一种10kV全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构的制作方法

一种10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构
技术领域
1.本实用新型涉及直流负荷开关技术领域，具体是指一种10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构。


背景技术：

2.全球可再生能源开发利用规模不断扩大，应用成本快速下降，已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，也是我国推进能源生产和消费革命、推动能源转型的重要措施。因风能、太阳能等新能源发电具有间隙性和随机性特点，同时电力系统的自身消纳能力有限，导致出现“弃风”和“弃光”等现象。因此，新能源发展的最大瓶颈是电力的输送与消纳。
3.10kv直流负荷成套开关是柔性直流配电网发展的必不可少的电气设备，主要用于开断/关合直流负荷电流和一定的过载电流，多适用于直流配电网中要求额定工作电流的频繁操作，对保障电网的安全、可靠运行有着重要意义。由于我国对直流负荷开关的研究起步比较晚，现有的直流负荷开关柜多为用于国内城市轨道交通牵引用0.75～1.5kv低电压等级柜,用于配电网的10kv直流负荷开关柜比较欠缺；同时根据拓扑结构和开断原理，可分为机械式、固态式和混合式。其中，机械式直流负荷开关导通损耗低，但其开关机械和电应力高，开断速度相对较慢，开断分散性较大；固态式直流负荷开关开断速度极快，但其通态损耗大，成本高。而混合式直流负荷开关具有机械式直流负荷开关的低损载流、绝缘快速恢复能力以及固态式直流负荷开关的快速开断能力，成为主要发展方向之一。
4.现有技术10kv直流负荷开关柜有两种技术方案：
5.第一种方案：固定式直流负荷成套开关，其柜体采用传统的焊接方式，按照拓扑结构和开断原理，将每一回路的电气设备以及母线、载流导体、绝缘子等，装配固定在封闭或半封闭的金属柜中。此方案结构简单，但安全性低，不具备运行连续性功能，检修运维复杂，费时费力。
6.第二种方案：申请号为202010467816.0的中国专利公开一种磁耦合型配网机械式负荷开关柜，其原理为机械式，此方案的开关机械和电应力高，开断速度相对较慢，开断分散性较大,同时该方案布置方式为左右布置，也不具备运行连续性功能，占地面积大，运维检修复杂，成本高等，不利于产品市场化推广。
7.基于上述问题，本技术提出一种10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构。


技术实现要素：

8.本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构，包括金属铠装柜体，所述金属铠装柜体包括开关室、母线室、电缆室和二次室四个独立隔室；在开关室内设置手车式主支路开关、手车式辅支路开关、辅支路重载连接器和主支路重载连接器，手车式主支路开关位于手车式辅支路开关的上方；所述手车
式主支路开关沿配套导轨推入开关室的上部分，与触头盒插接；所述手车式辅支路开关沿配套导轨推入开关室的下部分，与回路导体插接。
9.作为优选，开关室、母线室和电缆室均有独立的泄压通道。
10.作为优选，在电缆室内设置直流电缆终端、屏蔽套管、触头盒、接地开关、线路避雷器和控保装置。
11.作为优选，在母线室内设有母线穿墙套管。
12.作为优选，所述母线室内布置正极母线、零极母线和负极母线。
13.作为优选，所述手车式主支路开关包括快速机械开关和底盘车，快速机械开关安装至底盘车上。
14.作为优选，所述手车式辅支路开关包括电子开关、换流装置、耗能装置和底盘车，电子开关、换流装置、耗能装置均安装固定到底盘车上。
15.本实用新型的有益效果为：
16.1、与现有技术相比，本发明的布局结构显著提高空间利用率，结构紧凑，布局合理，大大缩小开关柜体积，减小占地面积，降低制造成本；
17.2、全手车方案，运维检修简单方便；
18.3、产品可易于实现系列化、标准化、具有装配质量好、速度快、运行可靠性高的特点。同时此方案为产品的市场化推广奠定基础。
附图说明
19.图1为本实用新型10kv全手车混合式直流负荷成套开关用柜体正视结构示意图；
20.图2为本实用新型10kv全手车混合式直流负荷成套开关用柜体侧视结构示意图；
21.图3为本实用新型10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构正视结构示意图；
22.图4为本实用新型10kv全手车混合式直流负荷成套开关的布局结构侧视结构示意图；
23.图中所示：
24.11、金属铠装柜体，12、开关室，13、电缆室，14、母线室，15、泄压通道，16、二次室，21、手车式主支路开关，22、手车式辅支路开关，23、辅支路重载连接器，24、直流电缆终端,25、屏蔽套管，26、触头盒，27、母线穿墙套管，210、主支路重载连接器，211、接地开关，212、线路避雷器，213、控保装置。
具体实施方式
25.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
26.如图1-3所示，本实用新型包括金属铠装柜体11，所述金属铠装柜体11包括开关室12、母线室14、电缆室13和二次室16四个独立隔室，开关室12、母线室14和电缆室13均有独立的泄压通道15。泄压通道15设计在柜体顶部，当产生内部故障电弧时，压力释放装置可靠打开，压力释放方向可靠避开人员和其他设备。
27.所述金属铠装柜体11选用lsc2类(具备运行连续性功能)高压开关柜，即当打开功能单元的任意一个可触及隔室时(除母线隔室外)，所有其他功能单元仍可继续带电正常运
行的开关柜。所述金属铠装柜体11应选用iac级(内部故障级别)产品，选用开关柜时应确认其母线室、断路器室、电缆室相互独立，且均通过相应内部燃弧试验。所述金属铠装柜体11应满足“五防”和联锁要求。
28.在开关室12内设置手车式主支路开关21、手车式辅支路开关22、辅支路重载连接器23和主支路重载连接器210，手车式主支路开关21位于手车式辅支路开关22的上方。在电缆室13内设置直流电缆终端24、屏蔽套管25、触头盒26、接地开关211、线路避雷器212和控保装置213。在母线室14内设有母线穿墙套管27。所述直流电缆终端24为外部电缆接入柜体专用装置；所述屏蔽套管25为回路连接中内部导体跨隔室时用，保证绝缘安全；所述触头盒26内装触头，用于回路导体的连接；所述母线穿墙套管27用于柜体间母线连接，保证绝缘安全；所述线路避雷器212为线路保护专用装置，所述接地开关212为单极，手动或电动操作均可。在本实施例中，所述手车式主支路开关21、手车式辅支路开关22、辅支路重载连接器23、主支路重载连接器210、控保装置213和直流电缆终端24均采用现有结构。
29.所述手车式主支路开关21沿配套导轨推入开关室12的上部分，与触头盒26插接。所述手车式辅支路开关22沿配套导轨推入开关室12的下部分，与回路导体插接。
30.所述母线室14内布置正极母线、零极母线和负极母线，母线按照实际通流大小选取合适的导电铜排；各极性母线间距满足空气绝缘要求，母线通过母线穿墙套管实现柜体间铜排连接。
31.所述手车式主支路开关21包括快速机械开关和底盘车，快速机械开关安装至底盘车上，采用一体化结构布置，底盘车手动或电动操作均可。所述手车式辅支路开关22包括电子开关、换流装置、耗能装置和底盘车，电子开关、换流装置、耗能装置均安装固定到底盘车上，采用一体化结构布置，底盘车手动或电动操作均可。
32.此布局结构显著提高空间利用率，结构紧凑，布局合理，大大缩小开关柜体积，减小占地面积，降低制造成本；全手车方案，运维检修简单方便；产品可易于实现系列化、标准化、具有装配质量好、速度快、运行可靠性高的特点。同时此方案为产品的市场化推广奠定基础。
33.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。