箱式變電站在農網改造升級過程中的應用

張鴿

(國網西藏電力有限公司，西藏 850000)

1 引言

當前西藏自治區農村電網工程建設分布廣泛，用電地點和施工點比較分散，海拔較高，存在很多人為和自然因素的影響，施工和變電站管理難度較大，由于人員素質問題，使得農村電網終端變電站(非箱式變電站)的工程施工很多沒有完全按照相關工程建設的工藝和技術規范進行施工，在變電站投運后存在很多問題，為將來運行維護單位的運維帶來了極大的工作量，同時使得故障率很高，給安全可靠性供用電帶來的較大的影響，針對以上情況做以下主要問題分析。

2 箱式變電站概述

箱式變電站，簡稱“箱變”，箱式變電站又稱戶外變電站，也稱做組合式變電站，通常主體為三相油浸式電力變壓器，并將高低壓開關、電能計量、防雷保護等組件合理布置，緊湊連接，放置于一個鋼結構箱式房內，融為一體，它具備了變電、配電功能，又有計量裝置，是一座完整的、占地面積小、占用空間少、安裝方便的受電變配電站。隨著配電裝置向成套化方向快速發展，箱變以其獨有的特點，非常適應于農村10kV、35kV規模的終端變電所的新建工作。西藏具有地域廣闊，高原地區特殊氣候特點，平均海拔在4000米左右，多山、多無人區，很多變電站建設在人口稀少的地方，施工建設較為困難。人口分布擴散的地方，適合箱式變電站的建設和應用，箱式變電站設備基本實現無油化，主變采用油浸式變壓器，是在降低投入成本的同時，也增加主變的帶負載能力。

3 箱式變電站的特點

箱式變電站以其顯著優點，在農網建設(改造)中應用。因其具有組合靈活、便于運輸、遷移、安裝方便、施工周期短、運行費用低、占地面積小、無污染、維護量小等優點，在農網建設(改造)中，應用于農村10～35kV中小型變電所的建設與改造，還具有易于深入負荷中心，減少供電半徑，提高末端電壓質量等特點，因此特別適用于農村電網的建設和改造。

4 在西藏農網升級過程中使用箱式變電站原因

(1)分析西藏農村的特點:西藏自治區包括7個地區(市)和73個縣(市區)，全區共有683個鄉(鎮)、5931個村、54.31萬戶，農村人口居住分散。長期以來，西藏地區的農牧民生活用能依靠薪柴、薪草、畜糞和草皮等的方式，大量自然資源被消耗，自然災害頻繁發生，給西藏本來就脆弱的生態環境帶來了巨大的壓力。近些年來西藏的生態環境有惡化的趨勢，具體表現在:草地生態系統日趨惡化，荒漠化面積不斷擴大，森林的生態調節能力下降，生物多樣性受到嚴重威脅。西藏生態環境脆弱，治理難度大，一旦遭受破壞，恢復將要付出更大代價。

(2)西藏農村電網主要存在的問題是:農村的可持續發展受到電力供應制約，在西藏地區的農村供電與城市供電有很大差異，農村人口居住分散，負荷密度低，用電量小;農網供電線路長，放射性供電網絡比重大。農網供電質量差、農村用電水平低，是西藏農村用電的突出問題。第一，電網結構薄弱，難以保證電網的安全運行和正常供電，影響農村經濟發展和生活水平提高。電網結構薄弱的具體表現:一是電網結構呈放射狀，抵御事故和自然災害的能力低;二是電源結構不合理，骨干電源單一，電廠事故直接危及電網安全;三是設備老舊，技術裝備落后，故障率高;四是外力破壞和自然災害頻繁。第二，供電能力和可靠性差、線損高、電壓質量低，已成為制約農村發展的“瓶頸”。以西藏拉薩七縣一區為例，目前大多數的農村電網電源線均為單回線，不符合N－1安全穩定原則，而且，聯絡線沿線的地理環境較差，故障率較高，這些都嚴重影響電網的安全穩定運行。第三，西藏電力農村電網建設運營成本高，效益差，處于嚴重虧損狀態，增加的企業的負擔。

(3)使用箱試變電站的原因:第一，西藏農村電網在建設過程中，土地的使用工作越加不好協調，選用箱式變電站無房建工程量，減少了占地面積，設備布置集中，箱式變電站符合國家節約土地的政策。同時減少了建設的資金投入和建設周期，較一般常規變電站能節約資金40%，建設周期較常規變電站減少50%，使其能做到盡快建設、盡快運行、盡快為農村經濟建設發揮最大的作用。第二，箱式變電站箱體部分采用目前國內領先技術及工藝。外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標準集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，內封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內安裝空調及除濕裝置，設備運行受自然氣候環境及外界污染影響較小。箱體內一次設備采用單元真空開關柜、干式互感器、真空斷路器(彈簧操作機構)等國內技術領先設備，產品無裸露帶電部分，為全絕緣結構，全站基本可實現無油化運行(西藏地區除了主變)，采用無油設備將有效地避免常規變電站設備難以根治的滲漏問題。第三，西藏農網分布很分散，采用箱式變電站后減少了設備維護的工作量和減少了維護費用，降低成本;第四，箱式變電站由于結構比較緊湊，每個箱均構成一個獨立系統，這就使得組合方式靈活多變，在西藏以往的農村電網建設和后期維護過程中，存在建設質量、設備質量和維護資金不足等問題，造成目前很多已建成的農網存在很大的安全隱患，隨著農村用電量的不斷加大，十二五期間農村將有很大的發展，經濟要發展電力要先行，目前西藏農村電網已經開始了新一輪農村電網改造升級工作，建議可優先考慮采用箱式變電站，即35kV及10kV設備全部箱內安裝，組成全箱式變電所;也可以采用35kV設備室外安裝，10kV設備及控保系統箱內安裝，這種組合方式。總之，箱式變電站沒有固定的組合模式，使用單位可根據實際情況自由組合一些模式，以滿足安全運行的需要。第五，首先區內各縣域的電力管理部門不一，有水電局代管的、有電管站性質的、由發改委代管的;其次各縣上沒有專業的電力管理技術人才，這些給農村電網的安全可靠運行帶了極大的安全隱患，使用箱式變電站:一是可以降低故障率;二是減少了運行維護的工作量和運行維護成本;三是接線方式簡單事故處理比較方便，專業技術相對要求較低;四是變電站內二次采用綜合自動化，具有“四遙”功能，滿足無人值班的要求;五是開關有“五防”功能，電容器、電壓互感器、電流互感器等相關設備均應在箱體內，防止誤操作事故的發生;六是采用直流操作，選用全封閉免維護蓄電池，控制系統采用微機技術，具有與綜合自動化的通訊接口，實現遙測、遙信、遙控功能，能夠及時發現設備的異常運行狀態。

5 箱試變電站在西藏使用過程中可能遇到的問題及建議

(1)箱式變電站在西藏較多適用于較為偏僻的地方，在運行和維護工作上存在很大的問題，建議在建設后較好的落實各項運行維護單位、維護人和維護費用;

(2)高原氣候特殊，建議在設備選型上面要盡量考慮到利舊和高原型設備，以降低成本和保證設備的可靠運行;

(3)西藏農網變電站一般而言電壓等級為35kV、10kV，建議接線方式要簡單，站內不設母線架構，35kV進線過隔離開關進入箱體內，35kV一般采用單母線接線方式，10kV接線方式一般采用單母線分段接線方式，10kV出線采用電纜出線至架空線上。

(4)箱式變電站受體積及制造成本所限，出線間隔的擴充裕度很小，目前西藏自治區各縣由于沒有相對專業人員和組織機構，對自己將來電力需求預測不準，在進行性箱式變電站的設計和預算的時候很容易出線小馬拉大車或大馬拉小車的現象發生，降低了實際使用箱式變電站的優越性，建議在進行計劃建設前選擇負責人的單位對縣內實際情況盡心全面的實際調研，而不是空頭編造或直接調用以往數據，應該做到到達現場實際采集數據;

(5)西藏地區海拔高，紫外線強，建議在選擇液晶顯示裝置應考慮高溫和強紫外線;

(6)箱式變電站一般均為無人值班變電站，雖然有報警裝置，但是任然存在火災情況的發生，建議在以后的建設過程中考慮滅火系統;

(7)由于箱式變電站的空間小，不利于設備的檢修，建議在設備運行前做好設備的交接工作，并做到定期和不定期對設備進行全面巡視檢查;

綜上所述，箱式變電站本身還存在很多的不足和缺點，但是在農村電網的建設過程中，綜合考慮其優點大于常規變電站，相比優點較多，展望未來箱式變電站的生產、建設、運行、維護和管理工作水平都將會有很大的提高。

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