箱式變電站的發展

 1　箱式變電站的發展

　　箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是發展于20世紀60年代至70年代歐美等西方發達國家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設備，由于它具有組合靈活，便于運輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運行費用低、無污染、免維護等優點，受到世界各國電力工作者的重視。進入20世紀90年代中期，國內開始出現簡易箱式變電站，電力部也相應制定了部頒標準，但應用并不廣泛，到90年代末期，特別是農網改造工程啟動后，科研開發、制造技術及規模等都進入了高速發展，被廣泛應用于城區、農村10～110kv中小型變(配)電站、廠礦及流動作業用變電站的建設與改造，因其易于深入負荷中心，減少供電半徑，提高末端電壓質量，特別適用于農村電網改造，被譽為21世紀變電站建設的目標模式。

　　2　箱式變電站的特點

　　箱式變電站主要由多回路高壓開關系統、鎧裝母線、變電站綜合自動化系統、通訊、遠動、計量、電容補償及直流電源等電氣單元組合而成，安裝在一個防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化，全封閉運行，主要有以下特點：

　　(1)　技術先進安全可靠：

　　箱體部分采用目前國內領先技術及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標準集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕，內封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內安裝空調及除濕裝置，設備運行不受自然氣候環境及外界污染影響，可保證在-40℃～ 40℃的惡劣環境下正常運行。

　　箱體內一次設備采用全封閉高壓開關柜(如：xgn型)、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器，彈簧操作機構、旋轉隔離開關等國內技術領先設備，產品無裸露帶電部分，為全封閉、全絕緣結構，完全能達到零觸電事故，全站可實現無油化運行，安全性高，二次采用微機綜合自動化系統，可實現無人值守。

　　(2)　自動化程度高：

　　全站智能化設計，保護系統采用變電站微機綜合自動化裝置，分散安裝，可實現"四遙"，即遙測、遙信、遙控、遙調，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護功能齊全，可對運行參數進行遠方設置，對箱體內濕度、溫度進行控制和遠方煙霧報警，滿足無人值班的要求；根據需要還可實現圖像遠程監控。

　　(3)　工廠預制化：

　　設計時，只要設計人員根據變電站的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設備的設計，就可以選擇由廠家提供的箱變規格和型號，所有設備在工廠一次安裝、調試合格，真正實現變電站建設工廠化，縮短了設計制造周期；現場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯絡、出線電纜連接、保護定值校驗、傳動試驗及其它需調試的工作，整個變電站從安裝到投運大約只需5～8天的時間，大大縮短了建設工期。

　　(4)　組合方式靈活：

　　箱式變電站由于結構比較緊湊，每個箱均構成一個獨立系統，這就使得組合方式靈活多變，一方面，我們可以全部采用箱式，也就是說，35kv及10kv設備全部箱內安裝，組成全箱式變電站；也可以僅用10kv開關箱，35kv設備室外安裝，10kv設備及控保系統箱內安裝，對于這種組合方式，特別適用于農網改造中的舊站改造，即原有35kv設備不動，僅安裝一個10kv開關箱即可達到無人值守的要求。總之，箱式變電站沒有固定的組合模式，使用單位可根據實際情況自由組合一些模式，以滿足安全運行的需要。

　　(5)　投資省見效快：

　　箱式變電站較同規模常規變電所減少投資40%～50%，以35kv單主變4000kva規模變電所計算，土建工程(包括征地費用)箱式變電站要比常規變電所節約100余萬元；若從竣工投產角度分析，保守估計按每站提前4個月投運計算，若平均負荷2000kw，售電利潤0.10元/kw.h，三個月可增加凈利潤60余萬元；從運行角度分析，在箱式變電站中，由于先進設備的選用，特別是無油設備運行，從根本上徹底解決了常規變電所中的設備滲漏問題，變電站可實行狀態檢修，減少維護工作量，每年可節約運行維護費用10萬元左右，整體經濟效益十分可觀。

　　(6)　占地面積小：

　　以4000kva單主變規模變電所為例，建設一座常規35kv變電所，大約需占地3000m2左右，而且需要進行大規模的土建工程；而選用箱式變電站，主變箱和開關箱兩箱體占地面積最小可至100m2，包括35kv其他設備總占地面積最大為300m2，僅為同規模變電所占地面積的1/10，可充分利用街心、廣場及工廠角隅即可安裝投產，符合國家節約土地的政策。

　　(7)　外形美觀，易與環境協調：

　　箱體外殼采用鍍鋁鋅鋼板及集裝箱制造技術，外形設計美觀，在保證供電可靠性前提下，通過選擇箱式變電站的外殼顏色，從而極易與周圍環境協調一致，特別適用于城市建設，如：城市居民住宅小區、車站、港口、機場、公園、綠化帶等人口密集地區，它既可作為固定式變電所，也可作為移動式變電所，具有點綴和美化環境的作用。

　　3　新泰35kv集裝箱式變電站簡介

　　35kv城東變電站是山東乃至全國規模較大的集裝箱式變電站之一，2000年安裝，僅安裝調試15天即投產。該站全部高壓設備集中在四套集裝箱內，"一"字形排列，花園式布置，很是壯觀，從左至右依次為35kv開關箱、主變壓器箱、10kv開關箱(帶控制)，10kv開關箱(帶補償電容)，主變箱及帶電容器的開關箱箱頂采用隔層氣樓結構，箱體低部也有進出風口，以保證電氣設備通風散熱；35kv高壓斷路器選用kyn型手車式真空斷路器，10kv高壓開關柜選用xgn開關柜，主變、所變、電壓互感器均采用干式設備，這樣全面實現無油化運行，從根本上避免了由設備滲漏而引起的停電檢修。箱體內配裝煙霧報警系統及遠程圖象監控系統，將報警信號及圖象上傳至調度所進行24h監控，可防止火災、爆炸等事故的發生和蔓延，另外還設有防雨、防塵、防小動物進入等多種防護措施。

　　二次設備采用dsa微機保護控制系統，分散布置，該系統集保護、遙控、遙測、遙信等功能于一體，保護電流與測控電流分別輸入，裝置機箱采用整板模壓成型，具有結構緊湊、密封性好、抗干擾、抗震能力強等特點。在軟件設計上，保護模塊與其它模塊完全分開，大屏幕顯示事故報告、報警信息及遙信、遙測信息，定值設定簡單可靠，具有完善的自檢體系，保護、監控可靠且具有保護黑匣子功能，達國內領先水平。以上設備的選用使供電自動化程度大大提高，同時也降低了運行維護費用，符合電力發展的需要。

　　4　箱式變電站的應用前景和展望

　　近年來箱式變電站，是當前農網改造和今后變電站建設的主要方向，但就某些方面還存在著一些不足，具體表現在：

　　(1)　防火問題：箱式變電站一般為全密封無人值守運行，雖然全部設備無油化運行且裝有遠方煙霧報警系統，但是箱體內仍然存在火災隱患，如：電纜、補償電容器等，一旦突發火災，不利于通風，也不利于火災的撲救，因此應考慮設計自動滅火系統，但這樣會增加箱式變電站的制造成本。

　　(2)　擴容問題：箱式變電站由于受體積及制造成本所限，出線間隔的擴展裕度小，如想在原箱體中再增加1～2個出線間隔是比較困難的，必須再增加箱體才能做到。

　　(3)　檢修問題：由于箱式變電站在制造時考慮制造成本及箱體體積所限，使箱式變電站的檢修空間較小，不利于設備檢修，特別是事故搶修，這是箱式變電站的先天不足，是無法克服的缺點。

　　總之，展望未來，箱式變電站在我國廣大城市、農村、工礦企業、公共建筑設施中會得到廣泛的應用，它將以其物美價廉的優點被越來越多的人們所使用，使我國的電網運行水平再上一個新臺階。