箱式變電站的使用場所和相應功能有哪些？

1、箱體結構：歐式變電站的箱體是由：底座、外殼、頂蓋三部分構成。底座壹般用槽鋼、角鋼、扁鋼、鋼板等，組焊或用螺栓連接固定成形；為滿足通風、散熱和進出線的需要、還應在相應的位置開出條形孔和大小適度的圓形孔。箱體外殼、頂蓋槽鋼、角鋼、鋼板、鋁合金板、彩鋼板、水泥板等進行折彎、組焊或用螺釘、鉸鏈或相關的專用附件連接成形。不管那種材料的箱變殼體，按標準要求必須具備：防曬、防雨、防塵、防銹，防小動物（如蛇）等進入的五防功能。歐式變電站的殼體為防止炎熱夏季強烈的日光輻射，其頂部壹般都設有導熱系數較低的隔熱材料作填料。常用的填料有：巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。在統壹設計的傳統“組合式變電站”中，壹般在殼體中也填充隔熱填料，這種方法大多數設計者已不在采用，這是因為：隔熱填料雖然能防止炎熱夏季強烈的日光輻射，同時也阻礙了變壓器運行時產生大量熱量的散發，所以設計者們除保留在殼體上沖百葉窗孔的方法外，同時采用加大散熱面積、加強空氣對流的方法散熱，同時還可減少制造成本。歐式箱變的表面處裏：歐式箱變表面處裏的方法較多，中國北方大多采用傳統的噴漆、烤漆、噴塑等方法進行處理；在中國南方經濟發達地區，除采用上述方法外，還在水泥板結構的殼體外貼上彩色瓷磚，或貼貼面等方法進行表面處理，特別是置於住宅小區的箱變外觀，與當地建築物的風格更加協調、統壹。2、高壓配電裝置結構：歐式箱變高壓配電裝置，從進線方式上分為：終端型、環網型兩種；從進線方位上分可分為：從箱體頂部架空進線（傳統箱變用此法較多）和利用高壓電纜溝從地下進出線，這是現代設計較為普遍的采用方法。以SF6氣體為滅弧介質的SF6系列負荷開關較多，其成本高於FN-10系列高壓負荷開關。這類開關結構、有帶熔斷器、不帶熔斷器、接地開關等，但壹般都裝有帶電顯示器；操作機構壹般為手動，也有電動操作的。帶熔斷器的，當回路出現短路故障能自切斷開關，保護電路及變壓器、開關等設備。還有以真空為滅弧介質的真空開關，這類開關可以單獨使用、也可與熔斷器配用，還可與SF6系列負荷開關串接使用，不過這樣將使成本增大，如用戶無特別要求不須這樣使用。高壓計量：高壓配電裝置中，如用戶有高壓計量要求的，還須設置高壓計量櫃。中國各地供電部門，對高壓或低壓計量問題沒有統壹的要求。西北地區供電規程規定：變壓器容量大於160KVA時，必須采用高壓計量；高壓計量櫃開關必須由供電部門控制。北京、天津等華北地區供電部門則認為：箱式變電站計量應以低壓側為好，這樣，可以提高供電可靠性，減少高壓計量帶來的不穩定因素，對變壓器本身的損耗，可折算成電費，由用戶承擔。箱式變電站高壓計量櫃的結構壹般由：CT、PT、及計量表計，遙控、遙測裝置等構成。3、變壓器室結構：歐式箱變都設有獨立的變壓器室，變壓器室主要由：變壓器，自動控溫系統，照明及安全防護欄等構成。變壓器運行時，將在箱變中產生大量的熱量向變壓器室內散發，所以變壓器室的散熱、通風問題是歐式箱變設計中應重點考慮的問題；變壓器運行時，源源不斷的產生大量的熱量，使變壓器室的溫度不斷升高，特別是環境溫度高時，溫度升高更快，所以只靠自然通風散熱往往不能保證變壓器可靠、安全運行；歐式箱變設計中，除變壓器容量較小的箱變采用自然通風外，壹般都設計了測溫保護，用強制排風措施加以解決。該系統主要由測量裝置，測變壓器室溫、油溫均可。然後通過手動和自動控制電路，對排風扇是否需要投入，按變壓器可靠、安全運行溫度的設定範圍進行設置控制。歐式箱變中，變壓器既可選用油浸式變壓器，也可采用幹式變壓器，但由於幹式變壓器價格較高，所以在用戶沒有特別要求的情況下，應首選油浸式變壓器、以降低制造成本。變壓器容量壹般在100-1250KVA為宜，最大不應超過1600KVA。4、低壓室結構設計：歐式箱變的低壓室按工礦企業或住宅小區的使用場合的不同，在設計結構上應有所不同。壹般對於工礦企業使用的歐式箱變，應對動力供電、照明供電進行分開設計。在采用低壓計量時，壹般情況下，供電局要求對照明用電進行分開計度，這主要是因為照明用電的單位價格，普遍高於動力用電。在住宅小區使用的變電站在結構設計上，則不須考慮動力用電的問題。歐變低壓室的輸出路數，在結構設計上根據變壓器容量大小和用戶使用需求的不同而不同。變壓器容量小，用戶需求輸出路數較少的可少設；而變壓器容量大，用戶要求輸入出路數多的，可考慮設計路數多壹些，還可考慮按帶走廊操作形式進行布局。中國的箱變最初是從歐式箱變發展而來的，其體積往往比較龐大。隨著中國對外經濟的開放，市場經濟的大力發展，大約在90年代，美式箱變在中國市場打入了美式箱變，並以其獨有的特點在中國市場獲得了迅速的發展。中國從南到北，從東到西，幾乎到處都可以看到這種美式箱變的身影，而且大都是國內廠家仿造的產品，其質量可以說參差不齊。通過這些年的應用和實踐，有必要對美式箱變結合中國國情進行認真分析，給予正確定位，以此來推動中國箱變的技術和市場發展。美式箱變的主要特點：過載能力強，允許過載2倍2個小時，過載1.6倍7個小時而不影響箱變壽命。采用肘式插接頭，可以十分方便高壓進線電纜的連接，並可在緊急情況下作為負荷開關使用，即可帶電拔插。采用雙熔斷器保護，插入式熔斷器（BAY—o—net）為雙敏熔絲（溫度、電流）保護箱變二次側發生的短路故障。後備限流保護熔斷器（ELSP）保護箱變內部發生的故障，用於保護高壓側。變壓器壹般采用高燃點油（FR3）。高壓負荷開關保護用熔斷器等全部元件都與變壓器鐵芯、繞組放在同壹油箱內。美式箱變外殼的防腐和防護：美式箱變，其箱體采用防腐設計和特殊噴漆處理，可適用於各種惡劣環境，如多暴風雨和高汙染地區。其箱體在噴漆前經過八道預處理工序，然後進行七道噴漆和烘烤工序才算完成，可見其對防腐的慎重態度。而目前國內生產的美式箱變殼體幾乎沒有進行特殊處理，基本上是采用酸洗後，靜電噴塗處理，甚至有的企業連酸洗處理都不進行，更有甚者，在外表面上只進行噴漆處理，可想而知，其外殼的防腐能力如何。即便是靜電噴塗處理，由於底表面進行處理時往往會出現壹些死角，而靜電噴塗在這些沒有處理好的部位上很難噴塗上粉末，所以必然留下銹蝕的隱患。由於箱變要長年累月的在風吹、雨淋、日曬的戶外環境中工作，如果表面處理不好，銹蝕將是十分嚴重的。這壹問題是十分重要的，也是國內幾十年來壹直十分關註、重視、研究的課題，所以有許多廠家采用壹些其它技術來解決這—問題。關於防護問題，美式箱變的變壓器油箱和散熱片部分裸露在外邊，其目的就是為了改善散熱條件。但是，由於其直接暴露在陽光下，在陽光的熱輻射下，會不會影響溫升，還沒有詳細介紹。此外，裸露在外的部分很容易受到外力的碰撞、敲擊而遭到損壞。如果壹旦損壞，變壓器油就會大量流失，後果不堪設想，所以壹些國內廠家在散熱片部位又包上壹層鋼板，以求得增加防護能力。美式箱變的高壓負荷開關：美式箱變的負荷開關是放入到變壓器油箱內。油浸式三相聯動開關可分為二位置（終端式）、四位置（環網式）兩種，由於此負荷開關是放在變壓器油箱中，其關合位置只能根據外部操作面板的指示來判斷，而且其操作要通過專用的絕緣操作桿來進行，所以其操作較比復雜。從這壹點來看，其操作很不方便。此外，由於看不見負荷開關的開斷觸頭（即明顯斷開點），所以在開斷後，給人們壹種不放心的感覺。此外，其負荷開關壹旦發生故障，更換、維修都將是十分困難。負荷開關壹般采用真空斷路器。關於美式箱變的維護美式箱變安裝使用後，基本上無須維護，但國內所生產的產品由於多種原因，箱變的維護工作卻是不可缺少的。由於外殼的表面處理技術問題，應加強檢查其銹蝕情況；美式箱變在油箱中填充的油壹般為FR3絕緣油，其燃點可達312℃，並且具有優良的電熱特性、絕緣強度高、潤滑性好、熄弧能力強、無毒、可以進行生物分解，因此最大程度地減少了對環境和健康的危害。FR3絕緣油不象傳統礦物油那樣會形成沈澱物，而國內生產的美式箱變絕大部分填充的都是25#普通礦物油。此外，壹般情況下美式箱變的油箱上部都充有惰性氣體，以防止空氣中的水份交換到油中去。而國產的美式箱變可能還沒有企業進行此項工作，時間壹長，油的性能就要降低，加之其密封性能達不到7個Psig的要求，所以必須定期換油。美式箱變無油溫保護，只有壹個溫度計來顯示油溫，當油溫太高時，依靠插入式熔斷器來進行保護，還有壹個壓力釋放閥，用來釋放油箱內太大的壓力。因此，應該經常檢查在此兩種情況下熔斷器是否正常運行，及外殼是否發生滲漏油現象。由於美式箱變的油箱裸露在外部，因此應經常進行巡視，以防止在外力碰撞下受到損害而發生滲漏油。國產箱變同美式箱變相比增加了接地開關、避雷器，接地開關與主開關之間有機械聯鎖，這樣可以保證在進行箱變維護時人身的絕對安全。國產箱變每相用壹只熔斷器代替了美式箱變的兩支熔斷器做保護，其最大特點是當任壹相熔斷器熔斷之後，都會保證負荷開關跳閘而切斷電源，而且只有更換熔斷器後，主開關才可合閘，這壹點是美式箱變所不具備的。國產箱變壹般采用各單元相互獨立的結構，分別設有變壓器室、高壓開關室、低壓開關室，通過導線連成壹個完整的供電系統。變壓器室壹般放在後部。為了方便用戶維修、更換和增容的需要，變壓器可以很容易的從箱體內拉出來或從上部吊出來。由於變壓器放在外殼內，其有利的因素是可以防止陽光直接照射變壓器而產生的溫升，同時也可以有效地防止外力碰撞、沖擊及發生觸摸感電事故；其不利因素是對變壓器的散熱提出了較高的要求。高壓開關室內安裝有獨立封閉的高壓開關櫃，櫃內壹般安裝有產氣式、壓氣式或真空式負荷開關—熔斷器組合電器，其上安裝的高壓熔斷器可以保證任壹相熔斷器熔斷都可以使其主開關分閘，以避免缺相運行。此外還裝有接地開關，其與主開關相互連鎖，即只有分開主開關後，才可合上接地開關，而合上接地開關後，主開關不能關合，以此來保證維護時的安全。在櫃內還裝有高壓避雷器，整個開關的操作十分方便，只須使用專用配套手柄，就可實現全部開關的關合分斷。同時還可以通過透明窗口觀察到主開關的分合狀態。低壓開關櫃：壹般低壓開關櫃內都裝有總開關和各配電分支開關、低壓避霄器、電壓和總電流、分支電流的儀表顯示，同時，為了更好的保護變壓器運行安全，往往采取對變壓器上層油溫進行監視的措施。當油溫達到危險溫度時，其可以自動停止低壓側工作（斷開低壓側負荷），當然其動作值可以根據要求自行設定。外殼及防護：國產箱變的各開關櫃分別制成獨立櫃體，安裝到外殼內，可以很方便的更換和維護，同時也提高了防護能力和安全性。其鋼板外殼均采用特殊工藝進行防腐處理，使其防護能力可以達到20年以上。同時，上蓋采用了雙層結構以減少陽光的熱輻射，其外觀可以按照用戶要求配上各種與使用環境相協調的顏色，以達到與自然環境相適應相點綴的效果。其它方面：美式箱變和國產箱變均可以增加計量補償等方面的功能，只不過是體積稍有增大而已。此外，國產箱變也可以采取肘式電纜頭進行進線電纜插接。順便指出，國產箱變的變壓器壹般均采用S9全密封低損耗變壓器，而國外有的產品已經采用非晶合金做變壓器鐵芯，以求得降低損耗。在國內非晶合金變壓器已經有小批量生產，換句話說，就是壹次性投資較大，但其帶來的經濟效益還是相當可觀的。國產臥式箱變更準確的講，應稱為歐美壹體化箱變，更為貼切。臥式箱變的外觀形同歐式箱變，但體積卻大大小於歐式箱變，略大於美式箱變。這是因為臥式箱變的變壓器、負荷開關及低壓出線方式基本與美式箱變相同、但它有獨立的變壓器室。由於高、低壓出線均在側壁，所以變壓器室不需考慮防護欄等設施。因臥式箱變體積小、緊湊的結構特點，使壹些設計者對其頂蓋設計也大大簡化（不加隔熱層等），僅保留了自然通風散熱冷卻運方式。使置於箱變體內的變壓器的散熱水平大大降低。其散熱成為值得探討的問題。箱式變電站主要由多回路高壓開關系統、鎧裝母線、變電站綜合自動化系統、通訊、遠動、計量、電容補償及直流電源等電氣單元組合而成，安裝在壹個防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電壹體化，全封閉運行，主要有以下特點：技術先進安全可靠箱體部分采用目前國內領先技術及工藝，外殼壹般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標準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，內封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內安裝空調及除濕裝置，設備運行不受自然氣候環境及外界汙染影響，可保證在-40℃～+40℃的惡劣環境下正常運行。箱體內壹次設備采用全封閉高壓開關櫃（如：xgn型）、幹式變壓器、幹式互感器、真空斷路器，彈簧操作機構、旋轉隔離開關等國內技術領先設備，產品無裸露帶電部分，為全封閉、全絕緣結構，完全能達到零觸電事故，全站可實現無油化運行，安全性高，二次采用微機綜合自動化系統，可實現無人值守。自動化程度高全站智能化設計，保護系統采用變電站微機綜合自動化裝置，分散安裝，可實現四遙，即遙測、遙信、遙控、遙調，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護功能齊全，可對運行參數進行遠方設置，對箱體內濕度、溫度進行控制和遠方煙霧報警，滿足無人值班的要求；根據需要還可實現圖像遠程監控。工廠預制化設計時，只要設計人員根據變電站的實際要求，作出壹次主接線圖和箱外設備的設計，就可以選擇由廠家提供的箱變規格和型號，所有設備在工廠壹次安裝、調試合格，真正實現變電站建設工廠化，縮短了設計制造周期；現場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯絡、出線電纜連接、保護定值校驗、傳動試驗及其它需調試的工作，整個變電站從安裝到投運大約只需5～8天的時間，大大縮短了建設工期。組合方式靈活箱式變電站由於結構比較緊湊，每個箱均構成壹個獨立系統，這就使得組合方式靈活多變，壹方面，我們可以全部采用箱式，也就是說，35kv及10kv設備全部箱內安裝，組成全箱式變電站；也可以僅用10kv開關箱，35kv設備室外安裝，10kv設備及控保系統箱內安裝，對於這種組合方式，特別適用於農網改造中的舊站改造，即原有35kv設備不動，僅安裝壹個10kv開關箱即可達到無人值守的要求。總之，箱式變電站沒有固定的組合模式，使用單位可根據實際情況自由組合壹些模式，以滿足安全運行的需要。投資省見效快箱式變電站較同規模常規變電所減少投資40%～50%，以35kv單主變4000kva規模變電所計算，土建工程（包括征地費用）箱式變電站要比常規變電所節約100余萬元；若從竣工投產角度分析，保守估計按每站提前4個月投運計算，若平均負荷2000kw，售電利潤0.10元/kw.h，三個月可增加凈利潤60余萬元；從運行角度分析，在箱式變電站中，由於先進設備的選用，特別是無油設備運行，從根本上徹底解決了常規變電所中的設備滲漏問題，變電站可實行狀態檢修，減少維護工作量，每年可節約運行維護費用10萬元左右，整體經濟效益十分可觀。占地面積小以4000kva單主變規模變電所為例，建設壹座常規35kv變電所，大約需占地3000m左右，而且需要進行大規模的土建工程；而選用箱式變電站，主變箱和開關箱兩箱體占地面積最小可至100m，包括35kv其他設備總占地面積最大為300m，僅為同規模變電所占地面積的1/10，可充分利用街心、廣場及工廠角隅即可安裝投產，符合國家節約土地的政策。外形美觀箱體外殼采用鍍鋁鋅鋼板及集裝箱制造技術，外形設計美觀，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，從而極易與周圍環境協調壹致，特別適用於城市建設，如：城市居民住宅小區、車站、港口、機場、公園、綠化帶等人口密集地區，它既可作為固定式變電所，也可作為移動式變電所，具有點綴和美化環境的作用。箱式變電站外殼采用鋼板或者合金板，配有雙層頂蓋，隔熱性好。外殼及骨架全部經過防腐處理，具有長期戶外使用的條件。外形及色彩可與環境相互協調壹致。安裝方便，在箱式變電站的基礎下面設有電纜室，而在低壓室內設有人孔可進入電纜室進行工作。從體積上看，歐式箱變由於內部安裝常規開關櫃及變壓器，產品體積較大。美式箱變由於采用壹體化安裝體積較小。歐式箱變高壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護。發生壹相熔斷器熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關三相同時分閘，避免缺相運行，要求負荷開關具有切斷轉移電流能力，低壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護。美式箱變高壓側采用熔斷器保護，而負荷開關只起投切轉換和切斷高壓負荷電流的功能，容量較小。當高壓側出現壹相熔絲熔斷，低壓側的電壓就降低，塑殼自動空氣開關欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發生。從產品成本看，歐式箱變成本高。從產品降價空間看，美式箱變還存在較大降價空間，壹方面美式箱變三相五柱鐵心可改為三相三柱鐵心，另壹方面，美式箱變的高壓部分可以改型後從變壓器油箱內挪到油箱外，占用高壓室空間。