戶外箱式變電站在城網配電系統中的應用

杜萬昌 趙樹萍 李海英

（1、大慶電業局，黑龍江 大慶 163000 2、黑河電業局孫吳供電局，黑龍江 黑河 164300）

1 引言

箱式變電站(簡稱箱變)的叫法在國內外并不統一。箱式變電站術語是現國標(報批稿)《3～35kV 交流箱式變電站》統一的稱謂。于1995年11月，IEC 1330(1995年11月)“高低壓預制式變電站”標準正式頒布。

箱式變電站不同于常規土建變電站，其主要特點為：變電站在制造廠完成設計、制造與安裝，并完成內部電氣接線；變電站經過規定的型式試驗考核；變電站經過出廠試驗的驗證。

箱變是一種把高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定接線方案排成一體的工廠預制型戶內、戶外緊湊式配電設備，具有成套性強、體積小、占地少、能深入負荷中心、提高供電質量、減少損耗、送電周期短、選址靈活、對環境適應性強、安裝使用方便、運行安全可靠及投資少、見效快等一系列優點。

箱變用在市區，可裝在人行道旁、綠化區、道路交叉口、生活小區、生產廠地、高層建筑等處。同容量箱變的占地面積僅為土建站所占面積的1/5～1/10，同時大大減少了工程設計量和施工量，加之箱變可免除用戶申報基建項目，減少審批手續，作到投資少、見效快。這種變電站已在歐美普遍使用，在我國也為越來越多的用戶接受，受到青睞。

2 箱式站的總體結構

箱式站的總體結構是指作為箱式站的三個主要部分——高壓開關設備、變壓器及低壓配電裝置的布置方式。從國內外看，箱式站的總體布置主要有兩種形式：一為組合式，一為一體式。所謂組合式，是指這三部分各為一室而組成“目”字型或“品”字型布置。而一體式是指以變壓器為主體，熔斷器及負荷開關等裝在變壓器箱體內，構成一體式布置。我國是IEC 標準的積極采標國家，因此我國的箱式站為組合式布置。

組合式箱變中，高壓開關設備所在的室一般稱為高壓室，變壓器所在的室一般稱為變壓器室，低壓配電裝置所在的室稱為低壓室。這三個室在箱式站中可有兩種布置，即“目”字型布置和“品”字型布置。

北京北能德理施爾公司引進德國德理施爾公司技術開發研制的箱式變電站其箱體材料具有獨到之處，這種材料由帶多種硬浮泡的強化玻璃纖維聚脂材料構成，此種殼體材料的主要特點如下：

機械強度高，重量輕，表面抗敲擊和耐刻劃，并可防止有害物質和害蟲的侵襲。

抗紫外線輻射，抗曝曬性能好，內部裝有難燃的特殊材料，殼體的熱傳導率相當于約 24cm厚的磚砌體的熱傳導率。可避免因外部溫度而引起箱內溫度升高。

此種材料靠嵌入的硬浮泡達到最佳絕緣值，噪聲減小值在2500Hz時達到37.9分貝。

易成型，外型可變性好，裝飾性強，對環境具有適應性和協調性，其表面可根據用戶的選擇裝飾成仿毛皮表面、小碎石表面等多種形式，對環境有點綴效果。

防潮、阻燃、抗腐蝕，能適應各種氣候條件，殼體不會因冷熱交變產生凝露。

裝配簡易方便，適合各種結構的要求。

經過北能德理施爾公司的不斷市場開拓，目前，此種箱式站已在國內多個城市的城網改造中被廣泛采用，如北京供電局、平頂山供電局等。因其有優良的技術性能和完美的質量而贏得了許多用戶的贊譽。

3 箱變內的中壓開關設備

箱式站中，若是終端接線，使用負荷開關——熔斷器組合電器：若為環網接線，則采用環網供電單元。

環網供電單元一般配負荷開關，它由兩個作為進出線的負荷開關柜和一個變壓器回路柜(負荷開關＋熔斷器)組成。由于我國在城網建設和改造中，推行環網供電，以減少供電的中斷，預期環網供電單元將有大的發展。德國德理施爾公司采用了SF6絕緣的中壓開關設備，開創了SF6絕緣的中壓開關設備的先河。

SF6 環網供電單元的特點是大大提高了人身安全，同時安裝容易，維修少，省地方，經濟效益顯著。環網供電單元由間隔組成，一般至少由三個間隔組成，即2個電纜進出間隔和1個變壓器回路間隔。城網一般用環纜，在用架空線的地方，可將架空線引至環網供電單元旁，再由電纜引進和引出。一般來說，母線和開關封閉在充SF6的殼體內，充氣壓力一般為0.2～0.5bar 表壓。由于殼體封閉，故不受外界環境的影響，提高了設備的可靠性，又由于用SF6 絕緣，故可做到體積小，還由于充氣壓力低，密封等問題好解決。

SF6 環網供電單元的殼體一般按第一類設備來設計，這就是說殼體由2.5～3mm 厚的鋼板或不銹鋼焊成，在壽命期間一次密封。殼體焊成無密封處，可保證最大限度的氣體密封性。

為了防止內部故障引起殼體爆炸，使用了獨特的故障電弧限制器，即當出現內部故障時，因壓力上升而使殼體鼓肚，這一變形經機械連桿而使接地刀立即接地，即可消除故障電弧。

4 KSP 型戶外箱式變電站的特點

戶外箱式變電站的額定電壓：12、17 5、24KV；容量級別：250、630、1250KVA；外殼壁板由帶多種硬浮泡的強化玻璃纖維聚脂材料成構成，其表面耐大氣腐蝕、抗紫外線、抗刻劃的樹脂層作為保護層。內部裝有難燃的特殊材料，變電站內部的熱量傳導到外部較慢，從而避免了凝露的形成；外殼由可旋螺絲的防腐蝕鋁材支架和聚脂壁組成，多層板能將噪音減小在37.9分貝內；帶有不銹鋼螺栓和導軸襯的鋁材門條確保免于維護，擰緊的門條密閉，可以有效防盜；箱式站的銷售配備有一個手動的應急門栓，在門銷關閉的情況下，可以從里面把門打開；箱變頂蓋為單體且可提起，它有硬浮泡填充的強化玻璃纖維聚脂殼構成，殼體、壁板和門板符合高絕緣的要求，兩側環流通風借助鋁材篩板可防止異物進入，杜絕小動物引起的接地、短路事故。變壓器散熱用可動的通風窗，當內部可能出現壓力波時，通風窗便能自動關閉。在可維護的箱式變壓器內，設有可防水的多層木制復合地板，而不同間隔用可靠的鐵板隔開。

戶外箱式變在結構上采用了頂蓋與箱體之間用彈簧拉緊的措施，在正常情況下頂蓋緊閉，出現故障發生電弧時，故障電弧產生的巨大能量使箱體的內部壓力迅速上升，此時，由彈簧拉緊的頂蓋被抬高幾厘米將壓力迅速釋放，避免發生爆炸事故。

裝有故障電弧限制器的箱式變，在箱變內出現故障時，可有效防止輻射，通過安裝帶一體化故障電弧限制器的中壓配電設備，可確保設備的安全運行。具有防雨雪、防風塵、防潮、防小動物、防爆、防觸電、防誤操作等多種功能。

5 結束語

箱式站在國外已普遍使用，在我國已興起。在我國，箱式站的制造廠家越來越多，使用也越來越多。在這方面必須熟悉國際標準在這方面的規定，特別是對內部故障電弧的試驗方法和試驗判據，借鑒國外在防御內部故障電弧上采取的種種措施，提高箱式站防御內部故障電弧的能力，使之最好不發生，一旦發生，也能將其影響減至最小。結合我國的實際，完善箱式站的多種功能，以優良的性能、創新的結構、優質的服務，迎接來自國內同行的挑戰。

[1]陳東.淺論箱式變電站及其發展方向[J].科技情報開發與經濟.2003-12-30.

[2]箱式變電站在中低壓電網中的應用[J].衛明星.山西電力.2007-06-15.