摘要：在当前新能源光伏发电广泛推广应用之中，光伏箱变是光伏发电系统中的重要设备之一，其设计尤为重要。在具体的设计和施工过程中，除了要满足相关的供配电设计和施工规程和规范外，为了使光伏箱变设备安全、优质、高效的运行，还应注意以下几个方面。
关键词：10kV光伏发电箱式变电站；设计；问题；要点
110kV光伏箱变的广泛应用所带来的经济效益
1.1投资规模小
10kV光伏发电箱式变电站（以下简称光伏箱变）与同容量、同负荷的常规变电站电房相比，占地面积小，减少了投资大约在40%～50%，如果我们以10kV单台变压器容量1250kVA规模变电站电房计算，那么土建工程，光伏箱变要比常规变电站电房可以节约大约10-20余万元。
1.2供电的智能化
10kV光伏箱变装有智能测控终端，可以实现其远程智能控制。不仅可以实现遥信(YX),遥测(YC),遥控(YK)和遥调(YT)“四遥”，使调度能直接对光伏箱变各进出线的负荷进行实时监测和控制，从而进一步加强对发电负荷的管理，提高了产品智能化程度，可实现无人值班管理。当光伏箱变的自动化程度提高后，维修停电和事故处理等时间也会缩短，供电质量将得到进一步提高。
1.3建设工期比较短
常规变电站因土建一般需要的时间大约为半年到一年，并且建设工程占有较长时间，而建设箱式变电站最多只需要60天，便可以尽快发挥光伏发电变电站的效益。
1.4运行管理和费用都相对较低
从运行角度分析，在光伏箱变中，由于先进设备的选用，光伏箱变中一些设备可以实现免维护，大大减少平时维护工作量。从竣工投产角度分析，按每台光伏箱变提前2个月投运计算，如果平均发电量1000kW，售电利润0.10元/kWh，每天发电8小时，二个月按可发电天数50天计算，可增加净利润5余万元，整体经济效益十分可观。
210kV箱式变电站运行中存在的问题
2.1箱站内电容器存在间隔隐患
箱式变电站发生火灾事故较为常见，也是其在运行当中应当关注的方面之一。这主要是因为我国的箱式变电站大部分采用密集型的电容器。再加上液体的绝缘油在电容器的运用，一旦发生绝缘油的泄露现象。由于与箱内其他设备的无油化不配备。便极有可能发生火灾或者爆炸，给周边的居民和设施带来严重的威胁。
2.2一次设备易遭雷击，造成二次设备的损坏
一些箱式变电站安装的地点较为偏僻，周边没有高大建筑物对其进行遮挡。所以在雷雨天气时，极易遭受闪电的袭击，这种现象一般发生在农村。这主要是受农村缺少高大建筑群和场地较为开阔原因的影响。这不仅会导致火灾的发生，也给当地的居民造成了一定的财产损失。
2.3散热和增容问题
由于箱式变电站本身具备体积小的特点，受其影响，变压器室所占的体积也较小。但是由于箱内的结构紧凑，狭窄的空间给箱体的散热造成了很大的不便。这主要表现在两方面。首先，夏季全国普遍高温，箱外过高的温度本身就对变压器的运作造成影响。再加上箱体本身工作时散发的热量，变压器工作环境的温度较高，在很大程度上影响变压器的运行。其次，针对变压器散热不易的问题，一般采用在箱体开孔或者安装风扇的措施降低变压器本身的热度。但是，这种措施会造成空气中粉尘的进入，对变压器造成二次污染，运维环境相对恶劣，易发生温高损坏设备事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要对其变压器的更换增加了额外的开支，并且由于变压器体积小的特性，变压器的更换工作实施起来较为不易。
2.4箱体外壳防雨、抗腐蚀能力不强
一些小型的箱体外壳厂家为了节约成本，知道质量不合格的产品。箱体的外壳质量不达标，无法经受住其在运行过程中会遭受的风吹、日晒。雨淋、霜冻等较为恶劣的自然环境，箱体发生损坏。导致雨水和大量灰尘的进入，对内部构件造成损坏。从而缩短了箱式变电站的使用寿命，也增加了安全事故发生的概率。
2.5箱内设备凝露现象的产生
箱式变电站的工作坏境在室外，这不可避免箱体内部和外部产生温差。在外部温度变化幅度较大的时候，箱体内部的温度由于在运作是会产生一定的热量的影响。与外部的温差达到一定的界限，就会产生凝露现象，导致箱式变电站在运作过程中发生故障。
310kV光伏发电箱式变电站的设计要点
3.1操作通道
光伏箱变内部的低压侧操作通道的设计，要充分考虑到操作空间以及维修时打开低压柜门的空间，以不妨碍进行任何操作为标准进行设计。该通道的宽度一般不小于800mm。箱变内部的门应朝出口方向关闭，这样可以避免阻挡逃生出口。
3.2可靠的安全措施
对于光伏箱变的变压器室，必须加装内部网门，加装网门既方便巡视，又起到安全作用。在网门上还必须加装行程开关，当变压器带电时，如打开网门，则行程开关触头闭合，使高低压两侧断路器同时跳闸，从而使变压器断电，保护人员安全。如当变压器室网门没有关闭时，网门行程开关触点闭锁高低压两侧断路器，使高低压侧断路器都不能合闸。这就确保变压器室只要网门打开，变压器就始终不带电，提高了光伏箱变的安全性。
3.3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。
3.4光伏箱变外壳要求
光伏箱变的正常使用的环境十分恶劣，有时安装在沙漠地带，现场风沙很大；有时安装在鱼光互补的水面上方，现场湿度很大等。所以，这就要求光伏箱变的外壳防护等级不小于IP54。外壳设计时，既要考虑满足防护等级，又要达到散热效果，所以，通风口就必须采用“迷宫”式设计，既通风防雨，又能使沙尘积落在外，不会对箱内设备造成影响。另外，还要装有除湿机进行除湿。因为，太阳能光伏发电是白天进行，夜里停止发电后，箱变内温度会急剧下降，会使光伏箱变内部产生凝露，会影响设备的正常工作或引发故障。箱顶的设计要充分考虑雨水、风雪、夏天高温暴晒等情况，因此顶盖在保证强度的同时，必须采用双层隔热顶盖，以减少因外部温度过高而可能引起内部设备出现故障的发生。
4结语
随着国家对环境的重视，大力提倡节能减排，鼓励开发利用新型可再生新能源。现在太阳能发电得到大力推广，光伏箱变的应用及智能化设计，使太阳能光伏发电产业更上一个新的台阶。
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论文作者:李坤坤,李厅,杨雄忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
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