專利名稱：開關柜及低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力變壓器上的空氣開關的技術領域，具體說是一種開關柜及低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置的技術。
背景技術：
目前，在低壓供配電系統領域，一般都是2臺電力變壓器通過2個空氣開關和I個聯絡空氣開關實現組合2臺電力變壓器依負荷大小采取并聯、分段或一用一備供電運行，實現聯鎖。但是在電力系統具2臺以上電力變壓器的大容量供配電系統中，尤其是當電力變壓器高壓端采取雙電源供電時，多臺電力變壓器間不能采取兩兩并聯運行的方式(高壓端在不同的電源供電回路)，低壓端無法實現所有電力變壓器間的有效聯鎖。這時低壓供配電系統只能采取2臺電力變壓器I組分段供電運行。這時當電力負荷變化時，比如大型高層建筑，隨著大廈使用率及一年四季環境溫度變化，中央空調的啟用和停用，實際用電量負 荷變化很大。造成投入運行的電力變壓器總容量遠大于實際用電負荷量，導致電力變壓器輕載運行，并浪費需量電費即基本電費。目前國內很多地區綜合辦公大廈的電費是按需量費+電度電費來計算，需量費是按投入運行的電力變壓器總容量來計算。
發明內容本實用新型的目的是提供一種開關柜及低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，穩定、可靠，能實現多臺電力變壓器間的聯鎖，按實際負荷用電量投入相應數量變壓器運行，能夠實現節約變壓器的需量電費。下面通過以下技術方案來實現一種開關柜，包括低壓空氣開關，所述低壓空氣開關包括合閘線圈、分勵脫扣線圈、低壓空氣開關進線端與出線端，合閘線圈與合閘按鈕串聯連接，其特征在于所述低壓空氣開關上設有聯鎖繼電器單元，聯鎖繼電器單元包括聯鎖繼電器線圈、聯鎖繼電器常閉觸點，聯鎖繼電器線圈與低壓空氣開關的進線端與出線端電路連接，聯鎖繼電器線圈電源取自低壓空氣開關進線端與出線端的兩端不同相位的電壓，聯鎖繼電器常閉觸點串聯連接在合閘線圈與合閘按鈕之間的線路上，所述低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端有電時，聯鎖繼電器線圈得電，其常閉觸點斷開，低壓空氣開關的合閘線圈不得電，低壓空氣開關處于分閘狀態，所述低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端中只一端有電時，聯鎖繼電器線圈不得電，其常閉觸點閉合，低壓空氣開關的合閘線圈通過合閘按鈕得電，低壓空氣開關根據合閘需要合閘。所述低壓空氣開關為電力變壓器負荷開關，合閘線圈的電源取自負荷開關的進線端，確保進線端有電時負荷開關才能合閘。所述低壓空氣開關為聯絡空氣開關，合閘線圈的電源取自聯絡空氣開關的進線端與出線端，通過外圍優先得電互鎖電路，確保聯絡空氣開關進出線任一端有電都可以合閘。一種大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，包括需要投入的電力變壓器及其母排，其特征在于所述每一臺電力變壓器均安裝有前述的開關柜。所述電力變壓器投入I臺時，其整段母排供電運行且對應的低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。所述電力變壓器投入2臺及以上時，母排分兩段或更多段運行且對應低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。 所述電力變壓器投入η臺時，母排分η段運行且對應低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。本實用新型與現有技術相比具有以下優點。本實用新型通過空氣開關在合閘前兩端是否有電來判斷其能否合閘，從而解決了不受開關數量限制，多個空氣開關間實現聯鎖的難題，突破了現有只能最多3臺空氣開關間聯鎖的限制。對于高層綜合建筑、工業園區等大型低壓供配電系統以及相關工業控制系·統具有廣泛的應用推廣性。通過本實用新型所述技術方案，能夠達到按實際負荷用電量投入相應數量變壓器運行，從而實現節約變壓器需量電費的目的，同時還可提高供電系統的穩定性和可靠性。
圖I本實用新型開關柜的電路原理結構示意圖；圖2本實用新型大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置電路原理結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。如圖I、圖2，本實用新型開關柜，包括低壓空氣開關，所述低壓空氣開關包括合閘線圈、分勵脫扣線圈、低壓空氣開關進線端與出線端，合閘線圈與合閘按鈕串聯連接，其特征在于所述低壓空氣開關上設有聯鎖繼電器單元，聯鎖繼電器單元包括聯鎖繼電器線圈、聯鎖繼電器常閉觸點，聯鎖繼電器線圈與低壓空氣開關的進線端與出線端電路連接，聯鎖繼電器線圈電源取自低壓空氣開關進線端與出線端的兩端不同相位的電壓，聯鎖繼電器常閉觸點串聯連接在合閘線圈與合閘按鈕之間的線路上，當低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端有電時，聯鎖繼電器線圈得電，其常閉觸點斷開，低壓空氣開關的合閘線圈不得電，低壓空氣開關處于分閘狀態；當低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端中只一端有電時，聯鎖繼電器線圈不得電，其常閉觸點閉合，低壓空氣開關的合閘線圈通過合閘按鈕得電，低壓空氣開關根據合閘需要合閘。其中低壓空氣開關為電力變壓器負荷開關，合閘線圈的電源取自負荷開關的進線端，確保進線端有電時負荷開關才能合閘；低壓空氣開關為聯絡空氣開關，合閘線圈的電源取自聯絡空氣開關的進線端與出線端，通過外圍優先得電互鎖電路，確保聯絡空氣開關進出線任一端有電都可以合閘。本實用新型大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，包括需要投入的電力變壓器及其母排，在每一臺電力變壓器上均安裝有前述的開關柜。下面是電力變壓器投入數量的實施例說明下述空氣開關就是指低壓空氣開關。[0022]實施例I :電力變壓器投入I臺時，整段母排供電運行，對應空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器負荷空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態。實施例2 :電力變壓器投入2臺及以上時，母排分兩段及更多段運行，對應空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器負荷空氣開關和分段空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態。實施例3 電力變壓器投入η臺時，母排分η段運行，對應空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器負荷開關和分段空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態。下面更詳細描述普通的低壓空氣開關上增加聯鎖單元，實現多臺變壓器間的聯鎖，這樣就可將多臺變壓器通過負荷空氣開關和聯絡空氣開關連為一體，使變壓器間具有多種組合，實現按 實際用電負荷投入變壓器的運行數量如投入I臺電力變壓器時，對應負荷空氣開關和所有聯絡空氣開關合閘，整段母排供電運行，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；投入2臺變壓器時，母排分兩段運行，對應負荷空氣開關和聯絡空氣開關合閘，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關和分段聯絡空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；投入3臺變壓器時，母排分三段運行，對應負荷空氣開關和聯絡空氣開關合閘，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關和分段聯絡空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；同理投入4臺、5臺…依此類推。空氣開關的聯鎖單元有效防止了空氣開關的誤操作導致變壓器的并聯運行，甚至向變壓器高壓端供電網絡反供電的可能性。低壓空氣開關聯鎖單元即本實用新型所述開關柜的控制原理如圖1，在普通低壓空氣開關Al-All的合閘線圈回路YC增加聯鎖繼電器J的常閉觸點J1，聯鎖繼電器線圈電源取自空氣開關進出線兩端不同相位的電壓L1L21 :合閘前，當空氣開關進出線兩端有電時，聯鎖繼電器線圈J得電，其常閉觸點Jl斷開，空氣開關的合閘線圈回路YC不得電，空氣開關只能處于分閘狀態，達到聯鎖的目的；合閘前，當空氣開關進出線兩端只一端有電時，聯鎖繼電器線圈J不得電，其常閉觸點Jl閉合，空氣開關的合閘線圈回路YC可通過合閘按鈕SBl得電，空氣開關可依合閘需要合閘。簡而言之，在空氣開關合閘之前，其兩端都有電時，其只能處于分閘狀態，達到聯鎖的目的；當空氣開關兩端只一端有電時即變壓器負荷開關僅進線端有電時，其可通過合閘按鈕合閘。電力變壓器負荷空氣開關Α1-Α6的合閘線圈的電源取自負荷開關的進線端，確保進線端有電時負荷開關才能合閘；聯絡空氣開關Α7-Α11的合閘線圈的電源取自聯絡空氣開關進線端與出線端，通過外圍優先得電互鎖電路，確保聯絡空氣開關進出線任一端有電都可以合閘。本實用新型通過空氣開關在合閘前兩端是否有電來判斷其能否合閘。從而解決了不受開關數量限制，多個空氣開關間實現聯鎖的難題，突破了現有只能最多3臺空氣開關間聯鎖的限制。對于高層綜合建筑、工業園區等大型低壓供配電系統以及相關工業控制系統具有廣泛的應用推廣性。下面是本實用新型在超高層建筑低壓供配電系統的應用案例新時代廣場低壓供配電系統節能改造方案。一、大廈供配電系統整體概況及存在問題[0032]新時代廣場是深圳市首座全面投入使用的智能大廈。地面38層，地下3層，建筑面積87000M2。電力總容量為7500KVA，由六臺1250KA的變壓器組成。大廈投入使用后，由于受出租使用率和氣候溫度變化的影響，用電量波幅很大，通常是投入1-4臺變壓器數量不等。但由于電力系統結構設計上的原因，系統必須最少同時投入三臺變壓器，大廈才能正常辦公運行，常常每臺變壓器的平均利用率不足30%，造成空耗1-2臺變壓器的基本電費和變損，按該地區的電價收費標準，僅此項每年浪費需量電費高達近100萬元。基于高層建筑供電安全性、可靠性的更高要求， 通常均按一級負荷標準進行設計既高壓IOKV雙電源分段供電，如圖二 六臺變壓器低壓端至少要分三段運行(圖中A8、A10為改造后增加的聯絡空氣開關)，每二臺變壓器為一組，分別由不同的高壓IOKV電源供電，通過聯絡空氣開關實現聯鎖，防止變壓器的并聯運行，從而可能造成IOKV高壓系統短路或向IOKV高壓系統電網反供電的安全事故發生。由于雙電源供電，可互為備用，從一定程度上提高了供電的可靠性。但由于六臺變壓器至少要分三段運行，造成系統至少需要同時投入三臺變壓器運行，才能向整個系統供電。難以滿足大廈在不同的溫度季節、不同的出租使用面積等各種工況下不同用電量的需求。二.大廈供配電系統實施技術改造要點如圖2，在系統中增加二臺聯絡空氣開關A8和A10，便能解決上述問題，六臺變壓器通過六臺負荷空氣和五臺聯絡空氣開關的分合，實現按實際用電量合理投入變壓器數量運行，向整個低壓系統負荷供電。這一方案的技術難點在于如何解決多個空氣開關的相互聯鎖，防止變壓器間的并聯運行，甚至造成高壓系統短路或反供電的安全事故發生的可能性。如圖1，對11臺變壓器負荷空氣開關和聯絡空氣開關Al-All進行改造，即在所有空氣開關的合閘線圈回路增加聯鎖繼電器J的常閉觸點J1，聯鎖繼電器線圈電源取自空氣開關進出線兩端不同相位的電壓L1L21 :合閘前，當空氣開關進出線兩端有電時，聯鎖繼電器線圈J得電，其常閉觸點Jl斷開，空氣開關的合閘線圈回路YC不得電，空氣開關只能處于分閘狀態，達到聯鎖的目的；合閘前，當空氣開關進出線兩端只一端有電時，聯鎖繼電器線圈J不得電，其常閉觸點Jl閉合，空氣開關的合閘線圈回路YC可通過合閘按鈕SBl得電，空氣開關可依合閘需要合閘。電力變壓器負荷空氣開關A1-A6的合閘線圈的電源取自負荷空氣開關的進線端，確保進線端有電時負荷開關才能合閘；聯絡空氣開關A7-A11的合閘線圈的電源取自聯絡空氣開關進線端與出線端，通過外圍優先得電互鎖電路，確保聯絡空氣開關進出線任一端有電都可以合閘。簡而言之，在空氣開關合閘之前，其兩端都有電時，空氣開關只能處于分閘狀態，達到聯鎖的目的；當空氣開關兩端只一端有電時，即變壓器負荷開關僅進線端有電時，其可通過合閘按鈕SBl合閘。這樣就可將多臺變壓器通過負荷空氣開關和聯絡空氣開關連為一體，使變壓器間具有多種組合，實現按實際用電負荷投入變壓器的運行數量如投入I臺變壓器時，對應負荷空氣開關和所有聯絡空氣開關合閘，整段母排供電運行，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；投入2臺變壓器時，母排分兩段運行，對應負荷空氣開關和聯絡空氣開關合閘，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關和分段聯絡空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；投入3臺變壓器時，母排分三段運行，對應負荷空氣開關和聯絡空氣開關合閘，其它未投入運行的變壓器負荷空氣開關和分段聯絡空氣開關因聯鎖單元的聯鎖，空氣開關處于分閘狀態；同理投入4臺、5臺等依此類推。空氣開關的聯鎖單元有效防止了空氣開關的誤操作導致變壓器的并聯運行，甚至向變壓器高壓端供電網絡反供電的可能性。三、結論項目改造實施后，改造工程費用約50萬元，每年節約基本電費約100萬元。此外， 由于增了 2臺聯絡空氣開關，實現了聯鎖，使變壓器間的組合更加靈活，從而大大提高了大廈供配電系統的可靠性。
權利要求1.一種開關柜，包括低壓空氣開關，所述低壓空氣開關包括合閘線圈、分勵脫扣線圈、低壓空氣開關進線端與出線端，合閘線圈與合閘按鈕串聯連接，其特征在于所述低壓空氣開關上設有聯鎖繼電器單元，聯鎖繼電器單元包括聯鎖繼電器線圈、聯鎖繼電器常閉觸點，聯鎖繼電器線圈與低壓空氣開關的進線端與出線端電路連接，聯鎖繼電器線圈電源取自低壓空氣開關進線端與出線端的兩端不同相位的電壓，聯鎖繼電器常閉觸點串聯連接在合閘線圈與合閘按鈕之間的線路上， 所述低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端有電時，聯鎖繼電器線圈得電，其常閉觸點斷開，低壓空氣開關的合閘線圈不得電，低壓空氣開關處于分閘狀態， 所述低壓空氣開關在合閘前進線端與出線端兩端中只一端有電時，聯鎖繼電器線圈不得電，其常閉觸點閉合，低壓空氣開關的合閘線圈通過合閘按鈕得電，低壓空氣開關根據合閘需要合閘。
2.根據權利要求I所述開關柜，其特征在于所述低壓空氣開關為電力變壓器負荷開關，合閘線圈的電源取自負荷開關的進線端，確保進線端有電時負荷開關才能合閘。
3.根據權利要求I所述開關柜，其特征在于所述低壓空氣開關為聯絡空氣開關，合閘線圈的電源取自聯絡空氣開關的進線端與出線端，通過外圍優先得電互鎖電路，確保聯絡空氣開關進出線任一端有電都可以合閘。
4.一種大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，包括需要投入的電力變壓器及其母排，其特征在于所述每一臺電力變壓器均安裝有權利要求I或2或3所述的開關柜。
5.根據權利要求4所述大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，其特征在于所述電力變壓器投入I臺時，其整段母排供電運行且對應的低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。
6.根據權利要求4所述大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，其特征在于所述電力變壓器投入2臺及以上時，母排分兩段或更多段運行且對應低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。
7.根據權利要求4所述大型低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置，其特征在于所述電力變壓器投入η臺時，母排分η段運行且對應低壓空氣開關合閘，其它未投入運行的電力變壓器的低壓空氣開關處于分閘狀態。
專利摘要本實用新型公開了開關柜，包括低壓空氣開關，低壓空氣開關包括合閘線圈、分勵脫扣線圈、低壓空氣開關進線端與出線端，合閘線圈與合閘按鈕串聯連接，在低壓空氣開關上設有聯鎖繼電器單元，聯鎖繼電器單元包括聯鎖繼電器線圈、聯鎖繼電器常閉觸點，聯鎖繼電器線圈與低壓空氣開關的進線端與出線端電路連接，聯鎖繼電器線圈電源取自低壓空氣開關進線端與出線端的兩端不同相位的電壓，聯鎖繼電器常閉觸點串聯連接在合閘線圈與合閘按鈕之間的線路上。還公開了安裝所述開關柜的低壓供配電系統中電力變壓器間的聯鎖裝置。本實用新型穩定、可靠，能實現多臺電力變壓器間的聯鎖，按實際負荷用電量投入相應數量變壓器運行，實現節約變壓器的需量電費。
文檔編號H02J3/38GK202695976SQ201220174738
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者王春水 申請人:王春水