CN101826707A - 一种智能型预装式变电站 - Google Patents

Abstract

一种智能型预装式变电站。本发明涉及一种用于变配电领域的成套配电设备。包括主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，以及故障录波、接地测试等功能模块；单片机设置在主控模块上，各功能模块由单片机直接控制，相对独立工作；测量模块用交流采样法对三相交流线路的电流、电压输入信号进行数据采集并处理，实现对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率、电能参量的测量，并定时将测量数据存储在EEPROM中，供上位机读取进行后期分析处理；开关控制模块上设有继电器，开关控制模块监测各开关的状态，接收上位机发出的开关控制命令，并通过控制其上的继电器使相应的开关动作。本发明制造方便，维修快捷。

Description

一种智能型预装式变电站

技术领域

本发明涉及一种用于变配电领域的成套配电设备，尤其涉及一种紧凑型24KV高压/低压预装式箱变电站设备。

背景技术

目前国内外箱式变电站的结构型式主要有两种：一种是美式箱变，一种是欧式箱变。而欧式箱变结构形式又有两种：一种是目字型结构，此结构的不足之处是高、低压进出线均从变压器顶部接高、低压柜，至使高压进线裸露，并且变压器自身线圈的设计温升较高，所以变压器的承载能力差，容易烧坏变压器，因此存在着用电不安全的问题。其次，由于整机体积较大，安装搬运困难。另一种是品字型结构。虽然该结构紧凑，体积小，但是不足之处是，由于低压柜受空间有限，无法设置操作维修空间，存在着检修困难，遇到恶劣天气就不能进行维修的问题。此外，现有的箱式变电站为实现自动化控制，通过主站的上位机对箱变进行远程实现“四遥”管理，环网供电***中的智能变电站，在主站的控制下，能完成故障区段自动定位，故障切除，负荷转移等功能。但上述控制方法较为复杂，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能化、用电安全、可靠、结构紧凑、减少占地面积、节约材料、维修简捷、操作方便，相对性价比高的智能型预装式变电站。

本发明的技术方案是：包括呈日字结构布设的高压/变压器柜、低压柜，高压/变压器柜内部设有终端型或环网型环网柜及变压器；低压柜内部设有与上位机相连的智能控制器、计量电路、无功补偿电路，

智能控制器主要包括相互连接的主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，以及故障录波、接地测试等功能模块；

单片机设置在主控模块上，各功能模块由单片机直接控制，相对独立工作；

测量模块用交流采样法对三相交流线路的电流、电压输入信号进行数据采集并处理，实现对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率、电能参量的测量，并定时将测量数据存储在EEPROM中，供上位机读取进行后期分析处理；

开关控制模块上设有继电器，开关控制模块监测各开关的状态，接收上位机发出的开关控制命令，并通过控制其上的继电器使相应的开关动作。

所述智能控制器还包括与单片机相连的无线GSM模块。

所述智能控制器中的单片机采用高速DSP芯片，所述智能控制器中还设有高速A/D采样芯片，高速DSP芯片、高速A/D采样芯片对三相交流线路中的电流、电压等6路输入信号进行高速采样，采用数字滤波技术，利用低频分量实现高电压室的实时电压、电流、功率、功率因数、频率等参数的测量，通过对电压、电流的高频分量的比较分析，对电弧故障进行准确判断。

本发明总体结构上设计为“日”字结构，将高压室和变压器室进行整合，采用了先进的异型铜合金母线等技术，使变电站的体积更小，性能更加稳定。智能控制***的结构设计主要体现在模块化思想上，主要包括主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，故障录波、接地测试等功能模块。这样使得本发明的设备在制造时更为方便，出现故障时更为简单，维修更加快捷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1的俯视图

图3本发明智能控制器的结构框图

图4为本发明的工作原理框图

图中，1是变压器，2是支件，3是高压进线电缆，4是高压进线柜，5是高压出线柜，6是高压出线柜内保护变压器的高压熔芯，7是变压器高压进线侧高压桩头，8是变压器低压出线侧电压桩头，9是变压器低压出线侧零相桩头，10是低压控制柜电源进线侧，11是低压控制柜零相侧，12是智能控制器，13是两端带全封闭电缆附件的电缆。

具体实施方式

本发明如图1、2、3所示，它与上位机相连，包括呈日字结构布设的高压/变压器柜、低压柜，高压/变压器柜内部设有终端型或环网型环网柜及变压器；低压柜内部设有与上位机相连的智能控制器、计量电路、无功补偿电路。

智能控制器主要包括相互连接的主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，以及故障录波、接地测试等功能模块；

单片机设置在主控模块上，各功能模块由单片机直接控制，相对独立工作；

测量模块用交流采样法对三相交流线路的电流、电压输入信号进行数据采集并处理，实现对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率、电能参量的测量，并定时将测量数据存储在EPROM中，供上位机读取进行后期分析处理；

开关控制模块上设有继电器，开关控制模块监测各开关的状态，接收上位机发出的开关控制命令，并通过控制其上的继电器使相应的开关动作。

所述智能控制器还包括与单片机相连的无线GSM模块。

所述智能控制器中的单片机采用高速DSP芯片，所述智能控制器中还设有高速A/D采样芯片，高速DSP芯片、高速A/D采样芯片对三相交流线路中的电流、电压等6路输入信号进行高速采样，采用数字滤波技术，利用低频分量实现高电压室的实时电压、电流、功率、功率因数、频率等参数的测量，通过对电压、电流的高频分量的比较分析，对电弧故障进行准确判断。

制造本发明时，如图1、2所示高压进线电缆3由箱变底部高压进线孔穿进箱变内，接到高压进线柜4上，中间由绑电缆支件2固定。两端带全封闭电缆附件的电缆13由高压出线柜5引出，自高压出线柜内保护变压器的高压熔芯6的下端引至变压器1上面的变压器高压进线侧高压桩头7上。这样变压器高压侧电缆就全部就位了。变压器1电源接线由变压器低压出线侧电压桩头8引出，可做排也可做电缆线引至低压控制柜电源进线侧10上。变压器1零接线由变压器低压出线侧零相桩头9引出，可做排也可做电缆线引至低压控制柜零相侧11上。这样变压器低压侧电缆就全部就位了。然后由低压柜对电路进行控制。

本发明的特点如下：

(1)设置在箱变内的高压柜及变压器室整合在一起和低压室呈“日”字型排布，高压环网柜在变压器高压端上方。

(2)变电站内部通过同一套硬件电路和高速数字信号处理，对电压电流的低频分量和高频分量的不同处理，实现参数测量和电弧故障诊断的融合，并与断路器集成。

(3)采用多重折弯冷轧异型钢组装式框架结构，体积小，强度高；异型铜合金母线，无需二次加工，安装方法独特，连接方便，散热面大，集肤效应好，节省铜材；配套的母线支架及双向连接器，安装方便，连接可靠，极大地提高了母线短路的动热稳定性。

(4)由于高压环网柜放置在变压器上方，使高压电缆接线维护的空间变大，安装接线、检测及熔芯更换方便，从环网柜下口到变压器高压桩头距离减少，连接电缆短，从而节约材料，减少箱式变电站的体积，从而减少占地面积，低压室的排布与原典型结构无多大变化。

(5)由于国内可供选择的电缆连接件较多，可使环网柜下端的连接方式与变压器高压端的连接方式相同，从而实现可触摸式连接，增加了产品的可靠性。本方案完全实施后，必将带动变压器行业的革新，从而保证变压器的安全稳定运行，减少故障。

(6)变电站内部采用多数据融合技术和GMS短信息业务相结合，采用GMS短信通信技术，不受通信距离和地域限制，数据可安全传送到任何地点，设计融合两项技术的预装式变电站综合监测***。

Claims (3)

1.一种智能型预装式变电站，包括呈日字结构布设的高压/变压器柜、低压柜，高压/变压器柜内部设有终端型或环网型环网柜及变压器；低压柜内部设有与上位机相连的智能控制器、计量电路、无功补偿电路，其特征在于：

智能控制器主要包括相互连接的主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，以及故障录波、接地测试等功能模块；

单片机设置在主控模块上，各功能模块由单片机直接控制，相对独立工作；

测量模块用交流采样法对三相交流线路的电流、电压输入信号进行数据采集并处理，实现对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率、电能参量的测量，并定时将测量数据存储在EEPROM中，供上位机读取进行后期分析处理；

开关控制模块上设有继电器，开关控制模块监测各开关的状态，接收上位机发出的开关控制命令，并通过控制其上的继电器使相应的开关动作。

2.根据权利要求1所述的一种智能型预装式变电站，其特征在于，所述智能控制器还包括与单片机相连的无线GSM模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能型预装式变电站，其特征在于，所述智能控制器中的单片机采用高速DSP芯片，所述智能控制器中还设有高速A/D采样芯片，高速DSP芯片、高速A/D采样芯片对三相交流线路中的电流、电压等6路输入信号进行高速采样，采用数字滤波技术，利用低频分量实现高电压室的实时电压、电流、功率、功率因数、频率等参数的测量，通过对电压、电流的高频分量的比较分析，对电弧故障进行准确判断。

Images