35kv箱式变电站调研报告

调研报告

——35kv箱式变电站设计

一、箱式变电站概述及应用

随着国民经济的迅速发展，居民生活水平的不断提高，家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中普及。市政居民用电负荷的剧增，较早建成的居民生活小区的供电设施亦不能满足目前居民用电负荷增长的需要，存在的主要问题一是小区内的变压器容量普遍偏小，原设计容量仅仅是按能满足居民生活照明用电负荷考虑的，所以急待增容。另外配电设备陈旧落后，需要更新改造。二是小区变配电室面积普遍偏小，不能满足变压器增容及设备改造的需要。三是、随着居民生活小区内各种公共设施的多年建设与不断的完善，目前在小区内已找不到一个较合适的地方来重新建造一座变配电室，以满足居民生活用电负荷增长的需要。箱式变电站又称户外成套变电站，也称做组合式变电站，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。农网建设(改造)中，被广泛应用于城区、农村10～110kV中小型变(配)电所、厂矿及流动作业用变电所的建设与改造，因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，特别适用于农村电网改造，被誉为21世纪变电所建设的目标模式。

箱式变电站是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。上世纪60年代，欧美等西方国家开始使用这种新型户外成套变电设备，由于箱式站与传统的变电所相比，有着明显的优势，其发展速度很快。目前，国外已经大量使用箱式站，以美国为例，箱式站已占90%以上。20世纪80年代初，我国大中型城市中开始陆续采用箱式站，到90年代末期，随着经济的发展，城乡用电量迅速增长，特别是农网改造工程启动后，科研开发、制造技术及规模等都进入了高速发展，箱式站开始被广泛应用于城区、农村中小型变电站、工矿企业、大型工地及流动作业用变电站的建设与改造。

二、箱式变电站的优点

1. 结构紧凑，占地少

由于箱式站将配电装置的大部分布置于封闭的箱体内，通过优化设计、合理组合，各部分之间的绝缘距离大大减少，缩小了占地面积和空间。以4000kVA 单主变规模变电所为例，建设1座常规35kV变电站，需占地3000m2左右，而且需要大规模的土建工程；而采用箱式变电站，箱体的占地面积最小仅为 100m2，包括35kV的其他设备总占地面积最大为300m2，仅为同规模变电站所占面积的1/10，设备安装简单，既节省了费用又大大节约了土地。

2．安装方便，建造快速

箱式站建造时，首先由设计人员根据变电站的实际要求，设计出一次主接线图和箱外设备的布置，然后只要根据设计结果直接选择箱式站的规格和型号，被选定箱式站的所有设备均在制造厂组装，并经调试和出厂试验合格；现场安装仅需进行箱体定位、电缆连接、保护定值校验、传动试验及其他一些调试工作，一般从安装到运行仅需短短数天时间，与常规变电站的建设过程相比，安装过程大大简化，工作量也大大减少，既缩短了施工周期，又节省了施工费用。

3．投资省，效益高

箱式站的经济性可以从3个方面来看：(1)造价低。除了设备购置费比常规站要贵以外，其他安装费、土建费及征地费都大大节省，综合起来大约比同规模常规变电站减少投资40%左右；(2)提前投资，提前收益。以35kV单台主变4000kVA 规模变电站为例，保守估计按提前4个月投运计算，若平均负荷 2000kW，售电利润0.10元/kW·h，3个月可增加净利润60余万元；(3)运行维护费用低。在箱式变电站中，由于先进设备的选用，特别是无油设备的运行，从根本上彻底解决了常规变电所中的设备泄漏问题，变电站可实行状态检修，减少维护工作量，每年可节约大量的运行维护费用，整体经济效益十分可观。

4. 组合方式灵活。通用性互换性强

箱式站由于结构比较紧凑，每个箱体构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，箱式站没有固定的模式，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；箱式站的高低压方案齐全，高低压之间线路方案可任意组合；高低压设备及元件可选用各种名优或进口产品，电气元件通用性，互换性强。

5. 可靠性和安全性比较高

常规变电站的电气设备，由于长期处于户外，其绝缘和导体易受外界的污染和破坏。而箱式站的导体、内部绝缘、接触部分等完全封闭在箱体内，箱体部分采用先进的制作工艺，外壳的材料具有良好的防腐能力，箱体内安装空调和除湿装置，使运行设备不易受自然气候环境、动物等外界影响；箱式站没有裸露带电导体暴露在箱外，不会引起外物短路和触电危险；全站可实现无油化运行，安全性高。

6. 自动化程度高

为了适应无人值守和调度自动化的需要，箱式站采用微机保护和综合自动化系统，可实现“4遥”(即：遥测、遥信、遥控、遥调)功能。每个智能控制单元均具有独立运行功能，保证继电保护功能安全，可对运行参数进行远方设置和实时监控，对箱体内湿度、温度进行自动控制和远方烟雾报警；在运行过程中，能按照给定的电压无功关系自动投切电容器、调整电压分接头进行电压无功调节；另外，根据需要还可以实现图像远程监控。

7. 外形美观，易与环境协调

由于箱式站体积小、箱体材料先进、外形设计美观等特点，在保证供电可靠性前提下，通过选择箱式站的外壳颜色，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。

三、箱式变的结构组成、性能特点

目前，箱式变电站的生产厂家主要有：中电电气集团、泰安开关厂、许继集团等，产品有XBW □ -10 型及XBW □ -35 型，为户外成套供电设备。其外壳一般采用铝合金板或钢板，并且在箱壳四侧开有门，以便观察和维修设备。箱内一般分为三个部分即高压室、低压室和变压器室。亦有在箱式变内设维修走廊和值班室的。

箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等组成的，可以进行停送电操作并且有过负荷和短路保护。低压室由低压空气开关、电

流互感器、电流表、电压表等组成的。变压器一般采用 S9 或干式的等。箱式变中的电器设备元件，均选用定型产品，元器件的技术性能均满足相应的标准要求。为了可靠实现五防要求，各电器元件之间采用了机械联锁，各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上，以便于导线的连接。操作采用电动方式，不需另配电源，由 TV 引出即可。另外箱式变还都具有电能检测、显示、计量的功能，并能实现相应的保护功能，还设有专用的接地导件，并有明显的接地标志。此外为适应户外工作环境，箱式变的壳顶一般都采用隔层结构，内装有隔热材料，箱体底部和各室之间都有冷却进出风口，采用自然风冷和自动控制的强迫风冷等多种形式，以保证电气设备的正常散热，具有防雨、防尘、防止小动物进入等措施。目前，国内生产的箱式变的电压等级：高压侧为 3 ～ 35kV 、低压侧为 0.4 ～10kV 。变压器的容量：当额定电压比为 35/10 、 6 、 0.4 kV 时可从几百千伏安～上万千伏安、当额定电压比为 10 、 6/0.4 kV 时可从几十千伏安～几千千伏安。

四、结束语

展望未来，箱式站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中的应用会更加广泛，它将以较常规“土建”式变电站难以比拟的优势被越来越多的人所接受。为了适应新形式下我国电网的发展水平，箱式站必须在保留原有优点的情况下，加快自身的发展。随着微处理器技术、计算机网络技术、信息通讯技术、电力电子技术及人工智能控制技术的不断发展和应用，信息化和网络化对电力系统的智能化运行需求日益迫切，也为智能化电器技术的进一步发展奠定了基础。电网运行水平的提高不仅要求箱式站安全可靠、具有“4遥”功能，而且能完成故障区段自动定位、故障切除、负载转带及网络重构等一系列智能化功能，从而保证短时间内恢复送电。另外，以上提到箱式站的一些缺点也大都可以通过提高智能化技术来进一步弥补和完善。因此，可以说智能化箱式站是未来箱式站的发展趋势，智能化程度的提高使得箱式站在保证电网安全、经济、可靠地运行的前提下，向更加简单、实用、可靠的方向发展。总之，智能化箱式站是我国电网今后一个时期的发展方向，其必将促使我国的电网运行水平再上新台阶。

2011年11月25日