專利名稱：預(yù)裝式變電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變電站技術(shù)領(lǐng)域，特別是包括有高壓室、低壓室、變壓器室的預(yù)裝式變電站。
背景技術(shù)：
在電力傳輸與應(yīng)用中，為了將電網(wǎng)中的高壓(1-52kV)電能轉(zhuǎn)換為低壓(0.4kV)電能，廣泛采用預(yù)裝式變電站。預(yù)裝式變電站是現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語，此前預(yù)裝式變電站也被稱為箱式變電站、組合式變電站、成套變電站、緊湊型變電站或歐式箱變等。
在GB/T17467-1998《高壓/低壓預(yù)裝式變電站》國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC13301995《High-voltage/low-voltage prefabricated substations》國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)中，預(yù)裝式變電站的主要元件是變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、相應(yīng)的內(nèi)部連接線(電纜、母線和其它)和輔助設(shè)備。這些元件應(yīng)該用一個公用的外殼或一組外殼封閉起來。
預(yù)裝式變電站不同于常規(guī)化土建變電站，是在工廠將上述變壓器、高低壓開關(guān)、控制設(shè)備、輔助設(shè)備等元件和外殼按一定設(shè)計方案連線、裝配并通過試驗的成套設(shè)備；整體或分部件運到使用現(xiàn)場后，經(jīng)現(xiàn)場安裝和外部進(jìn)出電纜連接，可立即投入使用。
預(yù)裝式變電站的公用外殼或一組外殼，通常被分為三個隔室，高壓室包括高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，變壓器室包括變壓器，低壓室包括低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備；在上述標(biāo)準(zhǔn)，胡兆明、申威.箱式變電站.電力設(shè)備.2000(1)和William Stemmons.Packaged PowerControl Assemblies.Copyright Material IEEE Paper No.PCIC-84-11等文獻(xiàn)中，以及中國專利如“地下室式預(yù)裝式變電站(專利號00205369.1)”中，可知已有的預(yù)裝式變電站三個隔室是平面、并排、緊湊靠在一起，放置在地面上或部分或全部在地面下安裝。預(yù)裝式變電站的外殼通常由金屬材料制造，為了安裝、連接、運行和維護(hù)的需要，每個隔室一般開有門。整體運輸?shù)跹b的變電站示于圖1，三個隔室結(jié)構(gòu)布置及主電路示于圖2；三個隔室的典型平面布置如圖3示，分別一種為目字形布置平面圖，以及兩種為品字形平面布置圖。
隨著城市環(huán)境美化要求的提高，人們希望減少預(yù)裝式變電站的占地面積。上述技術(shù)方案存在的不足之處是1、占地面積大。如圖1、2、3所示三個隔室平面布置的預(yù)裝式變電站，在地面上安裝時，由于高壓室、低壓室、變壓器室呈平面排布，占地面積為三者之和。
2、占據(jù)空間大。對于一些空間小，或有空間限制的環(huán)境，不方便安裝。若是將變電站部分地面下安裝時，對高壓室和低壓室有相當(dāng)高的防水要求，以防止電器元件故障。另外，也不便于高壓室、低壓室的運行和維護(hù)操作，因為高壓室、低壓室的門有可能被地面遮擋住。再者，發(fā)熱量較大的變壓器室散熱困難，無法做到四周通風(fēng)。
3、若是將變電站完全埋入地下，則地下室建造費用大，需為地下室提供人工散熱通風(fēng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種變壓器室便于設(shè)置在地下，而且通風(fēng)好，高壓室和低壓室防水要求保持不變的預(yù)裝式變電站。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的預(yù)裝式變電站包括高壓室，低壓室，變壓器室，所述的高壓室和低壓室設(shè)置在變壓器室的上方，在變壓器室的上部設(shè)有可露出地面的通風(fēng)散熱窗。
由于采用了高壓室和低壓室設(shè)置在變壓器室的上方，在變壓器室上部的側(cè)面設(shè)有通風(fēng)散熱窗結(jié)構(gòu)方案，結(jié)合變壓器室中所安裝的油浸變壓器如下特點1、防水要求低(可在水中或雨中運行)，即適于戶外運行。2、油浸變壓器的接線端在上端，與高壓室和低壓室電纜連接簡單，并容易進(jìn)行防水處理。3、油浸變壓器運行可靠性高，可實現(xiàn)20年免維護(hù)，不需人員入變壓器室。4、要求充分散熱。當(dāng)變壓器室被埋入地下后，只有通風(fēng)散熱窗露出地面，整個預(yù)裝式變電站至少縮小了一個變壓器室的占地面積，同時滿足了其中的變壓器工作環(huán)境要求，使變壓器的安裝和電連接操作方便了，變壓器室面積可以增大至等于高壓室和低壓室的占地面積之和，而高度也因埋入地下后不會占據(jù)空間，避免了空間設(shè)計受到限制的問題。整個預(yù)裝式變電站雖然在外表體積比起現(xiàn)有的變電站有所增大，但在使用時，由于有一部分被埋入地下，所占據(jù)的地面上空間和面積均比現(xiàn)有的小。并且，變壓器室空間增大了許多，而且四周均可設(shè)置通風(fēng)散熱窗，使其中的變壓器散熱環(huán)境大大改善。再結(jié)合高壓室和低壓室的要求，1、防水要求高；2、需要經(jīng)常操作、維護(hù)高壓室和低壓室內(nèi)的開關(guān)等設(shè)備；3高壓室和低壓室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱小，無需對流散熱通風(fēng)。上述技術(shù)方案的特點使得高壓室和低壓室在使用時，比地面高出至少一個通風(fēng)散熱窗的高度，使水不容易進(jìn)入，提高了防水要求。而高壓室和低壓室的門完全處于地面之上，便于使用者開、合進(jìn)入操作。


附圖的圖面說明如下圖1為現(xiàn)有整體運輸?shù)跹b的變電站的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1中的高壓室、低壓室和變壓器室結(jié)構(gòu)布置及主電路圖。
圖3為高壓室、低壓室和變壓器室的三種典型平面布置圖。
圖4為本實用新型預(yù)裝式變電站的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實用新型預(yù)裝式變電站的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為變壓器室中的變壓器與高壓室、低壓室之間電纜連接示意圖。
圖7為高壓室、低壓室與變壓器室分離時的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為高壓室、低壓室與變壓器室分離時的另一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為高壓室、低壓室與變壓器室分離時的另一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為高壓室、低壓室與變壓器室連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型預(yù)裝式變電站的具體實施例作進(jìn)一步詳述。
如圖4、5中所示，本實用新型預(yù)裝式變電站包括高壓室1，低壓室2，變壓器室3，通風(fēng)散熱窗4，電纜進(jìn)出口5。高壓室1和低壓室2上設(shè)有門9。
所述的高壓室1和低壓室2與變壓器室3之間設(shè)有隔熱防火層6，防止變壓器室3中的變壓器14散發(fā)出的熱量往上傳至高壓室1和低壓室2，影響其中的電器控制。整個站體為一個整體框架結(jié)構(gòu)，包括有框架11，高壓室1、低壓室2、變壓器室3的側(cè)板10，變壓器室3外殼側(cè)板10為可拆卸結(jié)構(gòu)。所述的通風(fēng)散熱窗(4)之下側(cè)面設(shè)有電纜進(jìn)出口(5)，實施時，可在變壓器室3外殼側(cè)板10上設(shè)有通風(fēng)散熱窗4和地下電纜進(jìn)出口5。側(cè)板10和框架11由不銹鋼或由防護(hù)處理的金屬材料制成。所述的變壓器室3中的變壓器14高壓端進(jìn)線電纜插頭12和低壓出線銅排13設(shè)置在上端部，最好是在通風(fēng)散熱窗4下端面之上位置。這種一體式變電站現(xiàn)場就位后，拆開變壓器室3的側(cè)板10和打開高壓室1與低壓室2的門9，連接好地下進(jìn)出的高壓電纜和低壓電纜，重裝上變壓器室3外殼側(cè)板10，半填埋變電站至圖4示狀態(tài)，便可投入正常通電運行。變壓器14高壓端進(jìn)線電纜頭采用圖6示防水的電纜插頭12，低壓出線銅排13采用熱縮環(huán)氧膠帶密封。由于設(shè)置在變壓器14的上端部，電纜插頭12和低壓出線銅排13在變壓器室3少量浸水時，不易浸泡在水中；若浸水在通風(fēng)散熱窗4下端面之上位置時，只要不出現(xiàn)積水漫過通風(fēng)散熱窗4至高壓室1與低壓室2，變電站及變壓器14的電氣絕緣都是安全的，可保障正常通電運行。
如圖4、7中所示，所述的高壓室1與低壓室2設(shè)置成上箱體15，所述的變壓器室3設(shè)置成下箱體7。這樣，變壓器室3就有了獨立的下箱體7，通風(fēng)散熱窗4設(shè)置在下箱體7的上部，下箱體7的頂面為敞開面8。該結(jié)構(gòu)方案可使預(yù)裝式變電站拆分成兩個部分，一來便于制造，二來便于運輸，三來便于安裝。下箱體7可由不銹鋼或由防護(hù)處理的金屬材料制成，也可以采用水泥混凝土在地下澆注成型，在下箱體7設(shè)置好通風(fēng)散熱窗4。此時，將變壓器14從敞開面8放入變壓器室3中安裝后，只需要對高壓室1與低壓室2進(jìn)行運輸、安裝操作。
如圖4、8中所示，所述的高壓室1與低壓室2設(shè)置成上箱體15，所述的變壓器室3設(shè)置成下箱體7，這樣，變壓器室3就處在下箱體7中，下箱體7的頂面為敞開面8，所述的通風(fēng)散熱窗4設(shè)置在高壓室1和低壓室2下部的外邊緣上。同樣，下箱體7可由不銹鋼或由防護(hù)處理的金屬材料制成，也可以采用水泥混凝土在地下澆注成型，在下箱體7不需要再設(shè)置通風(fēng)散熱窗4了。
如圖4、9中所示，所述的高壓室1與低壓室2設(shè)置成上箱體15，所述的變壓器室3設(shè)置成加大的下箱體7。所述的通風(fēng)散熱窗4設(shè)置在高壓室1和低壓室2下部的外邊緣和下箱體7的敞開面8的四周頂面。使用時，只要通風(fēng)散熱窗4所處的位置略高于地平面，防止地平面的雨水直接從通風(fēng)散熱窗4流入變壓器室3，變壓器室3就不會一下子被水浸泡，其中少量的水會被變壓器14使用過程中所散發(fā)的熱量蒸發(fā)。
當(dāng)預(yù)裝式變電站采用圖7、圖8、9結(jié)構(gòu)時，上箱體15中的高壓室、低壓室與下箱體7中的變壓器室可采用圖10示螺栓16連接，在使用現(xiàn)場就位并裝配成一體后，連接高低壓進(jìn)出電纜、半填埋，并通電運行。
當(dāng)本實用新型中的變壓器為牽引整流變壓器、低壓室中設(shè)備為半導(dǎo)體整流器和直流負(fù)荷開關(guān)及輔助設(shè)備時，本實用新型可為半埋地預(yù)裝式牽引整流變電站。本實用新型所述的高壓室與低壓室可以合為僅一個室，但是高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備與低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備是相互隔開的；也可以是有多個高壓室和多個低壓室，高低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備分別放置在各自的室中。
本實用新型利用上述變壓器、高壓室和低壓室的特點，給出一種預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)及安裝方法，將散熱要求高且免維護(hù)的變壓器室半埋入地面下并在地面上留有散熱窗，實現(xiàn)變壓器自然通風(fēng)散熱；而將防水要求高且需操作維護(hù)的高壓室和低壓室的置于變壓器室之上，在滿足變電站運行維護(hù)要求的前提下，減小變電站的占地面積，且不增加變電站制造費用。
權(quán)利要求1.預(yù)裝式變電站，包括高壓室(1)，低壓室(2)，變壓器室(3)，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設(shè)置在變壓器室(3)的上方，在變壓器室(3)的上部設(shè)有可露出地面的通風(fēng)散熱窗(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的通風(fēng)散熱窗(4)設(shè)置在變壓器室(3)的側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的通風(fēng)散熱窗(4)設(shè)置在位于高壓室(1)、低壓室(2)底邊外側(cè)之變壓器室(3)的頂面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設(shè)置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設(shè)置成下箱體(7)，通風(fēng)散熱窗(4)設(shè)置在下箱體(7)的上部，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設(shè)置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設(shè)置成下箱體(7)，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)，所述的通風(fēng)散熱窗(4)設(shè)置在高壓室(1)和低壓室(2)下部的外邊緣上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設(shè)置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設(shè)置成下箱體(7)，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)，所述的通風(fēng)散熱窗(4)設(shè)置在高壓室(1)和低壓室(2)下部的外邊緣和下箱體(7)的上部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的變壓器室(3)中的變壓器(14)高壓端進(jìn)線電纜插頭(12)和低壓出線銅排(13)設(shè)置在上端靠通風(fēng)散熱窗(4)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)與變壓器室(3)之間設(shè)有隔熱防火層(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的預(yù)裝式變電站，其特征是所述的通風(fēng)散熱窗(4)之下側(cè)面設(shè)有電纜進(jìn)出口(5)。
專利摘要本實用新型涉及變電站技術(shù)領(lǐng)域，特別是包括有高壓室、低壓室、變壓器室的預(yù)裝式變電站。解決現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)裝式變電站占地面積大，占據(jù)空間大，完全埋入地下，建造費用大，需提供人工散熱通風(fēng)的問題。所述的預(yù)裝式變電站包括高壓室，低壓室，變壓器室，所述的高壓室和低壓室設(shè)置在變壓器室的上方，在變壓器室的上部設(shè)有露出地面的通風(fēng)散熱窗。使用時，變壓器室半埋入地面下，通風(fēng)散熱窗位于地面上，實現(xiàn)變壓器自然通風(fēng)散熱，在滿足變電站運行維護(hù)要求的前提下，減小變電站地表面上的占地面積和空間，且不增加變電站制造費用。
文檔編號H02B1/00GK2595032SQ0224995
公開日2003年12月24日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者劉愛和 申請人:劉愛和