呂 航

沈陽昊誠(chéng)電氣有限公司

論箱式變電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

呂 航

沈陽昊誠(chéng)電氣有限公司

箱式變電站經(jīng)常又被稱為戶外成套變電站，主要的應(yīng)用范圍是在戶外，是歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)60年代推出的新型變電設(shè)備，由于它無污染，體積小，便于運(yùn)輸和安裝，維修簡(jiǎn)單，對(duì)市容的影響小，一出現(xiàn)就受到各國(guó)的關(guān)注。我國(guó)的箱式變電站的發(fā)展起步相對(duì)較晚，大約在20世紀(jì)90年代時(shí)在我國(guó)電網(wǎng)改造的過程中得到了應(yīng)用。

箱式變電站；高壓開關(guān)設(shè)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(guān)設(shè)備,電力變壓器,低壓配電設(shè)備三個(gè)不同的隔室,通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)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(guī)的定型產(chǎn)品。歐式箱變的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)靈活,適應(yīng)性強(qiáng),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(shè)備則完全可以根據(jù)用戶要求量身定做,可以選用各種類型的低壓配電設(shè)備,低壓側(cè)主接線可以包括出線柜,任意路數(shù)的出線柜以及無功補(bǔ)償。缺點(diǎn)是體積偏大。

2、預(yù)裝式變電站(美式)

美式箱變是將變壓器器身,高壓負(fù)荷開關(guān),后備保護(hù)熔斷器及高低壓連線置于一個(gè)共同的封閉的油箱內(nèi),構(gòu)成一體式布置,用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì),同時(shí)預(yù)裝式箱變具有齊全的運(yùn)行監(jiān)視儀器儀表,如壓力計(jì),壓力釋放閥,油位計(jì),油溫表等。預(yù)裝式箱變的優(yōu)點(diǎn)是體積小。由于采用了全絕緣的高壓進(jìn)出線端子和電纜附件,使高壓間隔內(nèi)沒有任何裸露的帶電部分,具有安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn)：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(zhì),使之既可用于戶外,又可用于戶內(nèi),適用于住宅小區(qū),工礦企業(yè)及各種公共場(chǎng)所。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)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(yōu)點(diǎn)

1、技術(shù)先進(jìn)安全可靠

采用標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)的抗腐蝕能力，20年內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生銹蝕。采用鋁合金扣板做內(nèi)封板，采用防火保溫材料做夾層填充，箱體內(nèi)安裝有除濕裝置及空調(diào)設(shè)備，箱變?cè)谶\(yùn)行時(shí)基本上不受氣候環(huán)境以及外界污染的影響，在40℃～+40℃的環(huán)境溫度下可以正常運(yùn)行。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用全封閉高壓開關(guān)柜、干式互感器、干式變壓器、彈簧操作機(jī)構(gòu)、真空斷路器，旋轉(zhuǎn)隔離開關(guān)等先進(jìn)設(shè)備，無裸露帶電體，采用全封閉以及全絕緣結(jié)構(gòu)，完全避免了觸電事故的發(fā)生；箱式變電站運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)無油化，大大提高了運(yùn)行的安全性；二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí)不需要要人看守。

2、自動(dòng)化程度高

全站采用智能化設(shè)計(jì)，完全可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)。保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，其中每個(gè)單元能夠獨(dú)立運(yùn)行?？梢赃h(yuǎn)程設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)箱體內(nèi)溫度、濕度進(jìn)行控制，并可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警，不需要安排專員值班；根據(jù)需要還可實(shí)現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3、組合方式靈活

箱式變電站的結(jié)構(gòu)緊湊，其中每個(gè)箱均構(gòu)成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，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(shè)備全部采用箱內(nèi)安裝的方法，組合而成全箱式變電站；也可只用10kv開關(guān)箱，室外安裝35kv設(shè)備、10kv設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝的形式。后者，在農(nóng)網(wǎng)改造中舊站改建特別適用，原有35kv設(shè)備可以不動(dòng)，只需要安裝一個(gè)10kv開關(guān)箱便可以達(dá)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(shè)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況合理組合，以滿足安全運(yùn)行的需要。

三、箱式變電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、接地

嚴(yán)格按照GB/T11022的規(guī)定。還應(yīng)采取以下的保護(hù)措施：安裝一條連接箱式變電站的每個(gè)設(shè)備的接地導(dǎo)體。接地導(dǎo)體的電流密度如用銅導(dǎo)體，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為1s時(shí)不應(yīng)超過200A/mm2，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為3s時(shí)不應(yīng)超過125A/mm2，但其截面積不應(yīng)小于30mm2。

2、輔助設(shè)備

對(duì)于箱式變電站內(nèi)的照明、輔助電源等低壓裝置應(yīng)按GB/T14821.1或GB7251.1防護(hù)等級(jí)進(jìn)行安裝。

3、操作通道

變電站內(nèi)部的操作通道要充分考慮到維修時(shí)的空間問題，以不妨礙進(jìn)行任何操作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該通道的寬度最低的要求一般為800mm。箱式變電站內(nèi)部的門應(yīng)朝出口方向關(guān)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(guān)設(shè)備和控制設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減少到500mm。

4、可靠的安全措施

對(duì)高壓配電裝置要采用可靠的組合結(jié)構(gòu)來進(jìn)行保護(hù)，例如當(dāng)油浸式變壓器的容量達(dá)到800kVA或者以上時(shí)，應(yīng)該選擇可以切斷電源的設(shè)備和變壓器的瓦斯保護(hù)相互配合。在箱體門的內(nèi)側(cè)應(yīng)該貼有主線路圖、控制線路圖，進(jìn)行一些操作的操作步驟和主要的注意事項(xiàng)，以便維修人員進(jìn)行參考。

5、箱體要求

箱體內(nèi)的防護(hù)設(shè)備要可以在各種條件下正常運(yùn)行，如照明、通風(fēng)、散熱等，應(yīng)加裝相應(yīng)的檢測(cè)裝置來確保箱體內(nèi)環(huán)境的安全，如濕度測(cè)量表計(jì)、凝露檢測(cè)裝置和煙霧報(bào)警器，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)可靠地接入變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，讓工作人員隨時(shí)了解到箱體內(nèi)部的情況；箱頂?shù)脑O(shè)計(jì)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(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)故障甚至發(fā)生事故；箱體要有良好的防潮性能，在嚴(yán)酷的環(huán)境下可以有效地防治冰凍和腐蝕，發(fā)生火災(zāi)時(shí)也要滿足一定的阻燃要求；箱體的設(shè)計(jì)要考慮美學(xué)文化，造型要能和周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。

結(jié)束語：

近年來箱式變電站已經(jīng)在農(nóng)村電網(wǎng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用，由于其不影響環(huán)境美化、占用的空間小、自動(dòng)化水平高和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)而受到了人們的歡迎。但是在其應(yīng)用中也不斷出現(xiàn)了一些問題需要進(jìn)一步的改進(jìn)，如箱體內(nèi)出線線路間隔的空間稍顯不足、檢修時(shí)的空間相對(duì)狹窄等。

[1]羅暉.箱式變電站及其在設(shè)計(jì)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(fā)展與應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2002，(9).