浅谈高压箱式变电站的技术特点

浅谈高压箱式变电站的技术特点

肖扬、穆金龙、邵硕硕、李不缺

河南森源电气股份有限公司，河南 许昌，461500

摘要：箱式变电站是西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。本文主要探讨高压箱式变电站的技术特点。

关键词：高压箱式变电站；技术特点

前言：随着科学技术的发展进步，智能化技术的发展也更好的提升了我国的箱式变电站的发展，箱式变电站对于我国的配电技术有着很好的推动促进作用。箱式变电站主要分为两种形式，主要是美式与欧式，箱式变电站可以很好的改善在进行配电工作过程当中产生的末端电压质量问题，因此在我国的农村以及城市的配电系统中应用的相对较为广泛。

1、高压箱式变电站的结构特点

箱式变电站的一般构造由3个大部分构成:高压开关装置、变压器和低压配电安装。从国内看,箱式变电站的布设有两类:组合式和一体式。组合式变电站将这三种部门结合在一起,形成"目"字型或"品"字型,而整体式变电站则以变压器设备系统为核心,熔断器和负荷开关等部件被安装在变压器设备系统箱体内,形成一个完整的系统。由于积极使用IEC标准,所以箱式变电站采取联合布局。在综合式箱变中,高压开关装置所在地的室被称之为高压室,变压器设备所在地的室被称之为变压器设备室,而低压配电安装所在地的室被称之为低温室,以满足不同电力需求。箱型站中的这三个室可以按照"目"字型或"品"字型进行布局,以满足不同的需求。为了保证变压器室的安全性和可靠性,我们采取了自动防盗门构造,并且具备完善的防窃电能力。此外,我们还使用了卷芯铁全密封变压器系统,以减少空载损失。最后,我们在变压器高压侧使用了进口全闭合可角方式肘型母线头。通过先进的自动空气开关技术,低压室可以实现短路分断,并且可以根据用户的需求配备测量和计量设备,以及自动电容补偿装置。采用先进的防腐技术和静电喷塑工艺,外壳可以在各种恶劣的环境中使用。

2、箱式变电站的应用范围

箱式变电站用于高层住宅，豪华别墅，广场公园，居民小区，中小型工厂，矿山、油田，以及临时施工用电等场所，作配电系统中接受和分配电能之用。可以简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；还可以动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；对于一些自维用电及特殊情况也可以进行使用，箱式变电站占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为5~6㎡，甚至可以减少3~3.5㎡。适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高电压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗。低压供电线路较少，一般为4~6路。缩短现场施工周期，投资少。

采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求。外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。

3、高压箱式变电站的应用

3.1风力发电中箱式变电站的智能化应用

随着国际范围内煤炭石油资源逐渐减少，而风力能源作为一种能源的方式逐渐的受到了社会各界的重视，并且各个领域都有了一定的应用，在电力行业也有着应用，如风力发电。而风力发电的电力在同国家电网连接的过程中会由于一些各种因素导致出现一些电力质量问题的出现，而作为配电和输电的设备，箱式变电站的作用就非常的明显了，所以如果箱式变电站不能够将这些电力质量问题解决就会给对我国的国民生产、生活产生巨大的影响。而现阶段智能化箱式变电站则能够通过对于电力智能检测的功能，检测出电力质量问题，并且能够通过无功补偿的方法解决相应的电力质量问题，从而使电力智能能够得到保证。

3.2路灯中箱式变电站智能化应用

路灯是城市中一个重要的公共设施，影响着人们的生活与工作。而箱式变电站智能化可以更好的促进我国路灯工程的建设，如：路灯照明系统的控制工作。箱式变电站智能化可以通过在路灯照明系统控制自动化方面体现，箱式变电站智能化可以通过引入时间控制感应器和光敏电阻技术来影响路灯的开关电路，从而能够对路灯照明进行有效的控制，并且还可以根据不同的季节改变路灯开关的早晚，从而可以提高路灯开关的时间的精准度，提高电力资源的利用，降低电力成本，同时还能够减少相关的人工成本，从而促进路灯照明系统的自动化和智能化。

3.3铁路运输系统箱式变电站的应用

城市轨道交通的发展促进各个地区之前的交流和经济发展。客运铁路线上的箱式变电站的智能化起着非常重要的作用，配合RTU装置，箱式变电站向后台发送箱变内高压负荷开关和接地开关的分合位置、远方就地操作方式、熔断器熔断信号、绝缘气体低气压信号，低压断路器的分合位置、远方就地操作方式、UPS的运行情况，配电变压器的温度，箱变内的湿度、温度及烟感的信号。测量并向后台发送高低压进出线回路的三相电流、电压电量值。配合断路器的电动操作机构，实现短路的分闸，合闸，故障复位等一系列功能。铁路箱变的双侧进出线及变压器结合智能化终端，为铁线上的供电保驾护航。

4、高压箱式变电站的设计要点

4.1变电站接地设计

在进行接地线结构的设计时，要考虑到：首先，要对接地线的规格、应用尺寸、埋深等进行全面的梳理；其分布、连接情况等要求符合GB/T11022规定的有关规定，为以后的生产工作的顺利进行打下了良好的准备。第二、正确布置地线，该导线与各个线路相联系，当出现大的电压时。在箱型变电站使用时，能对导线进行很好的分流，保证其安全。第三，依据要求进行导体材料选取时，应做好电流密度选取工作。一般来说，要求导线材料能够满足短路1s时，电流密度＜200A/mm2；短路3s时，电流密度＜125A/mm2，以提升变电站工作状态稳定性。

4.2主接线的选择

主接线采用单母线分段接线，单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段，通常是分成两段。母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。

4.3高压接线方式

高压侧，采用负荷开关+限流熔断器作为变压器的主保护，一般有环网、双电源和终端三种供电方式，限流熔断器一相熔断时必须能联动跳开三相负荷开关，不发生缺相运行。

4.4箱式变电站箱体的确定

箱体的底座和骨架一般采用槽钢和角钢焊接而成，顶盖和四壁采用金属板内衬阻燃材料压制而成，能起到隔热的作用。根据当地实际情况，可在订货时对主体结构提出相应的要求。箱体的密封和防尘是一个重要方面，特别是保护装置对防尘等指标要求较高，应引起重视。箱体的底板下面，一般作为电缆室，在考虑箱体基础的设计时，应顾及到电缆的安装和维护方便，应考虑人员出入、通风以及照明等方面的要求。

4.5安全设计

首先，必须在过高的电流下，设定继电保护；然后，它就会触发保护装置，切断电力和其它系统的工作线路，并对自动控制系统进行报警，提醒发生故障的位置；从而减少因电力意外而造成的不良后果；第二，在箱子的内部，要用耐用的聚合物来画一张盒子的电路，这样可以方便地找到问题的所在，提高维修的速度。

结束语：随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电—变压器降压—低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展，箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品，因而在城乡电网中得到广泛应用。

参考文献

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[3]杜克.箱式变压器在配电系统中的应用[J].科技与企业，2013（19）：337-337.