浅论城市配电网的新宠――箱式变电站

浅论城市配电网的新宠――箱式变电站
箱式变电站是社会经济发展和城市建设的必然产物。随着近二十多年的经济发展，城市供电的格局发生了较大的变化，过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大大制约了城市供电，并降低了供电企业的经济效益。原因是供电半径过大，线路损耗随着用电负荷的增加而大大增加，同时供电质量也大大降低。要减少线路损耗，保证供电质量，就得提高供电电压，这是众所周知的事实。为此，国家在城网建设中，要求高压直接进入市区，深入负荷中心。有资料显示，将供电电压从380V上升到10kV，可以减少线路损耗60％，减少总投资和用铜量52％，其经济效益相当可观。要实现高压深入负荷中心，箱式变电站是最经济、方便、有效的设备之一。
箱式变电站，是当今配电系统中最经济、最实惠、最科学、最安全的新型配电装置之一，它是集高压开关柜、变压器、低压开关柜于一体，并在制造厂内装配完成的预装式变电站。它作为工矿企业、油田、城市建筑、生活小区等用电部门的变电设备，具有成套性强、体积小、结构紧凑、可靠性高、现场安装工作量小、安装调试周期短以及可移动等特点，是城乡电网建设与改造中理想的新型成套设备。适当改变其壳体的外形和颜色，使之与环境相适应，还可以起到美化环境的作用，如我公司研制的ZBWH8-12环保型箱式变电站，广泛用于街道、住宅小区、别墅风景区等，成为了城市的一处靓点 。预装式变电站具有体积小、占地少、工厂化生产质量高、造价低、投资省、施工安装方便、高效节能、防盗、维护简单，既可用于户内，也可用于户外等特点。经过对国内外产品分析比较，结合我国国情，现研制的预装式变电站，既克服了“欧式”箱变各元件简单组合产生弊端，也改进了“美式”箱变的不足，并立足于国内市场及生产工艺现状。从结构设计、材料选用，到机加工水平、表面处理等方面均进行了大量的设计计算而研制成的新型的预装式变电站。可作为环网和无人值守的主设备，广泛用于工业园区、居民小区、商业中心等处。

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主要特点
箱式变电站是一种将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案组成一体的工厂预制的紧凑式中压配电装置，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起。箱式变电站不同于常规化土建变电站，其主要特点是：箱式变电站在工厂完成设计、制造、装配，并完成其内部电气接线；箱式变电站经过规定的型式试验考核；箱式变电站经过出厂试验的验证。国外在60年代和70年代就大量生产和使用箱式变电站，目前技术已经成熟，在欧洲箱变已占配电变压器的70％左右，在美国箱变产量占配电变压器产量的80％以上，直到90年代才引入我国。
由于箱变具有成套性强、体积小、占地少、能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗、缩短送电周期、选赴灵活、对环境适应性强、安装方便、运行安全可靠及投资少于见效快等一系列优点；所以箱变有着广阔的使用范围，它适用于城市公共配电、高层建筑、住宅小区、公园、高速公路等，还适用于油田、工矿企业及施工场所等。它是继土建变电所之后崛起的一种崭新的变电站，是城市电网建设与改造的必需设备。 预装式变电站具有变电站的功能，用于环网供电、双电源供电或变压器终端供电系统中，作为电能的控制和保护装置。
主要技术参数
额定电压12／0.4kV，变压器额定容量500KVA，调压范围±2×2.5％，联接方式D／Yn11，雷电冲击耐压(峰值全波)75kV，lmin工频耐压35kV，额定频率50Hz，后备保护熔断器额定电流100A，额定短路开断电流40kA，插入式熔断器额定电流40A，低压侧lmin工频耐受电压(相间及相对地)主回路2.5kV，控制及计量回路2.0kV，防护等级IP34。
产品结构特点
预装式变电站保留了“美式箱变”的设计特点。它由变压器油箱(下油箱)、高压元件油箱(上油箱)、操作室等几部分组成。其中上、下油箱是相互独立的，均以变压器油作为绝缘、冷却和灭弧介质，两者仅电气连通，油路不通。既克服了“欧式”箱变各元件简单组合产生的缺陷，又改进了“美式”箱变的不足。其性能先进、结构合理、运行可靠、设计独特，各项技术性能指标达到了国内同类产品的领先水平．主要技术指标达到了国际同类产品的先进水平
外型结构及平面布置图
预装式变电站由上、下油箱和开关柜部分组成。上面为高压设备油箱，下面为变压器油箱，两者仅电气连通而油不相通。变压器油箱为全密封式，采用波纹散热器，高、低压出线端处需焊有无磁性地不锈钢法兰。高压开关油箱与变压器油路地分离保证了带负荷操作时开关产生地电弧不致影响变压器中油的质量，而变压器产生的热量也不致明显影响高压开关的温升

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箱式变电站的分类及原理主接线方式
箱式变电站有多种分类方法，如按产品结构可分为：组合式变电站即欧式变电站，预装式变电站即美式箱变；按安装场所分为户内、户外；按高压接线方式分为终端接线、双电源接线和环网接线；按箱体结构分为整体、分体等。组合式变电站即欧式变电站(略)。预装式变电站即美式箱变是将变压器身、高压负荷开关、熔断器及高低压连线置于一个共同的封闭油箱内，用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质，是一种结构紧凑、体积小、经济实用的新型配电设备。由于采用了全绝缘的高压进出线端子和电缆附件，使高压间隔内任何裸露的带电部分，具有安全可靠的运行特点。
箱变的变压器器身为三相三柱或三相五柱结构，Dyn11或Yyn12联结，熔断器连接在“△”外部。三相五柱式Dyn11变压器的优点是，带三相不对称负载能力强，不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证，此外，这种变压器还具有很好的耐雷特性。本系列组合式变电站现有五种高压接线方案和两种低压典型方案供用户组合选择使用。如用户有其它要求时可与厂方协商解决。
8 结论
我国箱变行业虽然从引进到生产已经有近二十年的历史了，但箱变的应用率仍然很低，不足配变的5.5％，距世界发达国家的70～91.3％还相去甚远，因而其具有很大的市场潜力。
在社会发展和城市化进程中，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空向电缆过渡，杆架方式安装的配电变压器也将越来越不适应人们的要求了。因此箱变特别是小型化、环保型箱变将会成为主要的配电设备之一。
箱变由于采用普通油和难燃油作为绝缘介质，使之即可用于户外，又可用于户内，适用于住宅小区、工矿企业及各种公共场所，如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等，有着非常好的发展前景。
再者，为提高供电的可靠性，高压环网及双电源供电的自动化、低压格式网、低压网自动投切、网络优化等，发达国家目前已经采取的先进技术势必影响到我国今后的经济发展，甚至到逐步被采用。因此箱变除小型化、免维护、节能外，自动化控制技术的应用将是发展的整体趋势，我们今后的配电设备恐怕将会朝着这个方向发展.