移動式箱式變電站

移動式箱式變電站產品為全密封、全絕緣結構，人身安全得到可靠保證，體積小，結構緊湊（該產品占地僅為同容量歐式箱變的1/3），安裝方便靈活，既可用於環網，又可用於終端，轉換方便，大大提高供電可靠性。

基本介紹

• 中文名：移動式箱式變電站
• 外文名：Mobile Box Type Substation 
• 性質：變電箱
• 作用：供電

簡介

移動式箱式變電站，是一種高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預製戶內、戶外緊湊式配電設備，即將變壓器降壓、低壓配電等功能有機地組合在一起，安裝在一個防潮、防鏽、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱，特別適用於城網建設與改造，是繼土建變電站之後崛起的一種嶄新的變電站。箱式變電站適用於礦山、工廠企業、油氣田和風力發電站，它替代了原有的土建配電房，配電站，成為新型的成套變配電裝置。

發展歷程

移動式箱式變電站適用於住宅小區、城市公用變、繁華鬧市、施工電源等，用戶可根據不同的使用條件、負荷等級選擇箱式變。箱式變電站自問世以來，發展極為迅速，在歐洲已開發國家已占配電變壓器的70%，美國已占90%。中國城市現代化建設的飛速發展，城市配電網的不斷更新改造，必將得到廣泛的套用。

對於移動式箱式變電站，中國自20世紀70年代後期，從法國、德國等國引進及仿製的箱式變電站，從結構上採用高、低壓開關櫃，變壓器組成方式，這種箱變稱為歐式箱變，形象比喻為給高、低壓開關櫃、變壓器蓋了房子。從20世紀90年代起，中國引進美國箱式變電站，在結構上將負荷開關，環網開關和熔斷器結構簡化放入變壓器油箱浸在油中。避雷器也採用油浸式氧化鋅避雷器。變壓器取消油枕，油箱及散熱器暴露在空氣中，這種箱變稱為美式箱變，形象比喻為變壓器旁邊掛個箱子。

原理

移動式箱式變電站（簡稱箱變）是一種把高壓開關設備配電變壓器，低壓開關設備，電能計量設備和無功補償裝置等按一定的接線方案組合在一個或幾個箱體內的緊湊型成套配電裝置。它適用於額定電壓10/0.4KV三相交流系統中，作為線路和分配電能之用。

與同容量的歐式箱變相比較，美式箱變的結構更為合理。由於歐式箱變是將變壓器及普通的高壓電器設備裝於同一個金屬外殼箱體中，變壓器室溫很高，引起散熱困難，影響出力；另一方面在箱體中採用普通的高壓負荷開關和熔斷器、低壓開關櫃，所以歐式箱變體積較大。美式箱變與歐式箱變結構上不一樣。從布置上看，其低壓室、變壓器室、高壓室不是目字型布置，而是品字型布置。從結構上看，這種箱式變分為前、後兩部分前面為高、低壓操作間隔，操作間隔內包括高低壓接線端子，負荷開關操作柄，無載調壓分節開關，插入式熔斷器，油位計等；後部為注油箱及散熱片，將變壓器繞組、鐵芯、高壓負荷開關和熔斷器放入變壓器油箱中。

避雷器也採用油浸式金屬氧化物避雷器。變壓器取消油枕，採取油加氣隙體積恆定原則設計密封式油箱，油箱及散熱器暴露在空氣中，沒有散熱困難。低壓斷路器採用塑殼斷路器作為主斷路器及出線斷路器。由於結構簡化，這種箱式變電站的占地面積和體積大大減小，由於其體積很小再加上只是一側開門，其所需占地面積僅是歐式箱變的1/4，體積僅為同容量歐式箱變的1/5-1/3。美式箱變高壓側採用熔斷器保護，低壓側採用塑殼自動空氣斷路器保護，與中國10kV配變保護方式相同。高壓熔斷器保護變壓器內部故障，自動空氣斷路器保護低壓側線路的過電流、短路、欠電壓故障。美式箱變存在的缺點。由於負荷開關浸在油里，油被電弧碳化、分解，產生乙炔等有害氣體，使得性能下降，曾發生事故。看不到明顯斷開點，檢修不方便。因為美國低壓保護及計量方式與中國不同，美式箱變本身不帶低壓保護和計量。為滿足國內用戶的需要，國產箱變在低壓側加裝低壓配電櫃。由於箱式變長期處於太陽的直曬下，影響塑殼斷路器的散熱，使得斷路器不能正常開斷負載及短路電流，易引發高壓側故障。

結構

國產箱變一般採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，通過導線連成一個完整的供電系統。

變壓器室一般放在後部。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、衝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，櫃內一般安裝有產氣式、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一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視窗觀察到主開關的分合狀態。

低壓開關櫃：一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，往往採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製成獨立櫃體，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。其鋼板外殼均採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，上蓋採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，國產箱變也可以採取肘式電纜頭進行進線電纜插接。順便指出，國產箱變的變壓器一般均採用S9全密封低損耗變壓器，而國外有的產品已經採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，就是一次性投資較大，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，應稱為歐美一體化箱變，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，使一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。

特點

箱式變電站主要由多迴路高壓開關係統、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，安裝在一個防潮、防鏽、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化，全封閉運行，主要有以下特點：

技術先進安全可靠

箱體部分採用目前國內領先技術及工藝，外殼一般採用鍍鋁鋅鋼板，框架採用標準貨櫃材料及製作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不鏽蝕，內封板採用鋁合金扣板，夾層採用防火保溫材料，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污染影響，可保證在-40℃～+40℃的惡劣環境下正常運行。箱體內一次設備採用全封閉高壓開關櫃（如：xgn型）、乾式變壓器、乾式互感器、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，二次採用微機綜合自動化系統，可實現無人值守。

自動化程度高

全站智慧型化設計，保護系統採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定，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。

工廠預製化

設計時，只要設計人員根據變電站的實際要求，作出一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，所有設備在工廠一次安裝、調試合格，真正實現變電站建設工廠化，縮短了設計製造周期；現場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯絡、出線電纜連線、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，每個箱均構成一個獨立系統，這就使得組合方式靈活多變，一方面，我們可以全部採用箱式，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，僅安裝一個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一些模式，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餘萬元；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，三個月可增加淨利潤60餘萬元；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，建設一座常規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

箱體外殼採用鍍鋁鋅鋼板及貨櫃製造技術，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一致，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。

箱式變電站外殼採用鋼板或者合金板，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一致。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。美式箱變由於採用一體化安裝體積較小。

歐式箱變高壓側採用負荷開關加限流熔斷器保護。發生一相熔斷器熔斷時，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，低壓側採用負荷開關加限流熔斷器保護。美式箱變高壓側採用熔斷器保護，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。當高壓側出現一相熔絲熔斷，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，一方面美式箱變三相五柱鐵心可改為三相三柱鐵心，另一方面，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。

運行規程

一、變壓器的運行

1、變壓器在額定使用條件下，全年可按定容量運行。

2、變壓器上層油溫不宜超過85度，溫升限值為60度。

3、變壓器各繞組負荷不得超過額定值。

4、變壓器三相負荷不平衡時，應監視最大電流項的負荷。

5、變壓器允許的運行方式：

a、變壓器的外加一次電壓可以較額定電壓高，一般不超過該運行分接頭額定電壓的5%。

b、變壓器運行時，瓦斯繼電器保護應投入信號和接入跳閘。

c、值班員在投運變壓器前，應仔細檢查，確認變壓器在完好狀態，具備帶電運行條件（接地線是否拆除，核對分接開關位置和測量絕緣電阻）。

d、在大修、事故搶修和換油後，宜靜止48小時，待消除油中氣泡後方可投入運行。

e、變壓器壓力釋放器在運行中產生非常壓力時，釋放器自動釋放，油箱壓力正常後，釋放器的閥蓋應自動的封閉。如釋放器動作，閥蓋就把指示桿頂起，須手動壓復位，此時微動開關動作，必須搬動扳手使機械復位，以備下次動作再發信號。釋放器接點宜作用於信號。

6、變壓器有下列情況時應立即停運：

a.內部響聲很大且不均勻，並伴有爆裂、電擊聲。

b.油溫超過105度。

c.負荷及冷卻裝置正常時溫度不正常上升很快。

d.變壓器嚴重漏油，油麵急劇下降。

e.壓力釋放器發出信號。

f .套管有嚴重裂紋、破壞和放電。

二、斷路器的運行

1、觀察分、合閘位置是否正確無誤,機構動作是否正常，並做好記錄。

2、觀察斷路器內部有無異常響聲，嚴重發熱等異常現象，如發現問題，需查明原因，必要時應及時請求調度退出運行，進行清查檢修。

3、運行中的斷路器機構箱不得擅自打開，利用停電機會進行清掃、檢查及缺陷處理，所進行的維護項目均應記入有關記錄。

4、電動儲能機構完成一次儲能後，就將儲能開關斷開，此次儲能只用於此次的合閘，下次合閘前再進行儲能。當停電時需要檢修試驗合閘，可使用手動儲能。

三、隔離開關的運行

1、觀察隔離開關支持瓷瓶是否清潔、完整、無裂紋及破損、放電痕跡。

2、觀察機械連鎖裝置是否完整可靠。

3、檢查個引線接應無過熱、無變色、無氧化、無斷裂等現象。

4、隔離開關卡澀時，不可用強力拉合，以免隔離開關損傷或損壞接地連鎖裝置。