調(diào)研報(bào)告——35kv箱式變電站設(shè)計(jì)一、 箱式變電站概述及應(yīng)用隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，居民生活水平的不斷提高，家用電器特別是空調(diào)、電飯鍋、微波爐等功率大、耗電多的用電設(shè)備逐步在普通家庭中普及。市政居民用電負(fù)荷的劇增，較早建成的居民生活小區(qū)的供電設(shè)施亦不能滿足目前居民用電負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，存在的主要問(wèn)題一是小區(qū)內(nèi)的變壓器容量普遍偏小，原設(shè)計(jì)容量?jī)H僅是按能滿足居民生活照明用電負(fù)荷考慮的，所以急待增容。另外配電設(shè)備陳舊落后，需要更新改造。二是小區(qū)變配電室面積普遍偏小，不能滿足變壓器增容及設(shè)備改造的需要。三是、隨著居民生活小區(qū)內(nèi)各種公共設(shè)施的多年建設(shè)與不斷的完善，目前在小區(qū)內(nèi)已找不到一個(gè)較合適的地方來(lái)重新建造一座變配電室，以滿足居民生活用電負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。箱式變電站又稱戶外成套變電站，也稱做組合式變電站，因其具有組合靈活、便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便、施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、無(wú)污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛重視。農(nóng)網(wǎng)建設(shè)（改造）中，被廣泛應(yīng)用于城區(qū)、農(nóng)村10?110kV中小型變（配）電所、廠礦及流動(dòng)作業(yè)用變電所的建設(shè)與改造，因其易于深入負(fù)荷中心，減少供電半徑，提高末端電壓質(zhì)量，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)改造，被譽(yù)為21世紀(jì)變電所建設(shè)的目標(biāo)模式。箱式變電站是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、低壓配電設(shè)備、功率因數(shù)補(bǔ)償裝置及電度計(jì)量裝置等變電站設(shè)備組合成一體的快裝型成套配電設(shè)備。上世紀(jì)60年代，歐美等西方國(guó)家開始使用這種新型戶外成套變電設(shè)備，由于箱式站與傳統(tǒng)的變電所相比，有著明顯的優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展速度很快。目前，國(guó)外已經(jīng)大量使用箱式站，以美國(guó)為例，箱式站已占90%以上。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)大中型城市中開始陸續(xù)采用箱式站，到90年代末期，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)用電量迅速增長(zhǎng)，特別是農(nóng)網(wǎng)改造工程啟動(dòng)后，科研開發(fā)、制造技術(shù)及規(guī)模等都進(jìn)入了高速發(fā)展，箱式站開始被廣泛應(yīng)用于城區(qū)、農(nóng)村中小型變電站、工礦企業(yè)、大型工地及流動(dòng)作業(yè)用變電站的建設(shè)與改造。二、 箱式變電站的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，占地少由于箱式站將配電裝置的大部分布置于封閉的箱體內(nèi)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理組合，各部分之間的絕緣距離大大減少，縮小了占地面積和空間。以4000kVA單主變規(guī)模變電所為例，建設(shè)1座常規(guī)35kV變電站，需占地3000m2左右，而且需要大規(guī)模的土建工程；而采用箱式變電站，箱體的占地面積最小僅為100m2,包括35kV的其他設(shè)備總占地面積最大為300m2，僅為同規(guī)模變電站所占面積的1/10，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，既節(jié)省了費(fèi)用又大大節(jié)約了土地。安裝方便，建造快速箱式站建造時(shí)，首先由設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)出一次主接線圖和箱外設(shè)備的布置，然后只要根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果直接選擇箱式站的規(guī)格和型號(hào)，被選定箱式站的所有設(shè)備均在制造廠組裝，并經(jīng)調(diào)試和出廠試驗(yàn)合格；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需進(jìn)行箱體定位、電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其他一些調(diào)試工作，一般從安裝到運(yùn)行僅需短短數(shù)天時(shí)間，與常規(guī)變電站的建設(shè)過(guò)程相比，安裝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，工作量也大大減少，既縮短了施工周期，又節(jié)省了施工費(fèi)用。投資省，效益高箱式站的經(jīng)濟(jì)性可以從3個(gè)方面來(lái)看：（1）造價(jià)低。除了設(shè)備購(gòu)置費(fèi)比常規(guī)站要貴以外，其他安裝費(fèi)、土建費(fèi)及征地費(fèi)都大大節(jié)省，綜合起來(lái)大約比同規(guī)模常規(guī)變電站減少投資40%左右；（2）提前投資，提前收益。以35kV單臺(tái)主變4000kVA規(guī)模變電站為例，保守估計(jì)按提前4個(gè)月投運(yùn)計(jì)算，若平均負(fù)荷2000kW，售電利潤(rùn)0.10元/kW?h，3個(gè)月可增加凈利潤(rùn)60余萬(wàn)元；（3）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。在箱式變電站中，由于先進(jìn)設(shè)備的選用，特別是無(wú)油設(shè)備的運(yùn)行，從根本上徹底解決了常規(guī)變電所中的設(shè)備泄漏問(wèn)題，變電站可實(shí)行狀態(tài)檢修，減少維護(hù)工作量，每年可節(jié)約大量的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，整體經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。組合方式靈活。通用性互換性強(qiáng)箱式站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱體構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，箱式站沒有固定的模式，使用單位可根據(jù)實(shí)際情況自由組合一些模式，以滿足安全運(yùn)行的需要；箱式站的高低壓方案齊全，高低壓之間線路方案可任意組合；高低壓設(shè)備及元件可選用各種名優(yōu)或進(jìn)口產(chǎn)品，電氣元件通用性，互換性強(qiáng)?？煽啃院桶踩员容^高常規(guī)變電站的電氣設(shè)備，由于長(zhǎng)期處于戶外，其絕緣和導(dǎo)體易受外界的污染和破壞。而箱式站的導(dǎo)體、內(nèi)部絕緣、接觸部分等完全封閉在箱體內(nèi)，箱體部分采用先進(jìn)的制作工藝，外殼的材料具有良好的防腐能力，箱體內(nèi)安裝空調(diào)和除濕裝置，使運(yùn)行設(shè)備不易受自然氣候環(huán)境、動(dòng)物等外界影響；箱式站沒有裸露帶電導(dǎo)體暴露在箱外，不會(huì)引起外物短路和觸電危險(xiǎn)；全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高。自動(dòng)化程度高為了適應(yīng)無(wú)人值守和調(diào)度自動(dòng)化的需要，箱式站采用微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)“4遙”（即：遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)）功能。每個(gè)智能控制單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，保證繼電保護(hù)功能安全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置和實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行自動(dòng)控制和遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警；在運(yùn)行過(guò)程中，能按照給定的電壓無(wú)功關(guān)系自動(dòng)投切電容器、調(diào)整電壓分接頭進(jìn)行電壓無(wú)功調(diào)節(jié)；另外，根據(jù)需要還可以實(shí)現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。外形美觀，易與環(huán)境協(xié)調(diào)由于箱式站體積小、箱體材料先進(jìn)、外形設(shè)計(jì)美觀等特點(diǎn)，在保證供電可靠性前提下，通過(guò)選擇箱式站的外殼顏色，極易與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，特別適用于城市建設(shè)，如：城市居民住宅小區(qū)、車站、港口、機(jī)場(chǎng)、公園、綠化帶等人口密集地區(qū)，它既可作為固定式變電所，也可作為移動(dòng)式變電所，具有點(diǎn)綴和美化環(huán)境的作用。三、箱式變的結(jié)構(gòu)組成、性能特點(diǎn)目前，箱式變電站的生產(chǎn)廠家主要有：中電電氣集團(tuán)、泰安開關(guān)廠、許繼集團(tuán)等，產(chǎn)品有XBW□-10型及XBW□-35型，為戶外成套供電設(shè)備。其外殼一般采用鋁合金板或鋼板，并且在箱殼四側(cè)開有門，以便觀察和維修設(shè)備。箱內(nèi)一般分為三個(gè)部分即高壓室、低壓室和變壓器室。亦有在箱式變內(nèi)設(shè)維修走廊和值班室的。箱式變電站的高壓室一般是由高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器和避雷器等組成的，可以進(jìn)行停送電操作并且有過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。低壓室由低壓空氣開關(guān)、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用S9或十式的等。箱式變中的電器設(shè)備元件，均選用定型產(chǎn)品，元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了可靠實(shí)現(xiàn)五防要求，各電器元件之間采用了機(jī)械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)上，以便于導(dǎo)線的連接。操作采用電動(dòng)方式，不需另配電源，由TV引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測(cè)、顯示、計(jì)量的功能，并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能，還設(shè)有專用的接地導(dǎo)件，并有明顯的接地標(biāo)志。此外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境，箱式變的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有隔熱材料，箱體底部和各室之間都有冷卻進(jìn)出風(fēng)口，采用自然風(fēng)冷和自動(dòng)控制的強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式，以保證電氣設(shè)備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動(dòng)物進(jìn)入等措施。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為3?35kV、低壓側(cè)為0.4?10kV。變壓器的容量：當(dāng)額定電壓比為35/10、6、0.4kV時(shí)可從幾百千伏安?上萬(wàn)千伏安、當(dāng)額定電壓比為10、6/0.4kV時(shí)可從幾十千伏安?幾千千伏安。四、結(jié)束語(yǔ)展望未來(lái)，箱式站在我國(guó)廣大城市、農(nóng)村、工礦企業(yè)、公共建筑設(shè)施中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，它將以較常規(guī)“土建”式變電站難以比擬的優(yōu)勢(shì)被越來(lái)越多的人所接受。為了適應(yīng)新形式下我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展水平，箱式站必須在保留原有優(yōu)點(diǎn)的情況下，加快自身的發(fā)展。隨著微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息通訊技術(shù)、電力電子技術(shù)及人工智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，信息化和網(wǎng)絡(luò)化對(duì)電力系統(tǒng)的智能化運(yùn)行需求日益迫切，也為智能化電器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高不僅要求箱式站安全可靠、具有“4遙”功能，而且能完成故障區(qū)段自動(dòng)定位、故障切除、負(fù)載轉(zhuǎn)帶及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等一系列智能化功能，從而保證短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)送電。另外