Egy kis méretű intelligens előre gyártott átalakító telep miniatúrázásának fejlesztése és alkalmazása
A smart városok gyorsuló építésével az urbán elosztási hálózat folyamatosan fejleszti és frissíti magát, és a légszeres vezetékek alagútba helyezése is állandó előrehaladásban van. Sok 10 kV-os légszeres vezeték alagútbeli kábelekkel cserélődik ki. Figyelembe véve néhány városi út korlátozott térköre és a berendezések telepítési helyeinek hiánya miatt, magasabb követelmények szükségesek a hagyományos előre elkészített átalakítók térfogata, szerkezete és teljesítménye terén.
Ez a cikk a hagyományos előre elkészített átalakítók alkalmazása alapján kutatást és elemzést végzett, és egy kis méretű, intelligens, parkosított előre elkészített átalakítót tervezett. Ez az előre elkészített átalakító kompakt szerkezetű, stabil teljesítményű, nagy gyakorlati hasznosságú és megbízható tápellátást biztosít. Intenzíven használhatja a város központjának területét, harmonikusan egyesülhet a környezettel, és széles körben alkalmazható az urbán elosztási hálózatok fejlesztésére és frissítésére.
1 A kis méretű intelligens előre elkészített átalakító megjelenése
A földrajzi helyzet, a térhasználat aránya és a környezeti korlátok figyelembevételével a kis méretű intelligens előre elkészített átalakító hosszú és keskeny elrendezést alkalmaz. Térfogata csak a régi előre elkészített átalakító térfogatának két-harmada. Az üveg (a tetejét, ajtóit, alját és a belső fémrészleteit) és annak mellékletei mind 304-es锈蚀或损坏。外壳顶部采用5°坡度的“人字形”结构，为双层结构，具有隔离阳光辐射的效果。配备了防倒流檐口和通风管道，外壳顶部可拆卸。外壳门采用双层防盗螺栓结构，向外开启。外壳底部热浸镀锌，与外壳本体无缝连接。底部设有检修孔，检修孔周围安装了密封条。两侧提供了阻燃电缆密封装置，密封性好，防水措施完善。
所有焊接部位和微型智能预制变电站外部组件的接缝均密封良好，具有防水、防尘、防腐、抗紫外线等特性。既美观又环保，无需维护，其正常使用年限可达40年。
2 微型智能预制变电站的结构布局功能 微型智能预制变电站的结构简单。外壳内部分为六个主要功能室：变压器室、高压室、低压室、自动化室、通信室和用电采集室。这些功能室完全隔开，并呈“眼”字形排列。 该变电站四周均可开门，满足三面开门的维护要求。高压室和低压室的防护门配有机械联锁，确保只有在低压室门打开时才能打开高压室门。每个功能室采用独立的自然通风方式，满足所有电气设备对温度和湿度的要求。必要时，可以增加加热器、除湿机等设备，以确保其在户外安全可靠运行。 该变电站的主要部件包括：油浸式变压器、10 kV环网柜（低压侧）用SF6气体密封的低压塑料壳空气开关、标准化应急电源快速接口（低压母线侧）、站端单元、总表、集中器、智能配置终端、光纤通信终端等。 2.2 功能室设计 (1) 变压器室。变压器室包括变压器、散热器、母线布线及安全防护网等。变压器采用一级能效全封闭硅钢片或非晶合金油浸配电变压器。高压侧配备预制插拔式电缆头，低压套管配备绝缘保护套。容量可选500 kV·A或630 kV·A。 (2) 高压室。高压室由10 kV环网柜组成，分为进线单元柜和出线单元柜，两者各自独立封闭。环网柜为全绝缘共箱结构，采用SF6气体灭弧和绝缘。气箱配备有常开报警辅助节点的气压显示装置。气箱和柜体分别采用304不锈钢和优质铝锌板材料制成，柜体表面采用静电环氧喷涂工艺。 单元柜从上到下分为二次室、负荷开关室和电缆室。二次室位于单元柜的上部。室内面板装有分合闸开关、分合闸指示灯、远近转换开关以及故障和带电指示灯等。单元柜的负荷开关单元一般选择负荷开关与限流熔断器组合电器。其中，负荷开关在变压器低压侧发生故障时可以切断规定的负荷电流和转移电流；限流熔断器可以切断各种相间、接地短路电流和过载电流。 负荷开关可以通过电动和手动操作实现分合闸和接地，操作简便。负荷开关单元和接地开关单元具有可靠的“五防”联锁功能。单元柜的电缆室主要通过地下高压电缆沟进出线。进出电缆终端的位置便于安装，并安装了开放式高压电流互感器。 (3) 低压室。低压室主要由低压开关柜、应急电源室和检修孔等组成。低压柜体颜色与高压柜相同，采用RAL7035色。低压柜面板上安装了插拔式数字多功能表，可显示电压和电流，并支持RS-485通信。低压出线采用四路零飞弧塑料壳空气开关。低压侧设有中性线和地线，均布置在低压柜底部。 变压器的低压母线从应急电源室引入低压开关柜，设计为可拆卸。接线转换后，成为低压馈线，从低压柜底部引出电缆。输出回路数可根据需要灵活设计。应急电源室应附带操作说明，检修孔方便人工维护。 (4) 自动化室。预制变电站配备了独立的自动化室，在其中配电自动化终端（DTU）监控10 kV进出线回路的运行状况，实现遥测、遥信、遥控和遥调等功能。DTU优先使用市电供电。当没有市电供电条件时，使用电压互感器供电，并使用配套蓄电池作为备用电源。 内置电源管理模块，可以满足AC220V和DC24V输出，并为环网柜的电动操作机构提供AC220V交流电源。DTU支持多种通信方式和通信协议，具有2个RS-485串行接口和2个网络接口（RJ45），兼容IEC101、IEC104和CDT等协议；DTU整体安装在壁挂式柜内，采用航空插头，便于现场拆装和维护，能够满足一套终端和备用电源的空间布局要求。 (5) 通信室。预制变电站配备了独立的通信室，内部配置了光配架、工业以太网交换机和光网络单元，并预留了通信光缆、尾纤和电源线的走线槽和进出孔。该房间可以将预制变电站内的监控数据传输到智能监控平台，以便实时监控其运行状态和数据。 (6) 用电采集室。用电采集室位于通信室上方，配备了智能配变终端、集中器和台区总表的安装位置，以及端子排和组合接线测试箱的安装空间，并预留了采样信号和通信电缆的走线槽和进出孔。 该房间负责测量预制变电站的各种运行参数，是电能量数据的通信枢纽。一方面，收集并存储数字电能表以串行通信形式输出的电能量数据；另一方面，通过上行通道将采集到的电能量数据传输到电能量计费自动化系统的主站上位机。 2.3 接地装置设计 微型智能预制变电站的接地极采用镀锌铁管。槽钢底座的接地母线设有两个铜制接地端子，与接地极连接，电气接触截面积为160 mm²，标志明显。变压器的低压中性线直接与接地体连接。其中，变压器室、高压室和低压室之间采用接地端子相互连接。 电气设备的二次安全接地线加装透明保护套，铜线截面积为4 mm²；所有柜门、金属部件和金属框架均连续可靠地接地。基础外部接地网从基础内侧引入预制变电站底部，并与站内的接地端子连接，采用直埋方式。预制变电站的接地电阻不大于1 Ω。 3 微型智能预制变电站的技术要求 微型智能预制变电站适用于10/0.4 kV三相交流系统配电网。根据特定的接线方案，集成了高压开关设备、配电变压器和低压配电装置。高压侧采用单母线接线，两进一出。变压器侧设有熔断保护。经过配电变压器变换后，低压母线可根据需要设计为4路低压馈线，不设低压总开关。 3.2 适用场所 该微型智能预制变电站广泛适用于城市配电网改造、住宅小区、工厂企业、商业办公楼、商圈、公共绿地、文物保护区域和公园等户外场所。 3.3 使用环境条件 海拔高度：不超过1,000 m。 环境温度：最低-25 °C，最高45 °C；年平均最高温度不超过20 °C，月平均最高温度不超过35 °C。 相对湿度：在20 °C时，月平均最高不超过90%，日平均最高不超过95%。 抗震性能：地面水平加速度不超过0.2 g（g表示重力加速度），地面垂直加速度为0.1 g。 日照强度：风速为0.5 m·s⁻¹时，太阳辐射强度不超过0.1 W·cm⁻²。 最大覆冰厚度：10 mm。 污染等级：不超过Ⅲ级 地面倾斜角度：不大于3°。 安装地点：户外，无爆炸危险、火灾、化学腐蚀或剧烈振动。 如不符合上述正常使用环境条件，需由用户与制造商协商解决。 4 微型智能预制变电站的原型验收 该微型智能预制变电站由江苏启厚智能电气设备有限公司试制。机械工业高压输配电设备质量检测中心按照相关国家标准和行业标准对该原型的主要部件进行了测试，测试结果合格。国网上海市电力公司对该原型的尺寸、外观和性能进行了全面验收，验收结果合格。 5 结论 本文开发的微型智能预制变电站集成了国内外现有预制变电站的优点，具有结构简单、占地面积小、安全可靠、美观环保、免检免维护、维护要求低等优点。在城市配电网建设和改造中具有重要的推广和应用价值。
2.1 结构布局设计
3.1 电气原理
