一种新型的预装紧凑型箱式变电站的制作方法

本实用新型涉及箱式变电站领域，具体涉及一种用于码头的新型预装紧凑型箱式变电站。

背景技术：

目前，市场上的箱变主要包括欧式箱变和美式箱变。其中，欧式箱变从结构上采用高、低压开关柜和变压器，其特点是能够应用于需要复杂配电、操作频繁且管理要求高的场所。但是，由于欧式箱变是将变压器及普通的高压电器设备装于同一个金属外壳箱体中，变压器室温度很高，引起散热困难；另一方面在箱体中采用普通的高压负荷开关和熔断器、低压开关柜，所以欧式箱变体积较大。美式箱变在结构上将负荷开关、环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中；避雷针也采用油浸式氧化锌避雷针；变压器取消油枕；油箱及散热器暴露在空气中。美式箱变的特点是结构紧凑，体积小，但是电气配置和功能相对简单，不适用于配电回路多、操作频繁、控制管理要求高的场所。

因此，需要寻求一种不仅满足完备的功能需求、而且具有体积小且散热性能好的新型箱式变电站。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型预装紧凑型箱式变电站，其具有完备的功能需求、体积小而且散热性能良好等优点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

在一方面，披露了一种预装紧凑型箱式变电站，由壳体和电气系统组成。所述壳体包括壳底、电气舱室、迷宫式顶盖和强排风系统；其中，所述电气舱室包括L型配电舱和半开放式变压器舱；所述L型配电舱包括高压室、低压电容器室和低压开关室；所述半开放式变压器舱包括变压器室和变压器端子室。

在一个实施例中，所述半开放式变压器舱被L型配电舱环绕。

在一个实施例中，所述壳体还包括散热器防护罩，用于保护变压器上的散热器；其中所述散热器防护罩带有散热孔并且位于箱式变电站外部。

在一个实施例中，所述强排风系统为排风扇，位于低压电容器室的顶部和低压开关室的顶部。

在一个实施例中，所述迷宫式顶盖的边缘设置有迷宫式通风孔；和，所述迷宫式顶盖对应变压器室和变压器端子室的位置设置有自然通风孔。

在一个实施例中，所述高压室、低压电容器室、低压开关室和变压器端子室设有各自的小门；其中低压开关室和低压电容器室的小门上设置有双层错位通风孔。

在一个实施例中，所述低压开关室的下方设置有快速电缆连接器，所述快速电缆连接器被设计成具有位动开关和误操作保护装置。

在一个实施例中，所述壳底被设置成具有电缆进线导槽的防水结构。

在一个实施例中，所述电气系统包括一次系统和综合管理系统；所述综合管理系统包括舰艇用电计量系统、自动监控保护和信号采集处理设备，以便对箱式变电站的电气设备进行自动控制、监视、保护和舰艇供电计量。

在一个实施例中，所述变压器室内具有高燃点油的油浸式电力变压器。

本实用新型的有益效果如下:

1、本实用新型设计的具有电气分舱结构+迷宫式顶盖+局部强排风+半开放式的变压器的箱体，具有体积小、散热性能好、防护性高的特点，能够适应码头的高温、高湿、高盐的“三高”环境。

2、本实用新型的半开放式变压器室采用裸露在外的单侧散热结构，在码头安装时面向港池，既有利于散热，又方便箱式变电站总体设计，解决了箱式变电站小型化后的变压器布置难题。

3、本实用新型的箱式变电站电气综合管理系统，实现了对箱式变电站电气设备的自动控制、监视、保护和舰艇供电计量，具备数据采集、处理和远传等功能，实现了箱式变电站电气的信息化管理。

4、本实用新型的电缆快速连接器误操作防护装置，实现了连接器带电误操作防护和多电缆并联供电时的选择性断路器跳闸保护的功能，提高了供电的安全性和可靠性。

5、本实用新型的箱式变电站具备完备的高低压变配电、无功补偿、舰艇用电计量、自动监控保护和信号采集处理等功能，设备集成度高且体积小(体积仅为同容量欧式箱式变电站的1/3)，适合军港码头泊位安装，能保障现役海军除航母外的所有现役水面舰艇岸电保障需求，并解决了军港10kv电缆配送至码头泊位的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例描述中所结合使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的剖视立体示意图。

图2为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的平面布置图。

图3为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的高压室及低压电容器室的外观示意图(箱式变电站的主视图)。

图4为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的高压室、低压电容器室的内部结构示意图(主视图)和低压开关室的内部结构图。

图5为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的变压器端子室的外观示意图(箱式变电站的左视图)。

图6为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的变压器端子室的内部结构示意图。

图7为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的低压开关室的外观示意图(箱式变电站的右视图)。

图8为根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的低压开关室的内部结构示意图(低压开关室的主视图)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当指出，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，应当理解，在全文中，相同的附图标记表示同一结构/部件。

本实用新型提供了一种预装紧凑型箱式变电站1。其中，图1示出了根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的剖视立体示意图。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的预装紧凑型箱式变电站的平面布置图。箱式变电站1主要由壳体2及其内部的电气系统3组成。由图1可见，壳体2包括(防水漫)壳底10、电气舱室20、迷宫式顶盖30和强排风系统40。所述电气舱室20包括L型配电舱21和半开放式变压器舱24。注意力转向图2，L型配电舱21包括高压室210、低压电容器室220和低压开关室230；半开放式变压器舱24包括变压器室240和变压器端子室250。由图2可见，半开放式变压器舱24被L型配电舱环绕21。

在一个实施例中，半开放式变压器舱24设置在高压室210和低压电容器室220的后方并且位于低压开关室230的一侧例如左侧。在一个实施例中，变压器端子室250位于高压室210的后方，变压器室240位于高压室210和低压电容器室220的后方。在一个实施例中，变压器室240与高压室210、低压电容器室220、低压开关室230、变压器端子室250相邻；变压器端子室250与变压器室240和高压室210相邻；低压开关室230与低压电容器室220和变压器室240相邻；低压电容器室220与低压开关室230、变压器室240和高压室210相邻；高压室210与变压器端子室250、变压器室240、低压电容器室220相邻；低压电容器室220位于高压室210和低压开关室230之间。变压器室240位于变压器端子室250和低压开关室230之间。应当指出，高压室210、低压电容器室220、变压器端子室250/变压器室240、低压开关室230通过位于壳体内的隔板分隔开，并且除变压器室240外均具有各自的小门。应当指出，变压器室240和变压器端子室250之间没有隔板，通过变压器端子室250可看到变压器室240(这将在下文进行描述)。在一个实施例中，壳底10、隔板采用304不锈钢材料。关于小门，具体在下文描述。

在一个实施例中，如图2、5-8所示，壳体2还包括变压器散热防护罩26，以便对变压器的散热器25提供保护。应当指出，散热器防护罩26带有散热孔并且位于箱式变电站外部。在一个实施例中，变压器上的散热器25位于变压器室240的一侧例如后侧并裸露在箱式变电站外部。并且，散热器25的外部安装了带有散热孔的变压器散热防护罩26，以利于散热并提高产品的防护等级。在一个实施例中，防护罩26被固定在壳体2上。此外，箱式变电站1还包括吊装栓14，请见图1。

注意力转向图4，示出了根据本实用新型的一个实施例的高压室、低压电容器室的结构示意图(主视图)和低压开关室的内部结构图。其中，高压室210主要用于电源进线例如单路电源进线以及控制。由图4可见，高压室210主要包括环网开关柜4100和进线电缆4200。高压电源通过进线电缆4200连接到环网开关柜4100的进线端子。一般，进线电缆4200采用全屏蔽肘型电缆头，使得产品具有很高的安全性及环境适应能力。环网开关柜4100可采用SF6共箱式环网柜或固体绝缘环网柜。在一个实施例中，环网开关柜4100由一个不带熔断器的负荷开关单元和一个带熔断器的负荷开关单元组成。其中，不带熔断器的负荷开关单元用于连接高压电源，而带熔断器的负荷开关单元用于连接变压器。

图6示出了变压器(高压)端子室结构示意图和高压室的侧视图。其中，变压器端子室由附图标记250表示。如图6所示，从变压器端子室250能够看到变压器6002。结合图4和图6，应当理解，高压室210的环网开关柜4100的出线端子6100(在图6中示出)通过高压电缆6001与变压器6002高压端子6003相连。高压电缆6001两端采用全屏蔽肘型电缆头，以保证电器安全性。

应当指出，本实用新型的变压器6002优选地采用S11-M-630系列全密封无励磁调压变压器。当然，替换例也是可行的。变压器油箱采用全密封结构，配有油温表6004、油温控制器6005、压力表6006、油位表6007、分接开关6008、散热器25等元件以监测变压器运行状况。应当指出，与变压器高压端子6003相连的高压电缆6001及变压器6002上的油温表6004、油温控制器6005、压力表6006、油位表6007、分接开关6008等元件被设置在变压器端子室250，以便于安装和观测。此外，变压器6002还配有热电阻和温控仪表，将温度信号送至如下文所述的箱式变电站的电力综合控制仪。优选的，采用具有高燃点油的油浸式电力变压器，提高了设备过负荷能力和舰艇使用安全性。另外，由图1可见，变压器顶盖设有自然通风孔11。

返回参见图4的低压电容器室220。低压电容器室220由综控室220a、无功补偿室220c和电路保护系统220b组成。其中，综控室220a包括电力综合控制仪(综控面板)4300。无功补偿室220c包括电容器投切开关4600和补偿电容器4700。电路保护系统220b包括低压母线系统4400和连接在低压母线系统4400上的熔断器开关4500。电力综合控制仪4300/综控室220a位于低压电容器室220的上方，用于监控箱式变电站的运行状态，也可通过通信线路传送到值班室。在本实用新型的一个实施例中，低压电容器室220也被称作无功补偿及综控室。应当指出，综控室220a/低压电容器室220的顶部设置有排风结构例如排风扇12，这可以从图1看到。电容器投切开关4600通过电力综合控制仪4300的控制实现电容器组电压过零自动投切，保证电力系统的正常运行。

图8示出了根据本实用新型的一个实施例的低压开关室的结构示意图。低压开关室230由低压主开关室230a和低压配电室230b组成。低压主开关室230a被设置在低压配电室230b的前侧(从高压室210和/或低压电容器室220的方向看)或左侧(从低压开关室230的主视图即图8看)，与低压电容器室220相邻。由图8可见，低压主开关室230a包括连接母线2301、低压断路器2302和母线系统2303。低压配电室230b包括塑壳断路器2304，被安装于母线系统2303上；和计量器例如智能电度表8100。在图8中，示出了6部智能电表8100和6个塑壳断路器2304。当然，根据需要，替换例是可行的。

类似于低压电容器室220，低压开关室230(优选的低压主开关室230a)的顶部也设置有强排风结构，例如排风扇13，如图1所示。参见图1,3,4,7，低压开关室230的下方设置有快速电力连接器2306。其中的一个位于低压开关室230的检修门15的下方。由图1和3可见，低压开关室230的检修门15位于箱变的前侧并且与低压电容器室220相邻。

仍参见图4，一般，变压器6002的低压出线端子通过低压电容器室220的连接母线连接到低压开关室230的低压断路器2302的一个端子，而低压断路器2302的另一个端子由连接母线2301连接到低压开关室230的低压母线系统2303(可参见图8)，然后通过连接电缆2305将设置在低压母线系统2303上的塑壳断路器2304与位于低压开关室230下方的快速电力连接器2306相连。

在一个实施例中，参见图5，箱式变电站的顶盖30采用迷宫式结构，以实现空气对流。具体地说，顶盖30由上顶板、下顶板和板条组成。其中，上顶板与下顶板之间为夹层，所述夹层为隔热层，阻止太阳直晒箱体盖板。下顶板上具有通风孔。此外，下顶板的边缘上设置有迷宫式通风孔5001。在一个实施例中，该迷宫式通风孔5001由板条构成并位于夹层中。通常，箱体内部的空气通过下顶板上的通风孔，经过夹层，并通过迷宫式通风孔5001(即顶盖边檐孔)实现空气对流。

应当指出，低压电容器室220和低压开关室230采用的强排风散热方式(如上文所述)会在室内形成负压，在迷宫式顶盖形成正压，使得箱内外空气强迫交换，从而提高了箱式变电站的散热性能。

在一个实施例中，箱式变电站的壳底10采用带高压电缆进线导槽的密闭防水结构设计，解决了箱底进出线孔密闭难题，并且可确保在400mm水位高度情况下箱内不进水。应当理解，壳底10使箱式变电站可在码头泊位直接放置使用，无需安装基座，简化了安装施工程序、提高了军港应急供电保障能力。

在一个实施例中，箱式变电站的电气系统3包括一次系统和综合管理系统两部分。其中，一次系统包括10kV组合配电柜、630kVA专用电力变压器、低压配电系统、无功补偿系统和6路250A低舰艇专用接口，例如上文所述的电力连接器。应当指出，10kV组合配电柜位于高压室；630kVA专用电力变压器位于变压器室；低压配电系统被设置在低压开关室的一侧，因此低压开关室的一侧也被称为低压配电室；无功补偿系统位于低压电容器室的下方。

综合管理系统由舰艇用电计量系统例如在上文所述的智能电度表、自动监控保护和信号采集处理设备等组成。通过低压电容器室中的综合控制仪，将舰艇用电计量系统、电气设备工作状态、开关及电力连接器状态信号进行汇集、处理，也可以远传至军港值班室，实现与军港管理系统相对接。

下文将对各电气舱室20的外观进行介绍。首先，注意力转向图3，示出了根据本实用新型的一个实施例的高压室和低压电容器室的外观示意图(箱式变电站的主视图)。由图3可见，高压室210和低压电容器室220均有各自的小门。高压室220的小门3100和低压电容器室的小门3200组成箱式变电站的前门。此外，由图3可见，低压电容器室220的右侧(低压开关室230的侧面)的外壳上设置有检修门15。另请参见图1。

应当指出，低压电容器220的小门3200为双层结构，具体由面板和衬板组成。面板和衬板部分均设置有通风孔，呈双层空间错位排列。在图3中，只能看到位于面板两侧的通风孔，不能看到衬板上的通风孔。面板未设置通风孔的区域被标有警示标志。并且，通风孔具有向外突出的叶片，叶片被设置成向下，使得箱式变电站在雨雪天气下免于进水。由此，通过面板和衬板构成双层错位的通风孔结构，形成了小门的错位通风不进水通风道。

此外，高压室210和低压电容器室220的小门3100、3200的上方标有舱室的名称，以帮助用户识别。类似于低压电容器室，高压室的门上也标有警示标志。

注意力转向图5，示出了根据本实用新型的一个实施例的变压器端子室250的外观示意图(箱式变电站的左视图)。由图5可见，变压器端子室250靠近箱式变电站的后侧。变压器端子室250具有小门5100。小门5100构成箱式变电站的左侧门，靠近箱式变电站的后侧。在箱式变电站的左视图5中，靠近箱式变电站前侧的部分(属于高压室和低压电容器室)是无门的。类似地，变压器端子室250的小门5100上也设置有警示标志和舱室名称。此外，由图5可见，顶盖的迷宫式通风孔5001位于顶盖左右两侧的顶盖的两端(边缘位置)。关于散热器25和其防护罩26可参见上文的描述。

参见图7，示出了根据本实用新型的一个实施例的低压开关室230的外观示意图(箱式变电站的右视图)。由图7见，低压开关室230具有两个小门7100、7200，构成箱式变电站的右侧门。其中，小门7100即为低压主开关室230a的小门，靠近箱式变电站的前侧。类似于低压电容器室220，低压开关室230的小门7100、7200为双层结构，具有呈双层错位排列的通风孔，并且通风孔具有向下定向的向外突出的叶片。类似地，低压开关室230的小门7100、7200上也设置有警示标志和舱室名称。此外，低压开关室230的下方为快速电缆连接器2306，如上文所述。应当指出，快速电缆连接器被设计成具有位动开关和误操作保护装置，从而简化了舰艇接岸电操作，提高了效率；同时实现了多电缆并联供电时的选择性断路器跳闸保护功能，提高了供电的安全性和可靠性。

本实用新型的箱式变电站结构布局紧凑，不仅满足所有的功能需求，而且使得箱式变电站体积仅为同容量欧式箱式变电站的1/3，便于运输和在码头前泊位，并具有散热性能好的特点。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域的技术人员可以根据本实用新型的教导对本实用新型作出各种修改和变化。所有这些修改和变化均应落在本实用新型的保护范围之内。虽然在附图中示出了本实用新型的最佳实施例，但在实际应用中，为了得到本实用新型的全部或一些优点，本实用新型不一定完全包括所有已示出的特征。因此，本实用新型的保护范围不应当由本实用新型中披露的最佳实施例确定，而应当根据所附权利要求书的内容加以确定。