本實用新型涉及鐵路電力系統(tǒng)分散供電領域，具體的涉及一種應用于鐵路運輸?shù)男滦椭悄芟涫阶冸娫O備。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對鐵路運輸能力提出了更高的要求和目標，我國鐵路經(jīng)過六次大提速現(xiàn)已經(jīng)達到了350千米/小時，跨入世界先進行列。同時對鐵路運輸生產(chǎn)設備供電的安全、可靠、智能化運行提出了更高的要求。但由于其安裝地點分散，設備所處環(huán)境差只有就地手動控制功能等諸多因素同樣也給設備的維修、監(jiān)控及操作帶來了極大的挑戰(zhàn)。
針對鐵路供電分散，地理位置及環(huán)境不一的情況，箱式變電站的使用解決了這一客觀難題。其特點是高度集成：將高壓環(huán)網(wǎng)柜，電力變壓器，低壓饋出柜集成在一個封閉箱式金屬外殼內(nèi)，位于負荷中心，將電能分配給各個用電設備，提高了供電可靠性；并且其外殼有很高的防護等級可以適應戶外惡劣的氣候環(huán)境，并與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)等優(yōu)點。
但是，現(xiàn)有的箱式變電設備的供電可靠性還不夠高，其在變電站運行過程中對內(nèi)部設備的溫濕度，電流、電壓的檢測都沒有細化全面的實時監(jiān)控設備。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
1.要解決的技術(shù)問題
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種新型智能箱式變電設備。其在現(xiàn)有箱式變電站基礎上增加電力遠動終端及檢測部分，通過執(zhí)行元件、檢測元件、數(shù)據(jù)控制終端組、網(wǎng)絡終端成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電設備的可視化監(jiān)察和控制；智能箱式變電站環(huán)網(wǎng)供電時，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡重構(gòu)等功能，從而保證在短時間內(nèi)恢復送電；鐵路智能型箱式變電站將鐵路自動閉塞和電力貫通線路的供電信息有機納入鐵路集中調(diào)度系統(tǒng)中，大大提高了鐵路信號電源系統(tǒng)運行的可靠性。
2.技術(shù)方案
為解決上述問題，本實用新型采取如下技術(shù)方案：
一種新型智能箱式變電設備，包括箱式變電站外殼及設于箱式變電站外殼內(nèi)的高壓環(huán)網(wǎng)柜、電力變壓器、低壓配電柜、電力遠動終端、遠方/就地控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、箱變環(huán)控單元及變壓器溫控單元，其中，
所述高壓環(huán)網(wǎng)柜和低壓配電柜均配置有執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件；所述電力變壓器配置有智能溫度檢測控制器，以實時監(jiān)控電力變壓器的溫度；所述箱變環(huán)控單元內(nèi)設有環(huán)控元件：煙霧探測器、溫濕度傳感器，門禁開關(guān)，機柜式空調(diào)器；
所述電力遠動終端通過網(wǎng)絡與電力調(diào)度中心相互通信；所述電力遠動終端與高壓環(huán)網(wǎng)柜連接，所述電力遠動終端又通過遠方/就地控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)分別與高壓環(huán)網(wǎng)柜和低壓配電柜連接；所述高壓環(huán)網(wǎng)柜、電力變壓器和低壓配電柜依次連接，且所述高壓環(huán)網(wǎng)柜的輸入端連接高壓電源進線，所述低壓配電柜的輸出端連接低壓用電設備，所述高壓環(huán)網(wǎng)柜還與高壓環(huán)出線連接；所述電力變壓器通過變壓器溫控單元連接箱變環(huán)控單元，所述箱變環(huán)控單元連接到高壓環(huán)網(wǎng)柜，所述變壓器溫控單元和箱變環(huán)控單元均與電力遠動終端連接。
進一步地，所述高壓環(huán)網(wǎng)柜為共箱式SF6氣體絕緣開關(guān)柜。
進一步地，所述電力變壓器為SC13，SCBH15系列干式變壓器或S13，SBH15系列油浸式變壓器。
進一步地，所述高壓環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的所有高壓電器元件均配備電動操作執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件。
更進一步地，所述電流及電壓檢測元件為設于高壓環(huán)網(wǎng)柜與電力變壓器之間的連接線路上的高壓側(cè)電流采集單元，所述高壓側(cè)電流采集單元又與設于高壓環(huán)網(wǎng)柜上的電流及電壓顯示元件連接。
進一步地，所述低壓配電柜為箱式固定柜，所述低壓配電柜內(nèi)設有低壓電器開關(guān)元件，所述低壓配電柜內(nèi)的所有低壓電器元件均配備電動操作執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件。
更進一步地，所述低壓配電柜與低壓用電設備之間的連接線路上設有低壓側(cè)電流采集單元，所述低壓側(cè)電流采集單元又與設于低壓配電柜上的電流及電壓顯示元件連接。
3.有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益之處在于：
(1)本實用新型的高壓環(huán)網(wǎng)柜和低壓配電柜均配置有執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件，還在箱式變電站與電力調(diào)度中心之間設置電力遠動終端來實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸，它們構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電設備的可視化監(jiān)察和控制。
(2)本實用新型所提供的變電站由環(huán)網(wǎng)供電時，在各種實時監(jiān)控各狀態(tài)的特定自主軟件配合下，智能化完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡重構(gòu)等功能，從而保證在短時間內(nèi)恢復送電。將供電信息有機納入鐵路集中調(diào)度系統(tǒng)中，實現(xiàn)遠程控制與監(jiān)測；實現(xiàn)箱變的無人值守；減少運行及維護的投資。
(3)本實用新型的空間利用率高，操作面及維護面分布合理，便于運行及維護人員現(xiàn)場調(diào)試、操作、及維護；并且在有緊急情況時可保證運維人員順利安全的逃生。
本實用新型在現(xiàn)有箱式變電站基礎上增加電力遠動終端及檢測部分，通過執(zhí)行元件、檢測元件、數(shù)據(jù)控制終端組、網(wǎng)絡終端成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電設備的可視化監(jiān)察和控制；智能箱式變電站環(huán)網(wǎng)供電時，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡重構(gòu)等功能，從而保證在短時間內(nèi)恢復送電；鐵路智能型箱式變電站將鐵路自動閉塞和電力貫通線路的供電信息有機納入鐵路集中調(diào)度系統(tǒng)中，大大提高了鐵路信號電源系統(tǒng)運行的可靠性。
附圖說明
圖1為本實用新型的邏輯塊圖；
附圖標記：1-高壓環(huán)網(wǎng)柜，2-高壓側(cè)電流采集單元，3-電力變壓器，4-低壓配電柜，5-低壓側(cè)電流采集單元，6-箱變環(huán)控單元，7-變壓器溫控單元，8-遠方/就地控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，9-電力遠動終端，10-箱式變電站外殼。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
實施例1
如圖1所示的一種新型智能箱式變電設備，包括箱式變電站外殼10及設于箱式變電站外殼10內(nèi)的高壓環(huán)網(wǎng)柜1、電力變壓器3、低壓配電柜4、電力遠動終端9(RTU)、遠方/就地控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8、箱變環(huán)控單元6及變壓器溫控單元7，其中，
所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1和低壓配電柜4均配置有執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件；所述電力變壓器3配置有智能溫度檢測控制器，以實時監(jiān)控電力變壓器的溫度；所述箱變環(huán)控單元6內(nèi)設有環(huán)控元件：煙霧探測器、溫濕度傳感器，門禁開關(guān)，機柜式空調(diào)器；
所述電力遠動終端9通過網(wǎng)絡與電力調(diào)度中心相互通信；所述電力遠動終端9與高壓環(huán)網(wǎng)柜1連接，所述電力遠動終端9又通過遠方/就地控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)8分別與高壓環(huán)網(wǎng)柜1和低壓配電柜4連接；所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1、電力變壓器3和低壓配電柜4依次連接，且所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1的輸入端連接高壓電源進線，所述低壓配電柜4的輸出端連接低壓用電設備，所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1還與高壓環(huán)出線連接；所述電力變壓器3通過變壓器溫控單元7連接箱變環(huán)控單元6，所述箱變環(huán)控單元6連接到高壓環(huán)網(wǎng)柜1，所述變壓器溫控單元7和箱變環(huán)控單元6均與電力遠動終端9連接。
在本實施例中，所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1為共箱式SF6氣體絕緣開關(guān)柜；負荷開關(guān)單元作為高壓進出線。
在本實施例中，所述電力變壓器3為SC13，SCBH15系列干式變壓器。變壓器的作用是將高壓電轉(zhuǎn)化為低壓電，為電力負載提供相應電壓等級的用電電源。
具體地，箱變環(huán)控單元6及變壓器溫控單元7可實現(xiàn)箱變內(nèi)煙霧的探測，溫濕度監(jiān)測，并將煙霧信號，溫濕度狀態(tài)上傳至RTU，通過RTU上傳至電力調(diào)度中心，可實時監(jiān)控箱變內(nèi)部運行環(huán)境；同時在有煙霧報警時可以聯(lián)動高壓開關(guān)跳閘避免造成惡性火災事故；通過空調(diào)器對箱變內(nèi)部進行加熱、散熱以及驅(qū)潮，保證箱變內(nèi)各個電器元件在標準的環(huán)境下運行；所述箱變內(nèi)環(huán)控單元包括煙霧探測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、內(nèi)部溫濕度環(huán)境監(jiān)控抑制系統(tǒng)。
具體地，電力遠動終端9負責對高壓側(cè)電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)、熔斷器狀態(tài)、氣箱壓力狀態(tài)，變壓器運行溫度，低壓側(cè)電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)，環(huán)控單元狀態(tài)信號進行采集，并通過網(wǎng)絡手段將箱變內(nèi)各個狀態(tài)參數(shù)上傳至電力調(diào)度中心，并將電力調(diào)度中心下發(fā)的各項控制調(diào)節(jié)指令回傳至箱變內(nèi)各個執(zhí)行元件控制高壓及低壓開關(guān)的分合，實現(xiàn)遠程控制。
在本實施例中所述高壓環(huán)網(wǎng)柜1內(nèi)的所有高壓電器元件均配備電動操作執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件；
具體地，所述電流及電壓檢測元件為設于高壓環(huán)網(wǎng)柜1與電力變壓器3之間的連接線路上的高壓側(cè)電流采集單元2，所述高壓側(cè)電流采集單元2又與設于高壓環(huán)網(wǎng)柜1上的電流及電壓顯示元件連接。
在本實施例中，所述低壓配電柜4為箱式固定柜，所述低壓配電柜4內(nèi)設有低壓電器開關(guān)元件，所述低壓配電柜4內(nèi)的所有低壓電器元件均配備電動操作執(zhí)行機構(gòu)，以及電流、電壓的檢測和顯示元件。
具體地，所述低壓配電柜4與低壓用電設備之間的連接線路上設有低壓側(cè)電流采集單元5，所述低壓側(cè)電流采集單元5又與設于低壓配電柜4上的電流及電壓顯示元件連接。
上述箱式變電設備的工作流程為：
一，遠程操作及監(jiān)控
步驟一：電力遠動終端RTU通過電流互感器，電壓互感器，開關(guān)位置微動開關(guān)，環(huán)境檢測裝置檢測箱變內(nèi)部各個開關(guān)狀態(tài)，線路狀態(tài)，環(huán)境狀態(tài)；
步驟二：電力遠動終端將檢測到的箱變內(nèi)部各個狀態(tài)參數(shù)通過網(wǎng)絡上傳至電力調(diào)度中心；
步驟三：電力調(diào)度中心收到電力遠動終端傳來的箱變內(nèi)部各元器件、線路、環(huán)境的監(jiān)控數(shù)據(jù)，判斷為無故障級報警參數(shù)。調(diào)度中心下達送電指令，傳給電力遠動終端；
步驟四：電力遠動終端接收到電力調(diào)度中心調(diào)度指令，依次向各個執(zhí)行部件發(fā)送合閘指令；
步驟五：執(zhí)行部件接收電力遠動終端發(fā)送的合閘指令，按：高壓進線負荷開關(guān)-變壓器饋出負荷開關(guān)-低壓總進線開關(guān)-饋出開關(guān)的順序依次完成合閘動作，完成箱式變電站的送電目的；
步驟六：電力遠動終端在執(zhí)行傳遞指令的同時，實時檢測線路發(fā)生的變化，并將實時參數(shù)上傳至電力調(diào)度中心，方便遠程操作人員知曉箱變整個運行狀態(tài)；
步驟七：箱變運行過程中發(fā)生線路故障，電力遠動終端通過線路檢測裝置(電流，電壓互感器)判斷此時線路存在的故障，輕微故障時(短時間過載)將向調(diào)度中心發(fā)送報警信號，提醒調(diào)度人員箱變內(nèi)部的故障狀態(tài)，再得到調(diào)度指令后迅速切斷故障線路；當線路測發(fā)生較大故障(斷路)時開關(guān)元件自身啟動保護功能切斷故障線路，同時電力遠動終端將故障狀態(tài)及開關(guān)動作狀態(tài)上傳至調(diào)度中心；
步驟八：箱變內(nèi)部環(huán)控單元檢測箱變運行時箱體內(nèi)部的環(huán)境狀態(tài)，在自然通風或自然保溫狀態(tài)不能滿足現(xiàn)有運行條件時，啟動空調(diào)及驅(qū)潮裝置，當達到適合溫濕狀態(tài)可以滿足工作部件正常運行時，空調(diào)及驅(qū)潮裝置自動停止工作，并將環(huán)境狀態(tài)信息上傳至電力遠動終端，電力遠動終端通過網(wǎng)絡系統(tǒng)上傳至調(diào)度中心；
步驟九：停止送電，電力調(diào)度中心向電力遠動終端發(fā)送各開關(guān)分閘指令，電力遠動終端得到指令后向個各個執(zhí)行元件發(fā)送分閘信號，電動操作執(zhí)行機構(gòu)作用于開關(guān)將開關(guān)分閘，切斷供電線路，完成停電。
實施例2
本實施例與實施例1的不同之處在于，
對于高壓環(huán)網(wǎng)柜，負荷開關(guān)與熔斷器共同作用，作為變壓器出線，本身具備過載和短路保護功能；
所述電力變壓器S13，SBH15系列油浸式變壓器。
其他同實施例1。
本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。