美式箱變在城市10kV配電網中的應用分析

張曉明

(廣東電網公司珠海香洲供電局,廣東 珠海 519000)

1 概述

目前，隨著我國城市化進程的加快，城市土地的附加值越來越大，越來越多的房地產開發商為充分利用土地資源，將原應設置在樓宇內的10kV變電所改為戶外箱變，以達到提高土地利用率的目的。其中美式箱變使用比例較高，在珠海地區約占配電供應站30%以上，占戶外箱式變電站50%，而且有越演越烈的趨勢。而美式箱變自身設計缺陷，諸如操作空間小、設備更換不便、表計不能明抄、變壓器不能調壓等等，就目前來講，都是難以克服難題以及誘發事故發生的根源。所以美變的過濫使用，在給客戶帶來價廉物美的電氣產品的同時，卻給電網運行及檢修部門帶來了極大的不便，增大事故發生幾率，增大供電部門的管理難度。

2 戶外箱變的種類、特點

目前，我國城市電網中掛網運行的戶外組合式變電站主要有2種型式：歐洲式戶外箱式變電站簡稱歐式箱變、美國式的戶外箱式變電站簡稱美式箱變。

歐式箱變內各個功能室各自獨立，并設置向外開起的鐵門，設計上與磚混式變電所有異曲同工之處，所選用設備均可互換。而美變則不同，早期的美變是有鮮明的軍工產品特點的，據相關資料介紹，七十年代未八十年代初，美軍為適應沙漠以及野戰需用而向相關電氣生產廠家訂購一批體積小、安裝方便的簡裝一體式供電站，出于軍事目的，當然設計上就因簡就陋，箱體內無計量裝置和電容無功補償裝置。

?

由于美式箱變體積小、結構緊湊、僅為同等容量歐式箱變的三分之一，故從上世紀的九十年代未，國內開始引進了這種設計新穎、外觀美觀、結構簡便、占地面積小的戶外箱變。在珠海，由于土地越來越少，特別是主城區土地更是尺土寸金，故這種安裝方便、與同類歐式箱變比價格低廉的戶外箱變越來越受到客戶的青睞，目前在主城區內工廠、商場、酒店、農副市場等周邊隨處可以見到類似產品。

3 美式箱變的運行分析

與歐式箱變比較，美式箱變鮮明特點就是體型小，結構簡單，箱體內變壓器與高壓開關組合在一體，難于進行有載調壓，只能滿足對供電質量要求不高的一般用電戶。

早期產品不裝計量表記及無功電容補償裝置，容量一般在630kVA及以下。2000年代后，隨著科學發展、技術創新、產品更新換代，國內電氣廠商在引進、消化基礎上不斷對原產品進行升級改造，以最大限度適應市場需要，其中最大改造部分是將箱體擴大，在內部預留低壓計量表計位置，增加了電容無功補償裝置，但其本身結構設計上缺陷，技術上是難于克服的，以下就這方面的問題淺談自己的見解，供參考。

3.1 高壓開關操作不便

美式箱變中的高壓開關采用多位置負荷開關，終端采用二位置負荷開關，環網采用四位置負荷開關，通過旋轉開關位置實現分合閘，由于操作孔在箱體凹入部分，操作人員需貼近柜體，增加操作難度及風險。

3.2 低壓開關操作不便

由于空間狹小，低壓開關分合閘操作時稍有不慎就會碰到開關上端頭銅母線，增加操作人員危險。另外，由于位置狹窄，更換設備也很不便，尤其是需頻繁更換的電容器組。

3.3 抄表不便

由于表計裝在箱體內，電力部門抄表工每次抄表均需將箱變門打開，因表計裝在箱變低壓室狹窄空間內，如在光線不足或陰雨天氣，容易造成錯讀、誤讀，增大數據抄錯幾率。

3.4 散熱效果差

由于空間狹小，大部分箱變又無裝設強力通風裝置，目前在用的基本上是采用自然通風。在南方，特別是珠三角地區，夏季時間長，溫度高，局部地區達420C或以上，裝在戶外箱變內溫度常達600C溫度或以上，如此高的溫度極易使設備老化程度加快，而且珠三角地區每年的三、四、五月份濕度很大，達到90%甚至到100%，很容易造成相間短路。

4 美式箱變、歐式箱變的性價比

以上談了美變在實際運行中帶來的一系列問題，但是為和市場占有率還如次高呢？筆者認為價格占有很大的分量，以上就廠家提供的變壓器容量從125kVA開始至1000kVA止，高壓一進一出，低壓標準配置歐式箱變與美式箱變報價列表1。

從表1中可看出，剔除美變結構上諸多技術上缺陷，美變與歐變比，價格上有很大的優勢，容量在315KVA時，歐變與美變價格最接近，但從315KVA至125KVA，315KVA至1000KVA每遞減、遞增一個級別，價格就相應遞增一個級別，價格相差越來越大，相差幅度從1.9萬至6.7萬逐步遞增。

對很多用戶來說，對這兩種箱變，有些是根本不懂、有些是似懂非懂，在這樣情況下，價格是占有關鍵因數，試想美變占地面積又小，且外觀還挺美觀，而且一項工程能少花幾萬錢，那和樂而不為呢？這也是美變占有半壁江山的原因。

5 美式箱變的適用范圍

隨著這幾年美式箱變普及使用，以及使用過程中所帶來的一系列問題，綜合運行、檢修、計量單位意見，筆者認為，應限制在一定范圍內，或至少因在工程技術人員在設計時告會用戶，所選用設備的利與弊，筆者認為選用美變時至少應考慮以下方面問題：

5.1 容量問題：建議容量控制在630KVA及以下時，主要考慮箱體本身散熱問題、回路出線問題。

5.2 環境問題：建議裝設在通風、通氣、遮陰位置，高出自然地面0.6米或以上，基礎底部設通風孔，如有條件，應在箱變頂部1米左右設遮陰棚（可種載爬藤類植物），夏天時可避免酷熱陽光直射，減少箱體溫度。

5.3 計量及回路問題：建議控制在單一計量類別的用戶，出線回路控制在4回路及以下，不需頻繁操作開關的用電戶，。

5.4 高壓設置問題：建議按終端負荷考慮，美變內高壓開關設置與歐變、磚混結構變電所采用高壓柜不一樣，

結語

綜上所述，在選擇戶外箱式變電站選型時，特別是在引進外國產品，如本文提到的美式箱變時，要有適應中國國情的問題。中國地大物博，南方、北方、內地、沿海，氣候相差很大，故選用設備時，一定考慮當地氣候條件，選用性價比優越的、運行安全、可靠的電氣產品。

[1]丁雪峰;鄭梅。美式箱變在住宅小區配電中的應用[J].中國科技信息,2008.

[2]范杰 淺議美式箱式變電站在配電網中的應用[J].青海電力,2006.