特变电工山东沈变电气设备有限公司 山东省泰安 272100
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着城网改造的不断推进，城网改造的领域不断扩大，特别是在城市居民住宅小区配电网建设中，欧式箱式变电站以其工厂化建设，设计施工周期短而独具魅力。本文从欧式箱式变电站的结构和布局入手，就欧式箱式变电站的设计与选型做了分析，以供参考。
关键词：箱式变电站；开关柜；设计
引言
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箱式变电站的结构
箱式变电站一般分为三个部分，即高压室、低压室和变压器室。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。低压室由低压断路器、电流互感器、电流表及电压表等组成的。一般采用59型或干式变压器等。箱式变电站中的电器设备元件，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。另外箱式变电站还都具有电能检测、显示和计量的功能，并能实现相应的保护功能，设有专用的接地导件，有明显的接地标志，此外，为适应户外工作环境，箱式变电站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，并具有防雨、防尘及防止小动物进人等功能。
2欧式箱式变电站的设计与选型
2.1外壳材料的选择
在进行欧式箱式变电站的设计和施工时，相应的材料会对施工质量和后续使用功能的正常发挥产生直接影响。因此应当其外壳的材料进行合理的选择，通常可分为金属性材料外壳和非金属性的材料外壳。在金属性的材料外壳中较为常用的材料有钢板、复合彩钢板和铝板等，主骨架多为槽钢或钢板型材折弯结构，无论是强度还是刚度均相对较高。通过采用双层钢板，并将隔热材料填充到两层钢板中，有利于减少太阳辐射的影响，达到隔热保温的目的。为提高箱式变电站的美观性，会将装饰木板或仿木材料等应用到箱式变电站的外壳外，为避免对变电站运行产生影响，装饰用木板需要经过真空干燥处理，并添加适当的防腐剂。箱式变电站的顶盖通常为斜面，单面倾斜或双面人字型结构，从而在下雨等天气时，及时将雨水排除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而非金属材料的外壳则通常为复合型材料，其中的基础性材料为具有较低碱度的硫铝酸盐水泥，并加入适当的玻璃纤维、丙烯酸乳等，通过预混工艺、喷射工艺等制造。
2.2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，我国的低压配电网大部分是星型结构，如果将发电系统直接进行并网可能会使得电网的拓扑结构变化，继电保护出现故障，箱式变电站对于继电保护的影响主要有以下三大方面：第一，使得三段式的过流保护不能有效的对于故障电流进行判断，使得馈线动作困难产生误动或者拒动的情况；第二，高压熔断器的保护会受到影响，高压熔断器只能对于单个电源系统进行工作，在发生故障的时候，由于该系统较为复杂，无法对于多个系统进行同时的保护；第三，可能会造成孤岛效应，在进行并网之后，如果发生短路故障就可能会使得母线自动切断，使得其他负载会受到牵连的影响。
2.3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。
2.4变压器部分的设计
1）变压器的选择。干式变压器一般用树脂绝缘，靠自然风冷，大容量靠风机冷却，而油浸式变压器靠绝缘油进行绝缘及散热，绝缘油在变压器内部循环将线圈产生的热量带到变压器散热片上进行散热。干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大型建筑、高层建筑上采用；而油浸式变压器由于“出事”后可能有油喷出或泄漏，造成火灾，大多应用在室外，若用在箱变内需在箱变基础内建有积油坑。对负荷的承受能力不同，一般干式变压器应在额定容量下运行，而油式变压器过载能力比较好。干式变压器的外形小、重量轻、可靠性高。由于干式变压器主要是为箱变类设备量身定做的，所以应该首选干式变压器。2）干式变压器中温度控制的设计。在进行变压器的温控器的设计时，需要在低压出线侧的母线搭接处安装温度传感器，从而对变压器自身的温度进行有效监测。当其温度达到相应的值时，接通继电器的输出接点，并将变压器中自带的风机启动。在温控器中还包含以下几方面的使用功能，即温度过高时跳闸、故障输出和温度高报警等。因此当变压器的温度超过设置的温度值时，会直接启动高温跳闸功能，跳开高压变压器柜与低压进线柜间的断路器，有效避免过高的温度对整体系统产生破坏，进而避免电力设备受到损坏。报警器及时报警，从而使工作人员及时发现故障，并及时制定合理有效的措施解决，切实保障箱式变电站的有效运行。
结语
结合箱式变电站建设的实际情况来看，需要配置一台大型照明设备保证夜间工作的进行，还有火警报警设备、通讯、光照、供水设备的健全，并且要有信号，这样才能实现信息之间的畅通，除此之外，还要充分利用当前的科学技术和高科技成果，对于加强地区之间的联系，构建一个全面化的安全管理模式，实现各个部门之间的交流，促进更好发展。
参考文献：
[1]丁锁明.浅论箱式变电站电气设计[J].企业技术开发：下，2011，30（5）：118-119.
[2]陈伯平.浅论箱式变电站设计与应用的一般性问题[J].电气工程应用，1995（2）：37-40.
论文作者:张勇,武文钊
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第27期
论文发表时间:2019/8/15
标签：变电站论文; 箱式论文; 高压论文; 变压器论文; 负荷论文; 熔断器论文; 组合论文; 《建筑模拟》2019年第27期论文;