一种城镇用小型化预装式变电站的制作方法

本实用新型涉及智能电网输变电、配电技术领域，具体而言，涉及一种城镇用小型化预装式变电站。

背景技术：

我国的配电网中，还存在大量的柱上开关设备。特别是城镇10kV配电网中，由柱上高压开关、柱上高压跌落式熔断器、高压避雷器、柱上变压器、低压配电箱等组成变电站系统是配电网的主要供电方式。现有技术中柱上开关设备元器件种类多、零散分布带来的集成度低、运行维护不方便以及现有预装式变电站占地面积大、资源浪费等问题；另外，该系统中的设备零散分布在柱上高台，电气设备裸露在空气中，导致设备锈蚀、老化和易受外力破坏等问题难以解决；带电导体裸露在空气中，造成带电作业不便，故障频发，且安全隐患多；配电变压器运行的安全性、可靠性差，同时运行和维护工作环境复杂，技术难度高。

同时随着经济发展和电力系统规模的扩大，城镇地区负荷密度高，电网建设与城镇建设之间的矛盾日以冲突，部分地区甚至出现变电站规划站址难以落实的现象，大城市尤为突出。

例如授权公告号为 CN 201051618 Y的中国实用新型专利，其公开了一种具有挂接结构的预装式箱式变电站，该预装式箱式变电站主要包括外壳；在外壳内设置有高压室、低压室、变压器室；在低压室内设置有低压电器元件，在低压室内的隔板上固定有支座；在支座上支撑有铜排母线；低压电器元件挂接在铜排母线上。低压室内的铜排母线既是通电导体，又是挂接低压电器元件的支撑架，与现有技术相比，减少了支撑架，大幅度缩小了低压室空间。但该变电站仅仅适用于落地安装；而且高压室缺少保护措施，对带电作业者造成安全隐患。

又例如公开号为CN 104917086 A的中国发明专利，其公开了一种户外预装式变电站，是通过采用小型化模块化预制的设计思想，将变电站设计成预制装配式结构，包括土建部分与电气部分，所述土建部分大都采用预制式产品，其中集装箱和预装舱的条形基础、变压器的基础需要现场预制。所述电气部分除变压器外，均采用集装箱式或预制舱式模块，进线模块采用箱式气体绝缘封闭设备 (GIS) 模块，整个 GIS 模块安装在集装箱或预制舱中，进线采用电缆方式，所述变压器与 GIS模块之间通过油气套管或架空导线连接。所述土建部分的现场基础预制和电气部分各功能模块的厂内生产调试工作并行开展，使得建设周期大大减少。本实用新型采用模块化结构预制装配建造，突破了传统的变电站建设思路，效率高。由于电气部分除变压器外，均采用集装箱式或预制舱式模块，进线模块采用箱式气体绝缘封闭设备 (GIS) 模块，当模块发生损坏时只能进行更换新的模块，无法进行维修，造成了成本的增加。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种城镇用小型化预装式变电站，解决现有技术中柱上开关设备元器件种类多、零散分布带来的集成度低、运行维护不方便以及现有预装式变电站占地面积大、资源浪费等问题。本实用新型的主要构思是：城镇用小型化预装式变电站采用一体化、组合式的结构设计，其中高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。该变电站通过高压开关柜完成对油浸式配电变压器高压侧的保护和隔离，通过综合智能配电箱完成低压侧配电和保护等综合功能，提高供电可靠性和电能质量，选配的配电自动化设备和智能感知终端，可实现配电台区的智能化管理和状态检修。智能配电终端综合了现有的多重装置的功能，可以对电力变压器、进出线开关、剩余电流动作保护器、智能电能表等运行信息进行采集和用户用电信息进行收集，具备完成配电变压器计量总表监测、剩余电流动作保护器监测、状态监测、负荷管理、动态无功补偿/三相不平衡治理/谐波治理、安全防护、互动化管理、资产管理、视频监视、环境监测和分布式电源接入管理等功能。

按照本实用新型的一种城镇用小型化预装式变电站，高压开关柜、配电变压器和综合智能配电箱，高压开关柜安装在配电变压器上；综合智能配电箱位于配电变压器及高压开关柜的侧面，所述高压开关柜进出线端及配电变压器的高压进线端设有变压器高压套管，低压侧设有变压器低压套管；变压器高压套管与肘型接头插拔连接，从而确保在与肘型接头断开时能正常灭弧。

优选的是，所述高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽，充分保障人身安全和设备的运行安全。

在上述任一方案中优选的是，所述高压开关柜的一侧设有高压进线套管，其通过高压进线电缆与高压进线电缆接头连接。

在上述任一方案中优选的是，所述高压开关柜的内部设有气箱，该气箱内充有绝缘气体，优选六氟化硫绝缘气体。

在上述任一方案中优选的是，所述气箱内装有三工位负荷开关、限流熔断器、三工位弹簧储能操动机构、避雷器和智能配电终端；限流熔断器的熔仓位于负荷开关的气室的右侧，熔断器为三个，每个熔断器上装有一个撞针，当发生一相熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关的三相同时分闸。高压开关柜配置的智能配电终端实现了电能信息采集、设备状态监测、故障发布、数据就地管理分析等综合功能，消除配电自动化盲区。

在上述任一方案中优选的是，所述三工位负荷开关与接地开关融为一体。

在上述任一方案中优选的是，所述三工位负荷开关与接地开关上均装有分、合指示器。

在上述任一方案中优选的是，所述综合智能配电箱与配电变压器通过螺栓可拆卸地连接为一体。

在上述任一方案中优选的是，所述综合智能配电箱为一体式矩形箱体结构。

在上述任一方案中优选的是，所述综合智能配电箱内设有低压母线铜排相连，低压母线铜排与低压套管内部的静触头相连。

在上述任一方案中优选的是，所述综合智能配电箱整体采用C型钢加固，设有配电室、计量室和电容补偿室。配电变压器框架为钢结构，强度高，是城镇用小型化预装式变电站结构的核心。

在上述任一方案中优选的是，所述计量室位于电容补偿室的一侧；计量室内设有电能表和集中器，从而满足计量要求。

在上述任一方案中优选的是，所述变压器高压套管选用美式套管。

在上述任一方案中优选的是，所述配电变压器为油浸式配电变压器，空载节能效果好，可节能70%。

在上述任一方案中优选的是，所述配电变压器的低压出线通过低压套管连接到低压母线铜排进入综合智能配电箱的配电室。

在上述任一方案中优选的是，所述配电室内安装低压总进线开关和分闸指示器，从而，满足多路低压出线的要求。

在上述任一方案中优选的是，所述低压总进线开关为框架断路器或隔离开关。

在上述任一方案中优选的是，所述配电室内还设有出线开关、电涌保护器和智能电容器组，从而满足无功补偿需求。

在上述任一方案中优选的是，所述出线开关为塑壳断路器，其通过铜母排连接到框架断路器或隔离开关，可通过框架断路器或隔离开关进行分合闸操作。

在上述任一方案中优选的是，该变电站通过落地安装或者安装在两电线杆之间。

在上述任一方案中优选的是，该变电站落地安装时，变电站安装于框架外壳内部，所述框架外壳包括铝型材框架、顶板和不锈钢门。选用铝型材框架代替原有钢结构，可工厂化安装亦可现场安装，灵活性大，铝型材强度满足国网要求IK防撞等级，质量轻便、方便吊装及运输，美观度高，板材采用201不锈钢，能达到户外防锈效果、板材面开花纹孔，美观大方，板材表面颜色及图案可定制、密封等级达到IP23D，无需另加排风扇即实现良好的散热效果。

在上述任一方案中优选的是，所述框架外壳上设有LED显示屏。可根据用户要求在框架外壳背面选配安装LED显示屏，可起到广告宣传、美化环境等作用。

在上述任一方案中优选的是，该变电站安装在两电线杆之间时，距离地平面2-2.5米处设有安装横担。安装横担要求水平，将城镇用小型化预装式变电站整体吊起，坐落在安装横担上，并固定。

在上述任一方案中优选的是，该变电站安装在单体水泥柱上。

在上述任一方案中优选的是，所述单体水泥柱的高度为2至2.5米，其内部为中空管，城镇用小型化预装式变电站高压进线电缆及低压出线电缆可从单体水泥柱内部的中空管铺设。

综上所述，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站具有以下优点：城镇用小型化预装式变电站实现整个变电站的标准化设计，工厂化加工：实现变电站建设全工厂预制、现场组装，减少了建设周期和施工成本，实现了一次设备（负荷开关、熔断器、避雷器和电力变压器）接口标准化，生产资料重复利用率高；实现整个变电站的全绝缘、全密封、全屏蔽：可触摸，体积小，拆装简便，解决了带电导体裸露带来的安全隐患；提升整个变电站施工工艺和施工安全水平：三工位负荷开关和五防联锁设计，将大大提高带电作业者的人身安全；实现整个变电站配电自动化，改善运维水平；实现整个变电站拓展功能模块化选装。

附图说明

图1为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的一优选实施例的主视图。

图2为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图1所示优选实施例的左视图。

图3为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图1所示优选实施例的右视图。

图4为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图1所示优选实施例中移除箱体板的内部结构示意图图。

图5为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图3所示优选实施例中移除箱体板后的内部结构示意图。

图6为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图1所示优选实施例的后视图。

图7为本实用新型的城镇用小型化预装式变电站中框架外壳的正面结构示意图。

图8为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图7所示优选实施例的左视图。

图9为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图7所示优选实施例的俯视图。

图10为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的图7所示优选实施例中加装LED显示屏的结构示意图。

图11为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站无框架外壳安装在两等径电线杆之间的结构示意图。

图12为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站带框架外壳安装在两等径电线杆之间的结构示意图。

图13为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站无框架外壳的单体水泥柱上式安装结构示意图。

图14为按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站带框架外壳的单体水泥柱柱上式安装结构示意图。

附图中标号：

高压开关柜1，高压进线套管2，高压出线套管3，高压进线电缆接头4，高压进线电缆5，肘型接头6，配电变压器7，变压器高压套管8，变压器低压套管9，综合智能配电箱10，配电室11，计量室12，电容补偿室13，低压母线铜排14，低压总进线开关15，低压总进线开关分闸指示器16，出线开关17，智能电容器组18，电涌保护器19，电能表20，集中器21，防水罩22，框架外壳23，铝型材框架24，顶板25，不锈钢门26，LED显示屏27，电线杆28，安装横担29，单体水泥柱30。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型城镇用小型化预装式变电站的具体实施方式作进一步的说明。

实施例一

如图11所示，按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站安装在两电线杆之间的结构示意图。

本实用新型的城镇用小型化预装式变电站安装在电线杆28之间，距离地平面大概有2至2.5米处将安装横担29固定，安装横担29要求水平，将城镇用小型化预装式变电站整体吊起，坐落在安装横担29上，将变压器与综合智能配电箱底部的槽钢，通过紧固件安装在安装横担29上并固定。高压开关柜左侧设有高压进线套管2，用高压进线电缆5和高压进线电缆接头4连接起来。城镇用小型化预装式变电站柱上安装完毕。

本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的整体工作过程如下：

一、高压开关柜的上电过程为：

1、确认高压开关柜的右门关闭、接地开关处于合闸位置，指示针指在接地位；

2、下拉接地开关操作杆的左侧，接地开关分闸，指示针指在分闸位，高压开关柜的右门无法打开；

3、往复下拉合闸储能操作杆，直至负荷开关合闸同时完成储能操作，指示针指在合闸位，上电过程结束。

二、高压开关柜的断电过程为：

1、将分闸操作杆向上推，负荷开关分闸，指示针指在分闸位，已断电；

2、检修维护时下拉接地开关操作杆右侧，接地开关合闸，指示针指在接地位，此时高压开关柜的右门打开，可进行更换熔断器等操作。

如图1-3所示，按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的一优选实施例的结构示意图。本实用新型的目的在于提供一种城镇用小型化预装式变电站，包括高压开关柜1、配电变压器7和综合智能配电箱10，高压开关柜1安装在配电变压器7上；综合智能配电箱10位于配电变压器7及高压开关柜1的侧面。综合智能配电箱10为一体式箱体结构，与配电变压器10通过螺栓可拆卸地连接为一体结构，具有集成度高、运行维护方便、占地面积小的特点。高压开关柜1采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽，充分保障人身安全和设备的运行安全，并通过综合智能配电箱10完成低压侧配电和保护等综合功能，提高供电可靠性和电能质量；选配的配电自动化设备和智能感知终端，可实现变电站的智能化管理和状态检修。

如图2-4所示，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站组装时，将高压开关柜1吊起，直落在配电变压器7的上方，接下来通过固定螺丝将高压开关柜1固定在配电变压器7的顶部，同时，将高压开关柜1后部的高压出线套管3与配电变压器7后部的变压器高压套管8，最后用连接电缆接头和连接电缆连接起来，连接完后用防水罩22固定；在配电变压器7及高压开关柜1的侧面安装综合智能配电箱10，配电变压器7的低压侧设有变压器低压套管9，该低压套管内部的静触头与综合智能配电箱10的低压母线铜排14相连。

在本实施例中，所述高压开关柜1内部有气箱，气箱内充绝缘气体，优选六氟化硫绝缘气体。

在本实施例中，所述气箱内装有三工位负荷开关、限流熔断器、三工位弹簧储能操动机构、避雷器、高压PT和智能配电终端；三工位负荷开关与接地开关融为一体，负荷开关与接地开关上均装有分、合指示器；高压开关柜采用三工位负荷开关加限流熔断器的组合方式，限流熔断器的熔仓位于负荷开关的气室的右侧。

在本实施例中，所述熔断器为三个，每个熔断器上装有一个撞针。当发生一相熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关的三相同时分闸；高压开关柜配置的智能配电终端实现了电能信息采集、设备状态监测、故障发布、数据就地管理分析等综合功能，消除配电自动化盲区。高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫 气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。

如图4-6所示，按照本实用新型的城镇用小型化预装式变电站的一优选实施例的内部结构示意图。

在本实施例中，所述综合智能配电箱10为一体式矩形箱体结构，整体采用C型钢加固，安装于高压开关柜1及配电变压器侧面，综合智能配电箱与变压器通过螺栓可拆卸的连接为一体结构。

在本实施例中，所述综合智能配电箱10整体采用C型钢加固设有配电室11、电容补偿室13、计量室12，配电变压器的低压出线通过低压套管9连接到低压母线铜排14进入综合智能配电箱的配电室。

在本实施例中，所述配电室11内安装低压总进线开关15和分闸指示器16，所述低压总进线开关15为框架断路器或隔离开关。

在本实施例中，所述配电室11内还设有出线开关17、电涌保护器19和智能电容器组18。出线开关17为塑壳断路器，通过铜母排连接到框架断路器或隔离开关，可通过框架断路器或隔离开关进行分合闸操作，设有分闸指示器16，满足多路低压出线的要求；电容补偿室13在综合智能配电箱10内上部，安装塑壳断路器、电涌保护器19以及智能电容器组18，满足无功补偿需求；计量室12在电容补偿室13侧方，内装电能表20、集中器21，满足计量要求。

如图11、图12所示，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站柱上安装时，首先将城镇用小型化预装式变电站或将该变电站连同框架外壳23安装于两等径电线杆28上，距离地平面有2至2.5米处将安装横担29固定，安装横担29要求水平，接下来将城镇用小型化预装式变电站整体吊起，坐落在安装横担29上，并固定。高压开关柜1左侧设有高压进线套管2，用高压进线电缆5和高压进线电缆接头4连接好。

如图13、图14所示，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站柱上安装时，亦可将城镇用小型化预装式变电站或将该变电站连同框架外壳安装于单体水泥柱30上，单体水泥柱30高度为2至2.5米，内部为中空管，城镇用小型化预装式变电站高压进线电缆及低压出线电缆可从单体水泥柱30内部的中空管铺设。

实施例二

如图7-9所示，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站中框架外壳的结构示意图。

该变电站落地安装时，变电站安装于框架外壳23内部，所述框架外壳包括铝型材框架24、顶板25和不锈钢门26，选用铝型材框架可工厂化安装亦可现场安装，灵活性大，铝型材强度满足国网要求IK防撞等级，质量轻便、方便吊装及运输，美观度高，板材采用201不锈钢，能达到户外防锈效果、板材面开花纹孔，美观大方，板材表面颜色及图案可定制、密封等级达到IP23D，无需另加排风扇即实现良好的散热效果。可根据用户要求在框架外壳背面选配安装LED显示屏27（如图10所示），可起到广告宣传、美化环境等作用。本实施例主要解决了城镇用小型化预装式变电站落地时的安装方式，实现了变电站的小型化、美观化，变电站占地面积大大减小。

实施例二中变电站的零部件与实施例一的相同，故不加赘述。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的城镇用小型化预装式变电站包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。