箱式變電站的發(fā)展

1　箱式變電站的發(fā)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(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站，電力部也相應(yīng)制定了部頒標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)用并不廣泛，到90年代末期，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，被廣泛應(yīng)用于城區(qū)、農(nóng)村10～110kv中小型變(配)電站、廠礦及流動(dòng)作業(yè)用變電站的建設(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)變電站建設(shè)的目標(biāo)模式。

　　2　箱式變電站的特點(diǎn)

　　箱式變電站主要由多回路高壓開關(guān)系統(tǒng)、鎧裝母線、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、電容補(bǔ)償及直流電源等電氣單元組合而成，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，機(jī)電一體化，全封閉運(yùn)行，主要有以下特點(diǎn)：

　　(1)　技術(shù)先進(jìn)安全可靠：

　　箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在-40℃～ 40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。

　　箱體內(nèi)一次設(shè)備采用全封閉高壓開關(guān)柜(如：xgn型)、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器，彈簧操作機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)隔離開關(guān)等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)裸露帶電部分，為全封閉、全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

　　(2)　自動(dòng)化程度高：

　　全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn)"四遙"，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制和遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警，滿足無(wú)人值班的要求；根據(jù)需要還可實(shí)現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　(3)　工廠預(yù)制化：

　　設(shè)計(jì)時(shí)，只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì)，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號(hào)，所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)工廠化，縮短了設(shè)計(jì)制造周期；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需調(diào)試的工作，整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間，大大縮短了建設(shè)工期。

　　(4)　組合方式靈活：

　　箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，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(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電站；也可以僅用10kv開關(guān)箱，35kv設(shè)備室外安裝，10kv設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，對(duì)于這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊站改造，即原有35kv設(shè)備不動(dòng)，僅安裝一個(gè)10kv開關(guān)箱即可達(dá)到無(wú)人值守的要求�？傊�，箱式變電站沒有固定的組合模式，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。

　　(5)　投資省見效快：

　　箱式變電站較同規(guī)模常規(guī)變電所減少投資40%～50%，以35kv單主變4000kva規(guī)模變電所計(jì)算，土建工程(包括征地費(fèi)用)箱式變電站要比常規(guī)變電所節(jié)約100余萬(wàn)元；若從竣工投產(chǎn)角度分析，保守估計(jì)按每站提前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，三個(gè)月可增加凈利潤(rùn)60余萬(wàn)元；從運(yùn)行角度分析，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)備運(yùn)行，從根本上徹底解決了常規(guī)變電所中的設(shè)備滲漏問題，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)約運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用10萬(wàn)元左右，整體經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

　　(6)　占地面積�。�

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

　　(7)　外形美觀，易與環(huán)境協(xié)調(diào)：

　　箱體外殼采用鍍鋁鋅鋼板及集裝箱制造技術(shù)，外形設(shè)計(jì)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(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。

　　3　新泰35kv集裝箱式變電站簡(jiǎn)介

　　35kv城東變電站是山東乃至全國(guó)規(guī)模較大的集裝箱式變電站之一，2000年安裝，僅安裝調(diào)試15天即投產(chǎn)。該站全部高壓設(shè)備集中在四套集裝箱內(nèi)，"一"字形排列，花園式布置，很是壯觀，從左至右依次為35kv開關(guān)箱、主變壓器箱、10kv開關(guān)箱(帶控制)，10kv開關(guān)箱(帶補(bǔ)償電容)，主變箱及帶電容器的開關(guān)箱箱頂采用隔層氣樓結(jié)構(gòu)，箱體低部也有進(jìn)出風(fēng)口，以保證電氣設(shè)備通風(fēng)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(guān)柜選用xgn開關(guān)柜，主變、所變、電壓互感器均采用干式設(shè)備，這樣全面實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，從根本上避免了由設(shè)備滲漏而引起的停電檢修。箱體內(nèi)配裝煙霧報(bào)警系統(tǒng)及遠(yuǎn)程圖象監(jiān)控系統(tǒng)，將報(bào)警信號(hào)及圖象上傳至調(diào)度所進(jìn)行24h監(jiān)控，可防止火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生和蔓延，另外還設(shè)有防雨、防塵、防小動(dòng)物進(jìn)入等多種防護(hù)措施。

　　二次設(shè)備采用dsa微機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)，分散布置，該系統(tǒng)集保護(hù)、遙控、遙測(cè)、遙信等功能于一體，保護(hù)電流與測(cè)控電流分別輸入，裝置機(jī)箱采用整板模壓成型，具有結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、抗干擾、抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在軟件設(shè)計(jì)上，保護(hù)模塊與其它模塊完全分開，大屏幕顯示事故報(bào)告、報(bào)警信息及遙信、遙測(cè)信息，定值設(shè)定簡(jiǎn)單可靠，具有完善的自檢體系，保護(hù)、監(jiān)控可靠且具有保護(hù)黑匣子功能，達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。以上設(shè)備的選用使供電自動(dòng)化程度大大提高，同時(shí)也降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，符合電力發(fā)展的需要。

　　4　箱式變電站的應(yīng)用前景和展望

　　近年來箱式變電站，是當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)改造和今后變電站建設(shè)的主要方向，但就某些方面還存在著一些不足，具體表現(xiàn)在：

　　(1)　防火問題：箱式變電站一般為全密封無(wú)人值守運(yùn)行，雖然全部設(shè)備無(wú)油化運(yùn)行且裝有遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警系統(tǒng)，但是箱體內(nèi)仍然存在火災(zāi)隱患，如：電纜、補(bǔ)償電容器等，一旦突發(fā)火災(zāi)，不利于通風(fēng)，也不利于火災(zāi)的撲救，因此應(yīng)考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)滅火系統(tǒng)，但這樣會(huì)增加箱式變電站的制造成本。

　　(2)　擴(kuò)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(kuò)展裕度小，如想在原箱體中再增加1～2個(gè)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(shí)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(shè)備檢修，特別是事故搶修，這是箱式變電站的先天不足，是無(wú)法克服的缺點(diǎn)。

　　總之，展望未來，箱式變電站在我國(guó)廣大城市、農(nóng)村、工礦企業(yè)、公共建筑設(shè)施中會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，它將以其物美價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)被越來越多的人們所使用，使我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行水平再上一個(gè)新臺(tái)階。