論箱式變電站的設計與應用

呂 航

沈陽昊誠電氣有限公司

論箱式變電站的設計與應用

呂 航

沈陽昊誠電氣有限公司

箱式變電站經常又被稱為戶外成套變電站，主要的應用范圍是在戶外，是歐美等西方發達國家在20世紀60年代推出的新型變電設備，由于它無污染，體積小，便于運輸和安裝，維修簡單，對市容的影響小，一出現就受到各國的關注。我國的箱式變電站的發展起步相對較晚，大約在20世紀90年代時在我國電網改造的過程中得到了應用。

箱式變電站；高壓開關設備

一、箱式變電站的類型

1、組合式變電站(歐式)

歐式箱變是將高壓開關設備,電力變壓器,低壓配電設備三個不同的隔室,通過電纜或母線來實現的電氣連接。排列成“目”字型或“品”字型,所用的高低壓配電裝置及變壓器均為常規的定型產品。歐式箱變的優點是結構靈活,適應性強,高壓主接線方案靈活,變壓器可以采用S9,S10等油浸變壓器或SCB9等干式變壓器,低壓配電設備則完全可以根據用戶要求量身定做,可以選用各種類型的低壓配電設備,低壓側主接線可以包括出線柜,任意路數的出線柜以及無功補償。缺點是體積偏大。

2、預裝式變電站(美式)

美式箱變是將變壓器器身,高壓負荷開關,后備保護熔斷器及高低壓連線置于一個共同的封閉的油箱內,構成一體式布置,用變壓器油作為帶電部分相間及對地的絕緣介質,同時預裝式箱變具有齊全的運行監視儀器儀表,如壓力計,壓力釋放閥,油位計,油溫表等。預裝式箱變的優點是體積小。由于采用了全絕緣的高壓進出線端子和電纜附件,使高壓間隔內沒有任何裸露的帶電部分,具有安全可靠的運行特點：由于變壓器油箱即是美式箱變外殼的一部分,因此散熱條件好,由于采用難燃油作為絕緣介質,使之既可用于戶外,又可用于戶內,適用于住宅小區,工礦企業及各種公共場所。缺點是結構局限性大大,往往無法滿足用戶各種各樣的需求。

二、箱式變電站的優點

1、技術先進安全可靠

采用標準的集裝箱材料來制作箱體框架，外殼通常采用鍍鋁鋅鋼板，具有很強的抗腐蝕能力，20年內不會產生銹蝕。采用鋁合金扣板做內封板，采用防火保溫材料做夾層填充，箱體內安裝有除濕裝置及空調設備，箱變在運行時基本上不受氣候環境以及外界污染的影響，在40℃～+40℃的環境溫度下可以正常運行。箱體內一次設備采用全封閉高壓開關柜、干式互感器、干式變壓器、彈簧操作機構、真空斷路器，旋轉隔離開關等先進設備，無裸露帶電體，采用全封閉以及全絕緣結構，完全避免了觸電事故的發生；箱式變電站運行可以實現無油化，大大提高了運行的安全性；二次采用微機綜合自動化系統。運行時不需要要人看守。

2、自動化程度高

全站采用智能化設計，完全可以實現遙測、遙信、遙控、遙調。保護系統采用變電站微機綜合自動化裝置，分散安裝，其中每個單元能夠獨立運行。可以遠程設置運行參數，并對箱體內溫度、濕度進行控制，并可以實現遠方煙霧報警，不需要安排專員值班；根據需要還可實現圖像遠程監控。

3、組合方式靈活

箱式變電站的結構緊湊，其中每個箱均構成為一個獨立的系統，這就使得箱變的組合方式靈活多變。可以全部采用箱式，即35kv、10kv設備全部采用箱內安裝的方法，組合而成全箱式變電站；也可只用10kv開關箱，室外安裝35kv設備、10kv設備及控保系統箱內安裝的形式。后者，在農網改造中舊站改建特別適用，原有35kv設備可以不動，只需要安裝一個10kv開關箱便可以達到無人值守的要求。箱式變電站沒有完全固定的、一成不變的組合模式，建設時可以根據實際情況合理組合，以滿足安全運行的需要。

三、箱式變電站的設計要點

1、接地

嚴格按照GB/T11022的規定。還應采取以下的保護措施：安裝一條連接箱式變電站的每個設備的接地導體。接地導體的電流密度如用銅導體，當額定短路持續時間為1s時不應超過200A/mm2，當額定短路持續時間為3s時不應超過125A/mm2，但其截面積不應小于30mm2。

2、輔助設備

對于箱式變電站內的照明、輔助電源等低壓裝置應按GB/T14821.1或GB7251.1防護等級進行安裝。

3、操作通道

變電站內部的操作通道要充分考慮到維修時的空間問題，以不妨礙進行任何操作為標準進行設計。該通道的寬度最低的要求一般為800mm。箱式變電站內部的門應朝出口方向關閉，這樣可以不占用操作通道的寬度。門在任一開啟位置或開關設備和控制設備突出的機械傳動裝置不應將通道的寬度減少到500mm。

4、可靠的安全措施

對高壓配電裝置要采用可靠的組合結構來進行保護，例如當油浸式變壓器的容量達到800kVA或者以上時，應該選擇可以切斷電源的設備和變壓器的瓦斯保護相互配合。在箱體門的內側應該貼有主線路圖、控制線路圖，進行一些操作的操作步驟和主要的注意事項，以便維修人員進行參考。

5、箱體要求

箱體內的防護設備要可以在各種條件下正常運行，如照明、通風、散熱等，應加裝相應的檢測裝置來確保箱體內環境的安全，如濕度測量表計、凝露檢測裝置和煙霧報警器，并將監測到的數據可靠地接入變電站的綜合自動化系統，讓工作人員隨時了解到箱體內部的情況；箱頂的設計要充分考慮雨量大小的因素，完善自然排水能力；由于箱體基本上都是在室外的，在夏天承受著紫外線輻射和高溫暴曬的情況，因此做好箱體的隔熱就顯得十分重要，如果隔熱性能不好的話，那么外部溫度過高就有可能引起內部設備出現故障甚至發生事故；箱體要有良好的防潮性能，在嚴酷的環境下可以有效地防治冰凍和腐蝕，發生火災時也要滿足一定的阻燃要求；箱體的設計要考慮美學文化，造型要能和周圍的環境相協調。

結束語：

近年來箱式變電站已經在農村電網改造中得到了廣泛的應用，由于其不影響環境美化、占用的空間小、自動化水平高和經濟實用的特點而受到了人們的歡迎。但是在其應用中也不斷出現了一些問題需要進一步的改進，如箱體內出線線路間隔的空間稍顯不足、檢修時的空間相對狹窄等。

[1]羅暉.箱式變電站及其在設計中的若干問題探討[J].科技資訊，2009，(18).

[2]鄭永坤.35kV箱式變電站的發展與應用[J].農村電氣化，2002，(9).