论箱式变电站的设计与应用

吕 航

沈阳昊诚电气有限公司

论箱式变电站的设计与应用

吕 航

沈阳昊诚电气有限公司

箱式变电站经常又被称为户外成套变电站，主要的应用范围是在户外，是欧美等西方发达国家在20世纪60年代推出的新型变电设备，由于它无污染，体积小，便于运输和安装，维修简单，对市容的影响小，一出现就受到各国的关注。我国的箱式变电站的发展起步相对较晚，大约在20世纪90年代时在我国电网改造的过程中得到了应用。

箱式变电站；高压开关设备

一、箱式变电站的类型

1、组合式变电站(欧式)

欧式箱变是将高压开关设备,电力变压器,低压配电设备三个不同的隔室,通过电缆或母线来实现的电气连接。排列成“目”字型或“品”字型,所用的高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。欧式箱变的优点是结构灵活,适应性强,高压主接线方案灵活,变压器可以采用S9,S10等油浸变压器或SCB9等干式变压器,低压配电设备则完全可以根据用户要求量身定做,可以选用各种类型的低压配电设备,低压侧主接线可以包括出线柜,任意路数的出线柜以及无功补偿。缺点是体积偏大。

2、预装式变电站(美式)

美式箱变是将变压器器身,高压负荷开关,后备保护熔断器及高低压连线置于一个共同的封闭的油箱内,构成一体式布置,用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质,同时预装式箱变具有齐全的运行监视仪器仪表,如压力计,压力释放阀,油位计,油温表等。预装式箱变的优点是体积小。由于采用了全绝缘的高压进出线端子和电缆附件,使高压间隔内没有任何裸露的带电部分,具有安全可靠的运行特点：由于变压器油箱即是美式箱变外壳的一部分,因此散热条件好,由于采用难燃油作为绝缘介质,使之既可用于户外,又可用于户内,适用于住宅小区,工矿企业及各种公共场所。缺点是结构局限性大大,往往无法满足用户各种各样的需求。

二、箱式变电站的优点

1、技术先进安全可靠

采用标准的集装箱材料来制作箱体框架，外壳通常采用镀铝锌钢板，具有很强的抗腐蚀能力，20年内不会产生锈蚀。采用铝合金扣板做内封板，采用防火保温材料做夹层填充，箱体内安装有除湿装置及空调设备，箱变在运行时基本上不受气候环境以及外界污染的影响，在40℃～+40℃的环境温度下可以正常运行。箱体内一次设备采用全封闭高压开关柜、干式互感器、干式变压器、弹簧操作机构、真空断路器，旋转隔离开关等先进设备，无裸露带电体，采用全封闭以及全绝缘结构，完全避免了触电事故的发生；箱式变电站运行可以实现无油化，大大提高了运行的安全性；二次采用微机综合自动化系统。运行时不需要要人看守。

2、自动化程度高

全站采用智能化设计，完全可以实现遥测、遥信、遥控、遥调。保护系统采用变电站微机综合自动化装置，分散安装，其中每个单元能够独立运行。可以远程设置运行参数，并对箱体内温度、湿度进行控制，并可以实现远方烟雾报警，不需要安排专员值班；根据需要还可实现图像远程监控。

3、组合方式灵活

箱式变电站的结构紧凑，其中每个箱均构成为一个独立的系统，这就使得箱变的组合方式灵活多变。可以全部采用箱式，即35kv、10kv设备全部采用箱内安装的方法，组合而成全箱式变电站；也可只用10kv开关箱，室外安装35kv设备、10kv设备及控保系统箱内安装的形式。后者，在农网改造中旧站改建特别适用，原有35kv设备可以不动，只需要安装一个10kv开关箱便可以达到无人值守的要求。箱式变电站没有完全固定的、一成不变的组合模式，建设时可以根据实际情况合理组合，以满足安全运行的需要。

三、箱式变电站的设计要点

1、接地

严格按照GB/T11022的规定。还应采取以下的保护措施：安装一条连接箱式变电站的每个设备的接地导体。接地导体的电流密度如用铜导体，当额定短路持续时间为1s时不应超过200A/mm2，当额定短路持续时间为3s时不应超过125A/mm2，但其截面积不应小于30mm2。

2、辅助设备

对于箱式变电站内的照明、辅助电源等低压装置应按GB/T14821.1或GB7251.1防护等级进行安装。

3、操作通道

变电站内部的操作通道要充分考虑到维修时的空间问题，以不妨碍进行任何操作为标准进行设计。该通道的宽度最低的要求一般为800mm。箱式变电站内部的门应朝出口方向关闭，这样可以不占用操作通道的宽度。门在任一开启位置或开关设备和控制设备突出的机械传动装置不应将通道的宽度减少到500mm。

4、可靠的安全措施

对高压配电装置要采用可靠的组合结构来进行保护，例如当油浸式变压器的容量达到800kVA或者以上时，应该选择可以切断电源的设备和变压器的瓦斯保护相互配合。在箱体门的内侧应该贴有主线路图、控制线路图，进行一些操作的操作步骤和主要的注意事项，以便维修人员进行参考。

5、箱体要求

箱体内的防护设备要可以在各种条件下正常运行，如照明、通风、散热等，应加装相应的检测装置来确保箱体内环境的安全，如湿度测量表计、凝露检测装置和烟雾报警器，并将监测到的数据可靠地接入变电站的综合自动化系统，让工作人员随时了解到箱体内部的情况；箱顶的设计要充分考虑雨量大小的因素，完善自然排水能力；由于箱体基本上都是在室外的，在夏天承受着紫外线辐射和高温暴晒的情况，因此做好箱体的隔热就显得十分重要，如果隔热性能不好的话，那么外部温度过高就有可能引起内部设备出现故障甚至发生事故；箱体要有良好的防潮性能，在严酷的环境下可以有效地防治冰冻和腐蚀，发生火灾时也要满足一定的阻燃要求；箱体的设计要考虑美学文化，造型要能和周围的环境相协调。

结束语：

近年来箱式变电站已经在农村电网改造中得到了广泛的应用，由于其不影响环境美化、占用的空间小、自动化水平高和经济实用的特点而受到了人们的欢迎。但是在其应用中也不断出现了一些问题需要进一步的改进，如箱体内出线线路间隔的空间稍显不足、检修时的空间相对狭窄等。

[1]罗晖.箱式变电站及其在设计中的若干问题探讨[J].科技资讯，2009，(18).

[2]郑永坤.35kV箱式变电站的发展与应用[J].农村电气化，2002，(9).