摘要：箱式变电站又称预装式变电站，简称“箱变”，顾名思义，箱式变电站是变电装置集装在一个箱子内，不像土建式变电站施工周期长，占地面积广，建设复杂，相反，箱式变电站有这些对立的优点。所以在国内外，箱式变电站应用广泛，占市场比例较大，主要应用于负荷集中、地价较贵的地方。
关键词：预装式箱式；变电站；设计技术
引言：
预装式箱式变电站广泛地应用于我国的各类电能生产项目中，在电能转换中灵敏性较好，为了提高电能在供电中的综合质量水平，减少电线路路端损失，就需要有集低压配电设备、高压受电设备、配电变压器等为一体的供配电设施，预装式箱式变电站就是将供配电设备按照一定的连接方式组合而成的变配电装置，使其具备体积小、集成自动化程度高、线损小、安装维护方便等特点。
1我国预装式箱式变电站的发展现状
现阶段我国预装式箱式变电站使用程度较为广泛，所以对于其性能以及效率的要求就有一定的提高。目前我国预装式箱式变电站中还存在一些有待进一步完善的问题，例如预装式箱式变电站设备箱体还需要进行必要的改进，箱体的外部结构以及内部构造对于变电站的工作质量都有着直接的影响，所以想要改进预装式箱式变电站的前提就是改进设备箱体。在预装式箱式变电站中的光导照明系统、综合布线系统以及恒温恒湿系统都会对电能转换效率造成一定的影响，在我国变电站进行改革与完善的过程中改进这些系统是一项重要的工作内容。
2箱式变电站特点及应用范围
2.1拥有较高的集成自动化水平
预装式箱式变电站运用的是智能化一体化、全站集成化的设计方式，运用自动化的微机保护装置进行分散安装的继电保护系统可以完成无人值守功能，通过遥调、遥控、遥信、遥测对变电站进行值守。各控制系统单元在变电站内部均可以独立运行，对运行参数通过微机保护系统实现远方设置，在箱体的内部温度、内部湿度上也进行远程调节控制，实现无人值守的功能需要。
2.2箱式变电站组装更加灵活
预装式箱式变电站因为内部结构相对紧凑，每个间隔有独立的集成系统等设计特点，在实际运用中就会有较多的较为灵活的组合方式。通过箱式结构将低压侧电气设备和高压侧电气设备设置在箱体内，使其形成密封式变电站；或者通过设计要求在箱体外部备置高压侧电气设备，在箱体内部安装低压侧控制保护系统及低压侧电气设备。
2.3箱式变电站占地面积小
以4000千伏安的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3000立方米，需要进行大规模的建设安装工程；而选用箱式变电站，主变箱和开关箱两箱体占地面积可缩小至100m2，再加上3KV其他设备，总共占地面积也不超过300m2，只是同规模变电所占地面积的1/10，箱式变电站可充分利用街心、广场及工厂角落进行安装，方便快捷，节约土地。
2.4技术先进
预装式箱式变电站箱体的设计以及生产工艺都是采用的国内较为先进的艺术水平，外壳设计上，采用的是镀铝锌钢板；内部框架上，采用的是标准的制作生产工艺以及集装箱材料，在防腐蚀方面有十分不错的功能，保证设备在20a的条件下不会出现锈蚀；在箱变内封板的设计上，选用的是铝合金扣板，在防火保温上有一定作用；还在箱体内部安装了除湿装置以及自动调节空调，保证运行过程中不受外界因素影响。
3预装式箱式变电站设计技术要点
3.1变压器的选择
在预装式箱式变电站的变压器的选择上，常用的是节能型干式配电器，电力运行方式以及负荷特点应该根据变压器容量来进行选择。负荷容量较小时，可以用单台配电变压器，设计容量选择上不能高于1250kVA，负荷容量较大时，可以采用两台变压器一起运行工作。因为干式配电器在油压、油质、油温、油位上不需要检查的特性参数特点，使其被称呼是免维护的配电变压器，又因其防爆、阻燃的优点，使其在预装式箱式变电站中成为重要的选择类型。
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3.2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％。
3.3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，lOkV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。1OkV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。
3.4低压侧受电设备选择
箱式变电站的内部集成较高，一次电路包含出线、进线、补偿功能，相对来说比较简单，所以，为了降低低压柜的占地面积，就需要对其进行布置结构优化。选用多功能万能式断路器作为主回路，配备失压和分励、短路瞬间保护、短路短延时、过载长延时等多种自动脱扣器和辅助结构，使其形成一个相对完善的保护系统。
3.5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。
3.6控制系统杭干扰措施选用
箱式变电站按照技术特性功能要求，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。
3.7预防凝露以及腐蚀
通过对箱式变站内部加装通风装置和加热器，保证湿度、温度的环境最优性，避免出现腐蚀以及凝露现象，确保设备能够正常运行。但是为了能够更彻底的解决该问题，最主要的解决方式还是在变电站箱体材料的选择上选用一些防腐能力较强的、能够克服凝露现象的材料，在根本上杜绝这类不良现象的出现。
3.8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10kV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。
结束语：
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：
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[2]黄新波，吴孟魁，朱永灿，朱海涛，王军安.箱式变电站智能监测装置设计[J].中国电力.2016（05)
[3]刘奎.浅谈预装式箱式变电站的改进[J].中国新技术新产品.2017（04)
论文作者:伍凡
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
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