淺談箱式變電站在城區(qū)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

泰興城區(qū)自2000年以來，大量的10kV架空線路進(jìn)行了桿線入地改造，很多臺(tái)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(yùn)行維護(hù)不太方便。本文結(jié)合泰興城區(qū)使用情況對(duì)箱變的基本要求及應(yīng)用進(jìn)行探討。

1應(yīng)用背景

箱式變電站不同于常規(guī)土建配電房，其主要特點(diǎn)為：

(1) 變電站在制造廠完成設(shè)計(jì)、制造與安裝，并完成內(nèi)部電氣接線。

(2) 變電站經(jīng)過規(guī)定的型式試驗(yàn)考核。

(3) 變電站經(jīng)過出廠試驗(yàn)的驗(yàn)證。

箱變是一種把高壓開關(guān)設(shè)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(yù)制式緊湊型配電設(shè)備，具有成套性強(qiáng)、體積小、占地少、送電周期短、選址靈活、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝使用方便、運(yùn)行安全可靠及投資少、見效快等一系列優(yōu)點(diǎn)。

箱變應(yīng)用在市區(qū)，可裝在路邊綠化區(qū)、道路交叉口、生活小區(qū)、生產(chǎn)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(shí)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(qū)已經(jīng)大量使用。

2箱式站的總體結(jié)構(gòu)

組合式箱變中，高壓開關(guān)設(shè)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(gè)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(nèi)的中壓開關(guān)設(shè)備

箱式站中，若是終端接線，使用(負(fù)荷開關(guān)+熔斷器)組合電器柜;若為環(huán)網(wǎng)接線，則采用環(huán)網(wǎng)供電單元。環(huán)網(wǎng)供電單元一般配負(fù)荷開關(guān)，它由兩個(gè)作為進(jìn)出線的負(fù)荷開關(guān)柜和一個(gè)變壓器保護(hù)柜(負(fù)荷開關(guān)+熔斷器)組合成電器柜。由于我國(guó)在城網(wǎng)建設(shè)和改造中，推行環(huán)網(wǎng)供電，以減少供電的中斷，預(yù)期環(huán)網(wǎng)供電單元將有大的發(fā)展。

SF6環(huán)網(wǎng)供電單元的特點(diǎn)是大大提高了人身安全，同時(shí)安裝容易，維修少，省地方，經(jīng)濟(jì)效益顯著。環(huán)網(wǎng)供電單元由間隔組成，一般至少由三個(gè)間隔組成，即2個(gè)電纜進(jìn)出間隔和1個(gè)變壓器回路間隔。

城網(wǎng)一般用環(huán)纜，在用架空線的地方，可將架空線引至環(huán)網(wǎng)供電單元旁，再由電纜引進(jìn)和引出。一般來說，母線和開關(guān)封閉在充SF6的殼體內(nèi)。由于殼體封閉，故不受外界環(huán)境的影響，提高了設(shè)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(jí)全密封、免維護(hù)、低噪音、性價(jià)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(shí)，變壓器室必須配散熱系統(tǒng)。目前，省內(nèi)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(yōu)點(diǎn)是空載損耗很小，只有1/4～1/3，但其價(jià)格高出 1.3～1.6倍，但隨著制造技術(shù)的提高，一旦價(jià)格降下來，非晶合金變壓器會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。根據(jù)江蘇省電力公司要求，接線組別必須使用Dyn11聯(lián)結(jié)。

變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露于空氣中，但仍在殼體內(nèi)，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(nèi)(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(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計(jì)成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有自動(dòng)強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置(軸流風(fēng)機(jī)或幅面風(fēng)機(jī))。通常裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設(shè)定;室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風(fēng)來散熱。

5低壓側(cè)功能特點(diǎn)

低壓(0.4kV)側(cè)，出線保護(hù)可以配多路空氣開關(guān)或刀熔開關(guān);自動(dòng)循環(huán)投切無功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量一般為變壓器容量的30%;具有獨(dú)立電能計(jì)量箱。

低壓開關(guān)配置智能控制器可實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，并可提供信號(hào)單元及操作控制，同時(shí)還有表計(jì)功能。

6外殼制造工藝

表面防護(hù)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(fù)合板,而非金屬外殼(如玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、玻璃纖維增強(qiáng)塑料板、彩色板等)的采用是一種流行趨勢(shì)。在用玻璃纖維增強(qiáng)水泥板和玻璃纖維增強(qiáng)塑料板時(shí)，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(jié)束語

箱式站在國(guó)外已普遍使用，在我國(guó)已逐步興起。我國(guó)的箱變市場(chǎng)潛力巨大，但應(yīng)用箱變注意解決好以下幾個(gè)問題：

在一般條件下,可使用價(jià)格較便宜的空氣絕緣箱式站,對(duì)于氣候條件和地理?xiàng)l件特殊的地方及有特殊安全可靠的場(chǎng)合應(yīng)采用SF6絕緣開關(guān)設(shè)備。必須解決好環(huán)網(wǎng)供電單元的有機(jī)組成部分———封閉式電纜插接件問題;對(duì)高壓室和低壓室要注意凝露問題,防止閃絡(luò)放電;對(duì)變壓器室要防止因發(fā)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(guān)系統(tǒng)以及電子智能保護(hù)系統(tǒng)來防止因內(nèi)部故障引起的殼體爆炸;對(duì)于SF6絕緣開關(guān)設(shè)備還要逐步加裝“氣體監(jiān)測(cè)裝置”。同時(shí)注意選用性能好且安全可靠的元件,包括高壓開關(guān)、變壓器和低壓開關(guān),這樣的智能箱變可靠性才會(huì)提高。