箱式变电站的设计与应用

寇彩潮

(潞安集团聚创分公司，山西 长治 046204)

我国箱式变电站的发展较晚，基本是在20世纪90年代的电网改造中得到应用，具有维修简单、便于安装与运输、体积小、无污染等优点，被广泛应用在社会生产生活中，有利于保障供电的稳定性。箱式变电站主要是统一装配低压配电装置、高压开关设备、变压器等，结合运行规律和标准要求，构建安全有效的操作设备，从而减少供电半径，提高供电效率和电压质量。

1 箱式变电站的应用特点

在实际应用中，箱式变电站具备以下应用特点：第一，性能稳定性强，目前所使用的箱体外壳主要以集装箱材料为主，基础性能较强，并且还对其进行全面防腐处理，内封板的材料为主要应用到的是铝合金扣板，该材料具备较强的耐温性，在-40 ℃～+40 ℃的环境中已经可以正常使用，满足大部分区域的基础用电需求；第二，自动化程度高，目前箱式变电站所使用到的一次设备基本上都可以满足基础性的应用需求，而且系统本身的封闭性较强，没有多余导线裸露在外界，这也提高了系统运行的稳定性，而且运行过程依靠自动化系统进行控制，具备非常强的自动化特征；第三，工厂预制化，目前很多区域所使用的像是变电站各部分都可以在工厂完成预制，而且从生产到安装完成的时间周期在10 d以内，具备非常高的生产效率[1]。

2 箱式变电站的设计要点

2.1 接地设计

在箱式变电站设计过程中，接地设计属于非常基础的应用内容，在具体设计中需要注意以下几点应用内容：第一，在接地线路规格、尺寸、安装位置的确定过程中，需要根据GB/T11022中规定的相关内容展开设计，确保各项参数的合规性，也为后续施工安装奠定坚实的基础；第二，为了确保箱体运行过程中的安全性，还需要设计一条接地导体，该导体会将箱体各个系统连接在一起，如果系统遇到电压过大的情况，可以借助该导体起到分流的作用，从而保护结构的安全性[2]；第三，在对接地导体材料进行选择时，需要注意电流密度的选择，一般情况下，所选材料应满足线路短路为1 s时，材料电流密度在200 A/mm2以内，如果线路短路时间为3 s，那么材料电流密度在125 A/mm2以内，从而满足系统运行的基本要求。

2.2 辅助设备

在箱式变电站设计过程中，也需要应用到许多的辅助设备，这些辅助设备以低压设备为主，如备用电源、照明系统等。在对其展开设计时也需要注意以下几点内容：第一，在辅助设备规格、尺寸、安装位置的确定过程中，需要根据GB/T14821.1中规定的相关内容展开设计，确保各项参数的合规性，也为后续施工安装奠定坚实的基础；第二，在安装过程中需要做好质量验收工作，对于使用到的设备质量进行核实，确定没有问题后对其进行安装，随后展开调试工作，确定其满足要求后再应用到系统安装中[3]。

2.3 操作通道

对于箱式变电站正常工作情况而言，操作通道是提供维修空间的重要保障，在对其展开设计时，需要对相关规范内容进行明确，以此为基础展开相应的设计。结合以往的设计经验，所设置的通道宽度不能低于800 mm，其长度则根据实际需求进行设置。而且在设置箱式变电站内部门的开关方向时，为了给维修提供便利，降低门厚对于操作通道的影响，其开门方向应朝向出口处。除此之外，在操作通道设计时，其他的系统，如系统开关、机械传动装置等，其突出宽度应控制在300 mm以内，若超出此范围，此时需要适当增加操作通道宽度，确保最窄处宽度在500 mm以上，为后期检修活动的进行提供良好的作业环境。

2.4 箱体设计

箱体作为整个变电站能够顺利工作的基础条件，该结构需要具备较强的耐温性、散热性、耐久性。因此在对其展开设计时，第一，需要为其他系统提前预留好安装位置，如温度计、传感器、烟雾传感器等，这也为后续安装工作的顺利推进奠定基础；第二，做好系统的隔热设计，在箱体中间添加保温层，作用是避免外界温度对内部环境的影响，同时也可以起到良好的防潮性，降低外界环境对于变电站工作状态的影响。

2.5 安全设计

虽然箱式变电站在工作过程中，具备了较强的自动特性，可以有效降低安全问题的发生几率，但是从延长箱体使用寿命进行考虑，还是需要展开相应的安全设计，以此来营造安全的运行环境。在实际应用中，第一，需要设置继电保护装置，在系统通过电压量过大时，保护装置便会启动，将电源设备和其他系统的工作电路断开，同时向自动化控制系统发出预警，提示故障部位，以此来降低用电事故带来的负面影响；第二，在箱体门的内侧需要用耐久性较强的高分子材料绘制一幅箱体电路图，这也便于故障出现后可以快速定位故障位置，加快故障的检修效率。

3 箱式变电站的具体应用

现阶段箱式变电站主要在住宅供电方面应用较多，在实际应用中，该结构会通过电力电缆和10 kV开闭所进行连接，以该场所作为发出点，对于电能进行初步分配。初步分配的电能会通过环网柜、分接箱进行再次分配，这样可以额实现电能的优化分配。从实际应用情况来看，如果服务的区域建筑物较少，那么在应用中使用电缆分支箱加环网式箱变方式便可满足基础的应用需求。若服务的建筑物数量较多，一般采用环网柜加环网式箱变方式实现供电分配所需。

4 结 语

综上所述，我国对于箱式变电站的研究起步时间较晚，在几十年的发展过程中，目前也形成了较为完善的应用体系，结构性能稳定性也在不断提高。并且在其他技术的支持下，箱式变电站也会向着智能化方向进行进一步发展，从而起到提高系统运行稳定性的作用。