CN110401130A - 一种大容量风场箱变结构 - Google Patents

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曾大生
甘绍添
李荣根
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陈琳
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Abstract

本发明公开了一种大容量风场箱变结构，包括：箱变外壳、变压器、充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器；充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器设置在所述箱变外壳内；变压器位于所述箱变外壳外侧，电流互感器、充气开关组件、高压电缆依次电连接。本结构采用充气开关组件内含真空断路器和三工位隔离接地开关的开关方案，可以节约空间，占地面积较分体式真空断路器+上隔离开关+下接地开关方案下降25～30％，节约征地和土建面积，并便于运输和吊装；充气开关组件采用SF6绝缘，继承了充气类产品的高可靠性和低运行成本；真空断路器和隔离接地三工位开关之间的集成式机械联锁设计，可有效防止误操作。

Description

一种大容量风场箱变结构
技术领域
本发明涉及箱式变压器，具体涉及一种大容量风场箱变结构。
背景技术
随着风机容量加大，箱变容量也随之加大，对箱变的要求变化体现在以下几个方面:1.结构形式变化，在1.5～2.0MW时代，箱变的主要结构形式为美变，在2.5～5MW时代，箱变的结构形式调整为以华变结构为主；2.高压侧开关变化，由负荷开关+熔断器方案调整为断路器方案，联锁设计和结构复杂化；3.容量增大后，整个箱变体积变得巨大，运输、吊装困难，费用增大；4.变压器容量加大变压器的保护要求更高，变得更加复杂，而小型化、低成本是风场箱变发展的趋势。
现阶段大容量华变的常用结构形式主要有以下四种:
1.一体式真空断路器+上隔离+下接地(隔离和接地操作联动)，采用空气绝缘，外形大小约4850(长)×2000(宽)×2300(高)mm，相当于原来小容量的负荷开关+熔断器方案的派生，经济性较好，空间布置相对紧凑，但主开关比较单一，短路开断能力一般不超过20kA；
2.分体式真空断路器+上隔离开关+下接地开关，也是采用空气绝缘，外形大小约5550(长)×2725(宽)×2500(高)mm，主开关可供选择的种类较多，但体积非常大，装配、运输十分不便，且机械联锁涉及3个独立元器件，操作繁琐，可靠性也不高；
3.手车式真空断路器+下接地开关，空气绝缘，外形大小约5400(长)×2550(宽)×3000(高)mm，主开关可拉出来检修，极端事故下的更换也较方便，体积也非常大，装配、运输不便，手车式断路器定位强度不够，需要单独包装运输，现场基础的面积要足够大才能进行手车的进出操作；
4.全绝缘充气式开关柜(真空断路器、下隔离\接地三工位)，SF6气体绝缘，外形大小约3800(长)×2550(宽)×2900(高)mm，设备故障率低，运行成本大幅下降,安全性好且体积小，能有效降低壳体材料和运输成本，但其初始成本高，包括设备购置费和安装试验费，现在能够生产35kV充气柜的厂家还非常少，进口品牌占比大，充气柜的备品备件价格也不低，安装维护的专业性要求更高，容易留下安全隐患。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可平衡体积、成本与可靠性的大容量风场箱变结构。
本发明所采用的技术方案为：
一种大容量风场箱变结构，包括：箱变外壳、变压器、充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器；
所述充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器设置在所述箱变外壳内；所述变压器位于所述箱变外壳外侧，并通过所述变压器出线套管与电流互感器电连接，所述电流互感器、充气开关组件、高压电缆依次电连接；
所述充气开关组件包括全密封壳体以及设置在所述全密封壳体内的真空断路器和三工位隔离接地开关，所述全密封壳体充以SF6气体进行绝缘。
进一步，所述变压器出线套管与电流互感器之间采用铜排电连接，所述充气开关组件设置有进线套管和出线套管，所述充气开关组件的进线套管通过铜排与所述电流互感器电连接，所述充气开关组件的出线套管通过铜排与所述高压电缆电连接。
进一步，所述真空断路器与所述三工位隔离接地开关之间采用集成式机械联锁结构。
进一步，所述充气开关组件的出线套管还通过铜排连接有避雷器。
进一步，所述变压器出线套管下方安装有保护熔断器与电压互感器。
进一步，所述变压器出线套管通过铜排与所述保护熔断器连接，所述保护熔断器与所述电压互感器电连接。
优先的，所述电流传感器采用支柱式结构或套管穿心式结构。
本发明具体实施方式的有益效果：本结构采用充气开关组件内含真空断路器和三工位隔离接地开关的开关方案，可以节约空间，使得箱变外形大小达到约4200(长)×2550(宽)×2400(高)mm，占地面积较分体式真空断路器+上隔离开关+下接地开关方案下降25～30％，节约征地和土建面积，并便于运输和吊装；充气开关组件采用SF6绝缘，继承了充气类产品的高可靠性和低运行成本；真空断路器和隔离接地三工位开关之间的集成式机械联锁设计，可有效防止误操作；铜排搭接，取消了现场电缆附件的制作和安装，保持了与空气绝缘方案相当的前期设备购置成本。
附图说明
下面通过附图及具体实施方式对本发明进行详细的说明。
图1为本发明实施例的大容量风场箱变结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种大容量风场箱变结构，包括：箱变外壳1、变压器2、充气开关组件3、高压电缆4、变压器出线套管5、电流互感器6、避雷器7、保护熔断器8与电压互感器9；
上述部件的具***置及连接关系为，充气开关组件3、高压电缆4、变压器出线套管5、电流互感器6、避雷器7、保护熔断器8以及电压互感器9设置在箱变外壳1内；变压器2位于箱变外壳1外侧，并通过变压器出线套管5与电流互感器6电连接，电流互感器6、充气开关组件3、高压电缆4依次电连接；
正常运作时，电流经右侧变压器2送入，通过搭接铜排10由变压器出线套管5传至电流互感器6，再从充气开关组件3的进线套管进入充气开关组件3充气开关组件3的出线套管下端连接高压电缆4与避雷器7，将电流从高压电缆4向下送出。
本技术方案的主要改进在于：充气开关组件3包括全密封壳体以及设置在全密封壳体内的真空断路器和三工位隔离接地开关，全密封壳体充以SF6气体进行绝缘。采用充气开关组件内含真空断路器和三工位隔离接地开关的开关方案，可以节约空间，使得箱变外形大小达到约4200(长)×2550(宽)×2400(高)mm，占地面积较分体式真空断路器+上隔离开关+下接地开关方案下降25～30％，节约征地和土建面积，并便于运输和吊装；充气开关组件3采用SF6绝缘，继承了充气类产品的高可靠性和低运行成本。
此外，真空断路器与三工位隔离接地开关之间采用集成式机械联锁结构，可有效防止误操作。
作为本技术方案的进一步改进，变压器出线套管5与电流互感器6之间采用铜排10电连接，充气开关组件3设置有进线套管和出线套管，充气开关组件3的进线套管通过铜排10与电流互感器6电连接，充气开关组件3的出线套管通过铜排10与高压电缆4电连接。充气开关组件3的出线套管通过铜排10连接避雷器7，变压器出线套管5下方安装有保护熔断器8与电压互感器9，变压器出线套管5通过铜排10与保护熔断器8连接，保护熔断器8与电压互感器9电连接。
部件之间采用铜排10连接，从而取消了现场电缆附件的制作和安装，保持了与空气绝缘结构相当的前期设备购置成本。另外，本实施例中电流传感器采用支柱式结构或套管穿心式结构。
以上实施例是对本发明的解释，但是，本发明并不局限于上述实施方式中的具体细节，本领域的技术人员在本发明的技术构思范围内进行的多种等同替代或简单变型方式，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大容量风场箱变结构，其特征在于，包括：箱变外壳、变压器、充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器；
所述充气开关组件、高压电缆、变压器出线套管、电流互感器设置在所述箱变外壳内；所述变压器位于所述箱变外壳外侧，并通过所述变压器出线套管与电流互感器电连接，所述电流互感器、充气开关组件、高压电缆依次电连接；
所述充气开关组件包括全密封壳体以及设置在所述全密封壳体内的真空断路器和三工位隔离接地开关，所述全密封壳体充以SF6气体进行绝缘。
2.根据权利要求1所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述变压器出线套管与电流互感器之间采用铜排电连接，所述充气开关组件设置有进线套管和出线套管，所述充气开关组件的进线套管通过铜排与所述电流互感器电连接，所述充气开关组件的出线套管通过铜排与所述高压电缆电连接。
3.根据权利要求1所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述真空断路器与所述三工位隔离接地开关之间采用集成式机械联锁结构。
4.根据权利要求2所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述充气开关组件的出线套管还通过铜排连接有避雷器。
5.根据权利要求1所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述变压器出线套管下方安装有保护熔断器与电压互感器。
6.根据权利要求5所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述变压器出线套管通过铜排与所述保护熔断器连接，所述保护熔断器与所述电压互感器电连接。
7.根据权利要求1所述的大容量风场箱变结构，其特征在于，所述电流传感器采用支柱式结构或套管穿心式结构。
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