專利名稱：：集成變配電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于一種城市電力網(wǎng)向用戶供電用的末端變配電站。幾十年來(lái)國(guó)內(nèi)一直沿用老式的土建式變電站，投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，占地面積大，不適應(yīng)今天經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外有的采用成套變電站或謂組合變電站、箱式變電站等(見《建筑電氣安裝工程圖集》1.46頁(yè)，水利電力出版社；《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》118頁(yè)，水利電力出版社；以及北京北方開關(guān)廠、泰興開關(guān)廠的產(chǎn)品樣本與說(shuō)明書等，這些產(chǎn)品雖比土建式變電站有其進(jìn)步的一面，但普遍存在以下問(wèn)題不能適應(yīng)高溫、高寒、高濕，不能防污穢、防鹽霧、防腐蝕和帶有導(dǎo)電性氣體，其使用范圍不僅受到氣候的限制，還受到海拔的限制，因此其推廣應(yīng)用受到了局限，對(duì)安全供電也存在著隱患。其根本問(wèn)題在于它們沒(méi)有解決“溫升”與“密封”問(wèn)題，或者說(shuō)沒(méi)有真正解決“溫升”與“密封”的矛盾。如1987年12月江蘇省泰興開關(guān)廠在XWB－10型箱式變電站產(chǎn)品鑒定會(huì)的試制總結(jié)中所述“通風(fēng)和防潮問(wèn)題，這是一對(duì)矛盾，要保證良好的通風(fēng)，必然要加大進(jìn)、出風(fēng)口，要開孔，要敞開。而要防潮必然盡量密封，因此這兩個(gè)問(wèn)題目前都還沒(méi)有解決好，只好根據(jù)用戶的要求，適當(dāng)偏重于那一方?！彼龅摹巴L(fēng)”就是為了防止溫升。實(shí)際上，溫升問(wèn)題并未解決(如表1)反而使變電站增加能源損耗，使變電站成了個(gè)濾塵器，這是這類變電站普遍存在的根本問(wèn)題。再?gòu)脑撔拖涫阶冸娬镜倪\(yùn)行記錄來(lái)看，即使使用了通風(fēng)(啟動(dòng)了排風(fēng)扇)，僅在34％的負(fù)荷下，該變電站內(nèi)的溫度已高達(dá)45℃。這是站內(nèi)絕緣設(shè)備、電容器、繼電器、儀表等所不許可的，必然給安全用電帶來(lái)隱患。不符合水利電力部頒發(fā)的《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》1，2，7條，2.1.1條和2.1.2條規(guī)定。因此，目前該類型變電站存在的問(wèn)題是嚴(yán)峻的。本實(shí)用新型的目的就是要解決這個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題，其構(gòu)思是取消這種既不解決溫升問(wèn)題反而增加了污染問(wèn)題的排風(fēng)扇，而是轉(zhuǎn)移熱源＋密封＝集成變配電站為實(shí)現(xiàn)本構(gòu)思方案，在設(shè)計(jì)中集中了各方面的科技成果，故定名為“集成變配電站”。造成危及安全的溫升，主要來(lái)自變壓器本身?yè)p耗所轉(zhuǎn)化的熱，其次是太陽(yáng)的幅射，尤其是夏季高溫季節(jié)或熱帶的太陽(yáng)的幅射所造成的溫升。據(jù)此，本實(shí)用新型采取了區(qū)別對(duì)待的辦法，其技術(shù)解決方案，結(jié)合附圖1－6敘述如下圖1A－A剖面圖圖2俯視圖圖2aK－K剖面和F面圖圖3側(cè)面圖圖3aE面圖圖4溫控系統(tǒng)圖圖5水冷系統(tǒng)圖圖6集控盤圖圖中的編號(hào)標(biāo)注表示如下1－變壓器本體2－散熱器3－管道4－后部殼體5－儲(chǔ)油柜6－頂部?jī)?nèi)層殼體7－側(cè)面內(nèi)層殼體8－前門內(nèi)層殼體9－頂部瓦板10－鋼絲11－瓦楞板12－變壓器溫控裝置13－室內(nèi)溫控裝置14－自來(lái)水閥門15－電磁閥門16－閃光繼電器17－閃光燈18－穿孔水管19－水管20－頂部蓋板21－配電設(shè)備構(gòu)架22－噴水細(xì)孔23－進(jìn)出線部位24－集控盤25－空氣自動(dòng)開關(guān)26－信號(hào)燈27－儀表28－端子排29－控制電纜30－導(dǎo)水鋼絲31－模擬電路32－撳鈕33－塑料玻璃蓋34－矽膠袋35－集控盤外殼36－頂部殼體的下沿37－瓦楞板加強(qiáng)筋38－配電盤首先，采用了特制的變壓器，使變壓器本體1置于室內(nèi)，散熱器2置于室外，如圖1所示，變壓器本體與散熱器通過(guò)管道3和變配電站和后部殼體4聯(lián)通，將儲(chǔ)油柜5向右平移，移到不與殼體相碰的位置。變壓器本體的金屬殼應(yīng)加厚，管道的直徑應(yīng)在100m／m以上，使它們足以支持散熱器。散熱器的表面應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)型的變壓器散熱器的表面積大，管道的數(shù)量應(yīng)愈多愈好，但至少4只(上下各兩只)，以使變壓器內(nèi)絕緣油自循環(huán)暢通，其它部分皆與標(biāo)準(zhǔn)型變壓器完全相同。這樣，變壓器所產(chǎn)生的熱量百分之七、八十被散到室外，基本上克服了由于變壓器所造成的溫升。還有百分之二、三十的熱量仍然留在站內(nèi)，要由變配電站的殼體傳導(dǎo)出來(lái)，否則也可能引起溫升，這就要求殼體的導(dǎo)熱性能良好。而為了防止太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到變電站內(nèi)部，又要求殼體是絕熱的。這是矛盾的，為解決這個(gè)矛盾，本實(shí)用新型采用具有熱的單向通導(dǎo)的殼體。使熱只能由內(nèi)部傳到外部，而不能由外部傳到內(nèi)部，或極少地傳到內(nèi)部。為此，如圖2、圖3所示，殼體分為兩層，內(nèi)層為普通的金屬殼體4、6、7、8并以焊接進(jìn)行密封。外層的頂部與側(cè)面不同。頂部外層是懸空的金屬(也可是非金屬的)瓦板9，用鋼絲10支撐著，使瓦板既通風(fēng)又遮陽(yáng)，瓦板上表面涂以反光的物質(zhì)或制成反光的表面，這樣太陽(yáng)輻射熱的60％以上被反射了。其余的熱能雖會(huì)向內(nèi)傳導(dǎo)，但因瓦板的下部絕大部分是空氣，而空氣的熱阻約鐵的熱阻的3000倍，所以熱很難傳導(dǎo)到內(nèi)層殼體6上。雖然仍有很少的輻射熱向內(nèi)傳導(dǎo)，但由于內(nèi)層殼體的外表面也涂以反光物質(zhì)，所以太陽(yáng)輻射熱是難以傳導(dǎo)到內(nèi)部的。而變電站內(nèi)部的熱空氣主要地浮于上部，將熱傳導(dǎo)到頂部?jī)?nèi)層殼體。由于內(nèi)層殼體的外表面與流動(dòng)的空氣直接接觸，很容易把熱吹走，于是內(nèi)部的熱被傳導(dǎo)出去。這就形成了熱的單向通導(dǎo)。由于太陽(yáng)也會(huì)照射到殼體的側(cè)面，為消除側(cè)面因太陽(yáng)輻射引起的溫升，在側(cè)面的東、南、西三側(cè)(北面無(wú)陽(yáng)光)也做成雙層結(jié)構(gòu)。其外層是縱向的瓦楞板11(如圖2、圖3所示)。瓦楞板的外表面也涂以反光物質(zhì)或做成反光的表面；瓦楞板被點(diǎn)焊在內(nèi)層殼體7、8的表面上，這樣外層(即瓦楞板)基本上也是懸空的。這時(shí)內(nèi)部的熱傳至內(nèi)層殼體的外表面時(shí)，加熱了內(nèi)外層殼體之間的空氣。瓦楞板外層的太陽(yáng)輻射雖大部分被反射，但小部分的熱仍使瓦楞板溫度上升；而瓦楞板上的熱又以熱輻射的形式向內(nèi)傳導(dǎo)，都加熱了內(nèi)外層殼體之間的空氣。被加熱的空氣自然地向上流動(dòng)，形成了抽風(fēng)的作用。把熱量帶走。這樣，也起著熱的單向通導(dǎo)作用。在高溫季節(jié)，或在熱帶地區(qū)，室外溫度可能已接近40℃，這時(shí)要把站內(nèi)的熱傳導(dǎo)出來(lái)是困難的(設(shè)這時(shí)變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行)，勢(shì)必也會(huì)引起溫升、超過(guò)40℃這是變電站內(nèi)的電氣元件包括變壓器本身所不允許的。為此，本實(shí)用新型采用了溫控系統(tǒng)(如圖4)所控制的水冷系統(tǒng)(如圖5)來(lái)降溫。即用溫控系統(tǒng)控制電磁閥門15，以水來(lái)冷卻殼體的頂部。該溫控系統(tǒng)即利用變壓器的溫度表作為溫控裝置12，利用該溫度表上所具有的兩對(duì)接點(diǎn)作溫度繼點(diǎn)器。分別調(diào)定在70℃和80℃，當(dāng)變壓器上層油溫達(dá)70℃時(shí)，啟動(dòng)電磁閥門15，水經(jīng)水管19、穿孔水管18噴向內(nèi)層殼體6，再經(jīng)導(dǎo)水鋼絲30淋到散熱器2上。如自來(lái)水閥門開度適當(dāng)，變壓器油溫自會(huì)下降。如下降幅度太小或因負(fù)荷較重而溫度繼續(xù)上升至80℃時(shí)，則第二對(duì)接點(diǎn)閉合，接通報(bào)警系統(tǒng)(見圖4)，閃光燈17發(fā)出閃光信號(hào)，警告不要超負(fù)荷運(yùn)行，或再調(diào)大自來(lái)水閥門。這樣就可保證按《規(guī)程》安全運(yùn)行，即上層油溫不致超過(guò)85℃。另一個(gè)室內(nèi)溫控裝置13與其測(cè)溫頭同裝在配電設(shè)備的構(gòu)架21上，測(cè)量站內(nèi)的溫度。當(dāng)站內(nèi)室溫達(dá)35℃時(shí)，它也能啟動(dòng)電磁閥門15來(lái)降溫。當(dāng)站內(nèi)的室溫高達(dá)38℃時(shí)也會(huì)發(fā)出閃光信號(hào)，這時(shí)只要調(diào)大自來(lái)水閥門，也可保證站內(nèi)溫度不致上升至40℃。電磁閥15的進(jìn)出口為塑料水管19。穿孔水管18雖為同樣的塑料水管，但在頂部蓋板20下這一段塑料管被戳成一排細(xì)孔。水從頂部蓋板下噴出，噴出的水均勻下流，但因內(nèi)層殼體在安裝時(shí)微小傾斜，常使下流的水逐漸集中，使水的覆蓋面減小而降低冷卻效果，所以用導(dǎo)水鋼絲30使水的覆蓋面相對(duì)增大。夏季自來(lái)水溫度約15℃，這時(shí)與殼體6的溫度有20℃之差，在水下流過(guò)程中，不僅有熱交換作用，水本身也會(huì)蒸發(fā)，被加溫后的水蒸發(fā)量更大。水蒸發(fā)時(shí)又會(huì)吸收大量的蒸發(fā)熱(潛熱)，這更有利降低殼體頂部的溫度。頂部溫度雖不能降至15℃，但只要能降低5℃，也就夠了，這可以由自來(lái)水閥門的調(diào)節(jié)來(lái)確定，頂部降溫后，就會(huì)產(chǎn)生站內(nèi)空氣的對(duì)流，促使整個(gè)站內(nèi)溫度下降。水流沿頂部殼體的下沿36淋到散熱器上(見圖1、圖5)，散熱器的溫度最高時(shí)可達(dá)70－80℃。水被加熱蒸發(fā)，更提高了散熱器的效率，降低了變壓器油溫，這樣也有利于降低室溫。如遇降雨，因瓦板內(nèi)低外高，水流向內(nèi)層殼體，即可利用雨水冷卻。溫升問(wèn)題解決后，就可以取消排風(fēng)扇，這既可節(jié)能，又可對(duì)變配電站進(jìn)行全密封，這是本變配電站的一大特點(diǎn)。密封后內(nèi)外空氣隔絕，自然可防污穢、防鹽霧、防腐蝕及導(dǎo)電性氣體，更可防止小動(dòng)物、昆蟲的入侵。為了良好的密封，內(nèi)層殼體4、6、7、8要焊接嚴(yán)密，門的接合部位要用海棉橡皮墊，所有進(jìn)出線經(jīng)過(guò)殼體底部的部位23要用環(huán)氧樹脂或膠封口，密封后尚須密封試驗(yàn)。為考慮在污染嚴(yán)重的地方開門時(shí)仍有昆蟲或有害氣體侵入，為此本變配電站增加了遠(yuǎn)動(dòng)裝置。即把要監(jiān)視、要操作的部分引至附近的傳達(dá)室或工作室的集控盤24上。該遠(yuǎn)動(dòng)裝置是有線的，有遙控、遙訊、遙測(cè)的功能，它是由電動(dòng)操作的空氣自動(dòng)開關(guān)25、信號(hào)燈26、儀表27、端子排28、閃光繼電器16、控制電纜29、閃光燈17和專用的集控盤24組成，集控盤上有模擬電路31(如圖6)外殼可為鐵板或塑料制成的小箱體，約0.3m2面積、箱蓋為塑料玻璃蓋33，箱體可嵌入或掛在室內(nèi)的墻上?？梢约渔i。因此，安全、美觀、操作簡(jiǎn)便。在高寒地區(qū)，雖不存在溫度高及霧的入侵問(wèn)題，但在變壓器停止運(yùn)行時(shí)，可能因溫度下降使這種密封體內(nèi)的溫度上升而結(jié)露、結(jié)霜。其實(shí)站內(nèi)容積僅8m3，這密封體空氣中含的水份有限，這種結(jié)霜是有限的，而且結(jié)霜的部位離變壓器的高壓套管與高壓電纜頭很遠(yuǎn)，不會(huì)影響絕緣。但為了避免或減少這種結(jié)霜、結(jié)露的現(xiàn)象發(fā)生，可在站內(nèi)四壁的邊角處放一些調(diào)節(jié)站內(nèi)濕度的矽膠袋34。如在全國(guó)使用這種投資省、建設(shè)周期短、占地面積小的變配電站，每年可節(jié)約十幾億元的國(guó)家建設(shè)資金，并可促進(jìn)城市電網(wǎng)的改造，加速四化建設(shè)。本實(shí)用新型的基本特點(diǎn)是安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)能、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)越，如下面的對(duì)比表(表2)表2315KVA常規(guī)土建變電站與集成變配電站經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比表<align="center">變電站類型建設(shè)費(fèi)用(萬(wàn)元)占地面積(平方米)占地費(fèi)(萬(wàn)元)總投資(萬(wàn)元)工期常規(guī)土建變電站14400.8～414.8～18半年集成變電站6.24.30.0856.320天</table></tables>表1560KVA箱式變電站運(yùn)行溫度記錄<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">時(shí)間1988年環(huán)境溫度℃站內(nèi)室溫℃變壓器上層油溫℃負(fù)荷KW備注23/7月394560190有排風(fēng)10／8月343848190有排風(fēng)20／8月343848190有排風(fēng)27／8月313645100無(wú)排風(fēng)30／8月263343130無(wú)排風(fēng)7／9月343949180有排風(fēng)</table></tables>權(quán)利要求1.集成變配電站，它由變壓器、開關(guān)設(shè)備、殼體、溫控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置組成，其特征在于a、采用了特制的變壓器，其變壓器本體1置于室內(nèi)，其散熱器2置于室外；b、采用了全密封并具有熱的單向通導(dǎo)的殼體，殼體為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層4、6、7、8全部密封，其外層既與內(nèi)層靠近而又相對(duì)地懸空；殼體表面涂以反光物質(zhì)或制成具有反光的表面；c、采用了溫控系統(tǒng)所控制的水冷系統(tǒng)，它包括自來(lái)水閥門14，電磁閥門15，溫控裝置即變壓器溫度表12、13，水管19，穿孔水管18，導(dǎo)水鋼絲30及散熱器2，當(dāng)變壓器上層油溫升至調(diào)定的溫度及站內(nèi)室溫升至調(diào)定的溫度時(shí)，啟動(dòng)電磁閥門進(jìn)行水冷降溫接通報(bào)警系統(tǒng)；d、采用的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，它包括帶電動(dòng)操作的空氣自動(dòng)開關(guān)25、信號(hào)燈26、儀表27、閃光繼電器16、端子排28、控制電纜29、閃光燈17和專用的集控盤24，將要監(jiān)視、要操作的部分引至附近的傳達(dá)室或工作室的集控盤上進(jìn)行監(jiān)視、操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電站，其特征在于其內(nèi)層的殼體4、6、7、8的鐵板用焊接密封，門的接合部的部位23均用膠密封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電站，其特征在于站內(nèi)四壁放置了調(diào)節(jié)站內(nèi)濕度的矽膠袋34。專利摘要集成變配電站，屬于一種城市電力網(wǎng)向用戶供電用的末端變配電站，由特制的變壓器，全密封并具有熱的單向通導(dǎo)的殼體，溫控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置組成，它集中了各方面的科技成果解決了該類型變電站的溫升和密封問(wèn)題，取消了排風(fēng)裝置，可適應(yīng)高溫、高寒、高濕、可防止污穢、鹽霧、腐蝕性氣體及昆蟲入侵、可遙控、遙訊、遙測(cè)，因此安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，節(jié)能，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。文檔編號(hào)H02B1/00GK2052160SQ8921101公開日1990年1月31日申請(qǐng)日期1988年12月20日優(yōu)先權(quán)日1988年12月20日發(fā)明者朱寶驊,朱旭東,郭永留,朱強(qiáng)強(qiáng),周永,朱笑彌,郭青,周勤,邱開植申請(qǐng)人:朱寶驊