箱式變電站在城區配電系統中的應用

宜昌箱式變電站在城區配電系統中的應用

泰興城區自2000年以來，大量的10kV架空線路進行了桿線入地改造，很多臺變更換為箱變，箱變一般分為美式箱變和歐式箱變。同容量美式箱變比歐式箱變占地小、體積小，但是變壓器運行維護不太方便。本文結合泰興城區使用情況對箱變的基本要求及應用進行探討。

1應用背景

箱式變電站不同于常規土建配電房，其主要特點為：

(1) 變電站在制造廠完成設計、制造與安裝，并完成內部電氣接線。

(2) 變電站經過規定的型式試驗考核。

(3) 變電站經過出廠試驗的驗證。

箱變是一種把高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定接線方案組合在一體的工廠化預制式緊湊型配電設備，具有成套性強、體積小、占地少、送電周期短、選址靈活、對環境適應性強、安裝使用方便、運行安全可靠及投資少、見效快等一系列優點。

箱變應用在市區，可裝在路邊綠化區、道路交叉口、生活小區、生產廠地、高層建筑等處。同容量箱變的占地面積僅為配電房所占面積的1/5～1/10，同時大大減少了工程施工量，做到投資少、見效快。在我們泰興城區已經大量使用。

2箱式站的總體結構

組合式箱變中，高壓開關設備所在的室一般稱為高壓室;變壓器所在的室一般稱為變壓器室；低壓配電裝置所在的室稱為低壓室。這三個室在箱式站中有兩種布置，即“目”字型布置和“品”字型布置。也是我們通常所說的歐變和美變的布置。

3箱變內的中壓開關設備

箱式站中，若是終端接線，使用(負荷開關+熔斷器)組合電器柜;若為環網接線，則采用環網供電單元。環網供電單元一般配負荷開關，它由兩個作為進出線的負荷開關柜和一個變壓器保護柜(負荷開關+熔斷器)組合成電器柜。由于我國在城網建設和改造中，推行環網供電，以減少供電的中斷，預期環網供電單元將有大的發展。

SF6環網供電單元的特點是大大提高了人身安全，同時安裝容易，維修少，省地方，經濟效益顯著。環網供電單元由間隔組成，一般至少由三個間隔組成，即2個電纜進出間隔和1個變壓器回路間隔。

城網一般用環纜，在用架空線的地方，可將架空線引至環網供電單元旁，再由電纜引進和引出。一般來說，母線和開關封閉在充SF6的殼體內。由于殼體封閉，故不受外界環境的影響，提高了設備的可靠性，又由于用SF6絕緣，故可做到體積小。還由于充氣壓力低，密封等問題也容易解決。

4變壓器的匹配和散熱處理

箱變用變壓器為降壓變壓器，一般將10kV降至380V/220V，變壓器容量一般為50～1600kVA，箱變最常用的容量為80～630kVA。變壓器選用S11或更高等級全密封、免維護、低噪音、性價比高的油浸式變壓器(噪音≤50dB)或新型干式變壓器SCB10等。采用干式變壓器時，變壓器室必須配散熱系統。目前，省內要求采用S11系列配電變壓器，有的也采用了非晶合金變壓器，其優點是空載損耗很小，只有1/4～1/3，但其價格高出 1.3～1.6倍，但隨著制造技術的提高，一旦價格降下來，非晶合金變壓器會占據市場主導地位。根據江蘇省電力公司要求，接線組別必須使用Dyn11聯結。

變壓器設置有二種方式：一種將變壓器外露于空氣中，但仍在殼體內，更換方便(歐式箱變布置);另一種將變壓器安裝在封閉隔室內(美式箱變布置)。后者變壓器室為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結構，頂蓋設計成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結構，內設通風道，裝有自動強迫排氣通風裝置(軸流風機或幅面風機)。通常裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設定;室內正常溫度下，靠自然通風來散熱。

5低壓側功能特點

低壓(0.4kV)側，出線保護可以配多路空氣開關或刀熔開關;自動循環投切無功補償裝置，補償容量一般為變壓器容量的30%;具有獨立電能計量箱。

低壓開關配置智能控制器可實現預警功能，并可提供信號單元及操作控制，同時還有表計功能。

6外殼制造工藝

表面防護層的附著力差、壽命短制約了普通鋼板用于戶外型箱變。外殼有的采用不銹鋼板、鋁合金板或聚苯乙烯復合板,而非金屬外殼(如玻璃纖維增強水泥板、玻璃纖維增強塑料板、彩色板等)的采用是一種流行趨勢。在用玻璃纖維增強水泥板和玻璃纖維增強塑料板時，為了采光和防止雨水淋入，可將頂蓋做成表面光滑的防水滴緣。

7結束語

箱式站在國外已普遍使用，在我國已逐步興起。我國的箱變市場潛力巨大，但應用箱變注意解決好以下幾個問題：

在一般條件下,可使用價格較便宜的空氣絕緣箱式站，對于氣候條件和地理條件特殊的地方及有特殊安全可靠的場合應采用SF6絕緣開關設備。必須解決好環網供電單元的有機組成部分——封閉式電纜插接件問題;對高壓室和低壓室要注意凝露問題,防止閃絡放電;對變壓器室要防止因發熱而影響變壓器出力;在殼體上考慮安裝防爆膜盒、故障電弧限制器、壓力開關系統以及電子智能保護系統來防止因內部故障引起的殼體爆炸;對于SF6絕緣開關設備還要逐步加裝“氣體監測裝置”。同時注意選用性能好且安全可靠的元件,包括高壓開關、變壓器和低壓開關,這樣的智能箱變可靠性才會提高。