电气论文-箱变.doc

箱 变摘要 箱式变电站在配电网中已广泛应用，随着城市建设化的发展，对箱式变电站的要求越来越高，逐渐研发出新型箱变（预埋式变电站）。本文主要阐述传统箱式变电站与预埋式变电站的分类、特点与适用范围。关键词：美式箱变，欧式箱变，预埋式箱变箱变的概述箱变又称户外成套变电站，也称做组合式变电站。广泛用于城市高层建筑，居民小区，高新技术开发区，中小型工厂，矿山油田以及临时施工用电等场所，作配电系统中汇聚与分配电能之用。具有成套性强，体积小，结构紧凑，运行安全可靠，维护方便（免维护）以及安装方便等特点。在配电系统中可用于环网配电系统，也可用于双电源或放射终端配电系统，是目前城乡变电站建设和改造的新型成套设备。箱变的分类箱变按外观及外壳材质分为：景观式外壳箱变：木条式景观式外壳箱变：石材式普通铁壳式箱变按用户要求的外观形式按照结构形式分为组合式变电站（简称美式箱变）预装式变电站（简称欧式箱变）预埋式变电站（简称地埋式箱变）各箱变的优缺点及应用美式箱变的特点：(1) 美式箱变体积小、结构紧凑，仅为国内同容量欧式箱变的1/3左右；(2) 美式箱变全密封、全绝缘结构，无需绝缘距离，可靠保护人身安全；(3) 美式箱变既可用于环网，又可用于终端，转换十分方便，提高了供电可靠性；(4) 过载能力强；(5) 损耗小，可选择S9或SH型；(6) 高压电缆头采用公司的产品，可操作200A负荷电流，在紧急情况下可带电插拔作为负荷开关操作，并具有隔离开关操作方便灵活的特点；(7) 采用双熔丝保护，降低运行成本；(8) 选用高燃点油(燃点高达312)可置于建筑物内；(9) 箱体采用防腐设计和特殊喷漆处理；(10)美式箱变是品字型布置；(11)保护方式简单；(12)由于箱变的结构的不同使用的地方也不同，供电的网络也不同。美式箱变的优点：体积小占地面积小，便于安放，便于伪装，容易与小区的环境相协调。可以缩短低压电缆的长度，降低线路损耗，还可以降低供电配套的造价。缺点：供电可靠性低；无电动机构，无法增设配电自动化装置；无电容器装置，对降低线损不利；噪音较型站和型站要高，因为型站和型站是将变压器安放在室内，起到隔音的作用；另外，将型站和型站的集中一电磁辐射分解成多点辐射；由于不同容量箱变的土建基础不同，使箱变的增容不便；当箱变过载后或用户增容时，土建要重建，会有一个较长的停电时间，增加工程的难度。适用范围：美式箱变适用于对供电要求相对较低的多层住宅和其他不重要的建筑物的用电。根据我们的实际使用情况看，美式箱变配上小型的环网开关站后，完全适用于多层住宅的供电要求。因为箱变发生故障时，对居民的影响不大。但不适用于小高层和高层住宅及建筑。欧式箱变的特点：(1) 技术先进安全可靠（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）；(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）；(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58天的时间，大大缩短了建设工期）；(4) 欧式箱变由于结构比较紧凑，每个箱均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变；(5) 投资省、见效快（欧式箱变(35kV设备户外布置，10kV设备箱内安装)较同规模综自变电站(35kV设备户外布置，10kV设备布置于户内高压开关室及中控室)减少投资40%50%）；(6) 占地面积小。欧式箱变的优点：噪音与型站和型站相当；辐射较美式箱变要低，因为欧式箱变的变压器是放在金属的箱体内起到屏蔽的作用；可以设置配电自动化，不但具有型站和型站的优点，而且还有美式箱变的主要优点。缺点：体积较大，不利于安装，对小区的环境布置有一定的影响。适用范围：欧式箱变适用于住宅小区、城市公用变、繁华闹市、施工电源等，用户可根据不同的使用条件、负荷等级选择欧式箱变。地埋式箱变使用类型及特点：全地埋式变压器+高压低压一体化地面型景观式配电装置。地埋电力变压器实现了结构一体化，密封绝缘，消除了间隙放电现象；并且安装简便，运行安全可靠，可以有效的减小事故发生率，达到免维护的能力。它的主要特点：1）采用晶态优质冷轧硅钢片，连续卷制成铁芯结构。铁芯排列分平面复合型和立体三角型，有效缩短磁路。卷铁芯经退火处理，大大减小磁阻和激磁电流，降低损耗。与传统叠片式变压器相比：空载损耗下降33%，空载激磁电流下降80%，噪音下降10dB以上。2）高压侧和低压侧采用交联电缆出线，交联电缆通过变压器器身上端左右侧设置的一、二次电缆应力屏蔽箱引入箱体内部，使变压器在运行中受力均匀，提高电缆抗拉力和机械强度，达到防震的目的。3）绝缘材料的开发应用上（绝缘全部采用H级绝缘材料，主绝缘采用H、F级绝缘材料，增强绝缘强度；绝缘油选用高燃点Beta油，安全防火，增强过负荷能力。）4）涂料渗透防腐技术的应用上（变压器油箱表面采用国际先进的锌铬重防腐材料处理（涂层渗透法），防腐蚀性能比热镀锌、热镀铝提高2倍以上，使地埋变压器具有防水、耐腐蚀、防冻裂、阻燃、机械强度高、体积小、重量轻、操作简单的特性。）5）防潮、防水达到IP68标准（防潮、防水达到IP68标准采用副油箱电缆引出技术和硅胶绝缘密封、压紧冷压接头工艺等措施，提高了箱体密封水平。 防护等级达到了IP68标准；可长期浸泡在水中运行，免维护年限达到30年以上。）6）有效的散热解决方法（在变压器主油箱前后侧设耐热等级较高的绝缘材料导热管和散热箱，解决在运行中的温升及散热问题。变压器在运行过程中循环散热，使运行温度与地下温度的温差控制在5，保证地埋电力变压器的运行温度，可以使地埋电力变压器30年运行无温升故障。）7）采用屏蔽感应杂散电流技术（加设消磁母线屏蔽，解决在引线连接室内，因杂散电流和游离电荷导致的连接引线发热问题，将杂散电流平息于地下，避免发生电阻绝缘击穿问题。）8）高压低压一体化的地面景观式配电装置可以使整个系统更加接近负荷中心，变压器埋入地下不占用地表面积，高压部分采用S.R.M.系列紧凑型SF6充气式负荷开关+熔断器组，一台开关可完成终端及环网配置、产品体积小巧安全可靠，便于操作及更换熔断器，配备进出线带电显示功能及出线短路接地故障指示器。低压可采用封闭母线型馈线系统并依变压器容量配置无功补偿装置，具备计量功能及综合控制功能。景观型广告牌面设置LED光源，节能靓丽并具备定时开启功能。灯箱式高低压配电柜采用双层门结构，即使灯箱遭到破坏，也不会对柜内的高低压开关及仪表造成影响。美式箱变型地下变压器+广告式灯箱地上低压配电部分。地下变压器放置在地坑之内，地坑即使在泡满水的情况下，变压器仍然能安全运行一段时间。地面广告式灯箱可以内置低压配电柜，完成不同的配电方案，广告式灯箱一般情况下是直接安装在地坑变压器上方。相比于上一种产品而言，这种产品体积较大，受一定安装位置的限制，是一体式的地下箱变产品。它的主要特点：1）高压侧保护（A）采用美式箱变的样式“在技术设计上，按照有关国家标准和小型化的要求，选用性能可靠、结构先进的进口油浸式负荷开关、串联两级熔断器作为地下式变压器高压侧保护，两级熔断器分别为插入式熔断器和后备熔断器，降低了运行成本及提高故障时的保护能力。”B）可以选用高压开关柜配电方案对变压器予以保护。）2）变压器性能优越（变压器器身采用专门配套的低损耗、高效率的变压器，采用三相三柱式卷铁心结构，电压质量高，中性点不漂移，低损耗，低噪声；采用低压为铜箔、高压为铜线一体绕制的圆形线圈；绝缘耐热等级为B级，具备较大的温升裕度。地下式变压器完全满足国家标准和机械行业专业标准所规定的要求。）3）良好的油箱工艺和选用优质的变压器油（由于地埋式变压器的所有操作均在顶部进行，所以操作面板置于油箱的顶部。油箱由有较强机械加工强度的钢结构件组成，采用自动送丝氩气保护焊接工艺组焊而成。油箱组焊完成后，按产品标准进行油箱的整体密封试验；针对产品的运行环境，散热器采用厚板组焊结构，大大地提高箱体的防渗漏能力。）4）可靠的高低压电缆连接密封技术（采用独特的法兰密封技术并结合冷缩电缆头的使用，使最电缆连接这一最薄弱环节的防水性能得到极大的提高，从而保障使该地下变压器可以泡水安全运行一段时间。）5）完善的地坑系统（A) 地坑基础可采用6mm以上钢板预压成型，全密封结构，确保地表水及其它杂物不能进入地坑内：也可采用预制式钢筋混凝土结构，采用先进的防水技术处理，确保基础不渗漏； B) 地坑底部设置有集水池，并安装有受自动排水系统控制的潜水泵； C) 地坑内安装有高低压电缆安装支架，方便电缆安装固定； D) 地坑内安装有防水照明灯，方便检修；E) 基础顶盖设有可打开的防水型检修孔。）6）表面涂层处理（因地下式变压器的工作环境湿度很大，有时可能要在水面以下运行，因此对变压器箱体表面和地坑表面的涂层处理要求很高，现采用整体进行热浸锌处理，然后再喷涂防腐面漆，整体防腐寿命可以达到20年。）7）广告灯箱式的户外开关设备（A)开关设备的保护外壳采用广告灯箱式结构，灯箱外壳的两门可全角度打开，并有气动弹簧支撑定位，便于开关设备的操作和维护。B)灯箱外壳的两面为广告板，也可采用单面广告板，采用光源均匀的LED发光元件，在夜晚，LED灯使广告板与周围环境和谐统一，美轮美奂。C)开关设备采用双层门结构，防护等级达到IP34，第二层为仪表门，确保灯箱式外壳被破坏以后，低压柜仍然达到一个完整独立的户外低压产品的保护水平，低压电量抄表无须打开灯箱门，方便电力部门监视。D)隐藏在灯箱外壳中的风机可以自动对地坑基础内进行排风和送风来降低整个系统的湿度。）8)自动化程度高（地埋式箱变可通过采用GPRS无线网络技术的地下式变压器综合操控装置，向控制中心或设备管理人员实时报告地下式组合变压器和低压设备的运行状况，还可以对高压断路器实行遥控操作。）高低压配电设备及变压器均置于地下。这类产品主要是把原属于地上的配电室搬到地下，是把欧式箱变的思路运用到地下的一种变化，有等同地上配电室所允许的配电方案，这类产品主要解决的技术难题是整个地下壳体的密封技术和通气温升。由于高低压开关柜难于达到真正的防水，所以整个地下箱变的外壳防水是该产品能否使用的关键，并且由于高压开关柜，低压开关柜和变压器是以独立分散的方式布置，地下必须留有检修通道，因此整个产品的体积是这三类产品中最大的。这种地坑用金属外壳较难以达到相应重量所要求的强度和刚度，所以目前主要以混凝土搀和防水剂为主的壳体，即相当于一个高级防水的地下配电室，混凝土坑体可以实现很好的防水，而地坑检修盖采用进口密封产品，能有效防止地表水的渗入。该类产品整个地下部分留有气体交换通道，同时在地上设置有一套通气装置，以便地下室热气的流出，使地坑始终处于允许的温度，从而保障坑内设备在允许的温升环境下可靠运行。地上的通气装置设置独特的排水结构，并高出地面一定距离，能同时防止地面积水的倒灌。当前，在防水方面，也可以通过使用可泡水变压器和进口品牌中高档的SF6全密封负荷开关柜来提高防水性能。但由于目前使用的低压电气产品的非防水性，所以该类地埋式箱变的整体防水性能实际上不高，还只能依赖于地坑系统，而不依赖于电气设备本身，还处于一个被认识和接受的初期阶段，由于这种特殊性，所以该类产品目前主要被用于排水良好的开阔位置，不太适合狭窄的地方。地埋式箱变的优点：节能环保，占地面积小易安装，减少低压线材，减少损耗，节材又节能；供电可靠性高，具有免维护、抗涝害；美化环境，对四周的环境起到美化和协调作用，成为城市中的一道亮丽风景；噪音和辐射：避免了对居民的噪声磁扰，消除了电磁辐射在人们生理与心理上的影响。缺点：孤立的地下式变压器没有解决低压配置的问题，要求绝缘强度强（绝缘油选用高燃点Beta油），变压器外壳防护等级高（防水、耐腐蚀、防冻裂、阻燃、机械强度高、体积小、重量轻、操作简单）等还有其他各种防护等级及复杂地坑系统。因此经济效益会很高。适用范围：如上三种地埋式配电系统技术来源不同，设计思路均为解决地面配电装置体积庞大、减小占地面积和美化环境。可以在工矿企业，市政工程，居民小区甚至配网改造中使用。但我国气候条件多样化，经济