國(guó)網(wǎng)濱州供電公司 256600

摘要：隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的不斷深入，箱式變電站的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，如何設(shè)計(jì)箱式變電站成為當(dāng)前的一個(gè)重點(diǎn)研究課題。本文以10kv箱式變電站為基礎(chǔ)，總結(jié)出10kv箱式變電站的一些設(shè)計(jì)思考，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：10kv；箱式變電站；設(shè)計(jì)；優(yōu)點(diǎn)

箱式變電站又稱預(yù)裝式變電站，是一種高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、低壓開(kāi)關(guān)組裝在一起的電力設(shè)備。隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)供電的要求更高，箱式變電站的出現(xiàn)符合當(dāng)前靈活、可靠的供電需求，已成為廣泛運(yùn)用的新型成套變配電設(shè)備。當(dāng)前箱式變電站在3-35kv配電系統(tǒng)中運(yùn)用較多，本文主要對(duì)10kv箱變進(jìn)行闡述。

一、箱式變電站的優(yōu)勢(shì)

（一）建設(shè)快捷靈活

箱式變電站的主要設(shè)備及相關(guān)配件可在電氣設(shè)備廠組裝完成，經(jīng)檢測(cè)合格后直接運(yùn)送到安裝現(xiàn)場(chǎng)，直接安裝在已建好的混凝土基礎(chǔ)上，使得建設(shè)過(guò)程較為快捷。箱式變電站在進(jìn)行高低壓線路設(shè)計(jì)時(shí)，其方案較多，可隨意組合，組裝過(guò)程較為靈活。基于箱變占地小的特點(diǎn)，安裝位置也非常靈活。

（二）節(jié)省土地資源

箱式變電站的土地成本比常規(guī)變電站明顯減少，其能節(jié)省成片土地、充分利用零星土地資源，減少土地費(fèi)用，有效節(jié)省土地資源。在4000kVA單主變規(guī)模變電站中，若建設(shè)一座常規(guī)35kv變電所，其占地面積需3000㎡，且其土建工程較大，而使用箱式變電站時(shí)，其主變箱+開(kāi)關(guān)箱的占地面積約為100㎡，其總體占地面積小于300㎡，大大縮小了占地面積，從而整體減少投資資金，增加經(jīng)濟(jì)效益[2]。

（三）外形美觀

箱式變電站框架采用集裝箱材料及制作工藝，具有良好的防腐性，外殼大多采取鍍鋁鋅鋼板。箱變外觀較為美觀，在建設(shè)時(shí)可根據(jù)周邊環(huán)境狀況，選擇不同的外殼顏色，提高變電站與外界環(huán)境的協(xié)調(diào)性，便于城市建設(shè)，使人居環(huán)境更和諧。

二、箱式變電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）歐變與美變的選用設(shè)計(jì)

美變主要構(gòu)成部分包括高、低壓配電間隔、散熱器、注油式箱體等，其繞組、鐵芯、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器均設(shè)置在儲(chǔ)油箱中，箱體采用全密封結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度螺栓和耐油橡膠墊進(jìn)行密封處理，因此美變的體積較小。避雷器則采用油浸式氧化鋅避雷器，變壓器油枕取消，油箱和散熱器直接暴露于空氣中。歐變則有高低壓配電裝置、變壓器三部分組成，體積較大。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，若對(duì)環(huán)境封閉性要求較高，如居民樓、醫(yī)院等，宜選用歐式箱變，美式箱變的變壓器暴露在空氣中，相對(duì)噪音較高，防火性能不足，在防火要求嚴(yán)格的高層建筑中嚴(yán)格規(guī)定，禁止使用帶油電氣設(shè)備，因此可首先考慮歐式箱變。此外，在外力碰撞和污染腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)地也不宜選用美式箱變。但美式箱變適用于對(duì)供電要求相對(duì)較低的多層住宅和環(huán)境要求較為一般的建筑物，且體積小，便于安裝，運(yùn)行成本要比歐式箱變低。

（二）環(huán)網(wǎng)箱變與終端箱變的選用設(shè)計(jì)

箱變以高壓側(cè)一次接線形式可分為終端型和環(huán)網(wǎng)型，終端型無(wú)需考慮另外接線，只有進(jìn)線沒(méi)有出線，變壓器處于線路末端；環(huán)網(wǎng)型既有進(jìn)線也有出線，若干變壓器組成一個(gè)環(huán)，環(huán)上有多個(gè)點(diǎn)可與電網(wǎng)相連，若高壓側(cè)為多進(jìn)一出或一進(jìn)多出均可視為環(huán)網(wǎng)型箱變。兩種方式的接線圖如圖1所示。

圖1 環(huán)網(wǎng)型與終端型接線圖

環(huán)網(wǎng)型的好處在于，當(dāng)線路中某一設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，可從另一端繞過(guò)故障點(diǎn)保證其他設(shè)備的供電；而終端型一旦設(shè)備前端線路故障，在故障恢復(fù)前設(shè)備將無(wú)法從電網(wǎng)得到電能。考慮到箱變?cè)靸r(jià)，對(duì)配變?cè)?00KVA以下的箱變，或高壓側(cè)保護(hù)配置要求不高時(shí)多采用換網(wǎng)型。

（三）箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前我國(guó)箱式變電站的箱殼主要有人造大理石、水泥預(yù)制板、鋁合金材料、普通鋼板等種類[3]。箱變分為高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電開(kāi)關(guān)及變壓器三部分，且三部分各成一室，可根據(jù)實(shí)際需求狀況進(jìn)行有機(jī)組合。高壓開(kāi)關(guān)所在的獨(dú)立隔離室為高壓室，內(nèi)置10KV真空斷路器柜、10KV SF6斷路器柜、負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜等；變壓器所在的隔離室稱為變壓器室，可配置各類型的變壓器，頂部通常安裝通風(fēng)散熱設(shè)備，油浸式變壓器底部設(shè)有滲油柵，并加裝防護(hù)網(wǎng)；低壓配電開(kāi)關(guān)所在的隔離室稱為低壓室，內(nèi)置抽出式或固定式配電柜。箱變主要有兩種箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：第一種是采取“品”字型排列，正前方設(shè)置高低壓室，后方設(shè)置變壓器室，其主要特點(diǎn)是接線較為方便，第二種是采用“目”字型進(jìn)行排布，兩側(cè)設(shè)置高低壓室，中間設(shè)置變壓器室，這種排布方式接線過(guò)程較為繁雜，但其布置緊湊，當(dāng)變壓器室中含有多臺(tái)電壓器時(shí)，可采取這種排列方式。

（四）箱變的土建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

箱變土建施工前需對(duì)材料設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，達(dá)到規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)。水泥基座施工時(shí)需預(yù)留安裝孔洞和預(yù)埋件，并對(duì)安裝尺寸進(jìn)行核對(duì)，基座需高于地面500mm，槽鋼需保證無(wú)裂紋和嚴(yán)重銹蝕，調(diào)直后可與箱變焊接，精確找平，敷設(shè)完畢后刷兩邊防銹漆進(jìn)行保護(hù)。施工時(shí)盡量在干燥、晴天進(jìn)行，嚴(yán)禁在下雨或大霧等濕度大的天氣條件下進(jìn)行施工，以免箱變受潮，電纜接線時(shí)，防護(hù)層和屏蔽層需分別接地，保證可靠，并進(jìn)行絕緣處理，高壓側(cè)電纜防護(hù)層可直接接地，且電纜頭上的接地螺栓需保證緊固。箱變基礎(chǔ)埋設(shè)的電纜穿管，兩端打喇叭口形，電纜穿管后用用油棉絲塞緊，保證防火性能。

（五）箱變的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

變電站的監(jiān)控系統(tǒng)是滿足無(wú)人值守的關(guān)鍵。變電站的監(jiān)控系統(tǒng)的工作實(shí)質(zhì)是采集變電站的環(huán)境溫濕度、電能運(yùn)行參數(shù)等各種信息，并對(duì)采集的信息進(jìn)行綜合分析，根據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制措施，從而促進(jìn)變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在進(jìn)行變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)各子系統(tǒng)功能的了解，并根據(jù)系統(tǒng)功能完成設(shè)計(jì)。第一、監(jiān)控系統(tǒng)首先需保證其監(jiān)測(cè)功能，保證系統(tǒng)能定時(shí)完成對(duì)電氣設(shè)備及回路運(yùn)行狀況各數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并能將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析記錄。第二、監(jiān)控系統(tǒng)需具備事故報(bào)警功能，能根據(jù)實(shí)際故障狀況實(shí)施智能報(bào)警，實(shí)施分級(jí)報(bào)警。第三、系統(tǒng)需具備遙控功能，在電網(wǎng)調(diào)控中心需具備開(kāi)關(guān)操作功能，以便實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。第四、系統(tǒng)需具備遙信和遙測(cè)功能，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需在變電站內(nèi)設(shè)計(jì)通信接口，以便將站內(nèi)的相關(guān)遙測(cè)量、遙信量、保護(hù)信號(hào)和故障信息傳送至電網(wǎng)調(diào)控中心，便于電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行人員完成信號(hào)的處理，實(shí)時(shí)了解箱變的運(yùn)行狀況[5]。若出現(xiàn)事故時(shí)，可及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性處理，減少損失和危害。第五、

系統(tǒng)需保證電能的功率因素補(bǔ)償功能，以便系統(tǒng)能通過(guò)優(yōu)化無(wú)功功率補(bǔ)償，減少電力損耗，保證電壓質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。第六、系統(tǒng)需保證電能的諧波分析和治理功能，在電網(wǎng)中，非線性負(fù)荷將導(dǎo)致線路中電壓電流出現(xiàn)波形畸變，導(dǎo)致高次諧波的出現(xiàn)，而高次諧波將導(dǎo)致電設(shè)備中損耗增加，引起設(shè)備發(fā)熱損害；影響儀器測(cè)量精準(zhǔn)度；導(dǎo)致噪聲干擾通信質(zhì)量；嚴(yán)重時(shí)甚至引起系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)作[6-7]。因此，進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)諧波分析功能的設(shè)計(jì)，保證電能高質(zhì)量輸送。

（六）箱變的安裝設(shè)計(jì)

箱式變電站的安裝位置直接影響電力設(shè)備運(yùn)行工作質(zhì)量。因此，在進(jìn)行其位置設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和分布進(jìn)行設(shè)計(jì)。如根據(jù)小區(qū)的負(fù)荷分布狀況，以200米至500m作為低壓供電半徑，確定負(fù)荷中心，并將變電站設(shè)計(jì)在該負(fù)荷中心附近，從而減少供電半徑，減少基建工程量，并能在一定程度上提高電壓，保證供電質(zhì)量。在進(jìn)行箱變安裝時(shí)，還需保證箱體垂直傾斜角小于5°，且外界空氣相對(duì)濕度小于90%，風(fēng)速小于35m/s；在箱體周邊需設(shè)置避雷針，地基下需建設(shè)好接地網(wǎng)，保證箱變的安全運(yùn)行[8]。

三、結(jié)語(yǔ)

箱式變電站具有操作靈活、安裝便捷、節(jié)省投資、占地面積小、外觀美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而使得其在礦山、工廠企業(yè)、油氣田和城區(qū)等諸多地方均適用，應(yīng)用范圍更廣。隨著當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)改造及城網(wǎng)改造的深入，箱式變電站的使用也越來(lái)越多，成為當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)。因此，在實(shí)踐中需不斷加大對(duì)箱式變電站的設(shè)計(jì)研究，提高箱變的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行質(zhì)量，發(fā)揮出更多的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸宏濤.預(yù)裝式箱式變電站設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探討[J].科技資訊，2012，（04）：130-130，132.

[2] 沈滸，許越峰.10KV箱式變電站設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)，2010，（04）：368-370.