[發(fā)明專利]一種高集成度多功能綜合箱式變電站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610553455.5
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106129879B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 朱明洋;吳海龍;劉西偉;張德強
• 申請（專利權(quán)）人: 山東金人電氣有限公司
• 主分類號: H02B7/06
• 分類號: H02B7/06;H02B1/46;H02B1/56;H02J13/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 張亮

1.一種高集成度多功能綜合箱式變電站，其特征在于，包括：箱體；箱體包括：底板、墻體和頂蓋，箱體內(nèi)部設有高壓室、變壓器室、低壓室以及分別與高壓室、變壓器室、低壓室內(nèi)部電氣元件通信連接，用于獲取高壓室、變壓器室、低壓室內(nèi)部電氣元件運行數(shù)據(jù)信息的工控機；

所述變壓器室設有與高壓室貼鄰的高壓貼鄰面，與低壓室貼鄰的低壓貼鄰面，與外部貼鄰的外墻以及用于進出變壓器室的開啟式網(wǎng)門；

所述變壓器室與高壓室之間的高壓貼鄰面設有高壓封閉隔板，所述變壓器室與低壓室之間的低壓貼鄰面設有低壓封閉隔板；所述變壓器室內(nèi)靠近開啟式網(wǎng)門一側(cè)設有固定式網(wǎng)門；

所述高壓貼鄰面設有多個鑲嵌在高壓貼鄰面上的高壓出線法蘭，所述低壓貼鄰面設有多個鑲嵌在低壓貼鄰面上，用于使低壓線路穿過的低壓出線法蘭；

所述變壓器室內(nèi)設有變壓器，高壓貼鄰面上設有通過高壓出線法蘭與高壓貼鄰面連接的穿墻磁柱，穿墻磁柱貫穿變壓器室和高壓室；

所述高壓室的墻體上開設有高壓室窗和高壓室門，高壓室窗上設有排風扇；所述變壓室的墻體上開設有變壓室窗和變壓室門，變壓室窗上設有排風扇；所述低壓室的墻體上開設有低壓室窗和低壓室門，低壓室窗上設有排風扇；

圍繞在變壓室四周的墻體以及隔板分別設有內(nèi)層鋼板和外層鋼板，在內(nèi)層鋼板和外層鋼板之間設有空腔，空腔內(nèi)部設有防火隔音棉；外層鋼板表面涂有輻射散熱降溫涂料；內(nèi)層鋼板靠近變壓室內(nèi)設置，外層鋼板設置在變壓室的外部；所述內(nèi)層鋼板和外層鋼板通過螺栓連接；所述頂蓋的表面涂有輻射散熱降溫涂料；

低壓室內(nèi)包括：高壓中置柜、配電變壓器綜合配電柜、低壓配電柜、開關控制柜、遠控防爆控制箱；

高壓中置柜正面設有柜門，背面設有背板，高壓中置柜兩側(cè)設有左側(cè)板和右側(cè)板；左側(cè)板設有至少一個向高壓中置柜內(nèi)部拉伸的內(nèi)凸起，右側(cè)板設有至少一個向高壓中置柜外部拉伸的外凸起；

所述內(nèi)凸起上設有內(nèi)孔，所述外凸起上設有外孔；所述內(nèi)凸起與外凸起相適配，內(nèi)孔與外孔相適配，所述外凸起延伸至內(nèi)凸起內(nèi)部，所述外凸起的外孔與內(nèi)凸起的內(nèi)孔通過螺栓連接，使高壓中置柜與高壓中置柜之間的側(cè)板連接；所述內(nèi)凸起與外凸起采用過盈配合；

所述高壓中置柜內(nèi)部靠近上部設有母線室，母線室的下部設有斷路器室，斷路器室的下部設有電纜室；所述高壓中置柜內(nèi)側(cè)部設有控制室；

所述控制室內(nèi)部設有CAN無線通信裝置、斷路器控制模塊、報警器；斷路器控制模塊用于通過CAN無線通信裝置將斷路器室內(nèi)的斷路器開關狀態(tài)發(fā)送給工控機，并接收工控機的控制指令，控制斷路器通斷；

高壓中置柜底部設有底座，底座上連接有接地體，與接地體螺紋連接的接地旋緊帽，與接地體連接的接地線，與接地線連接的接地夾；

所述配電變壓器綜合配電柜頂部設有頂蓋，配電變壓器綜合配電柜部設有底座；頂蓋上設有吊裝架，所述吊裝架設有依次連接的柜體連接段、包邊段、彎折段以及吊裝連接段；

所述柜體連接段與配電變壓器綜合配電柜頂部外側(cè)可拆卸連接，包邊段包裹在頂蓋的外邊緣，彎折段使吊裝連接段處于水平狀態(tài)設置；所述吊裝連接段上設有至少兩個吊裝連接孔；所述柜體連接段與高壓中置柜頂部外側(cè)可拆卸連接的連接部設有加強角鋼；

所述底座安裝固定架的橫截面為L形，所述底座安裝固定架包括固定架長端面和固定架短端面；

所述固定架長端面上設有至少兩個固定架底座連接孔，底座上設有與固定架底座連接孔相適配的底座連接孔，固定架底座連接孔與底座連接孔通過螺栓連接，使所述底座安裝固定架與底座可拆卸連接；

所述柜體連接段、柜體頂部外側(cè)以及加強角鋼之間采用螺栓連接；

所述吊裝連接段的吊裝連接孔上連接有吊裝環(huán)；

所述固定架短端面上設有與所述吊裝連接段的吊裝連接孔相適配的固定架吊裝連接孔；

所述吊裝連接段的吊裝連接孔與固定架吊裝連接孔通過螺栓連接，使吊裝架與底座安裝固定架連接；

所述配電變壓器綜合配電柜內(nèi)部設有上電氣室和下電氣室；

所述上電氣室頂部設有多個母線排；所述上電氣室還設有上前室和上后室；上前室設有浪涌保護器、GPRS通訊模塊、監(jiān)測計量控制終端、溫控模塊以及電表；

所述上后室設有多個配電斷路器以及設置在配電斷路器出線端的電流互感器；

所述下電氣室設有下前室和下后室，下前室設有橫向排列的多個指示燈、無功補償控制器、萬能轉(zhuǎn)換開關、多個橫向排列的電容、交流多變變壓器以分別與交流多變變壓器連接的電壓表、電流表、電壓轉(zhuǎn)換開關；所述下后室設有漏電動作斷路器；

交流多變變壓器包括：多級變壓器、壓變切換裝置以及負載；

多級變壓器的一次側(cè)設有第一連路、第二連路、第三連路；

所述第一連路和第三連路分別設置在變壓器線圈的兩端，第二連路設置在所述第一連路和第三連路之間，且第二連路在第一連路和第三連路之間滑動；

所述第一連路通過開關K1與火線連接，通過開關K2與零線連接；開關K1與開關K2設置有延時控制電路一；

所述延時控制電路一用于使開關K1與開關K2其中一個開關閉合，當由開關K1閉合切換到開關K2閉合時，開關K1斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K2閉合；

或當由開關K2閉合切換到開關K1閉合時，開關K2斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K1閉合；

所述第二連路通過開關K3與火線連接，通過開關K4與零線連接；開關K3與開關K4設置有延時控制電路二；

所述延時控制電路二用于使開關K3與開關K4其中一個開關閉合，當由開關K3閉合切換到開關K4閉合時，開關K3斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K4閉合；

或當由開關K4閉合切換到開關K3閉合時，開關K4斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K3閉合；

所述第三連路通過開關K5與火線連接，通過開關K6與零線連接；開關K5與開關K6設置有延時控制電路三；

所述延時控制電路三用于使開關K5與開關K6其中一個開關閉合，當由開關K5閉合切換到開關K6閉合時，開關K5斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K6閉合；

或當由開關K6閉合切換到開關K5閉合時，開關K6斷開，經(jīng)過預設的延時后，開關K5閉合；

多級變壓器的二次側(cè)與負載連接；

所述第一連路與第二連路之間連接有防短連路一，所述第二連路與第三連路之間連接有防短連路二，所述第一連路與第三連路之間連接有防短連路三；

所述防短連路一上設有延時開關Ky1和電阻R1,延時開關Ky1和電阻R1串聯(lián)連接；

所述防短連路二上設有延時開關Ky2和電阻R2,延時開關Ky2和電阻R2串聯(lián)連接；

所述防短連路一上設有延時開關Ky3和電阻R3,延時開關Ky3和電阻R3串聯(lián)連接；

延時控制電路一包括：輸入端與工控機連接的光電隔離器U1，光電隔離器U1第一輸出端與電阻Rk1第一端連接，光電隔離器U1第二輸出端分別與電阻Rk4第一端，電阻Rk2第一端連接，電阻Rk1第二端、電阻Rk2第二端、電阻Rk3第一端分別與電源端VDD連接，電阻Rk4第二端與三極管Qk1基極連接，電阻Rk3第二端、三極管Qk1集電極、電阻Rk5第一端、電阻Rk6第一端同時連接，電阻Rk3起到限流作用，電阻Rk2、電阻Rk4起到分流作用；電阻Rk1起到限流作用；三極管Qk1發(fā)射極、電阻Rk5第二端、三極管Qk2發(fā)射極、電阻Rk7第二端、電阻Rk8第一端接地；電阻Rk6第二端接三極管Qk2基極，三極管Qk2集電極、電阻Rk7第一端同時與鎖相器輸入端一連接，電阻Rk8第二端通過指示燈LEDk1連接鎖相器輸入端二；

鎖相器輸出端一通過電阻Rk9與三極管Qk3基極連接，三極管Qk3集電極、二極管VD1的負極、二極管VD2的正極同時連接，三極管Qk4集電極、三極管Qk3發(fā)射極、二極管VD1的正極、電阻Rk11第一端、二極管VD3負極、二極管VD4正極同時連接，電阻Rk11第二端與光電隔離器U2的輸入端二連接，二極管VD2的負極通過電阻Rk13與光電隔離器U2輸入端一連接，光電隔離器U2輸出端連接繼電器J1，繼電器J1連接開關K1的控制線圈；

鎖相器輸出端二通過電阻Rk10與三極管Qk4基極連接，三極管Qk4發(fā)射極、二極管VD3正極、電阻Rk12第一端同時接地，二極管VD4負極通過電阻Rk14與光電隔離器U3輸入端一連接，電阻Rk12第二端與光電隔離器U3的輸入端二連接，光電隔離器U3輸出端連接繼電器J2，繼電器J2連接開關K2的控制線圈；

所述工控機包括：運行數(shù)據(jù)獲取模塊、低壓室內(nèi)數(shù)據(jù)獲取模塊、過載判斷模塊、過載執(zhí)行模塊、母線壓控制模塊、穩(wěn)定性分析模塊；

所述運行數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取高壓室、變壓器室、低壓室的實時運行數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測低壓室負載狀況；

所述低壓室內(nèi)數(shù)據(jù)獲取模塊用于實時監(jiān)測高壓中置柜、配電變壓器綜合配電柜、低壓配電柜、開關控制柜、遠控防爆控制箱的輸入輸出電壓數(shù)據(jù)、輸入輸出電流數(shù)據(jù)、有功功率、無功功率、電壓幅值、頻率及負載狀況；

所述過載判斷模塊用于根據(jù)獲取實時監(jiān)測高壓中置柜、配電變壓器綜合配電柜、低壓配電柜、開關控制柜、遠控防爆控制箱的負載狀況，按預設的線路過載率，過載延時，判斷低壓室內(nèi)是否存在過載；

低壓室內(nèi)的高壓中置柜、配電變壓器綜合配電柜、低壓配電柜、開關控制柜、遠控防爆控制箱的線路過載率對應不同的過載延時，過載率對應過載延時具有反時限的關系，當某一交流線路或某幾條交流受電線路過載超過指定范圍并且超過所對應的延時，過載判斷模塊針對過載負荷最嚴重的線路啟動過載控制；

所述過載執(zhí)行模塊用于若低壓室內(nèi)存在過載時，選擇過載負荷最嚴重的線路，啟動過載減荷控制，執(zhí)行過載切負荷操作；

所述母線壓控制模塊用于當監(jiān)測到低壓室內(nèi)高壓中置柜、配電變壓器綜合配電柜、低壓配電柜、開關控制柜、遠控防爆控制箱的母線電壓低于電壓穩(wěn)定預定值，啟動電壓失穩(wěn)控制，執(zhí)行低電壓切負荷操作；

所述穩(wěn)定性分析模塊用于根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)的供電計劃、檢修計劃和母線負荷預測數(shù)據(jù)，對高壓室、變壓器室、低壓室的未來預設期內(nèi)，運行穩(wěn)定性進行模擬分析，輸出相關的運行趨勢圖，并對潛在的故障發(fā)出預警信息。