本發明涉及智能電網輸變電、配電技術領域，具體而言，涉及一種城鎮用小型化預裝式變電站。

背景技術：

我國的配電網中，還存在大量的柱上開關設備。特別是城鎮10kV配電網中，由柱上高壓開關、柱上高壓跌落式熔斷器、高壓避雷器、柱上變壓器、低壓配電箱等組成變電站系統是配電網的主要供電方式。現有技術中柱上開關設備元器件種類多、零散分布帶來的集成度低、運行維護不方便以及現有預裝式變電站占地面積大、資源浪費等問題；另外，該系統中的設備零散分布在柱上高臺，電氣設備裸露在空氣中，導致設備銹蝕、老化和易受外力破壞等問題難以解決；帶電導體裸露在空氣中，造成帶電作業不便，故障頻發，且安全隱患多；配電變壓器運行的安全性、可靠性差，同時運行和維護工作環境復雜，技術難度高。

同時隨著經濟發展和電力系統規模的擴大，城鎮地區負荷密度高，電網建設與城鎮建設之間的矛盾日以沖突，部分地區甚至出現變電站規劃站址難以落實的現象，大城市尤為突出。

例如授權公告號為 CN 201051618 Y的中國實用新型專利，其公開了一種具有掛接結構的預裝式箱式變電站，該預裝式箱式變電站主要包括外殼；在外殼內設置有高壓室、低壓室、變壓器室；在低壓室內設置有低壓電器元件，在低壓室內的隔板上固定有支座；在支座上支撐有銅排母線；低壓電器元件掛接在銅排母線上。低壓室內的銅排母線既是通電導體，又是掛接低壓電器元件的支撐架，與現有技術相比，減少了支撐架，大幅度縮小了低壓室空間。但該變電站僅僅適用于落地安裝；而且高壓室缺少保護措施，對帶電作業者造成安全隱患。

又例如公開號為CN 104917086 A的中國發明專利，其公開了一種戶外預裝式變電站，是通過采用小型化模塊化預制的設計思想，將變電站設計成預制裝配式結構，包括土建部分與電氣部分，所述土建部分大都采用預制式產品，其中集裝箱和預裝艙的條形基礎、變壓器的基礎需要現場預制。所述電氣部分除變壓器外，均采用集裝箱式或預制艙式模塊，進線模塊采用箱式氣體絕緣封閉設備 (GIS) 模塊，整個 GIS 模塊安裝在集裝箱或預制艙中，進線采用電纜方式，所述變壓器與 GIS模塊之間通過油氣套管或架空導線連接。所述土建部分的現場基礎預制和電氣部分各功能模塊的廠內生產調試工作并行開展，使得建設周期大大減少。本發明采用模塊化結構預制裝配建造，突破了傳統的變電站建設思路，效率高。由于電氣部分除變壓器外，均采用集裝箱式或預制艙式模塊，進線模塊采用箱式氣體絕緣封閉設備 (GIS) 模塊，當模塊發生損壞時只能進行更換新的模塊，無法進行維修，造成了成本的增加。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的上述技術缺陷，本發明的目的在于提供一種城鎮用小型化預裝式變電站，解決現有技術中柱上開關設備元器件種類多、零散分布帶來的集成度低、運行維護不方便以及現有預裝式變電站占地面積大、資源浪費等問題。本發明的主要構思是：城鎮用小型化預裝式變電站采用一體化、組合式的結構設計，其中高壓開關柜采用氣箱密封、六氟化硫氣體絕緣、表面屏蔽技術，充分保障人身安全和設備的運行安全。該變電站通過高壓開關柜完成對油浸式配電變壓器高壓側的保護和隔離，通過綜合智能配電箱完成低壓側配電和保護等綜合功能，提高供電可靠性和電能質量，選配的配電自動化設備和智能感知終端，可實現配電臺區的智能化管理和狀態檢修。智能配電終端綜合了現有的多重裝置的功能，可以對電力變壓器、進出線開關、剩余電流動作保護器、智能電能表等運行信息進行采集和用戶用電信息進行收集，具備完成配電變壓器計量總表監測、剩余電流動作保護器監測、狀態監測、負荷管理、動態無功補償/三相不平衡治理/諧波治理、安全防護、互動化管理、資產管理、視頻監視、環境監測和分布式電源接入管理等功能。

按照本發明的一種城鎮用小型化預裝式變電站，高壓開關柜、配電變壓器和綜合智能配電箱，高壓開關柜安裝在配電變壓器上；綜合智能配電箱位于配電變壓器及高壓開關柜的側面，所述高壓開關柜進出線端及配電變壓器的高壓進線端設有變壓器高壓套管，低壓側設有變壓器低壓套管；變壓器高壓套管與肘型接頭插拔連接，從而確保在與肘型接頭斷開時能正常滅弧。

優選的是，所述高壓開關柜采用氣箱密封、六氟化硫氣體絕緣、表面屏蔽，充分保障人身安全和設備的運行安全。

在上述任一方案中優選的是，所述高壓開關柜的一側設有高壓進線套管，其通過高壓進線電纜與高壓進線電纜接頭連接。

在上述任一方案中優選的是，所述高壓開關柜的內部設有氣箱，該氣箱內充有絕緣氣體，優選六氟化硫絕緣氣體。

在上述任一方案中優選的是，所述氣箱內裝有三工位負荷開關、限流熔斷器、三工位彈簧儲能操動機構、避雷器和智能配電終端；限流熔斷器的熔倉位于負荷開關的氣室的右側，熔斷器為三個，每個熔斷器上裝有一個撞針，當發生一相熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關的三相同時分閘。高壓開關柜配置的智能配電終端實現了電能信息采集、設備狀態監測、故障發布、數據就地管理分析等綜合功能，消除配電自動化盲區。

在上述任一方案中優選的是，所述三工位負荷開關與接地開關融為一體。

在上述任一方案中優選的是，所述三工位負荷開關與接地開關上均裝有分、合指示器。

在上述任一方案中優選的是，所述綜合智能配電箱與配電變壓器通過螺栓可拆卸地連接為一體。

在上述任一方案中優選的是，所述綜合智能配電箱為一體式矩形箱體結構。

在上述任一方案中優選的是，所述綜合智能配電箱內設有低壓母線銅排相連，低壓母線銅排與低壓套管內部的靜觸頭相連。

在上述任一方案中優選的是，所述綜合智能配電箱整體采用C型鋼加固，設有配電室、計量室和電容補償室。配電變壓器框架為鋼結構，強度高，是城鎮用小型化預裝式變電站結構的核心。

在上述任一方案中優選的是，所述計量室位于電容補償室的一側；計量室內設有電能表和集中器，從而滿足計量要求。

在上述任一方案中優選的是，所述變壓器高壓套管選用美式套管。

在上述任一方案中優選的是，所述配電變壓器為油浸式配電變壓器，空載節能效果好，可節能70%。

在上述任一方案中優選的是，所述配電變壓器的低壓出線通過低壓套管連接到低壓母線銅排進入綜合智能配電箱的配電室。

在上述任一方案中優選的是，所述配電室內安裝低壓總進線開關和分閘指示器，從而，滿足多路低壓出線的要求。

在上述任一方案中優選的是，所述低壓總進線開關為框架斷路器或隔離開關。

在上述任一方案中優選的是，所述配電室內還設有出線開關、電涌保護器和智能電容器組，從而滿足無功補償需求。

在上述任一方案中優選的是，所述出線開關為塑殼斷路器，其通過銅母排連接到框架斷路器或隔離開關，可通過框架斷路器或隔離開關進行分合閘操作。

在上述任一方案中優選的是，該變電站通過落地安裝或者安裝在兩電線桿之間。

在上述任一方案中優選的是，該變電站落地安裝時，變電站安裝于框架外殼內部，所述框架外殼包括鋁型材框架、頂板和不銹鋼門。選用鋁型材框架代替原有鋼結構，可工廠化安裝亦可現場安裝，靈活性大，鋁型材強度滿足國網要求IK防撞等級，質量輕便、方便吊裝及運輸，美觀度高，板材采用201不銹鋼，能達到戶外防銹效果、板材面開花紋孔，美觀大方，板材表面顏色及圖案可定制、密封等級達到IP23D，無需另加排風扇即實現良好的散熱效果。

在上述任一方案中優選的是，所述框架外殼上設有LED顯示屏。可根據用戶要求在框架外殼背面選配安裝LED顯示屏，可起到廣告宣傳、美化環境等作用。

在上述任一方案中優選的是，該變電站安裝在兩電線桿之間時，距離地平面2-2.5米處設有安裝橫擔。安裝橫擔要求水平，將城鎮用小型化預裝式變電站整體吊起，坐落在安裝橫擔上，并固定。

在上述任一方案中優選的是，該變電站安裝在單體水泥柱上。

在上述任一方案中優選的是，所述單體水泥柱的高度為2至2.5米，其內部為中空管，城鎮用小型化預裝式變電站高壓進線電纜及低壓出線電纜可從單體水泥柱內部的中空管鋪設。

綜上所述，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站具有以下優點：城鎮用小型化預裝式變電站實現整個變電站的標準化設計，工廠化加工：實現變電站建設全工廠預制、現場組裝，減少了建設周期和施工成本，實現了一次設備（負荷開關、熔斷器、避雷器和電力變壓器）接口標準化，生產資料重復利用率高；實現整個變電站的全絕緣、全密封、全屏蔽：可觸摸，體積小，拆裝簡便，解決了帶電導體裸露帶來的安全隱患；提升整個變電站施工工藝和施工安全水平：三工位負荷開關和五防聯鎖設計，將大大提高帶電作業者的人身安全；實現整個變電站配電自動化，改善運維水平；實現整個變電站拓展功能模塊化選裝。

附圖說明

圖1為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的一優選實施例的主視圖。

圖2為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖1所示優選實施例的左視圖。

圖3為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖1所示優選實施例的右視圖

圖4為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖1所示優選實施例中移除箱體板的內部結構示意圖圖。

圖5為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖3所示優選實施例中移除箱體板后的內部結構示意圖。

圖6為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖1所示優選實施例的后視圖。

圖7為本發明的城鎮用小型化預裝式變電站中框架外殼的正面結構示意圖。

圖8為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖7所示優選實施例的左視圖。

圖9為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖7所示優選實施例的俯視圖。

圖10為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的圖7所示優選實施例中加裝LED顯示屏的結構示意圖。

圖11為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站無框架外殼安裝在兩等徑電線桿之間的結構示意圖。

圖12為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站帶框架外殼安裝在兩等徑電線桿之間的結構示意圖。

圖13為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站無框架外殼的單體水泥柱上式安裝結構示意圖。

圖14為按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站帶框架外殼的單體水泥柱柱上式安裝結構示意圖。

附圖中標號：

高壓開關柜1，高壓進線套管2，高壓出線套管3，高壓進線電纜接頭4，高壓進線電纜5，肘型接頭6，配電變壓器7，變壓器高壓套管8，變壓器低壓套管9，綜合智能配電箱10，配電室11，計量室12，電容補償室13，低壓母線銅排14，低壓總進線開關15，低壓總進線開關分閘指示器16，出線開關17，智能電容器組18，電涌保護器19，電能表20，集中器21，防水罩22，框架外殼23，鋁型材框架24，頂板25，不銹鋼門26，LED顯示屏27，電線桿28，安裝橫擔29，單體水泥柱30。

具體實施方式

以下的說明本質上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應用或用途。下面結合說明書附圖對本發明城鎮用小型化預裝式變電站的具體實施方式作進一步的說明。

實施例一

如圖11所示，按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站安裝在兩電線桿之間的結構示意圖。

本發明的城鎮用小型化預裝式變電站安裝在電線桿28之間，距離地平面大概有2至2.5米處將安裝橫擔29固定，安裝橫擔29要求水平，將城鎮用小型化預裝式變電站整體吊起，坐落在安裝橫擔29上，將變壓器與綜合智能配電箱底部的槽鋼，通過緊固件安裝在安裝橫擔29上并固定。高壓開關柜左側設有高壓進線套管2，用高壓進線電纜5和高壓進線電纜接頭4連接起來。城鎮用小型化預裝式變電站柱上安裝完畢。

本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的整體工作過程如下：

一、高壓開關柜的上電過程為：

1、確認高壓開關柜的右門關閉、接地開關處于合閘位置，指示針指在接地位；

2、下拉接地開關操作桿的左側，接地開關分閘，指示針指在分閘位，高壓開關柜的右門無法打開；

3、往復下拉合閘儲能操作桿，直至負荷開關合閘同時完成儲能操作，指示針指在合閘位，上電過程結束。

二、高壓開關柜的斷電過程為：

1、將分閘操作桿向上推，負荷開關分閘，指示針指在分閘位，已斷電；

2、檢修維護時下拉接地開關操作桿右側，接地開關合閘，指示針指在接地位，此時高壓開關柜的右門打開，可進行更換熔斷器等操作。

如圖1-3所示，按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的一優選實施例的結構示意圖。本發明的目的在于提供一種城鎮用小型化預裝式變電站，包括高壓開關柜1、配電變壓器7和綜合智能配電箱10，高壓開關柜1安裝在配電變壓器7上；綜合智能配電箱10位于配電變壓器7及高壓開關柜1的側面。綜合智能配電箱10為一體式箱體結構，與配電變壓器10通過螺栓可拆卸地連接為一體結構，具有集成度高、運行維護方便、占地面積小的特點。高壓開關柜1采用氣箱密封、六氟化硫氣體絕緣、表面屏蔽，充分保障人身安全和設備的運行安全，并通過綜合智能配電箱10完成低壓側配電和保護等綜合功能，提高供電可靠性和電能質量；選配的配電自動化設備和智能感知終端，可實現變電站的智能化管理和狀態檢修。

如圖2-4所示，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站組裝時，將高壓開關柜1吊起，直落在配電變壓器7的上方，接下來通過固定螺絲將高壓開關柜1固定在配電變壓器7的頂部，同時，將高壓開關柜1后部的高壓出線套管3與配電變壓器7后部的變壓器高壓套管8，最后用連接電纜接頭和連接電纜連接起來，連接完后用防水罩22固定；在配電變壓器7及高壓開關柜1的側面安裝綜合智能配電箱10，配電變壓器7的低壓側設有變壓器低壓套管9，該低壓套管內部的靜觸頭與綜合智能配電箱10的低壓母線銅排14相連。

在本實施例中，所述高壓開關柜1內部有氣箱，氣箱內充絕緣氣體，優選六氟化硫絕緣氣體。

在本實施例中，所述氣箱內裝有三工位負荷開關、限流熔斷器、三工位彈簧儲能操動機構、避雷器、高壓PT和智能配電終端；三工位負荷開關與接地開關融為一體，負荷開關與接地開關上均裝有分、合指示器；高壓開關柜采用三工位負荷開關加限流熔斷器的組合方式，限流熔斷器的熔倉位于負荷開關的氣室的右側。

在本實施例中，所述熔斷器為三個，每個熔斷器上裝有一個撞針。當發生一相熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關的三相同時分閘；高壓開關柜配置的智能配電終端實現了電能信息采集、設備狀態監測、故障發布、數據就地管理分析等綜合功能，消除配電自動化盲區。高壓開關柜采用氣箱密封、六氟化硫 氣體絕緣、表面屏蔽技術，充分保障人身安全和設備的運行安全。

如圖4-6所示，按照本發明的城鎮用小型化預裝式變電站的一優選實施例的內部結構示意圖。

在本實施例中，所述綜合智能配電箱10為一體式矩形箱體結構，整體采用C型鋼加固，安裝于高壓開關柜1及配電變壓器側面，綜合智能配電箱與變壓器通過螺栓可拆卸的連接為一體結構。

在本實施例中，所述綜合智能配電箱10整體采用C型鋼加固設有配電室11、電容補償室13、計量室12，配電變壓器的低壓出線通過低壓套管9連接到低壓母線銅排14進入綜合智能配電箱的配電室。

在本實施例中，所述配電室11內安裝低壓總進線開關15和分閘指示器16，所述低壓總進線開關15為框架斷路器或隔離開關。

在本實施例中，所述配電室11內還設有出線開關17、電涌保護器19和智能電容器組18。出線開關17為塑殼斷路器，通過銅母排連接到框架斷路器或隔離開關，可通過框架斷路器或隔離開關進行分合閘操作，設有分閘指示器16，滿足多路低壓出線的要求；電容補償室13在綜合智能配電箱10內上部，安裝塑殼斷路器、電涌保護器19以及智能電容器組18，滿足無功補償需求；計量室12在電容補償室13側方，內裝電能表20、集中器21，滿足計量要求。

如圖11、圖12所示，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站柱上安裝時，首先將城鎮用小型化預裝式變電站或將該變電站連同框架外殼23安裝于兩等徑電線桿28上，距離地平面有2至2.5米處將安裝橫擔29固定，安裝橫擔29要求水平，接下來將城鎮用小型化預裝式變電站整體吊起，坐落在安裝橫擔29上，并固定。高壓開關柜1左側設有高壓進線套管2，用高壓進線電纜5和高壓進線電纜接頭4連接好。

如圖13、圖14所示，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站柱上安裝時，亦可將城鎮用小型化預裝式變電站或將該變電站連同框架外殼安裝于單體水泥柱30上，單體水泥柱30高度為2至2.5米，內部為中空管，城鎮用小型化預裝式變電站高壓進線電纜及低壓出線電纜可從單體水泥柱30內部的中空管鋪設。

實施例二

如圖7-9所示，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站中框架外殼的結構示意圖。

該變電站落地安裝時，變電站安裝于框架外殼23內部，所述框架外殼包括鋁型材框架24、頂板25和不銹鋼門26，選用鋁型材框架可工廠化安裝亦可現場安裝，靈活性大，鋁型材強度滿足國網要求IK防撞等級，質量輕便、方便吊裝及運輸，美觀度高，板材采用201不銹鋼，能達到戶外防銹效果、板材面開花紋孔，美觀大方，板材表面顏色及圖案可定制、密封等級達到IP23D，無需另加排風扇即實現良好的散熱效果。可根據用戶要求在框架外殼背面選配安裝LED顯示屏27（如圖10所示），可起到廣告宣傳、美化環境等作用。本實施例主要解決了城鎮用小型化預裝式變電站落地時的安裝方式，實現了變電站的小型化、美觀化，變電站占地面積大大減小。

實施例二中變電站的零部件與實施例一的相同，故不加贅述。

本領域技術人員不難理解，本發明的城鎮用小型化預裝式變電站包括本說明書中各部分的任意組合。限于篇幅且為了使說明書簡明，在此沒有將這些組合一一詳細介紹，但看過本說明書后，由本說明書構成的各部分的任意組合構成的本發明的范圍已經不言自明。