CN117498198B - 一种环保节能变电站 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种环保节能变电站，涉及电力设备领域，其包括变压器和开关柜，所述变压器包括壳体，所述开关柜包括柜体，所述柜体由外向内依次形成有除湿空间和用于安装元器件的安装空间，所述壳体和柜体之间设置有通风管，用于连通壳体内部区域和除湿空间，所述通风管上设置有用于将壳体内热气抽至除湿空间的抽风组件。本申请有助于降低能耗和成本，且降低了维修的难度。

Description

一种环保节能变电站
技术领域
本申请涉及电力设备的领域，尤其是涉及一种环保节能变电站。
背景技术
变电站是指电力***中对电压和电流进行变换，接收电能及分配电能的场所。
变电站包括变压器和开关柜，开关柜在实际中通常都会配备除湿加热***，防止开关贵受潮，出现跳闸现象。除湿加热***多采用加热器，为了提高除湿加热效果，常采用的方式是增加加热器的数量和功率。但是这会导致极大的能源消耗，与国家提倡的低碳发展不符；另外，当加热器功率过高时，电源线极易烧断，温控器损坏率也很高，这就导致很大的维修成本，且在低温潮湿季节，还需要运行人员进行巡视。
此外，由于很多高压柜体的加热器无法进行带电更换，其一旦烧坏在阴雨季节很容易导致内部放电，必须短期内停电更换，而非计划停电导致的经济损失十分惊人。因此开关柜的加热除湿技术在变电站***极为重要。亟待发明一种环保节能变电站，在实现加热除湿作业的同时降低能耗和成本。
发明内容
为了降低能耗和成本，本申请提供一种环保节能变电站。
本申请提供的一种环保节能变电站采用如下的技术方案：
一种环保节能变电站，包括变压器和开关柜，所述变压器包括壳体，所述开关柜包括柜体，所述柜体由外向内依次形成有除湿空间和用于安装元器件的安装空间，所述壳体和柜体之间设置有通风管，用于连通壳体内部区域和除湿空间，所述通风管上设置有用于将壳体内热气抽至除湿空间的抽风组件。
通过采用上述技术方案，变电站工作过程中，变压器的壳体内部会产生大量热气，利用抽风组件将热气抽至除湿空间内，热气对柜体进行加热，最后将热量传导至安装空间内，即可实现对开关柜的加热除湿，通过此方式，可将变压器内的废热利用起来，极大的降低了除湿的能耗；且此过程中，抽风组件安装在通风管上，即使出现损坏，也可直接在外界进行更换，不需要停电更换，有助于降低维修成本；另外，即使在抽风组件损坏时，由于通风管使得壳体内部区域和除湿空间始终连通，壳体内热气膨胀过程中也会从通气管进入到除湿空间内，虽然热气流动速率较慢，但是在抽风组件损坏的时候，可暂时起到加热除湿的工作，进而可降低开关柜因潮湿跳闸的概率。
优选的，所述抽风组件包括第一风机和驱动第一风机转动的第一电机，所述第一风机的进风口位于靠近壳体的一侧，所述第一风机的出风口位于靠近柜体的一侧。
通过采用上述技术方案，第一电机运转，驱动第一风机转动，实现将变压器内部的热气抽至除湿空间内。
优选的，所述柜体内设置有内胆，所述内胆为导热材质，所述安装空间位于内胆内，所述除湿空间位于柜体和内胆之间，所述柜体上开设有进风口和出风口，所述进风口和出风口均与除湿空间连通，所述通风管与进风口连通，所述柜***于出风口处设置有单向排气阀。
通过采用上述技术方案，当第一风机运转时，热气进入除湿空间，热量会从内胆传递至安装空间内，实现对元器件的加热除湿。
优选的，所述柜体上连通有散热管，且所述散热管与安装空间连通，所述散热管远离柜体的一端与外界空气连通，所述散热管上设置有第二风机和驱动第二风机转动的驱动件，所述内胆上设置有与外界空气连通的连通管。
通过采用上述技术方案，夏季或环境温度较高的情况下，开关柜内的温度会高于环境温度，利用驱动件驱动第二风机运转，即可将开关柜内的热气全部抽走，并通过连通管使得外界空气进入开关柜内，实现对开关柜的散热。
优选的，所述连通管设置在内胆的下侧。
通过采用上述技术方案，将连通管设置在内胆的下侧，当第二风机抽取安装空间内的热气时，外界空气随之进入其中，外界空气会从内胆的下侧逐渐流动至上侧，进而有助于提高散热效果。
优选的，所述通风管和散热管之间通过连接管连通，所述通风管位于连接管靠近第一风机的一侧设置有第一开关阀，所述散热管位于连接管靠近第二风机的一侧设置有第二开关阀。
通过采用上述技术方案，在加温除湿时，打开第一开关阀，关闭第二开关阀，变压器壳体内的热气会进入除湿空间内，实现加热除湿作业；进行散热作业时，关闭第一开关阀，打开第二开关阀，第二风机运转，且连通板在气压的作用下打开，实现散热作业；此外，在进行散热作业时，可同时将第一开关阀打开，此时第二风机还可将变压器内部的热气抽走，实现对开关柜、变压器的散热。
优选的，所述散热管靠近柜体的一端与除湿空间连通，且所述散热管连接在柜体的侧壁，所述内胆的顶侧开设有连通口，所述内胆位于连通口处铰接有连通板，当所述连通板打开时，连通板的开口朝向散热管，所述连通管上安装有第三开关阀。
通过采用上述技术方案，关闭第三开关阀，第二风机运转，会现将除湿空间的空气抽走，在除湿空间内会形成负压，由于安装空间的热气气压大于除湿空间，且在第二风机的持续抽气作业下，连通板会打开，使得除湿空间和安装空间连通，此时第二风机会将安装空间内的热气抽走，实现散热，之后第三开关阀打开，向安装孔件内补充气压，有助于防止连通板关闭，且此过程中，热气会沿着连通口流向散热管，在连通板的另一侧到散热管之间的空气非常稀薄，同样会对连通板起到吸附作用，进一步防止连通板关闭，另外，连通板另一侧的空气稀薄，有助于降低开关柜作业时产生的噪音。
优选的，所述驱动件设置为第二电机，所述第二电机的输出轴与第二风机的叶轮轴连接。
通过采用上述技术方案，运转第二电机，即可实现第二风机的运转。
优选的，所述驱动件设为第一电机，所述第一电机为双轴伺服电机，所述双轴伺服电机的第一轴与第一风机连接，所述双轴伺服电机的第二轴与第二风机连接，且所述双轴伺服电机的两个轴上均设置有驱动对应风机进行单向转动的单向转动组件。
通过采用上述技术方案，当双轴伺服电机正转(或反转)时，带动第一风机运转，此时第二风机不运转，实现加热除湿作业，当双轴伺服电机反转(或反转)时，带动第二风机运转，第一风机不运转，实现散热作业。
优选的，所述单向转动组件包括棘轮和棘爪，其中一所述棘轮与双轴伺服电机的第一轴同轴固定，另一所述棘轮与双轴伺服电机的第二轴同轴固定，所述第一风机的叶轮轴和第二风机的叶轮轴上均固设有连接板，所述棘爪铰接在对应的连接板上，且所述棘爪与对应的棘轮单向啮合，两所述棘爪的啮合方向相反。
通过采用上述技术方案，当双轴伺服电机正转(或反转时)，第一风机侧的棘轮和棘爪啮合，进而实现第一风机的运转；当双轴伺服电机反转(或正转时)，第二风机侧的棘轮和棘爪啮合，进而实现第二风机的运转。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.利用通风管变压器的内部区域和除湿空间，第一风机将变压器内的热风抽至除湿空间内，热量通过内胆传递至安装空间内，实现对开关柜的加热除湿作业，有效利用变压器内的废热，极大降低了能耗；
2.借助散热管，运转第二风机，可将安装空间内的热气抽走，实现散热作业，且在此过程中，除湿空间内会有部分空间形成真空，有助于降低开关柜的一定噪音；且在此时打开第一开关阀，可同时对变压器内进行散热作业；
3.双轴伺服电机的两个轴均通过棘轮棘爪结构与对应风机连接，即双轴伺服电机的正反转可分别实现第一风机和第二风机的运转。
附图说明
图1为本申请实施例一的整体结构示意图；
图2为本申请实施例二的整体结构示意图；
图3为本申请实施例二中单向转动组件的结构示意图。
附图标记：1、变压器；11、壳体；2、开关柜；3、柜体；31、内胆；311、连通口；312、连通板；32、进风口；33、出风口；34、单向排气阀；4、除湿空间；5、安装空间；6、通风管；61、第一开关阀；7、抽风组件；71、第一风机；72、第一电机；8、散热管；81、第二风机；82、驱动件；83、第二开关阀；9、连通管；91、第三开关阀；10、连接管；20、单向转动组件；201、棘轮；202、棘爪；30、连接板。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种环保节能变电站。
实施例1
参照图1，环保节能变电站包括变压器1和开关柜2，变压器1的外侧安装有壳体11，开关柜2包括柜体3，柜体3内安装有内胆31，内胆31采用导热材质，本申请中可采用铝金属为基材，柜体3和内胆31之间形成有除湿空间4，内胆31的内部形成有用于安装元器件的安装空间5；壳体11和柜体3之间连通有通风管6，通风管6的一端与壳体11内部区域连通，另一端与除湿空间4连通，通风管6上安装有抽风组件7，用于将壳体11内的热风抽至除湿空间4内；抽风组件7包括第一风机71和第一电机72，第一风机71安装在通风管6上，第一风机71的进风口32位于靠近壳体11的一侧，第一风机71的出风口33位于靠近柜体3的一侧，第一电机72的输出轴与第一风机71的叶轮轴连接；柜体3上开设有进风口32和出风口33，进风口32和出风口33均与除湿空间4连通，通风管6与进风口32连通，柜体3位于出风口33处安装有单向排气阀34。
变电站工作过程中，变压器1内会产生大量热气，第一电机72驱动第一风机71运转，即可将变压器1内的热量以热风的形式抽至除湿空间4内，而后热量通过内胆31传递至安装空间5内，实现对开关柜2的加热除湿作业。通过此方式，有效利用变压器1产生的废热，极大的降低了能耗的损失；另外，即使第一风机71和第一电机72出现损害，由于第一风机71和第一电机72在外界，因此可直接进行维修更换，不需要断电；且即使在第一风机71或第一电机72损害时，壳体11内的热气也会从通风管6内逐渐弥漫至除湿空间4内，可暂时起到加热除湿的功能，一方面可避免因设备故障导致开关柜2出现潮湿跳闸情况，另一方面，也降低了人工巡查的精力和成本。
柜体3上还安装有散热管8，散热管8的一端与安装空间5连通，散热管8的另一端与外界空气连通，内胆31上安装有与外界连通的连通管9，连通管9与内胆31的下侧连接。散热管8上安装有第二风机81和驱动第二风机81运转的驱动件，驱动件设置为第二电机82。
第二电机82驱动第二风机81运转，将安装空间5内的热气抽至外界，即可实现对安装空间5内的散热作业。
通风管6上安装有第一开关阀61，散热管8上安装有第二开关阀83，在潮湿情况下，打开第一开关阀61、关闭第二开关阀83，运转第一风机71即可实现除湿加热作业，在炎热环境下，关闭第一开关阀61、打开第二开关阀83，即可实现对安装空间5内的散热作业。
本申请实施例一种环保节能变电站的实施原理为：利用变压器1内产生的热量，作为开关柜2加热除湿的能量，有效利用废热，实现了资源的最大化利用，降低了能耗；不会在开关柜2内安装加热器，不存在断电维修的风险，第一风机71和第一电机72均位于开关柜2的外侧，维修更换方便；利用通风管6使得壳体11内部区域和除湿空间4连通，即使第一风机71损坏不运转，也会有热气持续从通风管6弥漫至除湿空间4内，持续起到加热除湿的效果，虽然此效果相对较差，但是可尽量避免开关柜2内因潮湿出现跳闸的现象。
实施例2
参照图2和图3，本实施例与实施例1的不同之处在于，散热管8靠近柜体3的一端与除湿空间4连通，且散热管8连接在柜体3的侧壁，内胆31顶侧开设有连通口311，且内胆31位于连通口311处铰接有连通板312，当连通板312打开时，连通板312的开口朝向散热管8，连通口311使得除湿空间4和安装空间5连通，即实现散热管8与安装空间5连通。连通管9上安装有第三开关阀91。
初始状态下，连通板312因重力作用关闭连通口311，当第二风机81运转时，会优先将除湿空间4的空气抽走，且会在除湿空间4内形成短暂的真空负压，由于安装空间5内温度逐渐升高，空气发生膨胀，且在除湿空间4内的负压配合下，连通板312会转动，使得连通口311打开，此时安装空间5内的热气会随之从散热管8内排出，实现对开关柜2的散热作业；之后打开第三开关阀91，外界空气进入开关柜2内，一方面对安装空间5内补充气压，防止连通板312关闭，且外界空气从下方进入安装空间5内，实现对安装空间5的换气冷却。
抽取安装空间5内的热气时，内部的气压会随之降低，第三开关阀91在此时打开，使得内部气压上升，保证连通板312的打开状态；且抽气过程中，气体流向是从连通口311直接流至散热管8内，在连通板312的背侧至散热管8之间的流道内，空气稀薄，近似真空，即连通板312两侧的气压不同，使得连通板312始终处于打开状态。
近似真空的的流道空间远大与气体流动的空间，有助于提高散热的速率；开关柜2在工作过程中，会产生噪音，利用除湿空间4内近似真空的区域，可有效降低噪音污染。
通风管6和散热管8之间通过连接管10连通，第一开关阀61位于连接管10靠近第一风机71的一侧，第二开关阀83位于连接管10靠近第二风机81的一侧。加温除湿时，打开第一开关阀61，关闭第二开关阀83，变压器1壳体11内的热气会进入除湿空间4内，实现加热除湿作业；进行散热作业时，关闭第一开关阀61，打开第二开关阀83，第二风机81运转，且连通板312在气压的作用下打开，实现散热作业；此外，在进行散热作业时，可同时将第一开关阀61打开，此时第二风机81还可将变压器1内部的热气抽走，实现对开关柜2、变压器1的同时散热。
驱动件设置为第一电机72，本实施例中，第一电机72设置为双轴伺服电机，双轴伺服电机的第一轴与第一风机71连接，第二轴与第二风机81连接，且双轴伺服电机的两个轴均通过单向转动组件20驱动对应的风机单向转动。
由于两个单向转动组件20的结构和原理相同，现以双轴伺服电机的第一轴和第一风机71的连接为例进行说明。单向转动组件20包括棘轮201和棘爪202，棘轮201同轴固定在双轴伺服电机的第一轴上，第一风机71的叶轮轴伸出，且叶轮轴上同轴固定有连接板30，棘爪202铰接在连接板30上，通过棘轮201和棘爪202的配合，即可实现第一风机71的单向转动。当双轴伺服电机正转(或反转)时，第一风机71侧的棘轮201和棘爪202啮合，实现第一风机71的运转。同理，当双轴伺服电机反转(或正转)时，第二风机81侧的棘轮201和棘爪202啮合，实现第二风机81的运转。即利用一个驱动源，实现了第一风机71和第二风机81的分别转动。
实际中，在柜体3的安装空间5内安装湿度传感器和温度传感器，当湿度达到一定值时，传递信号至控制器，控制器控制第一电机72运转，驱动第一风机71运转，进行加热除湿作业；当温度达到一定值时，传递信号至控制器，控制器控制第一电机72运转，驱动第二风机81运转，进行散热作业。
实施例2的实施原理为：打开第一开关阀61，关闭第二开关阀83和第三开关阀91，双轴伺服电机驱动第一风机71运转，将变压器1产生的热量通入除湿空间4内，即可实现对开关柜2的加热除湿。
打开第二开关阀83，关闭第一开关阀61和第三开关阀91，双轴伺服电机驱动第二风机81运转，先将除湿空间4内的空气抽走形成真空，此时在除湿空间4的负压以及安装空间5内热气膨胀的同步作用下，连通板312转动打开，实现对安装空间5内的散热作业，一段时间后，第三开关阀91打开，外界空气进入安装空间5，补充气压，防止连通板312关闭，且连通板312背离开口侧与散热管8之间的空间近似真空，一方面对连通板312产生吸力，保证连通板312的打开状态，另一方面可对开关柜2的噪音起到一定的消除作用；连通管9安装在内胆31的下侧，外界空气的冷却空气会自下而上对安装空间5进行冷却，有助于提高对安装空间5的散热冷却效果；此外，可将第一开关阀61打开，在通风管6与散热管8连通，在第二风机81的作用下，同时可实现对变压器1的散热作用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环保节能变电站，其特征在于：包括变压器(1)和开关柜(2)，所述变压器(1)包括壳体(11)，所述开关柜(2)包括柜体(3)，所述柜体(3)由外向内依次形成有除湿空间(4)和用于安装元器件的安装空间(5)，所述壳体(11)和柜体(3)之间设置有通风管(6)，通风管(6)用于连通壳体(11)内部区域和除湿空间(4)，所述通风管(6)上设置有用于将壳体(11)内热气抽至除湿空间(4)的抽风组件(7)；所述抽风组件(7)包括第一风机(71)和驱动第一风机(71)转动的第一电机(72)，所述第一风机(71)的进风口(32)位于靠近壳体(11)的一侧，所述第一风机(71)的出风口(33)位于靠近柜体(3)的一侧；所述柜体(3)内设置有内胆(31)，所述内胆(31)为导热材质，所述安装空间(5)位于内胆(31)内，所述除湿空间(4)位于柜体(3)和内胆(31)之间，所述柜体(3)上开设有进风口(32)和出风口(33)，所述进风口(32)和出风口(33)均与除湿空间(4)连通，所述通风管(6)与进风口(32)连通，所述柜体(3)位于出风口(33)处设置有单向排气阀(34)；所述柜体(3)上连通有散热管(8)，且所述散热管(8)与安装空间(5)连通，所述散热管(8)远离柜体(3)的一端与外界空气连通，所述散热管(8)上设置有第二风机(81)和驱动第二风机(81)转动的驱动件，所述内胆(31)上设置有与外界空气连通的连通管(9)。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述连通管(9)设置在内胆(31)的下侧。
3.根据权利要求1所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述通风管(6)和散热管(8)之间通过连接管(10)连通，所述通风管(6)位于连接管(10)靠近第一风机(71)的一侧设置有第一开关阀(61)，所述散热管(8)位于连接管(10)靠近第二风机(81)的一侧设置有第二开关阀(83)。
4.根据权利要求1所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述散热管(8)靠近柜体(3)的一端与除湿空间(4)连通，且所述散热管(8)连接在柜体(3)的侧壁，所述内胆(31)的顶侧开设有连通口(311)，所述内胆(31)位于连通口(311)处铰接有连通板(312)，当所述连通板(312)打开时，连通板(312)的开口朝向散热管(8)，所述连通管(9)上安装有第三开关阀(91)。
5.根据权利要求1所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述驱动件设置为第二电机(82)，所述第二电机(82)的输出轴与第二风机(81)的叶轮轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述驱动件设为第一电机(72)，所述第一电机(72)为双轴伺服电机，所述双轴伺服电机的第一轴与第一风机(71)连接，所述双轴伺服电机的第二轴与第二风机(81)连接，且所述双轴伺服电机的两个轴上均设置有驱动对应风机进行单向转动的单向转动组件(20)。
7.根据权利要求6所述的一种环保节能变电站，其特征在于：所述单向转动组件(20)包括棘轮(201)和棘爪(202)，其中一所述棘轮(201)与双轴伺服电机的第一轴同轴固定，另一所述棘轮(201)与双轴伺服电机的第二轴同轴固定，所述第一风机(71)的叶轮轴和第二风机(81)的叶轮轴上均固设有连接板(30)，所述棘爪(202)铰接在对应的连接板(30)上，且所述棘爪(202)与对应的棘轮(201)单向啮合，两所述棘爪(202)的啮合方向相反。
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