箱式变电站十篇

箱式变电站篇1

关键词：用电需求；工农业经济；智能箱式变电站；一次系统；二次系统

中图分类号：TM63 文献标识码：A

当前智能箱式变电站在运行过程中因其具备占地较小、布置简单以及设备逐渐实现无油化等特点，在现阶段的城网以及农网改造过程中被越来越多的推广和应用起来。文章就结合这些特点对其系统设计进行相应的分析和研究。

一、概论

箱式变电站在运行过程中是将变压器以及高压开关设备还有低压配电装置依据一定标准和方案进行有效安装和操作的紧凑型配电设备，也是在传统土建变电站后新出现的一种变电站。我国在上世纪70年代就已经开始对箱式变电站进行研究，并依据它拥有的不同特点将其划分成为美式箱变以及欧式箱变，也就是我们常说的预装式变电站以及组合式变电站。具体来说，美式变电站其自身体积相对较小，选择使用的也是一体化安装，通过将变压器以及高压开关还有熔断器等设备全部整合放置于与密封的油箱之内，所组成的一种一体式布置。组合式变电站则是指将其内部结构中的三个部分也就是高压开关柜以及变压器还有相应的低压配套装置存放于三个不同的隔室之内，形成“目字型“或者是”品字型“这两种布置形式。由于”目字型“接线时相对比较方便，因此应用的多一些，而”品字型“安排的比较紧凑，所以更适用于多台变压器并排使用的情况。就当前我国的使用情况来看，组合式变电站在我国的应用范围较广。

二、技术要点

1 箱体自身性能可靠安全

近些年随着科学技术的不断发展，我国现阶段箱式变电站的使用以及设计工艺已经完全达到国际化水准。其箱体外壳是使用新型镀铝锌钢板所塑造而成，而框架所选用的材料则是当前集装箱的标准材料，不仅制作工艺认真严格，而且还经过了相应的防腐处理，使得箱式变电站逐渐适用了各种环境。此外内封板选择使用铝合金扣板，其内部夹层采用的材料部但能够防火，还可以起到保温作用，这样箱体在使用过程中就可以依据实际需要来进行调温除湿作业。即使在零下四十度或者是零上四十度也可以确保设备不会受外界环境的影响而损坏。

2 自动化程度相对较高

箱式变电站在运行过程中大都选择使用可靠性能较高的设备，例如全封闭型的高压开关柜以及干式互感器还有旋转式隔离开关等等，通过确保导线在使用过程中无导电部分，而保证实现零触电事故。另外变电站在运行中因其无油化运行，大大的降低了其对周围环境的污染，顺应了当前低碳环保的相应要求。而在运行过程中，在其二侧选择使用微机自动化系统，不但能够实现遥控、遥调还有遥信与遥测功能，同时还能在一个相对独立的运行环境之下对箱内原有数据进行相应控制和监测，像对箱内温度以及湿度进行实时调节，从而满足无人值班的要求。

3 工厂预制化

箱式变电站在运行过程中相对比较灵活，只需要依据相应要求来对主线图以及箱外设备进行具体设计，就能够据此来挑选出合适的设备规格和型号。另外变电站所需的全部设备都需要工厂内部进行相应调试和安装。而箱式变电站在设计过程中，缩短了其设计制造周期，在其施工现场也是只对箱体定位以及箱体之间的电缆联络还有相应的保护整定值校验进行操作，进而使变电站从开始安装到最后投运往往只花费6—8天时间即可，大大提高了效率。

4 设计方式相对比较灵活

由于整个箱式变电站其内部结构相对比较紧凑，而且体积相对较小，在安装时不但能够选择多种方案进行相应的安装作业，同时还能在此基础之上选择一种最优方案进行。比如在安装过程中选择使用组合式变电站，这样在安装作业过程中就能够形成一个较为独立的系统。

5 占地小、效益高

设计中由于箱式变电站其整体构造相对比较紧凑，所以占地面积相对较小；再加上其外形较为美观，即使在居民住宅或者车站和其他一些公共场所也不会对市容造成影响，相反还能起到美观作用，更为重要的是箱式变电站其总体投资相对较小，而且收益较大，因此应用比较广泛。

三、箱式变电站在设计过程中的设计要点

1 接地

依据相关规定，在对箱式变电站进行设计时，还应注意：在箱式变电站安装过程中，需要安设一条能够连接每个运行设备的专用接地导体。而选用的接地导体其自身电流密度要符合一定标准，比如对于选用的铜导体，当运行中其额定短路时间为1s时其电流密度不能超过200A/mm2，但当其额定短路时间为3s时，其电流密度不能超过125A/mm2，此外它的截面面积不能小于32mm2。

2 辅助设备

设计过程中，对于箱式变电站内部的照明以及辅助电源等设备，应依据GB/T14821.1或者是相应的GB7251.1来进行安装和操作。

3 操作通道

在对变电站内部进行操作时，一定要充分有效的考虑到其维修作业时所遇到的空间问题。一般情况之下，对通道宽度的最低要求应控制在800mm。而且整个箱式变电门应根据要求面朝出口方向，这样就能够在操作过程中做到不占用原有操作通道宽度。

4 可靠安全措施

高压配电装置运行以及使用过程中，一定要选择合适、安全的组合结构对其进行保护，比如当油浸入式的专用变压器自身容量超过800KVA时，应当选择能够切断式的电源设备来对变压器进行相互配合。此外在箱体没的内侧位置处应该标示相应控制线路图，并将一些具体的操作步骤还有注意事项等标注出来，方便以后设备的检测和维修。

5 箱体要求

箱式变电站在运行过程中，一定要确保箱体内部的防护设备能够在任何条件之下正常运行，像照明、散热以及通风等等。另外需要添设相应的检测设备来保证整个箱体在使用过程中其内部环境的安全，像传统的湿度测量表计以及凝露检测装置还有烟雾报警器等等。将运行过程中所检测到的数据依次连接到变电站内部的自动化系统当中，从而让作业人员能够及时有效的了解和掌握箱体内部的具体情况；在对箱顶进行设计时需要重点考虑当地气候以及雨量的大小，完善和改进其自然排水能力；另外由于箱式变电站其箱体大都放置在室外，所以在夏天气温较高时，需要承受高温暴晒以及紫外线辐射等情况，所以箱体自身的隔热性能就显得尤为重要了，这也就要求我们在设计过程中，一定要做好其隔热工作，并在增强保温、防火性能的同时，确保其美观性。

四、箱式变电站的应用及前景

1 箱式变电站的应用

在实际应用过程中，箱式变电站通过变电所然后利用电缆将其连接到10KV的开闭所，接着再通过开闭所来对其进行有效分配，最后利用网柜以及分接箱等来进行重新联接以及再分配。如果在建筑物相对较少的环境之下，也可以使用电缆分支箱外加网式箱等方式来实现，当然也可以依据外界环境的具体情况来将其直接性的连接到相应环网箱之上；而在建筑网相对较多的条件之下，则会选择使用环网柜外加环网式的方式来实现。

2 箱式变电站的实际发展前景

提高其防火性能。当前我们常用的箱式变电站大都是以全封闭的方式运行，因此在运行过程中比较容易出现一些火灾隐患，像电缆以及补偿电容器在使用以及运行过程中就比较容易引发火灾。所以在设计过程以及使用过程中，应适当考虑增加一些专用灭火设备。

扩大容量。应该说，箱式变电站在设计以及应用过程中，非常显著的一个特点就是设计紧凑、体积较小、占地面积少，但随着人们对用电量的急剧增加，如何在设计过程中合理的利用其空间就变得非常重要了。比如在运行过程中，出现间隔自身的扩展裕度不够；10kV箱变开关柜内部所使用的固定螺栓数量较多，因此在实际的维修以及拆卸过程中不方便。很容易在多次检测以及维修作业之后出现螺栓脱扣情况，有时甚至还会出现把开关柜后箱板误卸的情况。所以在设计过程中，设计人员应该重点考虑下扩大箱体内部容量、合理布置等问题。

五、设计过程中应当注意的几个问题

1 应该说，箱式变电站在设计以及应用过程中很容易因其无功装置而引发箱体爆炸、线路运行老化等问题，同时也有较大的失火隐患，因此在设计过程中，应特别注意一些防火、线路老化等问题。像箱体门同主变之间一定要维持在一个安全的距离之内，最好控制在5m范围内；而使用的电气产品则最好使用干式结构，而使用的材料也最好选择阻燃性材料，争取在实际应用过程中，将这种火灾危险性降到最低。

2 为了在使用过程中方便进行防雷保护以及避雷线的安装和使用，需要确保线路终端塔同相应门型架之间不带角度。在以往的箱式变电站的设计过程中，很容易忽略这个问题，因此致使常常出现线路终端杆塔同实际母线门框架之间存有一定角度而致使无法进行有效的避雷线安装，从而不得不对其进行重新设计。

结语

由于箱式变电站其身所具备的特点，使其越来越多的应用到我国的电网改造以及使用过程中，因此这就需要我们采取相应的措施和手段在确保其使用性能的同时，提高其整体设计水平。

参考文献

[1]李久林.箱式变电站智能化系统的设计[J].电器工业，2009（05）.

箱式变电站篇2

关键词：10kV箱式变电站　内部元部件选型　整体设计

中图分类号：TM63　文献标识码；A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0130-02

为了减小供配电线路路端损失，提高供电电能综合质量水平，要求将中高压输电线路尽量设置在电力负荷中心，甚至采取高压进户线路(通常以35kV、10kV为主)直接引入到负荷中心，集中向高层建筑和用电量非常大的工矿、企业进行供电。工程应用中，通常将100kVA～1250kVA，10kV／0.4kV的配电变压器，置于电力负荷用电中心进行集中供电，尤其是占地面积较小的地方，就需有构筑集高压受电设备、配电变压器、以及低压配电设备等为一体的供配电设施。按照集中式一体化供配电设施安装地点，又可以分为户内和户外两种，在制造厂组装成为成品就通称为组合变电站，同时为了日常检修维护方便和提高配电设施综合使用寿命，又将组合变电站装设在“目”或“品”字形的箱体内，既而称为箱式变电站。预装箱式变电站是一种把高压受电开关设备、配电变压器、以及低压配电设备按照一定的接线方式组成一体化的工厂预制型户内外紧凑式变配电装置，它将高压引入、变压、以及低压配电等功能有机结合起来，具有成套性强、集成自动化程度高、体积小、占地少、供电可靠性高、线损小、送电周期短、对环境适应性强、安装维护方便、以及外形美观等优点，在厂矿企业、住宅小区、以及农村变电站工程中发挥非常重要的作用。

1　箱式变电站的优点

目前，箱式变电站已广泛应用于城市供电、农村10kV～110kV中高压小型变(配)电所、工矿企业、以及流动作业变电所的建设及升级改造工程中，其易于深入到电力负荷中心进行集中供电，减少了供电半径，提高了配电线路末端供电电能质量，尤其适用于城市建设、农村电网技术升级改造、野外施工供配电等工程领域。

1.1　技术先进安全可靠

箱式变电站其箱体主要采用国内较为领先的技术和生产工艺，其外壳一般采用镀铝锌钢板；其内部框架采用标准的集装箱材料及制作生产工艺，具有非常良好的防腐蚀性能，能够保证设备20a不锈蚀；箱变内封板采用铝合金扣板，其夹层中封填防火保温性能较为优越的材料；变电站箱体内部安装自动调节空调及除湿装置，电气设备在正常运行过程中不受自然气候环境和外界污染等因素的影响，可以保证变电站在-40℃～+40℃温度范围内始终保持安全稳定、节能经济的运行性能。变电站箱体内的电气一次设备采用单元真空开关柜、干式配电变压器、干式电压(电流)互感器、以及真空断路器(配备电动弹簧操作机构)等国内先进的技术设备，产品按照全绝缘结构设备，无带电部分，完全能到零触电事故运行需要，且全站可实现无油化自动运行，二次设备集成自动化水平较高，大大减少了变电站运行维护工作量，能够实现无人值守等功能。

1.2　集成自动化水平较高

箱式变电站采用全站集成化、智能化一体化设计方案，其继电保护系统采用微机综合自动化保护装置，分散安装，可以实现变电站无人值守“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调。变电站内部各控制系统单元均具有独立运行功能，可以通过微机保护系统实现的运行参数的远方设置，对箱体内部湿度、温度等参变量的远程调节控制，满足无人值班的功能需求。

1.3　工厂预制化

箱式变电站按照组合式结构进行设计，设计人员只需要根据工程实际需要情况，设计出电气一次主接线图和箱外设备，就可以按照箱式变电站厂家所提供的箱式变电站规格、型号、组合方式等设计出完整的方案。设计人员所选用的电气设备在工厂进行一次组合安装、调试合格后，就能投入到工程实际应用中。箱式变电站真正实现了变电站制造工厂预制化，不仅简化了设计思路、方案，同时缩短了工程施工周期，现场安装调试施工仅需将已组装完好的箱体进行定位，将箱体间隔间的电缆联接，并进行保护定值校验、传动试验、以及其它相关调试工作后，就能投入都实际工程应用中。

1.4　组合方式灵活

箱式变电站由于其内部结构比较紧凑，且每个间隔均按照独立集成系统设计方案，这使得箱式变电站在实际选用中根据需要其组合方式较为灵活，可以全部采用箱式结构，即将高压侧和低压侧电气设备全部设置在箱体内，组成全箱密封式变电站；也可以按照设计要求将高压侧电气设备置于箱体外部，低压侧电气设备及控制保护系统装备置于箱体内部安装。

1.5　综合投资经济效益高

从大量工程实际应用经验可知，箱式变电站与同规模容量的综合自动化变电站相比，其在经济性能方面大约可以减少40％～50％的综合投资；在技术性能方面，其运行安全可靠性非常高。选用箱式变电站基本不存在房建工程量，其占地面积较小，对于我国可用耕地面积不断减少的条件下，占地面积较小的箱式变电站已成为变电站建设发展的必然方向，将高压、变压器、低压电气设备进行集中一体化布置，符合我国节约土地的基本政策要求。

2　箱式变电站内部元部件选型技术要点

2.1　高压侧受电设备选择

对于10kV的中小型规模容量的电力用户而言，其高压负荷开关经常用于开断正常负荷电流，用户开断短路电流的情况非常少，因此，10kV箱式变电站在设计时，通常采用高压负荷开关加熔断器组合电器来代替高压断路器，这样可以大大提高设备综合投资经济效益。10kV箱式变电站中，由高压负荷开关实现开断变电站系统正常负荷电流，由熔断器实现开断变电站系统的故障短路电流，确保变电站安全稳定的运行。高压断路器与高压负荷开关加熔断器组合电器相比，其不仅造价较高，同时其外形尺寸较大，不适合于内部空间较为狭窄紧凑的箱变结构，因此，95％以上的箱式变电站其高压受电设备均采用高压负荷开关加熔断器组合电器。

2.2　变压器选择

箱式变电站变压器通常选用节能型干式配电变压器。配电变压器的容量应根据电力负荷特点和运行方式进行选择，单台配电变压器设计容量不宜超过1250kVA，如果统计负荷容量较大时，建议选用两台变压器自动切换运行方案。干式变压器不需要检查油位、油温、油质、以及油压等特性参数，也称为免维护式配电变压器，加上其具有阻燃、防爆等优点，在箱式变电站设计中成为优选的变压器类型。

2.3　低压配电部分选择

普通配电房中所用的低压配电柜(如：GGD、GCS、MNS等)均是按照低压配电功能单元进行单独组合布置，具体分为进线柜、联络柜、馈线柜、补偿柜等，而箱式变电站

其内部集成程度较高，一次电路较为简单，通常只包括进线、出线、补偿功能，因为，为了减少低压柜在箱变内部的占地面积，应优化低压电器的布置结构。主回路中应选用多功能万能式断路器，即可以手动又可电动操作的自动低压馈电开关，并配有过载长延时、短路短延时、以及短路瞬间保护，以及失压和分励等多种自动脱扣器和辅助结构，构成比较完善系统的综合保护系统。对于分支馈电线路而言，应选用塑料外壳式断路器，利用其自身所带的短路保护热脱扣装置，有效提高馈线回路运行安全可靠性。

2.4　附加功能设计

根据箱式变电站使用环境条件等条件要求，应可考虑加装防凝露、路灯照明时光控制等自动控制系统装置。箱式变电站壳体结构应具有非常良好的耐久性、抗腐性、以及抵抗内部故障电弧等特性。对于1 0kV末端箱式变电站而言，如果其容量在500kVA以下，则从经济性考虑，建议选用非金属壳体。

3　箱式变电站设计技术要点分析

3.1　变电站容量设计

选择箱式变电站变压器容量时，要以现有电力用户负荷特性和运行方式作为主要的依据，适当考虑电力负荷未来发展，即：如果该区域电力负荷在未来一定时间段内(以5年为例)进行电力规划时，其负荷容量如果存在不大变动，则在箱式变电站变压器容量选型时，就可以将5年内的电力负荷波动情况考虑在内。为了提高变电站运行经济效益，要求变电站当年运行负荷不能低于变压器容量的30％。

3.2　温升设计

箱式变电站运行过程中的温升效应主要取决于箱式变电站自身壳体结构、材料、配电变压器形式、以及电气开关设备结构形式，三者在选型设计时均应充分考虑温升设计富裕度。高压电器设备和控制设备允许温升按照《GB-T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》；变压器允许温升按照GB／T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》；低压电器设备和控制设备按照GB14048-2008《低压开关设备和控制设备新标准》中允许的技术要求进行温升设计。

3.3　组合电器的选用

选用组合电器时必须考虑产品的转移电流或交接电流的数值。转移电流一般大干负荷开关额定电流，它是负荷开关应能分断的最大电流。交接电流为熔断器不承担分断，全部由负荷开关开断的三相对称电流值。小于这一电流时，熔断器把分断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关来承担。

3.4　控制系统抗干扰措施选用

箱式变电站按照技术特要求，应采取硬件抗干扰和软件抗干扰的综合抗干扰措施，其中硬件抗干扰是变电站自动控制系统最主要、最基本的抗干扰措施手段，具体包括：隔离、接地、屏蔽、滤波、鉴幅、提高信噪比等技术方法；软件抗干扰主要是通过在自动控制系统软件编程序时，加入相应的抗干扰措施方法，来及时发现、拦截和纠正软件干扰对控制系统带来的危害，具体包括：自诊断，程序容错、信息冗余和数字滤波等。

3.5　凝露和腐蚀措施选用

为了防止箱式变电站出现凝露等不利现象，可以在箱式变站内部加装加热器和通风装置，确保变电站内部的温度、湿度始终保持在最优环境条件下，确保箱体内的高低压电气设备不会产生对运行有影响的凝露等不利现象发生。但要真正解决凝露和腐蚀问题，最主要的技术方法就是找到一些能够克服凝露现象和具有较强防腐能力的材料作为变电站箱体材料。目前，我国一些高科技企业已研发出一些抗凝露防腐蚀的高性能材料，并在实际应用中取得非常良好的应用效果。

4　结语

随着我国科学技术的进一步发展，以及制造研发水平的进一步提高，箱式变电站综合集成自动化、运行可靠性、经济性等水平将得到显著提高。箱式变电站具有结构紧凑、机构简单、动作可靠、电能转换效率高等优越性能，必将得到电力用户的进一步认识和认可，进而推进智能供配电网安全稳定、节能经济的高效建设发展。

参考文献

箱式变电站篇3

关键词：箱式变电站；分类号；专利；趋势

从上个世纪60年代初开始，在欧美地区已经开始出现箱式变电站。而直到20世纪80年代中期我国才开始出现箱式变电站。箱式变电站现今在城市应用已非常普遍，相关技术不断更新。本文通过专利角度来分析箱式变电站的技术发展过程，以使相关行业的技术人员更好地掌握本行业的技术发展趋势。

1中国专利分析

本节主要对中国专利申请状况的趋势以及专利重要申请人进行分析，通过统计CNABS数据库中的关于箱式变电站的数据，共检索到1497件相关专利文献，从中得到相关的箱式变电站的技术发展趋势。

1.1中国专利申请的年度发展趋势

图1为箱式变电站在国内历年申请量的趋势图，从图中可以看出国内箱式变电站技术从1985年起步，申请数量一直成增长的趋势，尤其在2010年以后，在2010年至2014年呈快速增长，由此说明这段时间内箱式变电站技术在国内得到很大的发展，技术上属于快速增长期。这有可能得益于国内经济的快速发展带动了电力相关技术的快速发展。而2013-2014年之间的数量略有下滑是由于还有部分专利还没有公开，因此没有统计在内。

1.2中国专利IPC分布

从图2中可以看出，与箱式变电站相关的技术主要分类分布于H02B，尤其是H02B7/06（配电变电站，例如用于城市电网的），这说明现在对箱式变电站的研究还是主要集中于城市电网方面的研究，有少量的分布于H02J（对网络情况提供远距离指示的电路装置），即对箱式变电站远程监控的研究。由此可以预见在将来的某个时候对箱式变电站的远程监控会出现一个发展高潮，因此可以预见这一技术以后的发展方向为更智能化。

1.3主要申请人排名

由上图3专利申请人排名的柱状图可知，对箱式变电站技术的研究还主要集中于国家电网公司和大型电气设备公司，申请量排名前三的分别是国家电网公司、ABB技术有限公司、上海市电力公司，他们的申请量差距不大，没有出现一家有绝对垄断性的机构，尤其说明这一技术还处于发展期。

2全球专利性分析

本节主要对全球专利申请状况的趋势以及专利重要申请人进行分析，通过统计S系统dwpi数据库中的关于箱式变电站的数据，共检索到5241件相关专利文献，从中得到相关的箱式变电站的技术发展趋势。

2.1全球专利申请的年度发展趋势

由以上全球专利申请年度发展趋势图6可以看出从箱式变电站技术出现以来，很长一段时间发展还比较平缓。到了2003年随着全球城市人口的增加，对用电量的需求增大，对占地面积小维护方便的箱式变电站来说是一个高速发展的时期，从趋势图上可以看出从2003年-2013年，箱式变电站专利申请量呈高速增长，到2014年申请量才有所下降，但整体申请件数还是在200件以上比较多。

2.2全球专利申请人排名

由以上全球专利申请人排名图5可以看出，位列前五名的是国家电网、HITACHI LTD公司、TOSHIBA公司、BETOMBAU公司、上海电力公司，由这其中我们看出还是国家电网公司和大型电力设备公司在箱式变电站技术占主导地位。从图8全球箱式变电站技术申请量来看，国内在箱式变电站技术的研究方面并不比国外弱，相反还要优于国外的研究，根据现有技术中得成果我们可以知道，一些重要理论观点的提出是在国内，因此我们可以看出，国内不仅在量上面占有优势，在质方面也很高，这主要得益于这几年国内的城市化发展，对箱式变电站的需求量非常大。

3技术领域前景分析

由以上的专利分析可知，中国城市化的发展需要大量的电力供应，这就需要大量的变电站。传统的变电站的占地面积大，投资多，已经不适合城市的发展。而箱式变电站具有占地面积小，投资少等优点，是现在城市建设的首选变配电设备。箱式变电站技术在国外60年代已经出现，而我国是在80年代中期才开始引进箱式变电站技术，在2003年之前箱式变电站在国内的应用还不普及，而到了2003年之后由于国内城市化进程的加快，箱式变电站技术的需求激增。因此国内的一些相关企业在已有的箱式变电站的技术上，发展出了符合国内使用的箱式变电站，使箱式变电站的占地面积越来越小，外观越来越美观，更加适合城市的发展。以后箱式变电站的发展趋势会越来越智能化，不仅可以通过远程调度系统对变电站进行实时监测，还可以提前自动报警，在故障发生之前消除故障。

参考文献

[1] 蔡卓恩.10kV箱式变电站的设计及应用.甘肃科技纵横.2013年第1期.

箱式变电站篇4

关键词：箱式变电站；高压开关设备；变压器；低压配电装置

中图分类号：TM63

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）29-0016-03

1　箱式变电站概述

箱式变电站是一种将高压开关设备、变压器和低压配电装置等按一定方案进行安装的紧凑型配电设备，是继原有的土建变电站之后的一种新式变电站。我国对其的认识始于20世纪70年代，根据其不同的特点分为美式箱变和欧式箱变，通常也称为预装式变电站和组合式变电站。美式变电站体积相当小，采用的是一体化安装，将变压器、高压开关、熔断器等装置整合于一个封闭油箱内，构成一体式布置。而组合式变电站将总体结构的三个主要部分高压开关柜、变压器及低压配套装置布置在三个不同的隔室内，有“目字型”或“品字型”两种布置方式，其中“目字型”接线相对方便，故应用的要多一些，“品字型”的结构安排紧凑，适用于排列多台变压器的情况。目前，在我国组合式变电站的应用比较广泛。

2　箱式变电站的技术要点

2.1　箱体性能安全可靠

经过这些年的飞速发展，目前我国箱式变电站的设计工艺已经达到了国际水平。箱体外壳部分使用镀铝锌钢板，框架的材料使用的是标准集装箱材料，制作工艺严格，全部经过了防腐处理，提高了箱式变电站在各种环境下的适应能力。内封板采用铝合金扣板，夹层应用的材料不仅可以防火，还可以保温，箱体内可以按照需要调温除湿，在

－40℃～＋40℃的严酷环境下也可保证设备不受到外界环境干扰而可靠运行。

2.2　自动化程度高

一次设备采用高可靠性的设备，如全封闭的高压开关柜、干式互感器、旋转隔离开关等，并且导线没有导电的部分，确保达到零触电事故的发生。全站可实现无油化运行，减少了对环境的污染，符合目前低碳环保的要求。在二次侧采用微机综合自动化系统，可以实现遥测、遥信、遥控、遥调的现代智能化控制功能。每个单元的继电保护功能完善，在独立运行的条件下可以对箱内的数据进行监测和控制，例如对箱体内湿度、温度进行调节，可以实现无人值班的要求。

2.3　工厂预制化

箱式变电站的选择比较灵活，只要根据实际的要求设计一次主接线图和箱外设备的方案，就可以挑选各个厂家的型号和规格。所有的设备在工厂进行安装和调试。缩短了设计制造周期，在现场也仅仅是对箱体定位、箱体间电缆联络、保护整定值的校验和其他数据的调试任务，整个变电站从安装到投运大约只需5～8天的时间，极大地提高了

效率。

2.4　设计方式灵活

箱式变电站结构紧凑、体积较小，而且还可以选择多个方式进行安装，所以在设计上就可以选择最优的方案。例如采用组合式的变电站，那么每个箱体均构成一个独立系统，我们在安装时可以选择将35kV和10kV设备全部箱内安装，组成一个全箱式变电所，这种比较适合新的变电站设计。

2.5　占地小、效益高

箱式变电站由于其紧凑的构造，所以占地面积小，而且外形美观大方，在住宅、车站或者其他公共场所不仅不会破坏市容，还能起到一定的美观作用。最重要的是箱式变电站的投资小、收益大。

3　箱式变电站的设计要点

3.1　接地

严格按照GB/T11022的规定。还应采取以下的保护措施：安装一条连接箱式变电站的每个设备的接地导体。接地导体的电流密度如用铜导体，当额定短路持续时间为1s时不应超过200A/mm2，当额定短路持续时间为3s时不应超过125A/mm2，但其截面积不应小于30mm2。

3.2　辅助设备

对于箱式变电站内的照明、辅助电源等低压装置应按GB/T14821.1或GB7251.1防护等级进行安装。

3.3　操作通道

变电站内部的操作通道要充分考虑到维修时的空间问题，以不妨碍进行任何操作为标准进行设计。该通道的宽度最低的要求一般为800mm。箱式变电站内部的门应朝出口方向关闭，这样可以不占用操作通道的宽度。门在任一开启位置或开关设备和控制设备突出的机械传动装置不应将通道的宽度减少到500mm。

3.4　可靠的安全措施

对高压配电装置要采用可靠的组合结构来进行保护，例如当油浸式变压器的容量达到800kVA或者以上时，应该选择可以切断电源的设备和变压器的瓦斯保护相互配合。在箱体门的内侧应该贴有主线路图、控制线路图，进行一些操作的操作步骤和主要的注意事项，以便维修人员进行参考。

3.5　箱体要求

箱体内的防护设备要可以在各种条件下正常运行，如照明、通风、散热等，应加装相应的检测装置来确保箱体内环境的安全，如湿度测量表计、凝露检测装置和烟雾报警器，并将监测到的数据可靠地接入变电站的综合自动化系统，让工作人员随时了解到箱体内部的情况；箱顶的设计要充分考虑雨量大小的因素，完善自然排水能力；由于箱体基本上都是在室外的，在夏天承受着紫外线辐射和高温暴晒的情况，因此做好箱体的隔热就显得十分重要，如果隔热性能不好的话，那么外部温度过高就有可能引起内部设备出现故障甚至发生事故；箱体要有良好的防潮性能，在严酷的环境下可以有效地防治冰冻和腐蚀，发生火灾时也要满足一定的阻燃要求；箱体的设计要考虑美

学文化，造型要能和周围的环境相协调。

4　箱式变电站在住宅上的应用和发展前景

4.1　箱式变电站在住宅上的应用

箱式变电站从变电所利用电缆接到10kV开闭所，再通过10kV开闭所进行分配，利用环网柜、分接箱等进行联接和再分配。在建筑比较少的情况下，采用电缆分支箱加环网式箱变方式实现，也可以根据实际情况直接连接到环网箱变上；在建筑物比较多的情况下，一般采用环网柜加环网式箱变方式实现。

4.2　箱式变电站的发展前景

提高防火性能。箱式变电站虽然为全封闭无人值守的方式运行，但是在箱体内的火灾隐患仍不能完全消除，如电缆和补偿电容器就很容易发生火灾，因此应考虑增强箱内的灭火设备。

扩大容量。箱式变电站由于其紧凑的设计理念，它的体积相当小，因此如何对有限的空间进行合理有效的利用就显得十分重要。随着人们对其功能需求的增加，例如出线间隔的扩展裕度不足，还有就是10kV箱变开关柜的固定螺栓比较多，在维修时拆卸不方便，在多次作业后会出现螺栓脱扣的现象以及开关柜的后箱板排列紧密，容易误拆卸。因此，需要在设计阶段对箱体容量进行周密的考虑，确保其以后的升级改造问题。

5　结语

近年来箱式变电站已经在农村电网改造中得到了广泛的应用，由于其不影响环境美化、占用的空间小、自动化水平高和经济实用的特点而受到了人们的欢迎。但是在其应用中也不断出现了一些问题需要进一步的改进，如箱体内出线线路间隔的空间稍显不足、检修时的空间相对狭窄等。总之，相信随着科技的进步，箱式变电站自身也会得到不断的优化，在我国城市化进程和新农村建设等领域中一定会发挥重要的作用，使我国电力行业的发展进入一个崭新的阶段。

参考文献

[1]　罗晖．箱式变电站及其在设计中的若干问题探讨[J]．科技资讯，2009，（18）．

[2]　郑永坤．35kV箱式变电站的发展与应用[J]．农村电气化，2002，（9）．

[3]　罗福健．箱式变电站在配网工程中的应用[J]．广东科技，2006，（12）．

箱式变电站篇5

关键词：箱式变电站；特点；安装维护

1.箱式变电站概述

箱式变电站简称箱变，是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。它适用于额定电压10/0.4KV三相交流系统中，作为线路和分配电能之用。因其具有组合灵活、便于运输、迁移、安装方便、施工周期短、运行费用低、占地面积小、无污染、免维护等优点，受到广泛重视。

2.箱式变电站特点

箱式变电站主要由多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，其主要有以下特点。

2.1技术先进安全可靠。箱式变电站应用及设计中应注意的问题箱体部分采用目前国内领先技术及工艺，外壳一般采用镀铝锌钢板，框架采用标准集装箱材料及制作工艺，有良好的防腐性能，保证20年不锈蚀，内封板采用铝合金扣板，夹层采用防火保温材料，箱体内安装空调及除湿装置，设备运行不受自然气候环境及外界污染影响，可保证在-40℃～+40℃的恶劣环境下正常运行。箱体内一次设备采用单元真空开关柜、干式变压器、干式互感器、真空断路器（弹簧操作机构）等国内技术领先设备，产品无带电部分，为全绝缘结构，完全能达到零触电事故，全站可实现无油化运行，安全性高，二次采用微机综合自动化系统，可实现无人值守。

2.2自动化程度高。全站智能化设计，保护系统采用变电所微机综合自动化装置，分散安装，可实现"四遥"，即遥测、遥信、遥控、遥调，每个单元均具有独立运行功能，继电保护功能齐全，可对运行参数进行远方设置，对箱体内湿度、温度进行控制，满足无人值班的要求。

2.3工厂预制化。设计时，只要设计人员根据变电站的实际要求，作出一次主接线图和箱外设备的设计，就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号，所有设备在工厂一次安装、调试合格，真正实现变电所建设工厂化，缩短了设计制造周期；现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验、传动试验及其它需调试的工作，整个变电站从安装到投运大约只需5～8天的时间，大大缩短了建设工期。

2.4组合方式灵活。箱式变电站由于结构比较紧凑，每个箱均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，我们可以全部采用箱式，即35kV及10kV设备全部箱内安装，组成全箱式变电所；也可以采用35kV设备室外安装，10kV设备及控保系统箱内安装，这种组合方式，特别适用于农网改造中的旧所改造，即原有35kV设备不动，仅安装一个10kV开关箱即可达到无人值守的要求。总之，箱式变电站没有固定的组合模式，使用单位可根据实际情况自由组合一些模式，以满足安全运行的需要。

2.5投资小、见效快。箱式变电站较同规模常规变电所减少投资40%～50%，以35kv单主变4000kva规模变电所计算，土建工程（包括征地费用）箱式变电站要比常规变电所节约100余万元；若从竣工投产角度分析，保守估计按每站提前4个月投运计算，若平均负荷2000kw，售电利润0.10元/kw.h，三个月可增加净利润60余万元；从运行角度分析，在箱式变电站中，由于先进设备的选用，特别是无油设备运行，从根本上彻底解决了常规变电所中的设备渗漏问题，变电站可实行状态检修，减少维护工作量，每年可节约运行维护费用10万元左右，整体经济效益十分可观。

2.6占地面积小。以4000kva单主变规模变电所为例，建设一座常规35kv变电所，大约需占地3000m2左右，而且需要进行大规模的土建工程；而选用箱式变电站，主变箱和开关箱两箱体占地面积最小可至100m2，包括35kv其他设备总占地面积最大为300m2，仅为同规模变电所占地面积的1/10，可充分利用街心、广场及工厂角隅即可安装投产，符合国家节约土地的政策。

2.7外形美观。箱体外壳采用镀铝锌钢板及集装箱制造技术，外形设计美观，在保证供电可靠性前提下，通过选择箱式变电站的外壳颜色，从而极易与周围环境协调一致，特别适用于城市建设，如：城市居民住宅小区、车站、港口、机场、公园、绿化带等人口密集地区，它既可作为固定式变电所，也可作为移动式变电所，具有点缀和美化环境的作用。

3.箱式变电站的安装与维护技巧

3.1用户收货时应按有关规定仔细检查，对于不马上安装的产品，应按正常使用条件规定，存放于适当的场所。产品应采用专用吊具底部起吊。产品水平安放在事先做好的基础上，装好四只地脚螺栓（可采用二次浇灌法），然后将产品底座与基础之间的缝隙用水泥沙桨{封，以免雨水进入电缆室。通过高、低压室的底封板接入高、低压电缆。电缆与穿管之间的缝隙密封防水。箱式变电站高压侧无论是采用架空进线还是电缆进线，均应在变电站附近设置高压侧进线的明显可见的断口（如跌落式熔断器等）。从而向维修操作人员明确显示变电站内是否带电。以确保维修操作人员的安全。产品安装就位后应做好可靠接地：电站底座槽钢上的两个主接地端子、变压器中性点及外壳、避雷器下桩头等均应分别由安装部门直接接地。所在接地应共用一组接地装置，其接地电阻应小于4欧姆，从接地网引至本产品的接地引线应不少于两条。

3.2箱式变电站在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。产品在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。变电站内是否清洁。操作机构是否灵活。主要电器的通断是否灵活可靠。电器辅助触头的通断是否可靠准确。表计及继电器动作是否准确无误。仪表及互感器的变比及接线极性是否正确。所有电器安装螺母是否拧紧，安装是否牢固可靠。母线连接是否良好，其支持绝缘子，夹持件是否安装可靠。电器的整定值是否符合要求，熔断器熔心规格是否正确。主电路及辅助电路的接点是否符合电气原理图要求。产品内部保护接地系统的电阻应小于0.01欧姆。各部分应根据相应的电压等级进行耐压试验。

3.3箱式变电站中所有元件按各自规定的技术要求进行维护。若选用的变压器为油浸式，每年应按规定至少进行一次油样分析检查。运行中的高压开关设备，经20次带负荷或2000次无负荷分合闸操作后，应检查触头情况和灭弧装置的损耗程度，发现异常应及时检修或更换。低压开关设备自动跳闸后，应检查分析跳闸原因，待排队故障后，方能重新投运。避雷器每年应在雷雨季节到来之前进行一次预防性试验。检修高压开关设备或整体维修时，必须先切断变电站进线电。

4.结语

箱式变电站以其体积小、占地面积少、布置灵活、安装方便、节能环保、噪音小，有利于改善和美化环境，因此必将在我国的工程建筑设施中得到广泛应用。

参考文献：

1. 王建庆. 箱式变电所与防潮.中国科技纵横.2010（10）

2. 罗晖. 箱式变电站及其在设计中的若干问题探讨.科技资讯.2009（18）

箱式变电站篇6

[关键词]穿墙套管 放电 凝露 安全隐患

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0082-01

引言

35KV明集箱式变电站挂网几年的运行，母线放电发热造成绝缘层老化。35KV穿墙套管烧坏、35KV电流互感器有明显的放电痕迹。发现箱式变通风不畅、除潮不到位、散热条件差等问题，设备形成凝露且附着在绝缘表面使绝缘介质加速劣化，形成放电现象，在恶劣天气、持续连阴天气时易造成绝缘事故。主要因素是：设计理念存在偏差，设计布局不够合理，开关柜内全部采用的是复合绝缘，以增强绝缘性能。在采用了复合绝缘的条件下，没有考虑环境的影响，容易造成箱式变电站内部设备的凝露潮气等因素。电缆沟封堵严密程度达不到要求或长时间运行必然造成细小缝隙。潮气进入不能完全阻止，凝露就越容易发生。如果凝露较严重时，会发生电离现象，同时产生臭氧，从而影响了各种设备的正常运行，甚至引起事故的发生。

一、存在的隐患

1、 由于潮湿现象，母线绝缘层出现严重放电痕迹，表面出现黑色胶状物质，表面有明显水汽，铜排处有明显受潮导致的氧化现象并已呈现绿色。

2、 35KV开关柜电流互感器部位发生严重放电现象，设备绝缘层已严重损伤，支架有明显被电弧烧灼痕迹，存在重大隐患，极易造成相间短路引发柜体“爆炸”。

3、 35KV穿墙套管中，B相烧坏A、C出现明显放电痕迹，绝缘层外表已损伤严重。

4、 35KV绝缘套管内部存在明显放电痕迹，绝缘层损伤严重，有明显黑胶状物质。

二、原因分析

1、 通风不畅，除潮不力

35KV明集箱式变电站外壳以铁皮为主要材料，密封严密，不能满足设备运行需要，其散热通风条件较差，由于密封程度较高，外面潮气进入后形成凝露现象且附着在绝缘表面使绝缘介质加速老化，形成放电的过程缩短。同时，开关柜防护等级较高，潮气在开关内部循环，无法形成对流。加热、除湿装置投入无法改变凝露的现象。

2、 布局不合理

设计理念方面存在问题，布局不合理，最初设计是为了小型化、减少配电室的面积、节约资金、提高中标率。由于面积的减少，箱变内绝缘要求提高，因此采用的是复合绝缘材料，用来增强其绝缘性能。在采用了大部分复合绝缘的条件下，箱变内的凝露潮气等因素也困扰着设备的运行安全。

3、 封堵不严密的问题

箱变与电缆沟连通封堵不严密，经过长时间的运行，因应力、劣化等方面原因，可能导致出现细小缝隙，不能完全阻止潮气进入。空气可以从电缆进线口后封板、门板缝隙等处进入箱变内，其带有的水分、灰尘、污秽物等也进入箱变内。根据空气流体力学原理可知，进入的气流有一种自升通风力。但是现在把气体的上升通道在顶部给堵住了，那么气流就停止在开关柜内，造成灰尘沉积在导电件和绝缘上，更为严重的是，当温度较高时，水汽会上升至母线室，由于后上板密封，水汽不能向外排出，当温度下降到露点温度以下时，在顶板或内壁表面会发生水珠凝结现象，形成凝露。凝露是否发生取决于室内温度、柜内温度、相对湿度以及露点温度。在一定的温度条件下，空气中的相对湿度越高，结露的温度越是接近环境空气温度，凝露就越容易发生。不管空气中的温度如何，形成结露的露点温度始终是低于环境温度。如果凝露较严重时，会发生电离现象，同时产生臭氧，易引起事故的发生。

三、 采取的措施

1、增强开关柜自身的散潮能力。对开关柜柜顶的母线室盖板，母线室和电缆室之间的弯板，进行冲打百叶窗，为达到原设计的防护等级，在冲打百叶窗后，增加一层金属密织的防护网。再在母线室后封板进行冲打百叶窗，这样，母线室的空气就能形成对流。在断路器室顶盖盖板冲打百叶窗，前柜门也增加百叶窗进风孔，使之形成对流，利用这两个空气对流的空间，尽可能把潮气散出柜外。注意每年检修时将防护网灰尘予以清扫。

2、加装除湿装置。改善开关柜运行的外部环境，配置空调、除湿机、排气扇等辅助设备对室内设备除湿、驱潮。对开关柜本身配置的霜露温度湿度控制器合理调配。

3、更换开关柜内部绝缘件。一是一次带电部分全部采用热缩包裹，在母线搭接处在包裹热缩盒，提高母线绝缘性能。二是相间均采用SMC绝缘板进行相隔，以增强其绝缘性能，减少相间放电引发短路的危险。三是开关柜内绝缘件（触头盒、套管、绝缘子等）全部更换，更换具有屏蔽作用的绝缘件，也就是在母排固定端和动、静触头周围，在环氧树脂浇注的过程时，内部浇注一个导电网圈（屏蔽网）。

4、通过封堵来防湿。引进专业封堵厂家，制定完整封堵方案，采用进口原料，对箱式变电站进行专业封堵，特别是地下电缆室、电缆沟与设备室之间做到“密而无缝”，防止潮气进入。

四、 取得效果

1、通过近六个月的运行情况显示，35KV穿墙套管、电流互感器无放电现象，母排温度正常，开关柜电晕、凝露现象全部消失，各种设备运行正常。有效地克服35KV明集箱式变电站的安全隐患。

2、经验与教训

一是加强35KV箱式变电站的选型工作，严格按照技术要求，规范化、标准化、招标、安装、调试、验收。要完善验收程序，在设备投产验收时，严格执行工程竣工验收制度，按验收细则要求认真把好验收关，确保投运设备质量和现场调试质量。二是坚决贯彻“应修必修，修必修好”的原则，根据设备状况定期对设备进行清扫不留隐患。三是严格变电站设备进行巡视管理，在高温、阴雨天气加强设备巡视力度，发现异常现象应组织分析，并上报相关领导，及时处理。四是加强运行人员技能培训，熟练掌握高压设备的工作原理、结构、性能、注意事项等内容，以便在处理故障、异常现象、排查隐患时，能及时准确判断。

箱式变电站篇7

[关键词]新能源；箱式变电站

中图分类号：TN901 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0040-01

1 引言

随着全球能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等传统资源消耗速度加快，风能和太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，得到迅速地发展。风力发电和太阳能光伏发电市场的蓬勃发展，带动了新能源箱式变电站市场的迅速发展。本文中笔者根据新能源发电领域对箱式变电站的要求，整理归纳出目前国内主要的新能源发电用箱式变电站分类及其特点。

2 产品分类概览

3 组合式变压器

组合式变压器也称美变，主要用于户外风电、光伏发电升压场所。其主要结构特点如下：

1） 组合式变压器分为高压室、低压室和油箱三部分，多为品字型布置；变压器为油浸式变压器，若用于光伏发电项目，变压器可采用双分裂绕组变压器和双绕组变压器。

2） 高压侧采用油浸式二工位负荷开关，并与高压熔断器、变压器器身及高低压连线置于一个共同的封闭油箱内，变压器散热器敞露在空气中；

3） 高压侧采用干式套管或瓷套管出线；

4） 低压侧为框架式断路器+母线排，可按需配置智能测控装置，实现箱变的远程监控；

5） 美变为全封闭结构，外壳及油箱采用钢板焊接而成。

6） 美变外壳可根据环境需要，采用防紫外线、防风沙、防湿热、防盐雾、防霉菌等多种表面处理方式。

全绝缘组合式变压器：高压侧采用可触摸式套管、可触摸式电缆插接头、可触摸插接式避雷器，其余同常规组合式变压器。

架空出线组合式变压器：箱变高压室顶部采用外置高压绝缘套管架空出线，其余同常规组合式变压器。

其他类型组合式变压器（机组变）：结合组合式变压器和常规电力变压器的特点，变压器本体、油箱为常规电力变压器的结构，高压侧不配置负荷开关、熔断器、避雷器等高压元件；低压侧与常规组合式变压器的结构相同。

4 预装式变电站

预装式变电站也称欧变，主要用于户外风电、光伏发电升压场所。其主要结构特点如下：

1） 预装式变电站分为高压室、低压室和变压器室三部分，可采用品字型或目字型布置。变压器可采用油浸式变压器或干式变压器。若用于光伏发电项目，变压器可采用双分裂绕组变压器和双绕组变压器。

2） 变压器及散热器封闭安装在变压器室内，并加装防护网；

3） 高压侧采用真空负荷开关-熔断器组合电器或真空断路器；

4） 高压室具备五防功能；

5） 低压侧为框架式断路器+母线排，可按需配置智能测控装置，实现箱变的远程监控；

6） 外壳材料按照环境需求可分为复合板、不锈钢复合板和非金属玻纤水泥材料等。

7） 复合板外壳采用双层彩锌钢板夹隔热复合板材料，具有良好的机械强度、抗暴晒、抗辐射及隔热能力优越等特点，“全天候”使用性强。

5 紧凑型预装式变电站

紧凑型预装式变电站也称华变，是根据国内市场实际需要，在原有组合式变压器和预装式变电站设计制造基础上研发的新型升压设备。

紧凑型预装式变电站分为高压室、低压室和油箱三部分，为品字型布置；变压器为油浸式变压器，若用于光伏发电项目，变压器可采用双分裂绕组变压器和双绕组变压器。

其高压室设计与预装式变电站相同，低压室设计与组合式变压器相同。它具有预装式变电站的所有功能，兼具有组合式变压器散热效果更好等特点。主要用于户外风电、光伏发电升压场所。

紧凑型预装式变电站主要技术参数可以参考预装式变电站的主要技术参数。

对于全绝缘紧凑型预装式变电站，其高压采用全绝缘柜，其余与常规紧凑型预装式变电站相同。其电气方案图可参考预装式变电站电气方案图。

6 集装箱型预装式变电站

集装箱型箱式变电站分为两种，一种是常规的预装式变电站，除了外壳采用标准集装箱，其他设计配置与预装式变电站相同；另一种是高度集成的预装式变电站，外壳采用集装箱，内部除了配置高低压交流配电装置和变压器外，还同时安装直流配电柜、光伏逆变器及相关监控管理系统，能为用户提供一站式解决方案，减少建设施工项目。

箱式变电站篇8

关键词：箱式变电站；实时监测系统；设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

箱式变电站的结构与基本功能

箱式变电站的结构

箱式变电站是电力网中的线路连接点，用以实现变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。箱式变电站包括高压部分、电力变压器部分、低压部分以及计量单元和智能化单元，它的优点是具有占地面积小、少维护、更高性能、而且节约能耗、可以将几部分进行拼装，所以箱变安装和运输都很方便。目前，箱变广泛应用于城镇、农村公共设施供电、居民小区以及工厂、码头、油田等。

组合式与一体式这两种是箱式变电站的总体布置的主要形式。“目”字型与“品”字型的组合形式是组合式这种分为三部分布置的最常见的表现，在当变压器室内排列着多台的变压器时，采用“品”字组合型则更为有利（如图1所示）。而以变压器为主体，负荷开关和熔断器等材料装配在变压器箱内部的这种布置格局结构则是一体式。

图1 箱式变电站的布置图

箱式变电站的基本功能

1、箱式变电站高压侧(10kV)的功能

箱式变电站高压侧一般选用负荷开关配合限流熔断器作为变压器的主保护，按高压开关的数量及开关接入方式可分为：环网型、双电源型和终端型，变压器分段范围保护由两组插入式熔断器和后备保护熔断器串联组成，为了避免高压部分缺相运行，当插入式熔断器的其中一相熔断时，可以联锁分闸三相负荷开关。为了实现负荷开关的电动操作，高压线路侧负荷开关会配置24V直流电源作为电动操作机构。

箱式变电站中电力变压器功能

箱式变电站中电力变压器将将 10kV 降至380V/220V，电力变压器容量一般为160 kVA至1600kVA。变压器的为三相三柱或三相五柱或立体卷铁心结构、Dyn11或 Yyn12 联结，熔断器连接在变压器外部。立体卷铁心变压器的特点是铁心在空间上完全对称，比三相三柱叠片铁心更容易保证各项电磁参数。这种铁心具有节材节能、三相磁路对称、励磁电流小、空载损耗低、谐波小、噪声大幅度下降等特点。

箱式变电站低压侧(0.4kV)的功能特点

箱式变电站低压侧，馈电电流出线部分一般配置空气塑壳断路器或者刀熔开关进行保护；用户用电负荷变化快时，采用自动循环投切的动态补偿装置（当用户用电负荷变化缓慢时，一般采用静态补偿装置），补偿容量为变压器容量的10%至40%；低压主开关需要配置智能控制器，控制器带有信号单元和操作控制单元，当出线断相或者过流，过压时，可以自动切断主开关，达到预警的功能。

箱式变电站的组成和使用的条件

箱式变电站的组成和功能

在工厂内部先将高压开关设备、低压开是若干个箱盒中，组成成套的配电设备，并用这些设备将电能从高压系统输送到低压系统中。

箱式变电站的使用条件

使箱式变电站正常的运行和为人们生活提供便利，也要确保在使用过程中能遵循箱式变电站使用的条件，以下就几点简单的进行认识：（1）箱式变电站所处的地点海拔不得超过1000米；（2）箱式变电站的环境最高温度要控制为40℃，日均最高气温要小于35℃，而最低气温要控制为-25℃，当箱式变电站的温度为25℃时，相对湿度的日平均值不可以超过95%，月平均值不超过90%，要将户外的风速控制在35m/s以内；（3）箱式变电站的安装地点必须确保没有爆炸的危险， 火灾隐患以及化学腐蚀剂。

箱式变电站智能系统的硬件设计

智能终端系统

智能终端系统的硬件组成结构如图2所示，由 CPU 模块，计量模块，显示模块和通讯模块组成。电池供给 CPU 自身的用电，时钟时钟器件 MC146818为 CPU 提供时间校验，通过键盘输入参数，通过 CPU 数据处理，由显示器显示，该终端还具有电流电压计量功能，支持遥测，遥信信号，以及 RS232 端口和多路 RS485 端口，具有 GPRS/CDMA 两种方式的通讯功能。

CPU 模块中包括单片机系统、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通信接口模块，显示模块等。

图2智能终端系统组成

通讯网络

智能变电站实现了一系列的高级应用功能，因此对站内设备提出了更高的要求，比如一次设备智能化、一体化系统平台等。同时由于需要大量信息需要交换，因此，智能变电站需要数字化的通信平台。而数字化的通信平台，首先是需要有稳定可靠的数据链路的传输技术来保证各点测试数据的获取和控制信息的可靠到达。现有箱式变电站采用有线和无线两种通讯方式，有线通讯包括光纤、电话线、RS485 总线和低压电力线载波传输。

智能箱式变电站通讯网络设计结构见图3。系统的管理主站存放在各电力公司。通过光纤分布与各个变电站的智能网关相连接。数据网关与智能终端相连，通过节点交换机逐级把数据传递给核心交换机。系统自上至下由通信平台管理系统主站、核心交换机、节点交换机、智能终端组成，通过数据网关进行协议解析，实现全程链路的构建。

图3 智能箱式变电站通讯网络体系

后台管理系统

后台管理系统主要由能耗管理系统、监控计算机、打印机、UPS 电源组成。后台管理系统采用 C++Bulider 编程制作，第四章将详细讲解该系统的设计过程。后台管理系统具有良好的人机交互界面，对采集的设备层实时能耗数据信息进行远程计算、分析与处理，并以图形、数显等方式反映变电站的运行情况，对箱式变电站中历史能耗数据进行统计、分析。

监控计算机：用于数据采集、处理和数据转发，为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。打印机：系统召唤打印或字形打印图像、报表等。

UPS 电源：保证监控计算机系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证后台管理设备的正常运行。

箱式变电站智能监测系统的软件设计

系统软件设计总方案

系统软件设计是否成功关系到整个智能箱式变电站的系统是否能够灵活使用、操作方便和可靠性等，软件设计的要求是，可以在较少改变硬件电路的条件下，改进整个箱式变电站的系统功能。

软件任务层次化，然后对没层次的任务逐步详细化“自顶向下，逐步求精”的结构化程序设计，由于软件任务层中的每个功能都是相互独立，所以彼此之间的影响会较少，通过主程序调用各层任务中的子程序，按照划分相反的过程进行编写和调用程序，当所有的子程序都编写完成后，按照子程序之间的顺序逻辑组合起来，形成一个完整的软件程序。

在智能箱式变电站中，系统的电压、电流、温度、断路器开合状态、油位等信号通过智能终端采集器和模/数转换成为后台管理中监控计算机处理的数字量后，后台管理系统将对这些参数进行计算、分析，得到配电系统中的相电流、相电压波形以及总有功功率、总无功功率、总有功电度、总无功电度、总功率因素以及元器件的温度等参量，并根据这些参数的结构以及报警设定值，确定判断设备装置的动作行为。所以自能终端采集器的采集算法的选择不仅与装置需要实现的功能相关，也与采样的方式密切相连。选择合理的算法可以优化整个软件的设计和计算，而且能够提高系统的精度和可靠性能。整个智能系统的软件设计分为智能采集终端采集程序设计和终端与后台管理系统的串行通讯设计。

后台管理系统的人机界面设计

后台管理系统是在 C+ +Builder 环境下开发的平台，后台管理系统由以下的功能：通过串口通讯端口 RS232 连接后端数据库储存数据，进行电力系统实时数据分析处理，同时利用数据库储存数据，将历史电力数据进行动态显示。如图4所示，其主要包含与下位机通信、实时数据处理、历史数据查询和报表打印。

图4 后台管理软件功能框图

后台管理系统界面设计的设计原则有以下几点：

要以通信功能作为界面设计的核心

人机界面设计的的关键是使人与计算机之间能够准确地交流信息。设计数据管理系统的人机界面时，要针对每一个功能，采用模块化思想，使得数据输入、数据处理与数据输出模块相互独立。

界面友好、使用方便

由于电力采集的参数输入量较大，对于不同类型的参数，进行分类、分项管理，数据大部分可以用图表和曲线表示。

结束语

箱式变电站具有占地面积小、投资成本低、运行安全可靠等诸多优势，但是由于电气仪表和采集传感器自身等因素的影响，导致所采集的变电站运行数据准确度低，控制系统智能化程度低等。通过对箱式变电站实时监测系统进行分析设计，从而来提高了电力系统运行、维护效率，实现了电力系统信息共享。

参考文献

箱式变电站篇9

【关键词】高压/低压预装式变电站；结构特点；技术性能；应用

1 引言

高压/低压预装箱式变电站，又称户外成套变电站，是将中压配电网末端变电站预先在工厂制造装配，包括变压器、高压开关设备和控制设备、低压开关设备和控制设备、内部接线（电缆、母线等）、计量、补偿、避雷器等辅助设备，配置在一个共用外壳或一组外壳内，并按相应标准通过了型式试验的一种成套变电站。

2 箱式变电站的分类

2.1 拼装式：将高、低压成套装置及变电器装入金属箱体，高、低配电装置间还留有操作走廊。这种型式的箱式变电站体积较大，现在已较少使用。

2.2 组合装置型：这种型式的高、低压配电装置不使用现有的成套装置，而是将高、低压控制、保护电器设备直接装入箱内，使之成为一个整体，一般有变压器、高压配电装置和低压配电装置三部分，以“目”字形或“品”字形组合。由于总设计是按免维护型设计的，箱内不需要操作走廊，其特点是体积小、免维护、防护性能好等。

2.3 一体型：即所谓的美式箱变，也称为经济型预装变。该类变电站的变压器没有设置独立外壳，是在简化高、低压控制、保护装置的基础上，将负荷开关和熔断器与变压器主体一齐装入变压油箱，使之成为一体。这种箱变体积更小，其体积近于同容量的普通型油变压器，仅为同容量欧式箱变体积的1/3左右。其特点是结构紧凑、散热好、负载能力强等，但这种布置不符合标准。

3 箱式变电站的结构特点

箱式变电站的总体结构是指作为箱式变电站的三个主要部分：高压开关设备、变压器及低压配电装置。从国内外看，箱式变电站的总体布置主要有两种形式：即组合式和一体式。所谓组合式，是指这三部分各为一室组成“目”字型或“品”字型。而一体式是指以变压器为主体，熔断器及负荷开关等装在变压器箱体内，构成一体式布置。我国是IEC标准的积极采用国家，因此我国的箱式变电站为组合布置。

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可有两种布置，即“目”字型布置和“品”字型布置。

变压器室采用防盗门结构，具有良好的防窃电功能，通风散热良好。变压器采用卷芯铁全密封变压器，极大地消除空载损耗。变压器高压侧采用进口全封闭可角模式肘型电缆头，保证运行的安全性和可靠性。

低压室采用短路分断能力强的自动空气开关，可根据用户要求配备测量及计量装置和自动电容（无功）补偿装置。外壳采用防腐设计和静电喷塑，可广泛用于各种恶劣环境。

4 箱式变电站的保护方式

欧式箱变的保护方式是负荷开关与限流熔断器组合而成。高压熔断器是预装式变电站中配电变压器的主要保护开关。为此我们国家标准规定，对于限流熔断器后接设备，不在试验产品的动、热稳定，用限流装置（例如熔断器）保护的那部分回路，不需要进行内部故障试验。

美式箱变也采用负荷开关与限流熔断器组合方式，但无连锁关系。负荷开关只起分合负荷电流的控制作用，过载电流和短路电流则由全范围熔断器和后备熔断器配合承担，通常全范围熔断器开断低压侧过载电流和故障电流，电流较小，动作较多；而后备熔断器用来开断箱变本身故障的大容量短路电流，动作几率小。有些容量更小的美式箱变，也有不设置负荷开关，负荷电流的关合由插拔电缆头来完成，操作安全性能较差。

由于我国国标等同（效）采用相应IEC标准，因此一般也采用负荷开关和限流熔断器组成的组合电器，其特点与欧式箱变相同。

5 箱变的适用性

由于历史的原因，我国中压电网一般采用中性点非直接接地。但一些大城市正迅速发展强行供电网络，线路故障显著减少，电缆网络显著扩大，导致线路对地电容增大，单相故障时电容电流显著增大，易造成继电保护误动作。因此一些电业部门正在规划以中性点小电阻接地方式代替中性点非直接接地方式，这样提高供电可靠性，并降低单相线路故障时的暂时过电压。

中式箱变具有两种特点，一是将高压熔断器接入变压器绕组之中，形成高压相臂，并以高压相臂为单元完成高压绕组的连接，高、低压绕组的连接组分别为，yn。其二是变压器具有供零序磁通流通的旁路铁芯柱，其总截面等值于铁轭或高、低压绕组环绕的工作铁芯。由于上述两种特点，当因故障高压熔断器熔断时，由于故障相低压侧接有负载所形成的反磁势，将阻止健全相合成磁通从故障铁芯柱中回流，只能从边柱回流，因而故障相低压绕组感应电压很低，基本为零。而健全相高压绕组仍从电源获得额定电压，健全相的磁通通过旁路自成回路，其对应的低压绕组仍维持额定电压，这样就实现了“三相互不相扰”的保护效果。中式箱变可以用于中性点为各种接地方式的配电网中，且对任何故障只要在熔断器保护范围内，均能达到“三相互不相扰”的最佳保护效果。

6 箱式变电站需改进的问题

近年来箱式变电站以其组合灵活、便于运输、造址，安装便捷、施工周期短、运行费用低等优点，被各地供电企业所青睐，是当前城市电网和今后建设的主要方向。但作为电气设备中的新生事物，虽然这种形式逐步被广大电力建设单位所认可，其某些方面还存在着一些不足，具体表现在：

1）防火问题。箱式电站一般为全密封无人值守运行，虽然全部设备无油化运行且装有远方烟雾报警系统，但是箱体仍然存火灾隐患，如：电力电缆、控制电缆等。一旦突发火灾，不利于通风，也不利于火灾的扑救，因此应考虑设计自动灭火系统，但这样会增加箱式变电站的制造成本。

2）扩容问题。箱式变电站由于受体积及制造成本所限，出线间隔的扩展裕度小，如想在原箱体中再增加1～2个出线间隔是比较困难的，必须再增加箱体才能做到。

3）检修问题。由于箱式变电站在制造时受制造成本及因箱体体积所限，使得箱式变电站的检修空间较小，不利于设备检修，特别是事故抢修，这是箱式变电站的先天不足，无法克服。

7 结束语

总之，箱式变电站在我国已普遍使用，是我国电网今后一个时期的发展方向，在变电站建设中要坚持简单、实用、可靠的原则，以达到保证电网安全、经济、可靠运行目的。预装式变电站由于成套性强，选址灵活，便于建设安装，不需建房，节省占地面积，安全可靠，中压可以深入负荷中心，减少网损，易于环境协调，具有明显的社会效益，是技术性和经济性较优的一种末端变电站。

参考文献：

[1]欧式、美式、国产式箱变的特性分析[J].江苏电器.2001

[2]陈振生.高低压预装式变电站智能化技术[J].江苏电器.2007（10）

箱式变电站篇10

关键词：箱式变电站 环网柜 应用推广

1、对箱式变电站的概述

箱式变电站简称箱变。随着城市住宅小区的飞速发展，人们生活水平的不断提高，日益巨增的家用电器等等，对供电的要求是用电量大、可靠性高，传统的架空线路，变压器台已经不适应现代化住宅小区了，取而代之的是变电厅、箱式变电站（箱变）及地下电缆。而箱式变电站以其综合投资少，维护费用低，占地面积小，现场安装时间短等优势，被广为推广。以下我们从不同角度，对箱式变电站进行粗浅的简介：

首先，从箱式变电站的类型来看。目前，箱式变电站的型式可分为普通型和紧凑型两类。普通型箱变有ZBW型和XWB型等，紧凑型箱变有ZB1型和GE箱式变电站等。

其次，从箱式变电站的结构设计来看。箱变主接线设计多在满足可靠性和灵活性的前提下进行，并应做到经济合理。同时，也应该考虑到投资、占地面积、电能损耗等几个方面的综合因素。主要有单母线接线、单母线分段接线、双母线分段接线几种形式。箱式变一般选用单母线接线方式。另外，箱变10KV配电装置不用断路器，常用的有负荷开关熔断器和环网供电装置，并从邻近架空线直接到变压器高压端。进线方式可采用电缆线或架空绝缘线，按照使用环境和不同用途任意选择。

目前，箱式变电站多采用负荷开关—熔断器组合电器，保护变压器。其中，负荷开关是用来开、合负载电流的开关装置，它一般具有关合短路电流能力，但是它不能开断短路电流。负荷开关可以单独使用在远离电源中心、且容量较小的终端变电站，用于投切无功补偿回路、并联电抗器及电动机等。而熔断器的结构简单、价格便宜、维护方便，在达到熔断体熔点时，熔断体自行熔断切断过载电流或短路电流。负荷开关与熔断器配合使用于箱变可替代断路器，作为变压器的保护开关设备。

最后，从箱式变电站的总体布置来看。目前10kV母线多采用单母线接线，0.4kV侧母线采用单母线分段接线。而箱体则采用了双层密封。其中双层铁板间充入高强度聚胺脂，具有隔温、防潮等特点；外层则采用不锈钢体，底盘钢架采用金属喷锌技术，具有良好的防腐性能。内层采用铝合金扣板箱体内安装空调及除湿装置，从而是设备运行不受自然环境及外界污染的影响。同时，一次系统连接每个单元柜装有“五防锁”，也保证了人身与设备的安全。

2、对环网柜的概述

所谓环网开关柜，真实的含义是用于环网接线的开关柜，它可以是断路器柜，也可以是负荷开关柜，或负荷开关加熔断器柜。目前所用的负荷开关有SF6负荷开关，也有真空负荷开关。两种负荷开关各具优缺点：

其中SF6气体是温室效应明显的气体，一旦泄露，污染环境，用它作绝缘及灭弧介质的封闭的负荷开关柜，尽管体积小但维护不便，发展前景不够乐观，可能逐步退出市场。而真空负荷开关由于真空灭弧室制造非常成熟，截流非常小，不会造成操作过电压的危害，其封闭性也早已过关，不必担心渗气现象发生。美中不足之处是体积比SF6负荷开关柜大，不过目前已有厂家解决真空负荷开关柜体积过大的问题，那就是采用固体绝缘方式，真空灭弧室固封于环氧树脂中，这样相间及相对地电气间隙大大缩小，从而使真空负荷开关柜的体积大为减小，其体积比SF6负荷开关柜体积更小。

目前，我们从环网开关柜的使用情况来看，其在实际工作中具有明显的优越性：第一、投资节约，一台负荷开关加熔断器柜，平均造价两万多元；第二、采用负荷开关配限流熔断器向变压器馈电，对变压器的保护有的地方甚至优于断路器，主要因熔断器切除短路迅速且有限流作用，这使在同一回路内的其它元件受益匪浅，即不再考虑动、热稳定的要求了；第三、体积小，占地面积小。对于高层建筑来说，可以说寸土尺金，这样由环网柜组成的开关站，占地少，这无形带来更大的投资效益。更难能可贵的是，把体积小的环网柜集中于一箱体内，组成环网开关站，可置于建筑物旁或干脆置于马路边，不占用户的建筑面积，而且供电部门管理方便，发生事故不必进入用户建筑内，方便维护。

而在环网柜的使用中我们应重点注意以下几点：首先，接入环网系统内的开关站，不得用母线分段开关断开；其次，环网进出线柜电源侧不宜装接地开关。因为误操作会造成事故，影响供电安全，况且负荷开关是三工位，有接地一档，多加接地开关带来连锁麻烦，增加柜子复杂性。如果环网线路全为电缆地下敷设。且又为金属铠装电缆，实无必要加装避雷器。如果负荷开关为真空开关，由于截流，造成操作过电压，但开段的是负荷电流，截流很小，操作过电压不大，可不装过电压保护装置。同时，对装设带电显示器时，应观察进线是否带电，尤其回路中无电压互感器及电压表时，更应装设。

3、箱式变电站及环网柜的应用前景

对于用户分散，用电负荷容量小的供电，以前多采用树干式架空线路加杆上变电所的供电方式。此种供电方式供电可靠性低，架空线受自然灾害影响大，容易遭雷击及单相接地事故。由于架空线路受出线走廊的限制，很难伸入负荷中心。另外，架空线路及杆上变电所，对城市的美观也大受影响。如果改用环网柜加箱式变电站，既美观又可靠，且可直接伸入负荷中心，减少供电损耗。同时在实际维护，操作、使用、安装中也非常方便。因此可以说箱式变电站及环网柜具有广阔的发展远景，值得相关部门大力推广。

4、结语

总之，箱式变电站及环网柜在实际使用中不仅能够有效保障供电质量、供电可靠性，还能起到点缀和美化环境的作用，其整体经济效益也十分可观。因此箱式变电站及环网柜具有十分广阔的发展前景。

参考文献