10kV箱式变电站的结构特点和选型注意事项

摘　要：

关键词：

      箱式变电站自问世以来，发展极为迅速，在欧洲发达国家城市电网中已占配电变压器数量的70%，美国已占90%。中国自20世纪70年代后期，从法国、德国等欧洲国家引进了欧式箱式变电站，从20世纪90年代起，从美国引进了美式箱式变电站，经仿制和消化后，箱式变电站的技术和应用在中国得到了进一步的发展。
     一、箱式变电站的分类和结构特点
　　箱式变电站一般按照高、低压开关和变压器的结构进行分类，分为欧式、美式二种典型类型。
　　1、欧式箱变
　　欧式箱变是一种将高、低压开关和变压器三个独立单元组合于一体的变配电成套装置，所有设备均安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，全封闭运行。其结构布置比较常用的为目字型结构（如图一），但也可根据设计或需求的不同，采用品字型、带维护走廊型等结构。
　　 
　　
     欧式箱变主要有以下特点：
     （1）技术先进安全可靠
　　箱体外壳一般采用镀铝锌钢板或不锈钢板，有良好的防腐性能，保证20年不锈蚀，内封板采用铝合金扣板，夹层采用防火保温材料，箱体内安装空调及除湿装置，设备运行不受自然气候环境及外界污染影响。
     （2）工厂预制，安装方便
     只要设计人员根据变电站的实际要求，作出一次主接线图和箱外设备的设计，所有设备就可以由厂家在工厂一次安装、调试合格，真正实现变电站建设工厂化，缩短了设计制造周期。
     （3）自动化程度高
     可根据使用需求，进行个性化设计，能够为箱变配置微机综合自动化装置，实现"四遥"，即遥测、遥信、遥控、遥调功能，可对运行参数进行远方设置，对箱体内湿度、温度进行控制和远方烟雾报警；还可实现图像远程监控。
　　2、美式箱变
　　美式箱变在结构上将变压器身、高压开关、熔断器、避雷器等设备统一放置在变压器油箱，浸在油中。从布置上看，美式箱变将低压室、高压室布置在变压器室的同一侧，呈品字型结构（如图二）。
　　       
　　

　　美式箱变主要有以下特点：
　　（1）占地面积更小
　　美式箱变将变压器芯体、高压负荷开关、熔断器等设备结构简化，放入同一注油铁箱中，结构紧凑，体积更小，一般占地面积仅为6m2左右。
　　（2）过载能力强
　　变压器取消油枕，将油箱及散热器暴露在箱变外壳之外的空气中，散热性能较好，过载能力强，允许过载2倍2个小时，过载1.6倍7个小时而不影响箱变寿命。
　　（3）密封性好，绝缘性高，具有防洪性能
　　高压进线采用肘型插接头，可以十分方便高压进线电缆的连接，带电可触摸，可带电拔插接头，所以肘型插接头可在紧急情况下作为负荷开关使用。高压部分全部处在绝缘密封状态，具有一定的防洪性能。
     二、箱式变电站在10kV配网中的应用和选型注意事项
     箱式变电站在10kV配电网中，作为额定容量50～800kVA(油变)或50～1600kVA(干变)的独立成套变电及配电装置，它由10kV高压室、10kV/0.4kV变压器室及0.38kV/0.22kV低压配电室组成。在一般情况下，变压器容量315kVA及以下低压出线有4～6回路；400～630kVA有6～8回路；800～1600kVA有8～12回路。
     箱式变电站在选型时应注意以下事项
     1、变压器
     箱式变电站用的变压器是降压变压器，一般将10kV降到0.38kV/0.22kV，直接供用户使用。变压器容量—般为50～1600kVA，变压器可以是油浸变压器、耐燃液变压器、环氧树脂干式变压器。
     对噪音要求高的相对封闭环境中，如医院、居民楼等，宜采用变压器封闭在箱变外壳中的欧式箱变，美式箱变变压器身裸露在外，相对噪音要高；在防火要求严格的场合，如在高层建筑中规定不能使用带油的电器，可使用真空或SF6开关、干式变压器组合的欧式箱变；在易受外力碰撞和污染腐蚀严重的场合，不宜使用变压器身裸露在外的美式箱变。
     2、中压开关设备
     目前主要采用以SF6气体为灭弧介质的SF6系列负荷开关，这类开关结构可不带熔断器，也可带熔断器、带接地开关，但一般都装有带电显示器；操作机构一般为手动，也有电动操作的。带熔断器的，当回路出现短路故障能自动切断开关，保护电路及变压器、开关等设备。还可采用以真空为灭弧介质的真空开关，这类开关可以单独使用、也可与熔断器配用，还可与SF6系列负荷开关串接使用。真空开关成本远高于SF6系列负荷开关，如用户无特别要求，则尽量使用SF6系列负荷开关，不必采用真空开关。
     3、低压开关设备
     低压开关设备单独装在低压室，在低压开关设备内装有一台主保护开关(主开关)和4～8台馈线开关，也可以根据实际需要配置。
     4、高压计量装置
     如有高压计量要求的，还须设置高压计量柜。高压计量柜的结构一般由CT、PT、计量表计、遥控、遥测装置等构成。如没有特殊要求，从供电可靠性方面考虑，计量以低压侧计量为好。
     5、测控保护单元
     箱式变电站安置于户外，其箱内温度、湿度受箱外环境影响大，一般都设置测控保护单元。如果高压室和低压室发生凝露，则危及电器绝缘及导致开关开断失败。而变压器温度超过一定范围，则会影响输出功率。所以箱内应安装温度、湿度监控装置，当达到某一湿度及露点温度前，发出命令，使温度调节器动作；欧式箱变中当温度超过某一范围时，发出命令，起动风扇，强迫排风。
     6、高、低压进出线
     为了提高供电可靠性和安全性，箱式变电站高、低压进出线最好采用地下电缆，高压进线电缆采用封闭式电缆插接件安装。有条件的，可以在箱变旁或附近设置电缆井，便于安装和存放多余电缆。
     7、补偿装置
     如果需要，箱变内还可以安装静态或动态无功补偿装置。
    
     总之，任何配电设备都有一定的使用局限性，箱式变电站同样如此。但按照使用要求的不同，箱式变电站以其具有的极度灵活的组合结构，可自由搭配的设备配置方式，以及优越的性价比，将越来越广泛的应用在社会经济建设之中。