箱式變電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

寇彩潮

(潞安集團(tuán)聚創(chuàng)分公司，山西 長(zhǎng)治 046204)

我國(guó)箱式變電站的發(fā)展較晚，基本是在20世紀(jì)90年代的電網(wǎng)改造中得到應(yīng)用，具有維修簡(jiǎn)單、便于安裝與運(yùn)輸、體積小、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在社會(huì)生產(chǎn)生活中，有利于保障供電的穩(wěn)定性。箱式變電站主要是統(tǒng)一裝配低壓配電裝置、高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器等，結(jié)合運(yùn)行規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn)要求，構(gòu)建安全有效的操作設(shè)備，從而減少供電半徑，提高供電效率和電壓質(zhì)量。

1 箱式變電站的應(yīng)用特點(diǎn)

在實(shí)際應(yīng)用中，箱式變電站具備以下應(yīng)用特點(diǎn)：第一，性能穩(wěn)定性強(qiáng)，目前所使用的箱體外殼主要以集裝箱材料為主，基礎(chǔ)性能較強(qiáng)，并且還對(duì)其進(jìn)行全面防腐處理，內(nèi)封板的材料為主要應(yīng)用到的是鋁合金扣板，該材料具備較強(qiáng)的耐溫性，在-40 ℃～+40 ℃的環(huán)境中已經(jīng)可以正常使用，滿足大部分區(qū)域的基礎(chǔ)用電需求；第二，自動(dòng)化程度高，目前箱式變電站所使用到的一次設(shè)備基本上都可以滿足基礎(chǔ)性的應(yīng)用需求，而且系統(tǒng)本身的封閉性較強(qiáng)，沒(méi)有多余導(dǎo)線裸露在外界，這也提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且運(yùn)行過(guò)程依靠自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，具備非常強(qiáng)的自動(dòng)化特征；第三，工廠預(yù)制化，目前很多區(qū)域所使用的像是變電站各部分都可以在工廠完成預(yù)制，而且從生產(chǎn)到安裝完成的時(shí)間周期在10 d以內(nèi)，具備非常高的生產(chǎn)效率[1]。

2 箱式變電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 接地設(shè)計(jì)

在箱式變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，接地設(shè)計(jì)屬于非常基礎(chǔ)的應(yīng)用內(nèi)容，在具體設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)應(yīng)用內(nèi)容：第一，在接地線路規(guī)格、尺寸、安裝位置的確定過(guò)程中，需要根據(jù)GB/T11022中規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容展開設(shè)計(jì)，確保各項(xiàng)參數(shù)的合規(guī)性，也為后續(xù)施工安裝奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；第二，為了確保箱體運(yùn)行過(guò)程中的安全性，還需要設(shè)計(jì)一條接地導(dǎo)體，該導(dǎo)體會(huì)將箱體各個(gè)系統(tǒng)連接在一起，如果系統(tǒng)遇到電壓過(guò)大的情況，可以借助該導(dǎo)體起到分流的作用，從而保護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性[2]；第三，在對(duì)接地導(dǎo)體材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要注意電流密度的選擇，一般情況下，所選材料應(yīng)滿足線路短路為1 s時(shí)，材料電流密度在200 A/mm2以內(nèi)，如果線路短路時(shí)間為3 s，那么材料電流密度在125 A/mm2以內(nèi)，從而滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。

2.2 輔助設(shè)備

在箱式變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要應(yīng)用到許多的輔助設(shè)備，這些輔助設(shè)備以低壓設(shè)備為主，如備用電源、照明系統(tǒng)等。在對(duì)其展開設(shè)計(jì)時(shí)也需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，在輔助設(shè)備規(guī)格、尺寸、安裝位置的確定過(guò)程中，需要根據(jù)GB/T14821.1中規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容展開設(shè)計(jì)，確保各項(xiàng)參數(shù)的合規(guī)性，也為后續(xù)施工安裝奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；第二，在安裝過(guò)程中需要做好質(zhì)量驗(yàn)收工作，對(duì)于使用到的設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行核實(shí)，確定沒(méi)有問(wèn)題后對(duì)其進(jìn)行安裝，隨后展開調(diào)試工作，確定其滿足要求后再應(yīng)用到系統(tǒng)安裝中[3]。

2.3 操作通道

對(duì)于箱式變電站正常工作情況而言，操作通道是提供維修空間的重要保障，在對(duì)其展開設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)相關(guān)規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行明確，以此為基礎(chǔ)展開相應(yīng)的設(shè)計(jì)。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所設(shè)置的通道寬度不能低于800 mm，其長(zhǎng)度則根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。而且在設(shè)置箱式變電站內(nèi)部門的開關(guān)方向時(shí)，為了給維修提供便利，降低門厚對(duì)于操作通道的影響，其開門方向應(yīng)朝向出口處。除此之外，在操作通道設(shè)計(jì)時(shí)，其他的系統(tǒng)，如系統(tǒng)開關(guān)、機(jī)械傳動(dòng)裝置等，其突出寬度應(yīng)控制在300 mm以內(nèi)，若超出此范圍，此時(shí)需要適當(dāng)增加操作通道寬度，確保最窄處寬度在500 mm以上，為后期檢修活動(dòng)的進(jìn)行提供良好的作業(yè)環(huán)境。

2.4 箱體設(shè)計(jì)

箱體作為整個(gè)變電站能夠順利工作的基礎(chǔ)條件，該結(jié)構(gòu)需要具備較強(qiáng)的耐溫性、散熱性、耐久性。因此在對(duì)其展開設(shè)計(jì)時(shí)，第一，需要為其他系統(tǒng)提前預(yù)留好安裝位置，如溫度計(jì)、傳感器、煙霧傳感器等，這也為后續(xù)安裝工作的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)；第二，做好系統(tǒng)的隔熱設(shè)計(jì)，在箱體中間添加保溫層，作用是避免外界溫度對(duì)內(nèi)部環(huán)境的影響，同時(shí)也可以起到良好的防潮性，降低外界環(huán)境對(duì)于變電站工作狀態(tài)的影響。

2.5 安全設(shè)計(jì)

雖然箱式變電站在工作過(guò)程中，具備了較強(qiáng)的自動(dòng)特性，可以有效降低安全問(wèn)題的發(fā)生幾率，但是從延長(zhǎng)箱體使用壽命進(jìn)行考慮，還是需要展開相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)，以此來(lái)營(yíng)造安全的運(yùn)行環(huán)境。在實(shí)際應(yīng)用中，第一，需要設(shè)置繼電保護(hù)裝置，在系統(tǒng)通過(guò)電壓量過(guò)大時(shí)，保護(hù)裝置便會(huì)啟動(dòng)，將電源設(shè)備和其他系統(tǒng)的工作電路斷開，同時(shí)向自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，提示故障部位，以此來(lái)降低用電事故帶來(lái)的負(fù)面影響；第二，在箱體門的內(nèi)側(cè)需要用耐久性較強(qiáng)的高分子材料繪制一幅箱體電路圖，這也便于故障出現(xiàn)后可以快速定位故障位置，加快故障的檢修效率。

3 箱式變電站的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段箱式變電站主要在住宅供電方面應(yīng)用較多，在實(shí)際應(yīng)用中，該結(jié)構(gòu)會(huì)通過(guò)電力電纜和10 kV開閉所進(jìn)行連接，以該場(chǎng)所作為發(fā)出點(diǎn)，對(duì)于電能進(jìn)行初步分配。初步分配的電能會(huì)通過(guò)環(huán)網(wǎng)柜、分接箱進(jìn)行再次分配，這樣可以額實(shí)現(xiàn)電能的優(yōu)化分配。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，如果服務(wù)的區(qū)域建筑物較少，那么在應(yīng)用中使用電纜分支箱加環(huán)網(wǎng)式箱變方式便可滿足基礎(chǔ)的應(yīng)用需求。若服務(wù)的建筑物數(shù)量較多，一般采用環(huán)網(wǎng)柜加環(huán)網(wǎng)式箱變方式實(shí)現(xiàn)供電分配所需。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)對(duì)于箱式變電站的研究起步時(shí)間較晚，在幾十年的發(fā)展過(guò)程中，目前也形成了較為完善的應(yīng)用體系，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定性也在不斷提高。并且在其他技術(shù)的支持下，箱式變電站也會(huì)向著智能化方向進(jìn)行進(jìn)一步發(fā)展，從而起到提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的作用。