專利名稱：智能型變配電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變配電裝置，具體的講是集高壓設(shè)備、低壓設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、補(bǔ)償設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等于一體，用于電網(wǎng)控制和用電終端電能轉(zhuǎn)換與分配的智能型變配電裝置。
背景技術(shù)：
變配電裝置通常包含高壓設(shè)備、變壓器、低壓設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、無功補(bǔ)償設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等，不同的組合方式和監(jiān)控手段，形成了不同種類的產(chǎn)品。目前變配電裝置主要有歐式箱變、美式箱變和國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)品三大類。結(jié)構(gòu)形式的不同決定了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
美式箱變體積小、散熱效果好、造價(jià)相對較低，但是存在著工作噪音大、高壓計(jì)量方案難于實(shí)現(xiàn)、無低壓無功補(bǔ)償安裝空間、本身結(jié)構(gòu)不可能實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化、檢修困難、對10KV配電電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地和小電流接地系統(tǒng)中不適用等缺點(diǎn)。
歐式箱變是把高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、低壓開關(guān)設(shè)備分別組合后緊密地放在一起，是一種傳統(tǒng)模式的變電站，具有方案相對靈活、噪音相對較小、維護(hù)檢測方便、送電周期短、占地少、投資小等優(yōu)點(diǎn)，但存在著系統(tǒng)容量受限、環(huán)境適應(yīng)能力差、通風(fēng)散熱條件較差、配網(wǎng)自動(dòng)化方案實(shí)現(xiàn)困難且造價(jià)高等缺點(diǎn)。
國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)品即土建變電所具有方案靈活多變、適用范圍廣、低壓配電裝置完善、計(jì)量裝備完備、低壓無功補(bǔ)償裝置成熟等優(yōu)點(diǎn)，但存在占地面積大、建設(shè)投資大、送電周期長、綜合成本大、設(shè)計(jì)工作量大等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安裝方便、配置結(jié)構(gòu)合理、節(jié)約空間、維護(hù)和檢修方便且能夠進(jìn)行智能控制和增加安全性的智能型變配電裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種智能型變配電裝置，其包括變配電殼體，殼體內(nèi)有高壓設(shè)備、變壓器、低壓設(shè)備、計(jì)量裝置、電容補(bǔ)償裝置、監(jiān)測設(shè)備等，其特征是變壓器的上方設(shè)有高壓負(fù)荷開關(guān)，經(jīng)計(jì)量裝置后通過軟銅線與變壓器連接，變壓器的高壓與低壓之間設(shè)有隔板，變壓器低壓側(cè)設(shè)有襯板，襯板上方并列安置有主斷路器和電容補(bǔ)償裝置，下方連接有塑殼斷路器和零序互感器，主斷路器通過銅排和軟連接排與變壓器低壓側(cè)連接，變壓器低壓側(cè)內(nèi)門板上設(shè)有智能型電力控制器、繼電器和漏電監(jiān)測器，并通過黑匣子與上位機(jī)連接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過自動(dòng)控制和信息的處理與傳輸，借助計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)對裝置進(jìn)行監(jiān)控、測量、運(yùn)行操作和維護(hù)，具備了遙測、遙訊、遙控、遙調(diào)功能，從而保證了對用戶的供電質(zhì)量，提高了服務(wù)水平，提高了情報(bào)資料的精確完整性，預(yù)防電器事故的發(fā)生?，F(xiàn)有的變配電設(shè)備一般是由智能斷路器實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的，本實(shí)用新型是通過智能型電力控制器、繼電器、漏電檢測器、黑匣子、電力系統(tǒng)分析軟件等共同實(shí)現(xiàn)的。從而提高了對元器件選擇的靈活性，且安裝方便，現(xiàn)場設(shè)置容易。通過電力控制器在該裝置的低壓系統(tǒng)取樣來完成電壓、電流等47種電力參數(shù)的測定及顯示；繼電器用以實(shí)現(xiàn)對功率因數(shù)控制和峰值控制；漏電監(jiān)測器能檢測到該回路的零序互感器的輸出電壓，并通過連接饋線的指示燈亮和/或蜂鳴器報(bào)警實(shí)時(shí)循環(huán)監(jiān)測電路漏電情況，并與電路控制器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)；黑匣子主要用于記錄各種異常狀態(tài)時(shí)裝置的運(yùn)行參數(shù)；以上測量數(shù)據(jù)及監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)均通過電力系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行設(shè)置管理。
2、高壓立體型設(shè)計(jì)按通電順序?qū)⒏邏贺?fù)荷開關(guān)與變壓器上下放置，減少了線路電阻的電力損耗，且節(jié)省了所占用的空間面積；低壓立體型設(shè)計(jì)為主斷路器、電容補(bǔ)償裝置與各分路開關(guān)呈上下結(jié)構(gòu)，從而使得整套裝置占用的平面空間僅占傳統(tǒng)設(shè)備的1/4。
3、獨(dú)特的接地系統(tǒng)，其高壓設(shè)備、變壓器、低壓設(shè)備的接地集中設(shè)置到外置接地端子盒內(nèi)，根據(jù)不同的接地要求，可以通過接地端子盒內(nèi)的接地排自由組合成多種接地形式，確保了接地的安全性和隨時(shí)檢測接地參數(shù)的方便性。
4、變壓器是非晶體或無芯變壓器，改變了變壓器的工作效率，節(jié)約了30％的損耗，通過智能器件對峰值、功率因數(shù)進(jìn)行控制，可節(jié)約電能3％-20％；各元件的優(yōu)化合理布置、負(fù)荷的集中安置，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的最佳組合和合理運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約電能1％-5％。
本實(shí)用新型不但可以單臺(tái)運(yùn)行，而且還可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，使系統(tǒng)容量不受限制，方案靈活多變。
綜上所述可以看到，本實(shí)用新型安裝方便、結(jié)構(gòu)配置合理、節(jié)省空間、還原用戶最大利益、維護(hù)和檢修方便且能夠進(jìn)行智能控制和增加安全性。可廣泛應(yīng)用于工廠、企業(yè)、小區(qū)等的變配電。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
圖1是本實(shí)用新型主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型接地端子排結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實(shí)用新型電路框圖，圖5是本實(shí)用新型電路工作原理圖，圖6是本實(shí)用新型多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行進(jìn)線單元結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本實(shí)用新型多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行饋線單元結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是本實(shí)用新型多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行電路工作原理圖。
圖中1、負(fù)荷開關(guān)，2、銅排，3、避雷器，4、熔斷器，5、軟銅線，6、電量計(jì)量盒，7、計(jì)量裝置，8、接地端子盒，9、變壓器，10、導(dǎo)軌，11、軟編織接地線，12、軟連接排，13、主斷路器，14、電容補(bǔ)償裝置，15、塑殼斷路器，16、零序互感器，17、襯板，18、預(yù)制銅排，19、接地線，20、接地排，21、等電位體，22、智能型電力控制器，23、繼電器，24、隔板，25、漏電監(jiān)測器，26、黑匣子，27、進(jìn)線銅排，28、內(nèi)門襯板，29、電壓互感器，30、真空斷路器，31、并盤主母排，32、電流互感器，33、殼體，34、并盤螺絲，35、主橫梁，36、頂蓋，37、防輻射隔熱層。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型電路框圖工作原理簡述如下從圖4中可以看出，高壓進(jìn)線首先接通負(fù)荷開關(guān)，他減少過載或故障電流導(dǎo)致的電流擴(kuò)散，起到對電路中的其他部件保護(hù)的作用。熔斷器連接在負(fù)荷開關(guān)之后，進(jìn)行短路保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象時(shí)，負(fù)荷開關(guān)跳閘切斷電源；當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，熔斷器燒斷而保護(hù)整個(gè)電路。電流通過熔斷器進(jìn)入計(jì)量裝置，測量到的電能通過有功/無功電度表進(jìn)行量化。負(fù)荷開關(guān)和熔斷器之間并接避雷器，限制因雷電造成的超電壓，保護(hù)電器設(shè)備的絕緣，并迅速切斷電路。
電流由計(jì)量裝置輸出到變壓器高壓側(cè)，由變壓器將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，為該裝置的低壓側(cè)供電，低壓電流進(jìn)入主斷路器ACB，它是低壓側(cè)發(fā)生故障電流時(shí)切斷線路的開關(guān)，為了保證低壓電路的電流低于5A，同時(shí)提供一個(gè)電流值用于計(jì)量，而電流經(jīng)過電流互感器轉(zhuǎn)化后，在進(jìn)入各分路開關(guān)塑殼斷路器及為無負(fù)荷時(shí)用來補(bǔ)償變壓器逆率的電容補(bǔ)償裝置。此時(shí)，低壓輸出就可以直接為各種用電場合供電。
本實(shí)用新型電路工作原理簡述如下從圖5中可以看出，本實(shí)用新型智能系統(tǒng)使用黑匣子、智能型電力控制器、及漏電監(jiān)測器構(gòu)成。黑匣子與智能型電力控制器連接，將各監(jiān)測設(shè)備的檢測值實(shí)時(shí)傳送到上位機(jī)，當(dāng)電力出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，將瞬間波形存儲(chǔ)起來，以供狀況分析。智能型電力控制器是檢測并控制電力，其檢測的基本參數(shù)有；相電壓、線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、力率、頻率、有效能量、無效能量、峰值，其控制的參數(shù)有過電壓、欠電壓、電壓降落、電壓升高、瞬間停電、持續(xù)停電。并按每小時(shí)、日、月存儲(chǔ)檢測到的數(shù)據(jù)，并保管3個(gè)月，上位機(jī)將這些數(shù)據(jù)保存為日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)。漏電監(jiān)測器按日、月存儲(chǔ)檢測到的數(shù)據(jù)，且保管3個(gè)月，同時(shí)上位機(jī)也將這些數(shù)據(jù)保存為日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)。
上位機(jī)通信是使用以太網(wǎng)進(jìn)行的，通過遠(yuǎn)程登錄進(jìn)入黑匣子，可以直接修改環(huán)境的變化。由于存儲(chǔ)在黑匣子中的數(shù)據(jù)容量大，利用文件傳輸協(xié)議可通過上位機(jī)進(jìn)行備份，存儲(chǔ)的基本數(shù)據(jù)日報(bào)、月報(bào)只保存3個(gè)月，超過3個(gè)月之前應(yīng)進(jìn)行備份，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。當(dāng)上位機(jī)用黑匣子要進(jìn)行某種請求時(shí)，使用傳輸控制協(xié)議通信。而從黑匣子實(shí)時(shí)傳送到上位機(jī)的來自智能型電力控制器和漏電監(jiān)測器的各種檢測值、設(shè)定值等，使用用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議傳送。
上述各種協(xié)議在上位機(jī)上進(jìn)入電力品質(zhì)系統(tǒng)軟件即可進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)通過該軟件利用上位機(jī)可以設(shè)定及變更智能型電力控制其所測算的各設(shè)定值及負(fù)載的名稱和數(shù)量，設(shè)定漏電監(jiān)測器的負(fù)載名稱、數(shù)量、絕緣電阻值，查看各裝置的通信狀態(tài)及連接狀態(tài)，設(shè)定用戶信息，設(shè)定警報(bào)及查看黑匣子信息等，使用戶不到現(xiàn)場即可對上述內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定、變更及查看。
另外上位機(jī)接收并表示當(dāng)前供應(yīng)電力的波形，可以將α值和CT、PT值存儲(chǔ)到黑匣子，即時(shí)連接其他的上位機(jī)，也能接受上述值。
將各種設(shè)定值設(shè)定完畢，即可對程序應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能功能。程序上設(shè)有電力監(jiān)視、泄漏監(jiān)視、資料分析、警報(bào)情況、報(bào)告書、環(huán)境設(shè)定、備份，通過簡單的操作即可實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。
實(shí)施例1從圖1種可以看出，本實(shí)用新型智能型變配電裝置高壓進(jìn)線銅排27與負(fù)荷開關(guān)1相連接，并通過銅排2連接到其前方的熔斷器4，起到短路保護(hù)作用，同時(shí)并接避雷器3。熔斷器4通過不低于25mm2軟銅線5與計(jì)量裝置7連接，將各種電力參數(shù)通過儀表(各儀表安裝在外置的電量計(jì)量盒6內(nèi))直觀地提供給使用者，變壓器9的高壓側(cè)通過軟銅線與計(jì)量裝置7連接，其低壓輸出通過銅排與主斷路器13連接，變壓器的低壓輸出端借助軟連接排12進(jìn)行過渡，對變壓器運(yùn)行起到了很好的減震效果，同時(shí)加強(qiáng)了接觸性。高壓室采用立體設(shè)計(jì)，并按通電順序?qū)⒇?fù)荷開關(guān)1和變壓器9上下放置，不僅減少了線路電阻的電力損耗，也大大節(jié)省了平面空間。變壓器9底部設(shè)置的專用導(dǎo)軌10使變壓器的推進(jìn)和拉出變得輕松，以與安裝和維護(hù)。
各智能器件集中安置在低壓側(cè)內(nèi)門及內(nèi)門襯板28上，由智能型電力控制器22提取低壓側(cè)的信號，控制主斷路器的運(yùn)行，并能夠顯示一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，測量電壓、電流、峰值、功率因數(shù)、無功功率、有功功率、總功率、變壓室溫度、儀表溫度等各種電力參數(shù)。峰值和功率因數(shù)的控制通過繼電器23實(shí)現(xiàn)，繼電器23通過通信數(shù)據(jù)線與智能型電力控制器22連接。智能型電力控制器22與漏電監(jiān)測器25通過黑匣子26借助RS485電纜與上位機(jī)連接，當(dāng)電力出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，黑匣子程序自動(dòng)診斷各系統(tǒng)參數(shù)運(yùn)行是否正常，并完成故障區(qū)段的自動(dòng)定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，保證快速恢復(fù)送電，并將用電情況自動(dòng)生成日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)。比如為防止漏電而發(fā)生火災(zāi)，當(dāng)線路漏電時(shí)，連接到零序互感器16的漏電監(jiān)測器25可實(shí)時(shí)檢測到線路的漏電情況，并通過通信數(shù)據(jù)線將零序互感器16的輸出電壓值傳到上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)接收到的漏電信息對發(fā)生的緊急情況進(jìn)行遠(yuǎn)程輸出報(bào)警。
如圖2所示，高壓與低壓通過帶吸音材料的隔板24隔離，進(jìn)一步減少了整套裝置的噪音。低壓側(cè)元器件合理布置，主斷路器13和電容補(bǔ)償裝置14并列置于低壓側(cè)上方，下方為各分路元器件塑殼斷路器15和零序互感器16等，并集中安裝在襯板17上，便于二次行線及整體的安裝和元器件的更換，同時(shí)給人以美觀的效果。從主斷路器13將預(yù)制好的銅排18連接到襯板17上，再設(shè)置各分路元件15和16。高低壓側(cè)的立體設(shè)計(jì)使得整套裝置占用的平面空間僅是傳統(tǒng)設(shè)備的1/4。
如圖1、圖3所示，整套裝置的接地集中設(shè)置到外置的接地端子盒8內(nèi)。殼體采用鍍鋅處理，設(shè)備正常不帶電的金屬部分全部通過軟編織接地線11可靠連接為一體，并可靠接地。殼體及高低壓室、變壓器、計(jì)量裝置、避雷器均通過不低于25mm2的接地線19直接連接到外置的七回路接地端子盒8的接地排20上，接地線19、接地排20和等電位體21組成一個(gè)閉合的超安全接地系統(tǒng)。在每次巡檢過程中，在外部既可方便的檢查接地情況，并確保接地的可靠性。
實(shí)施例2本實(shí)用新型還可多臺(tái)并盤運(yùn)行，如圖6為并盤運(yùn)行的進(jìn)線單元結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型組合運(yùn)行時(shí)必須選用進(jìn)線單元，采用三路進(jìn)線方式，高壓部分同實(shí)施例1，此不贅述。計(jì)量裝置連接到電壓互感器29，對其提取的電壓信號進(jìn)行監(jiān)測，并通過銅排連接到真空斷路器30，真空斷路器30的輸出經(jīng)電流互感器32進(jìn)入并盤主母排31，通過主母排31與其他單元并到一起。
如圖7饋線單元結(jié)構(gòu)示意圖所示，直接由并盤主母排31進(jìn)入變壓器高壓側(cè)，變壓器低壓側(cè)輸出到主斷路器，本單元低壓側(cè)配置各出線開關(guān)、電容補(bǔ)償裝置及智能監(jiān)控裝置，其具體實(shí)施方案同實(shí)施例1。
如圖8所示，組合式的智能控制在進(jìn)線單元實(shí)現(xiàn)，并將其他單元的智能型電力控制器22通過通信數(shù)據(jù)線連接到進(jìn)線單元的，由進(jìn)線單元配置黑匣子26與上位機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)智能控制。
并盤的具體實(shí)施主要是通過貫穿各單元的主母排31及殼體33和橫梁35上每隔一定距離設(shè)置的三個(gè)10并盤螺絲34實(shí)現(xiàn)。并盤適合于大容量的配電系統(tǒng)，類似于傳統(tǒng)的高壓柜和低壓柜，具有很多不同的使用方案，根據(jù)需要可靈活組合，系統(tǒng)擴(kuò)展方便。
傳統(tǒng)的高低壓柜的并盤僅適合于室內(nèi)使用，而本實(shí)用新型的殼體表面處理采用室外噴涂新工藝，頂部設(shè)置防輻射隔熱層37，頂蓋36均通過三塊鐵板設(shè)計(jì)組裝而成，達(dá)到很好的防雨效果。并盤的各單元外門四周均設(shè)置密封條，保證了裝置可處于各種惡劣環(huán)境，因此，本實(shí)用新型不僅可用于室內(nèi)，而且可用于室外。
本實(shí)用新型安裝方便、結(jié)構(gòu)配置合理、節(jié)省空間、維護(hù)和檢修方便且能夠進(jìn)行智能控制和增加安全性?？蓮V泛應(yīng)用于工廠、企業(yè)、小區(qū)等的變配電。
權(quán)利要求1.一種智能型變配電裝置，其包括變配電殼體，殼體內(nèi)有高壓設(shè)備、變壓器、低壓設(shè)備、計(jì)量裝置、電容補(bǔ)償裝置、監(jiān)測設(shè)備等，其特征是變壓器的上方設(shè)有高壓負(fù)荷開關(guān)，經(jīng)計(jì)量裝置后通過軟銅線與變壓器連接，變壓器的高壓與低壓之間設(shè)有隔板，變壓器低壓側(cè)設(shè)有襯板，襯板上方并列安置有主斷路器和電容補(bǔ)償裝置，下方連接有塑殼斷路器和零序互感器，主斷路器通過銅排和軟連接排與變壓器低壓側(cè)連接，變壓器低壓側(cè)內(nèi)門板上設(shè)有智能型電力控制器、繼電器和漏電監(jiān)測器，并通過黑匣子與上位機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的智能型電力控制器通過RS485電纜線與黑匣子連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的漏電監(jiān)測器與零序互感器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的智能型電力控制器與繼電器相連接。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的變壓器底部設(shè)有專用導(dǎo)軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的變配電殼體的外側(cè)設(shè)有接地端子盒，接地端子盒內(nèi)設(shè)有接地排和等電位體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能型變配電裝置，其特征在于所說的接地排與變配電殼體、高低壓設(shè)備、變壓器、計(jì)量裝置相連接。
專利摘要一種智能型變配電裝置，其包括變配電殼體，殼體內(nèi)有高壓設(shè)備、變壓器、低壓設(shè)備、計(jì)量裝置、電容補(bǔ)償裝置、監(jiān)測設(shè)備等，其特征是變壓器的上方設(shè)有高壓負(fù)荷開關(guān)，經(jīng)計(jì)量裝置后通過軟銅線與變壓器連接，變壓器的高壓與低壓之間設(shè)有隔板，變壓器低壓側(cè)設(shè)有襯板，襯板上方并列安置有主斷路器和電容補(bǔ)償裝置，下方連接有塑殼斷路器和零序互感器，主斷路器通過銅排和軟連接排與變壓器低壓側(cè)連接，變壓器低壓側(cè)內(nèi)門板上設(shè)有智能型電力控制器、繼電器和漏電監(jiān)測器，并通過黑匣子與上位機(jī)連接。本實(shí)用新型安裝方便、結(jié)構(gòu)配置合理、節(jié)省空間、返還用戶最大利益、維護(hù)和檢修方便且能夠進(jìn)行智能控制和增加安全性?？蓮V泛應(yīng)用于工廠、企業(yè)、小區(qū)等的變配電。
文檔編號H02B1/24GK2726181SQ200420041309
公開日2005年9月14日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者李支柱 申請人:威海華通開關(guān)設(shè)備有限公司