小型智能节能箱式变电站的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型智能节能箱式变电站，属于变电站【技术领域】。本发明包括箱体，箱体内被分隔为容纳变压器的变压器室、容纳高压柜的高压室、容纳低压柜的低压室和容纳电器柜的电器室，其中输入电缆连接至高压室内的高压柜上，高压柜与变压器室内的变压器通过线缆连接，变压器与低压室内的低压柜通过线缆连接，低压柜与电器柜通过线缆连接；在箱体的顶部设有中间高两边低的三层立体式顶盖，在顶盖上铺设有太阳能光伏板，太阳能光伏板连接于控制器上，控制器与蓄电池连接。本发明使电力设备管理维护人员可以随时、随地通过手机和计算机掌握设备的运行情况，并能实现远程自动报警和控制，极大地减轻电力设备维护人员的工作强度。
【专利说明】小型智能节能箱式变电站
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种箱式变电站，特别是一种智能箱式变电站。
【背景技术】
[0002]箱式变电站主要分布在城市小区、路灯配电等各环节中，分布广给管理、监测和控制带来很大工作量；特别是因无人值守经常成为盗窃目标，给国家和人民带来巨大的经济损失。
[0003]在国外，小型化变配电设备已逐步广泛使用，而随着世界能源的快速消耗，必将使资源类产品持续上涨；我国以火电为主的电煤、设备投入的铜材资源也将不断的拉动电力设备资金投入。因此迫切的需要一种设施，使中压电源和设备最大可能的贴近终端用户，用于有效地减少低压线路的供电半径，同时用于减少项目的一次投资及电能年运行费用损耗。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种工作效率高、工作强度低、供电安全性和可靠性高、体积小的小型智能节能箱式变电站，更能深入用电负荷中心，为解决配电设备线损、材料损耗浪费等问题提供了更好的解决方案；同时使电力设备管理维护人员可以随时、随地通过手机和计算机掌握设备的运行情况，并能实现远程自动报警和控制，极大地减轻电力设备维护人员的工作强度，大大提高工作效率。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
本发明的小型智能节能箱式变电站，包括箱体，所述箱体内被分隔为容纳变压器的变压器室、容纳高压柜的高压室、容纳低压柜的低压室和容纳电器柜的电器室，其中输入电缆连接至高压室内的高压柜上，所述高压柜与变压器室内的变压器通过线缆连接，所述变压器与低压室内的低压柜通过线缆连接，所述低压柜与电器柜通过线缆连接；在箱体的顶部设有中间高两边低的三层立体式顶盖，在所述顶盖上铺设有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板连接于控制器上，所述控制器与蓄电池连接。
[0006]由于采用了上述结构，使变电站的结构更加紧凑，体积更小，大大减少了变电站的空间，减少供电设备的综合占地面积以利于深入负荷中心，为解决配电设备线损、材料损耗浪费等问题提供了更好的解决方案；同时在箱体的顶部的顶盖上布置有太阳能光伏板，可通过太阳能光伏板实现太阳能发电，并储存在蓄电池中，从而可为控制器提供电源，可满足户外配电箱柜在长期停电状态下有效设防，确保该变电站的安全可靠。
[0007]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述箱体内的变压器上设有温度传感器，所述温度传感器连接于控制器上；所述箱体的侧壁上部设有轴流式排风机，所述轴流式排风机连接并受控于控制器上。
[0008]由于采用了上述结构，温度传感器可感测变压器上的温度，当变压器上的温度过高时，则该温度传感器将温度信息传递至控制器上，控制器此时启动轴流式排风机，从而使箱体内达到降温效果，采用轴流风机通过侧装式变压器上，保证箱变在正常温度范围内工作。
[0009]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述箱体内设有烟雾感应器，所述烟雾感应器连接于控制器上，所述箱体的四周均设有开关门，所述开关门上设有电子锁，所述电子锁连接并受控于控制器上。
[0010]由于采用了上述结构，当箱体内达到一定温度着火发生燃烧时，会产生烟雾，此时，烟雾感应器将其感应到的烟雾信息传递至控制器上，控制器立刻发出警报提醒监控人员进行断电抢修等操作；与此同时，控制器控制开关门上的电子锁，使其自动打开，避免抢修人员无法打开箱体上的开关门而无法实施灭火等操作，大大地增加了抢修的成功概率。
[0011]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述控制器包括数据采集系统、数据分析处理系统和数据传输系统，所述数据采集系统连接于箱体内各个仪表、测量计和感应器上，所述数据采集系统通过数据传输系统连接至数据分析处理系统，其中所述数据传输系统包括无线传输设备、以及连接于无线传输设备上的通讯管理器和交换机，所述通讯管理器和交换机分别与数据采集系统连接，其中所述数据分析处理系统包括单片机、报警器和图像输出设备，所述报警器和图像输出设备分别连接于单片机上，所述单片机与无线传输设备通过无线网络连接。
[0012]由于采用了上述结构，数据采集系统可有效地采集箱体内各个仪表、测量计和感应器中的数值，并将这些数值通过通讯管理器和交换机，并利用无线输送设备传递到单片机上，单片机根据其各个数字情况进行分析判断，并将分析判断结果通过图像输出设备打印出相应的图表，同时单片机也根据该数字情况与预设值进行对比，并控制报警器发出警报，提醒监控人员；该单片机可置于较远处的监控室中，从而可有效地对位于户外无人值守配电设备进行监视，最终达到对无人值守配电设备的实时状态远程掌控，可大大降低劳动力成本，提高了工作效率，真正实现电力设备的智能化。
[0013]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述控制器通过电源输入线缆连接于低压柜的输电线路上，所述电源输入线缆与连接到蓄电池上的线缆并联。
[0014]由于采用了上述结构，在控制器中设有电源选择模块，选择从蓄电池或低压柜中供电，实现控制器的双电源供电，避免因停电而使变电站处于无监控状态，可满足户外配电箱柜在长期停电状态下有效设防，可有效地避免变电站被盗。
[0015]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述箱体内设有连接于通讯管理器上的湿度感应器、电压感应器和电流感应器；所述湿度感应器探测柜体内的湿度值s通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将湿度值s与预设值S进行比对；所述电压感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电压值V通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将电压值V与预设值V进行比对；所述电流感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电流值i通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将电流值i与预设值I进行比对；当s
>S、v > V、和/或i > I时，所述单片机控制报警器发出警报。
[0016]由于采用了上述结构，当箱体损坏且遇下雨时，如雨水漏入柜体内，会造成柜体内电器开关短路等发生现象产生，所述湿度感应器探测箱体内的湿度值s并传递至通讯管理器，通讯管理器通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将湿度值s与预设值S进行比对，该预设值S根据电器开关的一般湿度值进行设定，当s > S时，所述单片机控制报警器发出警报；当箱体内电器开关发生漏电时，则整个箱体上会带电，所述电压感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电压值V传递至通讯管理器，通讯管理器将该信号通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将电压值V与预设值V进行比对，预设值V根据人体最大承压值设定，当V > V时，所述单片机控制报警器发出警报；当箱体内电器开关发生漏电时，则整个箱体上会带电，所述电流感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电流值i传递至通讯管理器，通讯管理器通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将电流值i与预设值I进行比对，预设值I根据人体最大承压值设定，当i > I时，所述单片机控制报警器发出警报。使得行人可根据警报而远离该变电站，可有效地避免发生危险事故。
[0017]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述三层立体式顶盖包括依次重叠的上中下三层盖板，其中上层顶部为两边折弯斜向下的完整结构，下部为垂直向下的长方形竖面；中层和下层的上部均为两边斜向下的长方形斜面，下部为垂直向下长方形竖面；其中每层盖板的竖面上均设有连通箱体内的排气孔，所述排气孔内侧设有丝网。
[0018]由于采用了上述结构，减少了顶盖因焊接处理不好引起的渗漏、增加了顶盖排气能力、缩短了凝露引流距离。排气孔内装有丝网，可防止直径大于2.5mm的固体异物进入设备内；可防止各垂直面有60度范围内淋水的有害影响；直径1.0mm,长IOOmm的金属线与危险部件保持足够的间隙，该变电站护能力达到IP33D。
[0019]本发明的小型智能节能箱式变电站，所述箱体的周围采用箱板相互拼接而成，所述箱板采用高强度氟碳涂层铝合金板或无机树脂板形成；其中箱板内壁上铺设有隔层，该隔层为蜂窝结构的聚氨酯硬质泡沫板。
[0020]由于采用了上述结构，采用高强度氟碳涂层铝合金板或无机树脂板，隔层采用蜂窝结构的聚氨酯硬质泡沫板，防火性能达到国家BI级标准，具有优异的保温防潮性能。
[0021]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1、本发明的小型智能节能箱式变电站，工作效率高、工作强度低、供电安全性和可靠性高、体积小，更能深入用电负荷中心，为解决配电设备线损、材料损耗浪费等问题提供了更好的解决方案；
2、本发明的小型智能节能箱式变电站，使电力设备管理维护人员可以随时、随地通过手机和计算机掌握设备的运行情况，并能实现远程自动报警和控制，极大地减轻电力设备维护人员的工作强度，大大提高工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的变电站的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的俯视图。
[0023]图中标记:1_箱体、2-变压器室、3-高压室、4-顶盖、5-排气孔、6-太阳能光伏板、
7-排风机、8-天窗。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图1、图2和图3所示，本发明的小型智能节能箱式变电站，包括箱体1，所述箱体I内被分隔为容纳变压器的变压器室2、容纳高压柜的高压室3、容纳低压柜的低压室和容纳电器柜的电器室，其中输入电缆连接至高压室3内的高压柜上，所述高压柜与变压器室2内的变压器通过线缆连接，所述变压器与低压室内的低压柜通过线缆连接，所述低压柜与电器柜通过线缆连接；在箱体I的顶部设有中间高两边低的三层立体式顶盖4，所述三层立体式顶盖4包括依次重叠的上中下三层盖板，其中上层顶部为两边折弯斜向下的完整结构，下部为垂直向下的长方形竖面；中层和下层的上部均为两边斜向下的长方形斜面，下部为垂直向下长方形竖面；其中每层盖板的竖面上均设有连通箱体I内的排气孔5，所述排气孔5内侧设有丝网；在所述顶盖4上铺设有太阳能光伏板6，所述太阳能光伏板6连接于控制器上，所述控制器与蓄电池连接，所述控制器通过电源输入线缆连接于低压柜的输电线路上，所述电源输入线缆与连接到蓄电池上的线缆并联。其中所述控制器包括数据采集系统、数据分析处理系统和数据传输系统，所述数据采集系统连接于箱体I内各个仪表、测量计和感应器上，所述数据采集系统通过数据传输系统连接至数据分析处理系统，其中所述数据传输系统包括无线传输设备、以及连接于无线传输设备上的通讯管理器和交换机，所述通讯管理器和交换机分别与数据采集系统连接，其中所述数据分析处理系统包括单片机、报警器和图像输出设备，所述报警器和图像输出设备分别连接于单片机上，所述单片机与无线传输设备通过无线网络连接。在所述箱体I内设有连接于通讯管理器上的温度传感器、湿度感应器、烟雾感应器、电压感应器和电流感应器，所述温度传感器设置于箱体I内的变压器上，所述烟雾感应器和湿度感应器布置于箱体I内，所述电压感应器和电流感应器布置于箱体I上，在所述箱体I的侧壁上部设有轴流式排风机，所述轴流式排风机连接于通讯管理器上。在所述箱体I的四周均设有开关门，所述开关门上设有电子锁，所述电子锁连接于通讯管理器上，受单片机控制；所述箱体I的周围采用箱板相互拼接而成，所述箱板采用高强度氟碳涂层铝合金板或无机树脂板形成；其中箱板内壁上铺设有隔层，该隔层为蜂窝结构的聚氨酯硬质泡沫板。
[0027]本发明中，温度传感器可感测变压器上的温度，当变压器上的温度过高时，则该温度传感器将温度信息传递至控制器上，控制器此时启动轴流式排风机，从而使箱体内达到降温效果，采用轴流风机通过侧装式变压器上，保证箱变在正常温度范围内工作；当箱体内达到一定温度着火发生燃烧时，会产生烟雾，此时，烟雾感应器将其感应到的烟雾信息传递至控制器上，控制器立刻发出警报提醒监控人员进行断电抢修等操作；与此同时，控制器控制开关门上的电子锁，使其自动打开，避免抢修人员无法打开箱体上的开关门而无法实施灭火等操作，大大地增加了抢修的成功概率；当箱体损坏且遇下雨时，如雨水漏入柜体内，会造成柜体内电器开关短路等发生现象产生，所述湿度感应器探测箱体内的湿度值s并传递至通讯管理器，通讯管理器通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将湿度值s与预设值S进行比对，该预设值S根据电器开关的一般湿度值进行设定，当s > S时，所述单片机控制报警器发出警报；当箱体内电器开关发生漏电时，则整个箱体上会带电，所述电压感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电压值V传递至通讯管理器，通讯管理器将该信号通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将电压值V与预设值V进行比对，预设值V根据人体最大承压值设定，当V > V时，所述单片机控制报警器发出警报；当箱体内电器开关发生漏电时，则整个箱体上会带电，所述电流感应器设于箱体上，并将探测到箱体上的电流值i传递至通讯管理器，通讯管理器通过无线网络传递至单片机上，所述单片机将电流值i与预设值I进行比对，预设值I根据人体最大承压值设定，当i > I时，所述单片机控制报警器发出警报。使得行人可根据警报而远离该变电站，可有效地避免发生危险事故。
[0028]本发明中所采用的单片机等控制器，采用现有技术中的常规使用的单片机，本发明并不对单片本身或者其内部程序进改进，使用者在实际操作过程中，可外购与之匹配相匹配的PLC控制器即可。
[0029]本发明的小型智能节能箱式变电站中，随着科技的进步，各种传感技术、通信技术、分析处理技术、网络服务技术越来越多的应用到我们生活当中，为小型智能节能箱式变电站的发展提供了很广阔空间，通过对GPRS(3G)无线移动通信网络和电力设备状态数据的整合，使电力设备管理维护人员可以随时、随地通过手机和计算机掌握设备的运行情况，并能实现远程自动报警和控制。从而，极大的减轻电力设备维护人员的工作强度，大大提高工作效率。本发明是专门针对户外无人值守配电设备而设计的智能系统装置，该系统运用无线通信技术实现云计算和物联网技术应用。在硬件上采用太阳能光伏发电系统、双电源供电系统、数据采集系统、数据分析处理系统、数据传输系统于一体的远程智能装置。该装置以单片机为核心，结构小巧、价格低廉、安装方便灵活、通用性强，可满足户外配电箱柜在长期停电状态下有效设防。同时，可以通过短信对该装置给个功能和状态进行控制、查询，并实现自动报警。最终达到对无人值守配电设备的实时状态远程掌控。可大大降低劳动力成本，提高了工作效率，真正实现电力设备的智能化。
[0030]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.小型智能节能箱式变电站，其特征在于:它包括箱体(1)，所述箱体(I)内被分隔为容纳变压器的变压器室(2)、容纳高压柜的高压室(3)、容纳低压柜的低压室和容纳电器柜的电器室，其中输入电缆连接至高压室(3)内的高压柜上，所述高压柜与变压器室(2)内的变压器通过线缆连接，所述变压器与低压室内的低压柜通过线缆连接，所述低压柜与电器柜通过线缆连接；在箱体(I)的顶部设有中间高两边低的三层立体式顶盖(4)，在所述顶盖(4)上铺设有太阳能光伏板(6)，所述太阳能光伏板(6)连接于控制器上，所述控制器与蓄电池连接。
2.如权利要求1所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述箱体(I)内的变压器上设有温度传感器，所述温度传感器连接于控制器上；所述箱体(I)的侧壁上部设有轴流式排风机，所述轴流式排风机连接并受控于控制器上。
3.如权利要求1或2所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述箱体(I)内设有烟雾感应器，所述烟雾感应器连接于控制器上，所述箱体(I)的四周均设有开关门，所述开关门上设有电子锁，所述电子锁连接并受控于控制器上。
4.如权利要求3所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述控制器包括数据采集系统、数据分析处理系统和数据传输系统，所述数据采集系统连接于箱体(I)内各个仪表、测量计和感应器上，所述数据采集系统通过数据传输系统连接至数据分析处理系统，其中所述数据传输系统包括无线传输设备、以及连接于无线传输设备上的通讯管理器和交换机，所述通讯管理器和交换机分别与数据采集系统连接，其中所述数据分析处理系统包括单片机、报警器和图像输出设备，所述报警器和图像输出设备分别连接于单片机上，所述单片机与无线传输设备通过无线网络连接。
5.如权利要求4所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述控制器通过电源输入线缆连接于低压柜的输电线路上，所述电源输入线缆与连接到蓄电池上的线缆并联。
6.如权利要求4所述的小型智能节能箱式变电站,其特征在于:所述箱体(I)内设有连接于通讯管理器上的湿度感应器、电压感应器和电流感应器；所述湿度感应器探测柜体内的湿度值s通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将湿度值s与预设值S进行比对；所述电压感应器设于箱体(I)上，并将探测到箱体(I)上的电压值V通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将电压值V与预设值V进行比对；所述电流感应器设于箱体(I)上，并将探测到箱体(I)上的电流值i通过通讯管理器无线传递至单片机上，所述单片机将电流值i与预设值I进行比对；当s > S、V > V、和/或i > I时，所述单片机控制报警器发出警报。
7.如权利要求1或2或4和5所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述三层立体式顶盖(4)包括依次重叠的上中下三层盖板，其中上层顶部为两边折弯斜向下的完整结构，下部为垂直向下的长方形竖面；中层和下层的上部均为两边斜向下的长方形斜面，下部为垂直向下长方形竖面；其中每层盖板的竖面上均设有连通箱体(I)内的排气孔(5)，所述排气孔(5)内侧设有丝网。
8.如权利要求7所述的小型智能节能箱式变电站，其特征在于:所述箱体(I)的周围采用箱板相互拼接而成，所述箱板采用高强度氟碳涂层铝合金板或无机树脂板形成；其中箱板内壁上铺设有隔层，该隔层为蜂窝结构的聚氨酯硬质泡沫板。
【文档编号】H02B7/06GK103579932SQ201310559325
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】费旭兵, 王胜, 郑乐燕, 时兴强, 郑富春 申请人:长城电器集团乐山宁格朗电气有限责任公司