箱式变电站在城区配电系统中的应用

泰兴城区自2000年以来，大量的10kV架空线路进行了杆线入地改造，很多台变更换为箱变，箱变一般分为美式箱变和欧式箱变。同容量美式箱变比欧式箱变占地小、体积小，但是变压器运行维护不太方便。本文结合泰兴城区使用情况对箱变的基本要求及应用进行探讨。 　　1应用背景 　　箱式变电站不同于常规土建配电房，其主要特点为： 　　(1) 变电站在制造厂完成设计、制造与安装，并完成内部电气接线。 　　(2) 变电站经过规定的型式试验考核。 　　(3) 变电站经过出厂试验的验证。 　　箱变是一种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案组合在一体的工厂化预制式紧凑型配电设备，具有成套性强、体积小、占地少、送电周期短、选址灵活、对环境适应性强、安装使用方便、运行安全可靠及投资少、见效快等一系列优点。 　　箱变应用在市区，可装在路边绿化区、道路交叉口、生活小区、生产厂地、高层建筑等处。同容量箱变的占地面积仅为配电房所占面积的1/5～1/10，同时大大减少了工程施工量，做到投资少、见效快。在我们泰兴城区已经大量使用。 　　2箱式站的总体结构 　　组合式箱变中，高压开关设备所在的室一般称为高压室;变压器所在的室一般称为变压器室；低压配电装置所在的室称为低压室。这三个室在箱式站中有两种布置，即“目”字型布置和“品”字型布置。也是我们通常所说的欧变和美变的布置。 　　3箱变内的中压开关设备 　　箱式站中，若是终端接线，使用(负荷开关+熔断器)组合电器柜;若为环网接线，则采用环网供电单元。环网供电单元一般配负荷开关，它由两个作为进出线的负荷开关柜和一个变压器保护柜(负荷开关+熔断器)组合成电器柜。由于我国在城网建设和改造中，推行环网供电，以减少供电的中断，预期环网供电单元将有大的发展。 　　SF6环网供电单元的特点是大大提高了人身安全，同时安装容易，维修少，省地方，经济效益显著。环网供电单元由间隔组成，一般至少由三个间隔组成，即2个电缆进出间隔和1个变压器回路间隔。 　　城网一般用环缆，在用架空线的地方，可将架空线引至环网供电单元旁，再由电缆引进和引出。一般来说，母线和开关封闭在充SF6的壳体内。由于壳体封闭，故不受外界环境的影响，提高了设备的可靠性，又由于用SF6绝缘，故可做到体积小。还由于充气压力低，密封等问题也容易解决。 　　4变压器的匹配和散热处理 　　箱变用变压器为降压变压器，一般将10kV降至380V/220V，变压器容量一般为50～1600kVA，箱变最常用的容量为80～630kVA。变压器选用S11或更高等级全密封、免维护、低噪音、性价比高的油浸式变压器(噪音≤50dB)或新型干式变压器SCB10等。采用干式变压器时，变压器室必须配散热系统。目前，省内要求采用S11系列配电变压器，有的也采用了非晶合金变压器，其优点是空载损耗很小，只有1/4～1/3，但其价格高出 1.3～1.6倍，但随着制造技术的提高，一旦价格降下来，非晶合金变压器会占据市场主导地位。根据江苏省电力公司要求，接线组别必须使用Dyn11联结。 　　变压器设置有二种方式：一种将变压器外露于空气中，但仍在壳体内，更换方便(欧式箱变布置);另一种将变压器安装在封闭隔室内(美式箱变布置)。后者变压器室为防日照辐射使室温升高，采用四周壁添加隔热材料、双层夹板结构，顶盖设计成带空气垫或隔热材料的气楼结构，内设通风道，装有自动强迫排气通风装置(轴流风机或幅面风机)。通常装置的开启和停止，由变压器室的温度监控装置自控，其温度的整定值按允许温度的80%～90%设定;室内正常温度下，靠自然通风来散热。 　　5低压侧功能特点 　　低压(0.4kV)侧，出线保护可以配多路空气开关或刀熔开关;自动循环投切无功补偿装置，补偿容量一般为变压器容量的30%;具有独立电能计量箱。 　　低压开关配置智能控制器可实现预警功能，并可提供信号单元及操作控制，同时还有表计功能。 　　6外壳制造工艺 　　表面防护层的附着力差、寿命短制约了普通钢板用于户外型箱变。外壳有的采用不锈钢板、铝合金板或聚苯乙烯复合板,而非金属外壳(如玻璃纤维增强水泥板、玻璃纤维增强塑料板、彩色板等)的采用是一种流行趋势。在用玻璃纤维增强水泥板和玻璃纤维增强塑料板时，为了采光和防止雨水淋入，可将顶盖做成表面光滑的防水滴缘。 　　7结束语 　　箱式站在国外已普遍使用，在我国已逐步兴起。我国的箱变市场潜力巨大，但应用箱变注意解决好以下几个问题： 　　在一般条件下,可使用价格较便宜的空气绝缘箱式站，对于气候条件和地理条件特殊的地方及有特殊安全可靠的场合应采用SF6绝缘开关设备。必须解决好环网供电单元的有机组成部分——封闭式电缆插接件问题;对高压室和低压室要注意凝露问题,防止闪络放电;对变压器室要防止因发热而影响变压器出力;在壳体上考虑安装防爆膜盒、故障电弧限制器、压力开关系统以及电子智能保护系统来防止因内部故障引起的壳体爆炸;对于SF6绝缘开关设备还要逐步加装“气体监测装置”。同时注意选用性能好且安全可靠的元件,包括高压开关、变压器和低压开关,这样的智能箱变可靠性才会提高。