专利名称：智能环保箱式变电站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一箱式变电站，尤其是一种智能环保箱式变电站。
背景技术：
目前，市场上的箱式变电站， 一是占地面积比较大，二是节能效果比较差，三是不能安全运行，继电保护功能不强。四是箱体材料不环保，对环境有污染。五是供电质量比较差，不具备改善电能质量的功能，六是电磁干扰比严重，对周围的通信设备造成影响。传统的欧式或美式箱变，占地面积比较大，移动不方便，箱体材料一般是镀金属材料，对环境造成严重的污染，还有就是电磁干扰的问题，对周围的通信电子设备造成严重的干扰。传统的箱变不能改变电能质量，供电效果不好。发明内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高效，经济，运行安全，节能效果明显，能提供优质电能的智能环保箱式变电站。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案
一种智能环保箱式变电站，它包括箱体，所述箱体内安装智能开关，智能开关与变压器连接，变压器分别与计量装置、无功补偿装置、调压装置、有源滤波装置、微机保护装置分别连接，同时在箱体内还设有控制器和通信装置。
所述控制器的主芯片为DSP芯片和32位ARM单片机；控制器设有存储器，液晶显示模块，按键，蓝牙通讯装置，配有手持遥控控制。
所述通信装置采用CAN总线和GPRS无线通讯模块。
所述的有源滤波装置采用了直流电容与逆变器直流侧并联的结构，逆变器的交流侧通过电抗器与电网联接。
所述的微机保护装置开关量输入接口，它与电子继电器连接，电子继电器与光耦I连接，光耦I与单片机连接，单片机再通过光耦II与达林顿管连接，达林顿管与光耦III连接，光耦III与开关量输出接口连接；开关量输入接口和开关量输出接口分别与智能开关、有源滤波装置及无功补偿装置连接。
所述单片机为8位STC单片机或16位的AVR单片机。
本实用新型的智能环保箱变在控制器控制下，高效，经济，安全的运行，节能效果明显，提供优质的电能。其中，一次部分采用的智能开关，很好取代了传统的机械投切开关，具有投切无噪音，无拉弧的特点，具有过载，过流速断保护功能，能接受PWM脉冲软控制。
一次部分采用的无功补偿，具备了实质性的动态无功补偿功能，能在半个周期内跟踪补偿，在负荷变化比较快的场合，使箱变的在高功率因数的下经济运行，节能效果比较好。
—次部分采用了有源滤波，能大大改善电能质量，消除谐波，提供完善正弦电压主消除三相不平衡，从基本上消除箱变火灾。有源滤波在控制器控制下，根据电网的电能质量状况，实时滤除电网的谐波。
一次部分采用了调压系统，和无功补偿装置协调运行，确保提供优质的电能质量，使电压稳定在国家标准内，保护用电设备。
二次部分采用的微机保护装置，主要是实现开关量的采集与输出，微机保护，五防功能，能与控制器实时高速通讯。微机保护装置的使用能大大减轻控制器的工作量，以及小开关量的采集与输出时对控制器的干扰，控制器能使用微机保护监测到的开关量，不必在控制器中设置开关量的监测与控制。
二次部分采用的控制器，利用了模糊控制的原理，模拟专家控制经验，使箱变高效的运行，专家控制系统，数据处理部分采用了在DSP芯片，控制部分采用了高端的32位ARM单片机。控制器设有存储器，液晶显示模块，按键，蓝牙通讯装置，配有手持遥控控制。手持能在安全距离外停送电，保证相关人员的安全。
二次部分的计量装置能计量高压侧和低压侧的电能用量，能计量无功和有功，计量装置和通讯装置配合下，一是能向上位机提供电能计量数，二是能向理员的手机发送用电量。
二次部分的通信装置，采用了 CAN总线通讯方式和GPRS无线通讯方式，随时和上位机与管理员的手机通信，实时报告箱变的运行情况。
本实用新型的有益效果是结构简单，高效，经济，运行安全，节能效果明显，能提供优质电能，占地面积较小。
图l是本实用新型结构框图。
附图2是智能箱变的有源滤波装置。
附图3是智能箱变的微机保护装置。
其中，l,智能开关，2.变压器，3.计量装置，4.无功补偿装置，5。调压装置，6.有源滤波装置，7.微机保护装置，8,控制器，9應信装置，10.开关量输入接口， 11。电子继电器，12.光耦I， 13.单片机，14.光耦II， 15.达林顿管，16.光耦III， 17,开关量输出接口， 18.逆变器，19.直流电容，20.电抗器。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
图l中，它包括箱体，箱体内安装智能开关l，智能开关1与变压器2连接，变压器2分别与计量装置3、无功补偿装置4、调压装置5、有源滤波装置6、继电保护装置7分别连接，同时在箱体内还设有控制器8和通信装置9。
其中，控制器8为DSP芯片和32位ARM单片机。通信装置9则采用CAN总线和GPRS无线通讯模块。
有源滤波装置6采用了直流电容19与逆变器18直流侧并联的结构，逆变器18的交流侧通过电抗器20与电网联接。
其中，微机保护装置8的开关量输入接口 10与电子继电器11连接，电子继电器11与光耦I12连接，光耦I12与单片机13连接，单片机13再通过光耦II14与达林顿管15连接，达林顿管15与光耦III16连接，光耦III16与开关量输出接口 17连接；开关量输入接口IO和开关量输出接口 17分别与智能开关1、有源滤波装置6及无功补偿装置4连接。单片机13为8位STC单片机或16位的AVR单片机。
微机保护装置8主要是实现开关量的采集与输出，微机保护，五防功能，能与控制器实时高速通讯。微机保护装置的使用能大大减轻控制器的工作量，以及小开关量的采集与输出时对控制器的干扰，控制器能使用微机保护监测到的开关量，不必在控制器中设置开关量的监测与控制。
实施例l:
本产品结构为高低压一体型箱体，由外壳组装而成，具有良好的散热通风条件。箱体前后均设有双开门，门内设有照明设备，当门开启后，照明灯即亮。门及侧面均装有固定视窗，视窗全部用高级PVC材料做成，从窗外可清晰地观察设备内元器件布置及运行情况。
其高低压电气元件配置为高压(智能开关和变压器)与低压(无功补偿，有源滤波，调压装置)为一体化，高低压用隔板分开，高压部分按通电顺序装置。智能开关设备手动机构置于高压侧内门，具有防误操作联锁功能，同时高压侧门内设置一层PVC玻璃活动隔墙，起到防止误入带电间隔作用。变压器可从导轨上方便的推进、拉出。
采用自然通风和强迫通风两种方式，使通风冷却性能良好。当自然风冷不奏效时，可设置启动温度，启动门上方的风机空调降温。
控制器安装在低压侧门板正面，便于操作和观察。无功补偿和有源滤波，调压系统安装在专家控制系统的下方，减小了控制器与各装置的距离有利于控制的可靠性。
通信装置和计量装置有单独的室放置，在箱变的正前方有清楚看到计量数值，通信装置和计量装置放在一起，有助于通讯质量的提高，传输数据的正确性。
微机保护装置采集开关量，经过双重的隔离措施，大大提高装置的抗干扰性能和可靠性。开关量的采集主要和智能开关的辅助常开触点,有源滤波装置的一次部分开关辅助常开触点，无功补偿一次部分开关辅助常开触点联接。开关量输出主要和智能开关的一次辅助常闭触点,有源滤波装置的一次部分开关的辅助常闭触点,无功补偿一次部分开关和辅助常闭触点联接，微机保护装置的单片机采用了8位S T C单片机或1 6位的A V R单片机。
箱变的进线方式有两种在室外安装采用下进线方式；在室外安装釆用上进线方式。室外安装方式，采用的下进线方式，有良好的防水性。
权利要求1.一种智能环保箱式变电站，它包括箱体，其特征是，所述箱体内安装智能开关，智能开关与变压器连接，变压器分别与计量装置、无功补偿装置、调压装置、有源滤波装置、微机保护装置分别连接，同时在箱体内还设有控制器和通信装置。
2. 如权利要求1所述的智能环保箱式变电站，其特征是，所述控制器的主芯片为DSP芯片和32位ARM单片机。
3. 如权利要求1所述的智能环保箱式变电站，其特征是，所述通信装置采用CAN总线和GPRS无线通讯模块。
4. 如权利要求1所述的智能环保箱式变电站，其特征是，所述有源滤波装置采用了直流电容与逆变器直流侧并联的结构，逆变器的交流侧通过电抗器与电网联接。
5. 如权利要求1所述的智能环保箱式变电站，其特征是，所述微机保护装置的开关量输入接口与电子继电器连接，电子继电器与光耦I连接，光耦I与单片机连接，单片机再通过光耦n与达林顿管连接，达林顿管与光耦in连接，光耦in与开关量输出接口连接；开关量输入接口和开关量输出接口分别与智能开关、有源滤波装置及无功补偿装置连接。
6. 如权利要求5所述的智能环保箱式变电站，其特征是，所述单片机为8位STC单片机或l6位的AVR单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种智能环保箱式变电站。它具有高效，经济，运行安全，节能效果明显，可提供优质电能等优点。其结构为它包括箱体，所述箱体内安装智能开关，智能开关与变压器连接，变压器分别与计量装置、无功补偿装置、调压装置、有源滤波装置、微机保护装置分别连接，同时在箱体内还设有控制器和通信装置。
文档编号H02B7/06GK201417894SQ20092002604
公开日2010年3月3日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者孙国栋, 杨东廷 申请人:山东鲁电电气集团有限公司