專利名稱：預裝式變電站的制作方法
技術領域：
本發明涉及變電站技術領域，特別是包括有高壓室、低壓室、變壓器室的預裝式變電站。
背景技術：
在電力傳輸與應用中，為了將電網中的高壓(1-52kV)電能轉換為低壓(0.4kV)電能，廣泛采用預裝式變電站。預裝式變電站是現行國家標準和IEC標準的術語，此前預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/低壓預裝式變電站》國家標準和IEC13301995《High-voltage/low-voltage prefabricated substations》國際電工委員會標準中，預裝式變電站的主要元件是變壓器、高壓開關設備和控制設備、低壓開關設備和控制設備、相應的內部連接線(電纜、母線和其它)和輔助設備。這些元件應該用一個公用的外殼或一組外殼封閉起來。
預裝式變電站不同于常規化土建變電站，是在工廠將上述變壓器、高低壓開關、控制設備、輔助設備等元件和外殼按一定設計方案連線、裝配并通過試驗的成套設備；整體或分部件運到使用現場后，經現場安裝和外部進出電纜連接，可立即投入使用。
預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設備和控制設備，變壓器室包括變壓器，低壓室包括低壓開關設備和控制設備；在上述標準，胡兆明、申威.箱式變電站.電力設備.2000(1)和William Stemmons.Packaged PowerControl Assemblies.Copyright Material IEEE Paper No.PCIC-84-11等文獻中，以及中國專利如“地下室式預裝式變電站(專利號00205369.1)”中，可知已有的預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、運行和維護的需要，每個隔室一般開有門。整體運輸吊裝的變電站示于圖1，三個隔室結構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。
隨著城市環境美化要求的提高，人們希望減少預裝式變電站的占地面積。上述技術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、占據空間大。對于一些空間小，或有空間限制的環境，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操作，因為高壓室、低壓室的門有可能被地面遮擋住。再者，發熱量較大的變壓器室散熱困難，無法做到四周通風。
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。

發明內容
本發明的目的在于提供一種變壓器室便于設置在地下，而且通風好，高壓室和低壓室防水要求保持不變的預裝式變電站。
為實現本發明的目的，所述的預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置在變壓器室的上方，在變壓器室的上部設有可露出地面的通風散熱窗。
由于采用了高壓室和低壓室設置在變壓器室的上方，在變壓器室上部的側面設有通風散熱窗結構方案，結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，并容易進行防水處理。3、油浸變壓器運行可靠性高，可實現20年免維護，不需人員入變壓器室。4、要求充分散熱。當變壓器室被埋入地下后，只有通風散熱窗露出地面，整個預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空間，避免了空間設計受到限制的問題。整個預裝式變電站雖然在外表體積比起現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，所占據的地面上空間和面積均比現有的小。并且，變壓器室空間增大了許多，而且四周均可設置通風散熱窗，使其中的變壓器散熱環境大大改善。再結合高壓室和低壓室的要求，1、防水要求高；2、需要經常操作、維護高壓室和低壓室內的開關等設備；3高壓室和低壓室內設備發熱小，無需對流散熱通風。上述技術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散熱窗的高度，使水不容易進入，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、合進入操作。


附圖的圖面說明如下圖1為現有整體運輸吊裝的變電站的結構圖。
圖2為圖1中的高壓室、低壓室和變壓器室結構布置及主電路圖。
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為本發明預裝式變電站的平面結構示意圖。
圖5為本發明預裝式變電站的立體結構示意圖。
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構示意圖。
圖8為高壓室、低壓室與變壓器室分離時的另一種立體結構示意圖。
圖9為高壓室、低壓室與變壓器室分離時的另一種立體結構示意圖。
圖10為高壓室、低壓室與變壓器室連接結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發明預裝式變電站的具體實施例作進一步詳述。
如圖4、5中所示，本發明預裝式變電站包括高壓室1，低壓室2，變壓器室3，通風散熱窗4，電纜進出口5。高壓室1和低壓室2上設有門9。
所述的高壓室1和低壓室2與變壓器室3之間設有隔熱防火層6，防止變壓器室3中的變壓器14散發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構，包括有框架11，高壓室1、低壓室2、變壓器室3的側板10，變壓器室3外殼側板10為可拆卸結構。所述的通風散熱窗(4)之下側面設有電纜進出口(5)，實施時，可在變壓器室3外殼側板10上設有通風散熱窗4和地下電纜進出口5。側板10和框架11由不銹鋼或由防護處理的金屬材料制成。所述的變壓器室3中的變壓器14高壓端進線電纜插頭12和低壓出線銅排13設置在上端部，最好是在通風散熱窗4下端面之上位置。這種一體式變電站現場就位后，拆開變壓器室3的側板10和打開高壓室1與低壓室2的門9，連接好地下進出的高壓電纜和低壓電纜，重裝上變壓器室3外殼側板10，半填埋變電站至圖4示狀態，便可投入正常通電運行。變壓器14高壓端進線電纜頭采用圖6示防水的電纜插頭12，低壓出線銅排13采用熱縮環氧膠帶密封。由于設置在變壓器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；若浸水在通風散熱窗4下端面之上位置時，只要不出現積水漫過通風散熱窗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設置成上箱體15，所述的變壓器室3設置成下箱體7。這樣，變壓器室3就有了獨立的下箱體7，通風散熱窗4設置在下箱體7的上部，下箱體7的頂面為敞開面8。該結構方案可使預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設置好通風散熱窗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設置成上箱體15，所述的變壓器室3設置成下箱體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，所述的通風散熱窗4設置在高壓室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不需要再設置通風散熱窗4了。
如圖4、9中所示，所述的高壓室1與低壓室2設置成上箱體15，所述的變壓器室3設置成加大的下箱體7。所述的通風散熱窗4設置在高壓室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使用過程中所散發的熱量蒸發。
當預裝式變電站采用圖7、圖8、9結構時，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，在使用現場就位并裝配成一體后，連接高低壓進出電纜、半填埋，并通電運行。
當本發明中的變壓器為牽引整流變壓器、低壓室中設備為半導體整流器和直流負荷開關及輔助設備時，本發明可為半埋地預裝式牽引整流變電站。本發明所述的高壓室與低壓室可以合為僅一個室，但是高壓開關設備和控制設備與低壓開關設備和控制設備是相互隔開的；也可以是有多個高壓室和多個低壓室，高低壓開關設備和控制設備分別放置在各自的室中。
本發明利用上述變壓器、高壓室和低壓室的特點，給出一種預裝式變電站的結構及安裝方法，將散熱要求高且免維護的變壓器室半埋入地面下并在地面上留有散熱窗，實現變壓器自然通風散熱；而將防水要求高且需操作維護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。
權利要求
1.預裝式變電站，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)設置在變壓器室(3)的上方，在變壓器室(3)的上部設有可露出地面的通風散熱窗(4)。
2.根據權利要求1所述的預裝式變電站，其特征是所述的通風散熱窗(4)設置在變壓器室(3)的側面。
3.根據權利要求1所述的預裝式變電站，其特征是所述的通風散熱窗(4)設置在位于高壓室(1)、低壓室(2)底邊外側之變壓器室(3)的頂面。
4.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設置成下箱體(7)，通風散熱窗(4)設置在下箱體(7)的上部，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)。
5.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設置成下箱體(7)，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)，所述的通風散熱窗(4)設置在高壓室(1)和低壓室(2)下部的外邊緣上。
6.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)設置成上箱體(15)，所述的變壓器室(3)設置成下箱體(7)，下箱體(7)的頂面有敞開面(8)，所述的通風散熱窗(4)設置在高壓室(1)和低壓室(2)下部的外邊緣和下箱體(7)的上部。
7.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的變壓器室(3)中的變壓器(14)高壓端進線電纜插頭(12)和低壓出線銅排(13)設置在上端靠通風散熱窗(4)位置。
8.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的高壓室(1)和低壓室(2)與變壓器室(3)之間設有隔熱防火層(6)。
9.根據權利要求1、2或3所述的預裝式變電站，其特征是所述的通風散熱窗(4)之下側面設有電纜進出口(5)。
全文摘要
本發明涉及變電站技術領域，特別是包括有高壓室、低壓室、變壓器室的預裝式變電站。解決現有技術中預裝式變電站占地面積大，占據空間大，完全埋入地下，建造費用大，需提供人工散熱通風的問題。所述的預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置在變壓器室的上方，在變壓器室的上部設有露出地面的通風散熱窗。使用時，變壓器室半埋入地面下，通風散熱窗位于地面上，實現變壓器自然通風散熱，在滿足變電站運行維護要求的前提下，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H02B7/00GK1412905SQ02152089
公開日2003年4月23日 申請日期2002年12月2日 優先權日2002年12月2日
發明者劉愛和 申請人:劉愛和