更好的散熱降溫效果，另一方面可以回收太陽能以進行發電。

上述實施例中提到的相關技術細節在本實施例中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。同樣地，本實施例中提到的相關技術細節也可以應用在上述實施例中。

[實施例的有益效果]

總的來說，憑藉“櫃體具有高壓室、低壓室及位於高壓室與低壓室之間的變壓室，其中變壓室與高壓室通過第一內牆相互分隔，且變壓室與低壓室通過第二內牆相互分隔”，變壓器與高低壓設備可以被很好的整合在一起，進行全面的一體化配置和集中管理。因此，本發明的整合式變電站具有結構簡單緊湊、安裝和維護方便、運行可靠性高等有益效果。另外，憑藉“低壓室經配置以供導入外部空氣，氣流驅動器設置於第二內牆上，且經配置以產生由低壓室向變壓室流動的強制氣流，且變壓室經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換”，櫃體內部的熱堆積現象可以獲得明顯改善，以達到良好的散熱降溫效果，確保變電站的穩定運行。

更進一步來說，本發明的整合式變電站採用以自然通風為基礎搭配強制通風之混合式通風設計，能有效減少櫃體內部堆積的熱量，尤其是堆積在低壓室的熱量，例如機器、設備、銅排、電纜等散發出的熱量，從而延長電力變壓器、高壓設備與低壓設備的使用年限以及提高它們的運行穩定性。較佳地，櫃體可更包括至少一進氣構件，其適配地結合於通往低壓室的至少一進氣口，使得外部空氣更容易在氣流驅動器產生的負壓作用下被吸入低壓室。

更進一步來說，本發明的整合式變電站可更包括一遮蔽結構用以阻擋太陽輻射，從而改善太陽輻射所造成櫃體的內部升溫現象。且當遮蔽結構採用太陽能板時，一方面可以阻擋太陽輻射以達到更好的散熱降溫效果，另一方面可以回收太陽能以進行發電。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Z:整合式變電站 1:櫃體 101:高壓室 102:低壓室 103:變壓室 104:進氣口 11:第一內牆 110:第一開口 111:隔板 112:隔熱材料 12:第二內牆 120:第二開口 121:隔板 122:隔熱材料 13:通風門結構 131:左通風門 132:右通風門 133:支撐構件 14:底架 141:加強肋 142:鏤空部 15:頂蓋 16:第一櫃門 17:第二櫃門 18:進氣構件 2:電力變壓器 3:高壓設備 4:低壓設備 5:氣流驅動器 6:遮蔽結構 C:集油槽 C1:擋油板 E:絕緣封套 H:支架

圖1為本發明第一實施例的整合式變電站的其中一立體示意圖。

圖2為本發明第一實施例的整合式變電站的另外一立體示意圖。

圖3為本發明第一實施例的整合式變電站的局部平面示意圖。

圖4為本發明第一實施例的整合式變電站的局部立體示意圖。

圖5為本發明第一實施例的整合式變電站的仰視示意圖。

圖6為顯示本發明第一實施例的整合式變電站的高壓室、低壓室、變壓室與氣流驅動器的平面布置圖。

圖7為顯示本發明第一實施例的整合式變電站的櫃體的第一內牆與第二內牆的結構示意圖。

圖8為本發明第二實施例的整合式變電站的立體示意圖。

圖9為本發明第三實施例的整合式變電站的其中一立體示意圖。

圖10為本發明第三實施例的整合式變電站的局部平面示意圖。

圖11為本發明第三實施例的整合式變電站的另外一立體示意圖。

Z:整合式變電站

1:櫃體

101:高壓室

102:低壓室

103:變壓室

11:第一內牆

110:第一開口

12:第二內牆

120:第二開口

14:底架

15:頂蓋

2:電力變壓器

3:高壓設備

4:低壓設備

5:氣流驅動器

C1:擋油板

E:絕緣封套

Claims (11)

1. 一種整合式變電站，其包括： 一櫃體，具有一高壓室、一低壓室及一位於所述高壓室與所述低壓室之間的變壓室，其中所述變壓室與所述高壓室通過一第一內牆相互分隔，且所述變壓室與所述低壓室通過一第二內牆相互分隔； 一電力變壓器，設置於所述變壓室內； 一高壓設備，設置於所述高壓室內且與所述電力變壓器電連接； 一低壓設備，設置於所述低壓室內且與所述電力變壓器電連接；以及 至少一氣流驅動器，設置於所述第二內牆上； 其中，所述低壓室經配置以供導入外部空氣，至少一所述氣流驅動器經配置以產生由所述低壓室向所述變壓室流動的強制氣流，且所述變壓室經配置以使室內空氣與外部空氣進行熱交換。
2. 如請求項1所述的整合式變電站，其中，所述變壓室內具有一位於所述電力變壓器下方的集油槽。
3. 如請求項2所述的整合式變電站，其中，所述集油槽是由多個擋油板圍構而成。
4. 如請求項1所述的整合式變電站，其中，所述櫃體包括一通風門結構，所述通風門結構的位置對應所述變壓室，且所述通風門結構經配置以將所述變壓室封閉或開放。
5. 如請求項4所述的整合式變電站，其中，所述通風門結構包括一左通風門、一右通風門及一支撐構件，所述左通風門與所述右通風門相對設置於所述支撐構件的左右兩側，且在移動至一關閉位置時與所述支撐構件干涉配合連接。
6. 如請求項5所述的整合式變電站，其中，所述櫃體包括至少一進氣構件，至少一所述進氣構件的位置對應所述低壓室，且與所述低壓室空氣連通。
7. 如請求項1所述的整合式變電站，更包括一遮蔽結構，且所述遮蔽結構設置於所述櫃體的一頂蓋上。
8. 如請求項7所述的整合式變電站，其中，所述遮蔽結構為一太陽能板或一遮陽板。
9. 如請求項1所述的整合式變電站，其中，所述第一內牆與所述第二內牆各為一隔熱牆。
10. 如請求項9所述的整合式變電站，其中，所述隔熱牆包括兩個隔板及一分布於兩個所述隔板之間的隔熱材料。
11. 如請求項1所述的整合式變電站，其中，所述櫃體的一底架包括多個加強肋及位於多個所述加強肋之間的多個鏤空部。

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