一种在预制舱内设置有保护装置的开关站的制作方法

1.本实用新型涉及柱上开关设备技术领域，具体的涉及一种在预制舱内设置有保护装置的开关站。


背景技术：

2.目前，随着城市用电负荷的快速增长，在城市中心新建变电站，通过高压电缆从城市外围引接电源，已是我国许多经济发达城市电力供应所面临的迫切问题，并且传统变电站一般为土建模式，需要现场施工搭建，存在施工周期长、对周围环境影响大，并且占地面积较大等弊端。为提高电力使用传输过程中的安全性，通常采用柱上开关在电线杆上保障用电安全。
3.柱上开关是多功能智能化产品，主要由真空断路器本体、智能型控制器、外置电压互感器三大部分组成，广泛用于10kv城市、农村配电网架空环网线路中，作为分段隔离开关与联络开关、可实行环网线路负荷调配的自动化开关装置；在负荷密度低的地区或线路必须用10kv柱上开关来保障电路正常运行，具体表现在10kv输电线路的分支线路上，其本身自带保护功能，将上级保护装置的保护范围由原来上级开关至用户侧的线路缩短到上级开关至柱上开关处，柱上开关至用户侧线路由柱上开关保护实现，减少上级保护负担，另外10kv柱上开关起到分界开关的作用，其中一个用户有故障由柱上开关动作，切除故障线路，不影响其他用户正常供电，提高供电可靠性。
4.目前市场上10kv和35kv电压等级已经有较为成熟的方案及产品，但是110kv电压等级并没有此类产品；在一些偏远地区110kv线路很多末端变电站都未配置相应的线路保护，线路故障依靠上级变电站保护实现，而且一条线路也同样会有多个变电站，一个变电站故障会导致全线所有变电站都无法供电；现在城市内新建110kv变电站要t接110kv线路都要对对侧变电站进线保护改造，增加三端光纤差动保护，光差保护对光纤通信通道提出要求，增加工程的造价；当110kv线路已经有三个变电站后，想再接入第四个变电站就无法实现，因为到目前为止还没有四端光纤差动保护的应用，何况在偏远地区想要实现保护改造和通信通道都非常困难，有一定数量输电线路使用载波通信方式，所以110kv开关站需要考虑载波通信输电线路的应用，提出解决方案。
5.实用新型专利cn103579930a公开了一种预制舱式变电站，包括双层预制舱式变电站组合模块和两个预制舱式变压器模块，两个预制舱式变压器模块位于双层预制舱式变电站组合模块的一侧，双层预制舱式变电站组合模块和预制舱式变压器模块之间形成消防通道；双层预制舱式变电站组合模块包括预制舱式开关箱体、预制舱式无功补偿箱体、预制舱式组合电器箱体和预制舱式二次控制箱体；预制舱式变压器模块包括预制舱式变压箱体和变压器，预制舱式开关箱体、预制舱式无功补偿箱体、预制舱式组合电器箱体和预制舱式二次控制箱体拼装在一起。采用拼装连接的预制舱式箱体建造预制舱式变电站，缩短预制舱式变电站的施工周期，减小对周围环境的影响，缩小占地面积。
6.上述专利通过设置预制舱，提高了开关站运输的便捷性，但是对于结构更加复杂、
各种原部件数量更多的110kv的开关站的安装组合并没有进行介绍。
7.基于现有技术和上述原因，110kv线路亟需像10kv、35kv柱上开关的110kv开关设备；想要实现110kv电压等级“柱上开关”产品需要解决以下问题：
8.1、110kv开关站应用场景应多是偏远地区，负荷密度较低，一般都是高海拔、高寒地区，设备选择应充分考虑此项因素。
9.2、110kv设备较多、尺寸较大，不能像10kv柱上开关一样可以直接抱箍安装在线路杆塔上，110kv开关站需充分考虑设备安装，并且方便运输及拆卸。
10.3、站用系统需要考虑无外引0.4kv电源的情况，110kv开关站配置电源pt为保护控制电源和站用电提供电源，电源pt容量需要进行核算，防止电源pt过负荷烧毁；当使用直流电源系统时，蓄电池容量计算需要考虑偏远地区因素，蓄电池放电时间需要按照4小时、8小时甚至12小时计算。


技术实现要素：

11.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于：提供一种环境适应性强，安装运输方便，防止电源pt为保护控制电源和站用电提供电源时发生过负荷导致电源pt烧毁的设置有保护装置的开关站。
12.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种在预制舱内设置有保护装置的开关站，包括预制舱，外接电力设备线路，所述预制舱内设置有二次屏柜，所述二次屏柜包括保护屏、一次设备汇控柜、电源屏，所述预制舱的顶部设置有开关设备，所述预制舱的外部设置有预制舱安装架，所述预制舱安装架包括预制舱顶部的安装板，预制舱底部的承载板，以及在支撑板与承载板之间设置的支撑架。
13.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述开关设备包括避雷器、隔离接地开关、电压互感器、电源pt，以及断路器，所述断路器的外侧设置有保温套。
14.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述电源屏包括直流电源屏，蓄电池屏，所述电源pt包括用于向直流电源屏提供电能的直流屏交流进线电源。
15.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述外接电力设备包括载波通信电力设备，所述载波通信电力设备包括载波通信电力设备线路，所述载波通信电力设备线路与断路器之间设置有用于阻止高频电流向母线分流而增加衰耗的线路阻波器。
16.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述开关设备还包括hgis组合电器，所述hgis组合电器断路器、电流互感器，所述避雷器、隔离接地开关、电压互感器、电源pt、hgis组合电器之间通过导线链接，并设置在安装板的上方，所述承载板的两侧设置有吊环。
17.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述承载板成船型结构，所述承载板的两端向上翘起，所述承载板的长度小于安装板的长度。
18.上述的在预制舱内设置有保护装置的开关站，所述支撑架包括设置在预制舱外部的支撑框，以及连接在承载板与安装板之间的支撑杆，所述支撑杆与承载板和安装板设置有可拆卸的连接器。
19.本实用新型一种在预制舱内设置有保护装置的开关站的有益效果是：通过本实用新型的开关站结构，实现了为线路接入提供除了对侧站改造+通信通道改造另一种选择，解
决新建变电站无法接入高压线路有多个站的难题，通过将承载板设置成为两端翘起的船型结构，能够使其在土质松软或平滑地面进行拖拽滑行，通过设置在安装板两侧的吊环，能够对开关站整体进行吊装进行远距离运输；通过在断路器外侧设置保温套，提高断路器的耐寒性，使其满足高海拔、高寒的要求，通过在载波通信电力设备线路与变电站的断路器之间设置线路阻波器，阻止高频电流向母线分流而增加衰耗，在开关站t接载波通信电力线路时，在开关站和载波通信电力设备线路两者之间增加线路阻波器，实现开关站t接后不影响原有电力线路载波通信，通过在预制舱外侧设置预制舱安装架，方便预制舱安装和吊装的，通过使用安装板，能够变相的增大预制舱顶部的电力设备安装范围，通过使用支撑架连接安装板和承载板，能够提供预制舱的安装空间，进一步对预制舱进行保护，通过使用连接器，便于支撑杆与安装版和承载板之间拆装，通过使用电源pt向直流电源屏提供电能，能够确保直流电源屏的电能供应，提高直流电源屏的使用时间。
附图说明
20.图1为本实用新型开关站整体布局图；
21.图2为本实用新型预制舱及承载板结构示意图；
22.图3为本实用新型预制舱内部二次保护屏布置图；
23.图4为本实用新型预制舱安装架结构示意图；
24.图5为本实用新型开关站一次主接线图；
25.图6为本实用新型开关站二次保护配置图；
26.图7为本实用新型开关站交直流电源系统图；
27.图8为本实用新型线路载波通信示意图。
28.连接导线1，进线避雷器2、进线隔离接地开关3，电压互感器4，电源pt 5，hgis组合电器6，出线隔离接地开关7，出线避雷器8，保护级电流互感器9，断路器10，计量级电流互感器11，保护报警屏12，一次设备汇控柜13，直流屏14，蓄电池屏15，手动操作机构16，线路保护17，电度表18，吊环19，变电站断路器20，阻波器21、耦合电容器23，结合滤波器24，高频电缆25，专用收发信机(载波机)26，保温板27，电暖气28，110kv开关设备101，预制舱102，二次屏柜103，预制舱安装架104。
具体实施方式
29.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式及附图对本技术的技术方案进行说明。
30.如图1-8所示，一种在预制舱内设置有保护装置的开关站，包括预制舱，外接电力设备，外接电力设备包括载波通信电力设备，载波通信电力设备包括载波通信电力设备线路，预制舱内设置有二次屏柜，二次屏柜包括保护屏、一次设备汇控柜、电源屏，电源屏包括直流电源屏，蓄电池屏，预制舱的顶部设置有开关设备，开关设备包括避雷器、隔离接地开关、电压互感器、电源pt，以及hgis组合电器，hgis组合电器断路器、电流互感器，断路器的外侧设置有保温套，电源pt包括用于向直流电源屏提供电能的直流屏交流进电源，载波通信电力设备线路与断路器之间设置有用于阻止高频电流向母线分流而增加衰耗的线路阻波器。
31.预制舱安装架包括预制舱顶部的安装板，预制舱底部的承载板，以及在支撑板与承载板之间设置的支撑架，支撑架包括设置在预制舱外部的支撑框，以及连接在承载板与安装板之间的支撑杆，所述支撑杆与承载板和安装板设置有可拆卸的连接器，连接器使用螺栓螺母结构，或者球形半包围结构，具体的才有现有的组合安装方式，在此不进行赘述。
32.承载板成船型结构，承载板的两端向上翘起，承载板的长度小于安装板的长度，避雷器、隔离接地开关、电压互感器、电源pt、hgis组合电器之间通过导线链接，并设置在安装板的上方，安装板的两侧设置有吊环。
33.具体的，本技术方案中的开关站主要针对110kv开关站进行说明。
34.如图1所示，110kv开关站由110kv开关设备101、预制舱102、预制舱内的二次屏柜103、预制舱安装架104组成，110kv开关设备101固定在预制舱顶和预制舱安装架组成的平台上，预制舱安装架与预制舱紧密连接组成一个整体；110kv开关设备101包含避雷器2套、隔离接地开关2套、电压互感器1套、电源pt 1套、hgis组合电器(含断路器、电流互感器)1套及其连接导线，电源pt选择空气绝缘的常规配电装置ais，更加适用于偏远地区，断路器因为安装原因选择sf6气体绝缘的hgis设备，在hgis外侧增加保温套设计，使其hgis设备满足高海拔、高寒的要求。具体110kv开关设备由进线避雷器2、进线隔离接地开关3、电压互感器4、电源pt 5、hgis组合电器6、出线隔离接地开关7、出线避雷器8、连接导线1组成，连接导线按照图1所示连接形成图5所示主接线形式。
35.放置二次屏柜的预制舱相对于110kv开关设备排列尺寸较小，只能将电源pt和hgis组合电器放在预制舱的舱顶。110kv开关站设置电源pt三只，采用星星接线，110kv/√3/0.22kv，电源pt容量为2000va，保护控制电源使用dc220v，设置直流屏1套，蓄电池容量选择100ah，直流屏交流进线电源1路来自电源pt，1路外引。
36.如图2所示，预制舱安装架的承载板加长，用于承载预制舱安装架，承载板做成船型结构，能够使其在土质松软或平滑地面进行拖拽滑行，承载板的两侧上设置有吊环，吊环在承载板的四个角上各设置有一个，可是使用焊接的方式，也可以直接在承载板上开孔，使用吊环吊装方便，吊环同样可以设置在安装板的四周，通过吊环19进行吊装开关站整体进行远距离运输。
37.如图3所示，二次屏柜103由保护报警屏12、一次设备汇控柜13、直流屏14、蓄电池屏15组成；保护报警屏12内装有线路保护装置、测控报警装置、电度表、通信装置等，一次设备汇控柜13是110kv开关设备101二次线汇总和集成，是一次设备和保护报警屏之间的中间枢纽，直流屏和蓄电池屏是引入电源pt交流电源转变为直流220v,为控制保护提供安全可靠的电源；预制舱为了适应高寒地区做了三层设计，第一：蓄电池屏15为发热量很大的设备，第二：在预制舱四周设置一层保温板27，第三：设置两台电暖气28。
38.如图1和图4所示，预制舱安装架104支撑进线避雷器2、进线隔离接地开关3、电压互感器4、出线隔离接地开关7、出线避雷器8的安装。
39.如图5所示，进线避雷器2、出线避雷器8共两套，保证进出线线路安全；进线隔离接地开关3、出线隔离接地开关7因控制电源功率受限问题，选择三相联动的手动操作机构16，手动操作机构是隔离刀闸附属，隔离刀闸基本上是由绝缘部分、导电部分、支持底座或框架、传动机构和操作机构。三相联动的手动操作机构可采用现有技术中的三相联动方式，在此不进行赘述，手动操作机构安装在附属支撑框架104其中的一根支柱上，距离地面1.5m，
方便人员操作；hgis组合电器6由断路器10、保护级电流互感器9、计量级电流互感器11组成，sf6气体绝缘，断路器控制、电机电源为dc220v；电压互感器4型号参数110/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1，0.2/0.5/3p 50/50/100va，星星接线方式，可提供0.2级计量电源、0.5级测量保护电压、3p级开口三角电压；电源pt 5型号参数高压侧110kv/63.5kv，低压侧380v/220v，容量2000va，星星接线方式。
40.如图6所示，110kv开关站配置线路保护17，主要由50瞬时速断电流继电器、51交流时限过流继电器、21距离继电器、63压力继电器组成，实现110kv开关站的保护功能；电度表18采集电压互感器计量绕组计量电压信号和计量级电流互感器11计量电流信号，实现110kv开关站的计量功能。
41.如图7所示，直流屏交流进线电源1路来自电源pt 5，1路外引0.4kv电源，两路进线电源的进线在接触器km1、km2电源机械闭锁，两接触器只能有一个合闸；qf1进线微断额定电流选择比电源pt最大容量运行的电流略小，防止电源pt因为过负荷烧毁的情况，jk2、jk3、jk4交流馈出全部作为备用，110kv开关站内所有负荷优先选择更加可靠的直流电源dc220v，比如预制舱内配置照明灯、电暖气、hgis设备保温套等电源；hk1～3、kk1～3数量仅为示意，根据项目实际需要调整数量即可，hk合闸母线为hgis电动机提供合闸电源、kk控制母线为保护报警装置提供装置、控制电源。
42.如图8所示，电力系统载波通道以专用通道相-地耦合通道为例，主要设备有阻波器21、耦合电容器23、结合滤波器24、高频电缆25、专用收发信机(载波机)26；阻波器设置在变电站断路器20处，阻止高频电流向母线分流而增加衰耗，当110kv变电站t接时，在其前面先串入阻波器，保证原有高频电流不会分流，这样t接后就不会影响原有载波通信通道。
43.上述实施例只是为了说明本实用新型的结构构思和特点，其目的在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡是根据本

技术实现要素：
的实质所做出的等效变化或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。