本實用新型涉及一種節(jié)能裝置，具體地說是一種電網(wǎng)的綜合節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

近年來，我國已經(jīng)對電網(wǎng)的智能化進(jìn)行了規(guī)劃和建設(shè)，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快， 傳統(tǒng)的變配電產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)的需求，因此，智能化變配電產(chǎn)品將成為各 個廠商參與市場競爭的法寶，許多廠家紛紛加大智能化變配電產(chǎn)品的研發(fā)投入。傳統(tǒng)的箱 式變電站不能很好的滿足智能化的要求，這為箱式變電站的智能化發(fā)展提供了應(yīng)用基礎(chǔ)和 強勁動力，智能化的箱式變電站將成為未來一段時間內(nèi)市場青睞的產(chǎn)品。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的加快，箱式變電站將向節(jié)能環(huán)保，智能化方向發(fā)展。目前的環(huán)網(wǎng)箱式變電站的節(jié)能效果并不明顯，而且數(shù)據(jù)的傳輸和控制也不是很方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電網(wǎng)的綜合節(jié)能裝置，具有多層次的高效節(jié)能降耗方式和省材、環(huán)保上的特性。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取以下技術(shù)方案：

一種電網(wǎng)的綜合節(jié)能裝置，包括高壓側(cè)雙電源自動切換裝置和變壓器，高壓側(cè)雙電源自動切換器上設(shè)有第一電源輸入端和第二電源輸入端，高壓側(cè)雙電源自動切換器的輸出端通過線路與變壓器連接，變壓器的輸出端通過線路連接有低壓模塊、動態(tài)無功補償及濾波裝置，該低壓模塊、動態(tài)無功補償及濾波裝置并聯(lián)連接，低壓模塊裝接負(fù)載，高壓側(cè)雙電源自動切換器裝接有高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器，低壓模塊裝接有低壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器。

所述高壓側(cè)雙電源自動切換裝置包括第一負(fù)荷開關(guān)、第二負(fù)荷開關(guān)和用于控制第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)閉與合的開關(guān)聯(lián)鎖機構(gòu)，第一負(fù)荷開關(guān)和第一電源輸入端連接，第二負(fù)荷開關(guān)和第二電源輸入端連接。

所述開關(guān)聯(lián)鎖機構(gòu)包括：

雙電源自動切換控制器，該雙電源自動切換控制器通過線路分別與第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)連接；

通過線路與第一負(fù)荷開關(guān)連接的第一電壓互感器和第一傳感器，該第一電壓互感器和第一傳感器通過線路與第一檢測模塊連接，第一檢測模塊通過線路與第一信號模塊連接，第一信號模塊通過第一傳輸模塊與中央處理終端連接，第一電壓互感器通過線路與雙電源自動切換控制器連接；

以及通過線路與第二負(fù)荷開關(guān)連接的第二電壓互感器和第二傳感器，該第二電壓互感器和第二傳感器通過線路與第二檢測模塊連接，第二檢測模塊通過線路與第二信號模塊連接，第二信號模塊通過第二傳輸模塊與中央處理終端連接，第二電壓互感器通過線路與雙電源自動切換控制器連接。

所述第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)通過線路還與備用電源連接。

所述變壓器為為立體三角形卷鐵芯配電變壓器。

所述高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器包括高壓電流互感器和高壓電壓互感器，該高壓電流互感器和高壓電壓互感器分別通過線路與高壓電能質(zhì)量檢測終端連接，該高壓電能質(zhì)量檢測終端通過傳輸模塊與中央處理終端連接；

所述低壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器包括低壓電流互感器，該低壓電流互感器通過線路與低壓電能質(zhì)量檢測終端連接，該低壓電能質(zhì)量檢測終端通過傳輸模塊與中央處理終端連接。

所述動態(tài)無功補償及濾波裝置包括通過線路依次連接的智能監(jiān)控終端、主斷路器、熔斷器組、投切調(diào)節(jié)器、電抗器組和電容器組，智能監(jiān)控終端上還連接有觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路與投切調(diào)節(jié)器連接，智能監(jiān)控終端上還連接有數(shù)傳終端，該數(shù)傳終端與外界的計算機監(jiān)控中心連接，智能監(jiān)控終端通過線路還連接有低壓電流互感器，該低壓電流互感器通過線路與低壓模塊連接。

本實用新型節(jié)能低耗、運行成本低、性價比高，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制，具有多層次的高效節(jié)能降耗方式和省材、環(huán)保上的特點，完全符合我國的節(jié)能方針。

附圖說明

附圖1為本實用新型線路連接原理示意圖；

附圖2為本實用新型中高壓側(cè)雙電源自動切換裝置的線路連接示意圖；

附圖3為本實用新型中高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器、低壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器的線路連接示意圖；

附圖4為本實用新型動態(tài)無功補償及濾波裝置的連接原理示意圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

如附圖1所示，本實用新型揭示了一種電網(wǎng)的綜合節(jié)能裝置，包括高壓側(cè)雙電源自動切換裝置1和變壓器，高壓側(cè)雙電源自動切換器上設(shè)有第一電源輸入端21和第二電源輸入端22，高壓側(cè)雙電源自動切換器的輸出端通過線路與變壓器連接，變壓器的輸出端通過線路連接有低壓模塊、動態(tài)無功補償及濾波裝置，該低壓模塊、動態(tài)無功補償及濾波裝置并聯(lián)連接，低壓模塊裝接負(fù)載，高壓側(cè)雙電源自動切換器裝接有高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器，低壓模塊裝接有低壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器。雙電源輸入，并且通過高壓側(cè)雙電源自動切換器的控制，保證只有一路電源在輸入，即一路電源輸入時另一路電源則斷開。變壓器為為立體三角形卷鐵芯配電變壓器。從第一電源輸入端和第二電源輸入端輸入的初始電源都為高壓電源。

如附圖2所示，高壓側(cè)雙電源自動切換裝置包括第一負(fù)荷開關(guān)、第二負(fù)荷開關(guān)和用于控制第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)閉與合的開關(guān)聯(lián)鎖機構(gòu)，第一負(fù)荷開關(guān)和第一電源輸入端連接，第二負(fù)荷開關(guān)和第二電源輸入端連接。開關(guān)聯(lián)鎖機構(gòu)包括：雙電源自動切換控制器，該雙電源自動切換控制器通過線路分別與第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)連接。通過線路與第一負(fù)荷開關(guān)連接的第一電壓互感器和第一傳感器，該第一電壓互感器和第一傳感器通過線路與第一檢測模塊連接，第一檢測模塊通過線路與第一信號模塊連接，第一信號模塊通過第一傳輸模塊與中央處理終端連接，第一電壓互感器通過線路與雙電源自動切換控制器連接。以及通過線路與第二負(fù)荷開關(guān)連接的第二電壓互感器和第二傳感器，該第二電壓互感器和第二傳感器通過線路與第二檢測模塊連接，第二檢測模塊通過線路與第二信號模塊連接，第二信號模塊通過第二傳輸模塊與中央處理終端連接，第二電壓互感器通過線路與雙電源自動切換控制器連接。第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)通過線路還與備用電源連接。

在附圖2中，電源I從第一電源輸入端輸入，電源II從第二電源輸入端輸入，形成兩路進(jìn)線電源。正常供電時，第一負(fù)荷開關(guān)合，第二負(fù)荷開關(guān)分，系統(tǒng)由電源I供電。當(dāng)電源I失電時，先將第一負(fù)荷開關(guān)斷開，再將第二負(fù)荷開關(guān)合上，系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)由電源II供電。系統(tǒng)裝有聯(lián)鎖機構(gòu)，確保只能一路電源供電，當(dāng)電源I再次得電時，供電方式保持不變，直至電源II失電或人為改變。第一電壓互感器和第二電壓互感器將高壓電轉(zhuǎn)成低壓400V電源，為第一負(fù)荷開關(guān)、雙電源自動切換控制器、第一檢測模塊、第一傳感器、第二負(fù)荷開關(guān)、第二檢測模塊、第二傳感器等提供電源。第一檢測模塊、第二檢測模塊分別通過第一傳感器、第二傳感器檢測線路的帶電情況和第一負(fù)荷開關(guān)、第二負(fù)荷開關(guān)的開、閉狀態(tài)，以確定受電方式并將信號轉(zhuǎn)化成光電數(shù)據(jù)信號；傳輸模塊由RS232/RS485串口，通過GPRS數(shù)傳終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信號傳輸至中央處理終端。中央處理終端通過已設(shè)定程序或管理員發(fā)出操作指令，雙電源自動切換控制器接到操作指令，經(jīng)已定的操作程序后，向第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)發(fā)出動作指令，實現(xiàn)電源切換，保證變壓器在短時間內(nèi)再次得到供電。備用電源為直流電源，在線路斷電時供操作第一負(fù)荷開關(guān)和第二負(fù)荷開關(guān)用，提高安全性和可靠性。

整個系統(tǒng)可在15秒內(nèi)完成全部操作，減去了原來需在現(xiàn)場操作的“路程時間”； 中央處理終端的計算機監(jiān)控中心可遠(yuǎn)距離人工或按設(shè)定程序自動控制；可實現(xiàn)“一機多臺”管理。

如附圖3所示，所述高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器包括高壓電流互感器和高壓電壓互感器，該高壓電流互感器和高壓電壓互感器分別通過線路與高壓電能質(zhì)量檢測終端連接，該高壓電能質(zhì)量檢測終端通過傳輸模塊與中央處理終端連接。低壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器包括低壓電流互感器，該低壓電流互感器通過線路與低壓電能質(zhì)量檢測終端連接，該低壓電能質(zhì)量檢測終端通過傳輸模塊與中央處理終端連接。電源剛輸入的時候是高壓電源，

傳輸模塊為GPRS數(shù)傳終端，是一個包括900/1800雙頻GPRS的GSM模塊。采用金屬外殼，不受外界信號干擾，外部采用交流220V供電，開關(guān)電源模塊內(nèi)置，外部接口為標(biāo)準(zhǔn)9芯串口，標(biāo)準(zhǔn)串口通過本終端模塊加GPRS網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收發(fā)。

高壓電能質(zhì)量監(jiān)測終端配有RS232/RS485串口。監(jiān)測終端對電網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓、電流進(jìn)行實時采集，并對交流采樣數(shù)據(jù)快速分析、計算，得出電網(wǎng)系統(tǒng)中的實時高壓運行數(shù)據(jù)：三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、總有功電量（累計）、總無功電量（累計）、零序電流；三相諧波電壓、諧波電流總畸變率、頻率；三相3、5、7、9、11、13、15、17、19次電壓、電流畸變率。并將數(shù)據(jù)儲存，儲存數(shù)據(jù)可保存90天，斷電不丟失。通過GPRS數(shù)據(jù)終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信號傳輸至中央處理終端。

低壓電能質(zhì)量監(jiān)測終端將獲得的實時交流采樣數(shù)據(jù)快速分析、計算，得出電網(wǎng)系統(tǒng)中的實時低壓運行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)項目及傳輸、監(jiān)測方式與以上所述高壓無線通信數(shù)據(jù)采集和控制器相類似。

中央處理終端的管理員通過配套的?電能質(zhì)量分析管理軟件?，監(jiān)測設(shè)備的運行情況，對低壓智能型框架式斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)距離人工或按設(shè)定程序自動控制；根據(jù)實際的需求、將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果用報表、曲線圖等形式顯示和打印相關(guān)報表，可外接打印機，即可將相關(guān)數(shù)據(jù)以紙張的形式打印出來。

動態(tài)無功補償及濾波裝置對提高電網(wǎng)的傳輸能力和減少線路損耗，提高設(shè)備的利用率，節(jié)約能源；穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)電壓、減少電壓波動，抑制、治理諧波，優(yōu)化電網(wǎng)的供電質(zhì)量具有良好效果。所述動態(tài)無功補償及濾波裝置包括通過線路依次連接的智能監(jiān)控終端、主斷路器、熔斷器組、投切調(diào)節(jié)器、電抗器組和電容器組，智能監(jiān)控終端上還連接有觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路與投切調(diào)節(jié)器連接，智能監(jiān)控終端上還連接有數(shù)傳終端，該數(shù)傳終端與外界的計算機監(jiān)控中心連接，智能監(jiān)控終端通過線路還連接有低壓電流互感器，該低壓電流互感器通過線路與低壓模塊連接。

以設(shè)計無功補償及濾波裝置時需要注意以下幾點：

1、投切調(diào)節(jié)器采用反并聯(lián)進(jìn)口晶閘管模塊，由其它電子組件構(gòu)成觸發(fā)電路、同步電路及控制電路；控制電路與配電綜合測控儀的控制信號采用光電隔離技術(shù)，以避免互相干擾。

2、電容器組的電容器是基于諧波工況下的產(chǎn)品，以免影響補償和濾波效果，造成質(zhì)量問題。

3、電抗系數(shù)的選擇直接影響到濾波效果。在確定電抗系數(shù)前，必須進(jìn)行現(xiàn)場諧波測量或仿真計算，評估配電系統(tǒng)諧波影響的性質(zhì)與水平，從而選用合適的電抗系數(shù)的電抗器。

4、智能監(jiān)控終端等元器件的電源由主斷路器取得；取樣電流由低壓模塊主回路取得。測控儀對電網(wǎng)系統(tǒng)交流采樣數(shù)據(jù)快速分析、計算，得出電網(wǎng)系統(tǒng)中的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)：三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率及功率因數(shù)等，得出所需補償或切除的電容容量數(shù)值，并選擇出與該數(shù)值最相近的一組電容，然后向控制該組電容器的投切調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號，投入或切除該電容器，相應(yīng)時間≦10ms；同時將投入前、后的相關(guān)運行數(shù)據(jù)儲存。儲存項目：三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、總有功電量（累計）、總無功電量（累計）、零序電流；三相諧波電壓、諧波電流總畸變率、頻率；三相3、5、7、9、11、13、15、17、19次電壓、電流畸變率。儲存數(shù)據(jù)可保存90天，斷電不丟失。傳輸模塊通過RS232/RS485串口，經(jīng)GPRS數(shù)據(jù)終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信號傳輸至中央處理終端。

計算機監(jiān)控中心配套相應(yīng)的?配電分析管理系統(tǒng)軟件?，對裝置實行遠(yuǎn)距離實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測、人工或按設(shè)定程序自動控制；根據(jù)實際的需求、將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果用報表、曲線圖等形式顯示和打?。豢蓪崿F(xiàn)“一機多臺”管理。

綜合節(jié)能裝置各部分的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制可以各自獨立進(jìn)行，也可以通過?綜合管理系統(tǒng)軟件?統(tǒng)一管理、控制，還可以實現(xiàn)“一機多臺”管理，節(jié)省大量人力、物力財力，有利于電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)備及運行狀況的集中化管理。

需要說明的是，以上所涉及到的?配電分析管理系統(tǒng)軟件?等程序，是預(yù)先內(nèi)置于相應(yīng)設(shè)備中的，其自身并非是本實用新型的創(chuàng)新和保護(hù)點所在，本實用新型是基于設(shè)備的基礎(chǔ)之上利用其特性來對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行更為便捷的分析。

另外，變壓器優(yōu)選10kV系列S13-M立體三角形卷鐵芯配電變壓器，該立體三角形卷鐵芯配電變壓器突破了傳統(tǒng)的平面式結(jié)構(gòu)，采用三相對稱立體式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品三相鐵芯磁路完全對稱，磁阻大大減少，勵磁電流、空載損耗顯著降低，是一種使用傳統(tǒng)材料，但運行噪音更低，結(jié)構(gòu)更為緊湊的高效節(jié)能型變壓器。立體三角形卷鐵芯變壓器與平面疊片式鐵芯變壓器比較如下：

1、結(jié)構(gòu)、工藝

(1)鐵芯由三個完全相同的單框拼合而成，拼合后的等邊三角形立體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，鐵芯機械強度高，三相受力一致，使器身抗短路能力增強。

(2)鐵芯在制造過程中經(jīng)過真空退火處理，能基本消除內(nèi)應(yīng)力，磁路各處均無高磁阻存在，使空載損耗與空載電流大幅度下降。

(3)鐵芯無接縫連續(xù)卷繞，硅鋼帶結(jié)構(gòu)緊密，工作振動小，可使噪音降低到最低限度。

(4)鐵芯三相磁路連貫，且較疊片鐵芯及平面卷鐵芯變壓器最短，確保三相供電平衡，并使降低損耗效果顯著。

(5)硅鋼片剪裁可以做到無廢料加工，即材料的利用率為100%。鐵芯無接縫連續(xù)卷繞，可最大限度消除人工疊片、疊裝、拆插上鐵軛造成的質(zhì)量波動，減少加工工序，提高生產(chǎn)率。

(6)三角形鐵芯空間利用系數(shù)高，線圈導(dǎo)線的長度減少，即可節(jié)約原材料，又可降低負(fù)載損耗，從而減輕變壓器的重量。并且體積比常規(guī)產(chǎn)品要小，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，占地面積小。

2、性能及用材

對比條件：相同的芯柱橫截面面積；相同的窗高尺寸；相同的芯柱中心距。

(1)節(jié)電節(jié)能：空載損耗S13比S11國家標(biāo)準(zhǔn)值降低25%，空載電流S13比S11國家標(biāo)準(zhǔn)值降低80%；

(2)省材降耗：節(jié)省硅鋼片20%，銅2-3%；

超低靜音：噪音可降低7-10dB。

需要說明的是，變壓器本身并非是本實用新型的發(fā)明點所在，本實用新型是優(yōu)選該立體三角形卷鐵芯配電變壓器，從而能夠更好的進(jìn)行節(jié)能和控制。在不脫離本實用新型的創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。