箱式变电站

       箱式变电站是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站。

1 基本介绍

　　箱式变电站适用于住宅小区、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、负荷等级选择箱式变。箱式变电站自问世以来，发展极为迅速，在欧洲发达国家已占配电变压器的70%，美国已占90%。中国城市现代化建设的飞速发展，城市配电网的不断更新改造，必将得到广泛的应用。

　　对于箱式变电站，中国自20世纪70年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式，这种箱变称为欧式箱变，形象比喻为给高、低压开关柜、变压器盖了房子。从20世纪90年代起，中国引进美国箱式变电站，在结构上将负荷开关，环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕，油箱及散热器暴露在空气中，这种箱变称为美式箱变，形象比喻为变压器旁边挂个箱子。

　　箱式变电站外壳采用钢板或者合金板，配有双层顶盖，隔热性好。外壳及骨架全部经过防腐处理，具有长期户外使用的条件。外形及色彩可与环境相互协调一致。安装方便，在箱式变电站的基础下面设有电缆室，而在低压室内设有人孔可进入电缆室进行工作。从体积上看，欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器，产品体积较大。美式箱变由于采用一体化安装体积较小。

　　箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开关具有切断转移电流能力。低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护，美式箱变高压侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断，低压侧的电压就降低，塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作，低压运行不会发生。从产品成本看，欧式箱变成本高。从产品降价空间看，美式箱变还存在较大降价空间，一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心，另一方面，美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外，占用高压室空间。

2 主要特点

 箱式变电站主要由多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，主要有以下特点：

2.4 组合方式灵活

　　箱式变电站由于结构比较紧凑，每个箱均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，一方面，我们可以全部采用箱式，也就是说，35kv及10kv设备全部箱内安装，组成全箱式变电站；也可以仅用10kv开关箱，35kv设备室外安装，10kv设备及控保系统箱内安装，对于这种组合方式，特别适用于农网改造中的旧站改造，即原有35kv设备不动，仅安装一个10kv开关箱即可达到无人值守的要求。总之，箱式变电站没有固定的组合模式，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。

2.5 投资省见效快

　　箱式变电站较同规模常规变电所减少投资40%～50%，以35kv单主变4000kva规模变电所计算，土建工程（包括征地费用）箱式变电站要比常规变电所节约100余万元；若从竣工投产角度分析，保守估计按每站提前4个月投运计算，若平均负荷2000kw，售电利润0.10元/kw.h，三个月可增加净利润60余万元；从运行角度分析，在箱式变电站中，由于先进设备的选用，特别是无油设备运行，从根本上彻底解决了常规变电所中的设备渗漏问题，变电站可实行状态检修，减少维护工作量，每年可节约运行维护费用10万元左右，整体经济效益十分可观。

2.6 占地面积小

　　以4000kva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3000m左右，而且需要进行大规模的土建工程；而选用箱式变电站，主变箱和开关箱两箱体占地面积最小可至100m，包括35kv其他设备总占地面积最大为300m，仅为同规模变电所占地面积的1/10，可充分利用街心、广场及工厂角隅即可安装投产，符合国家节约土地的政策。

2.7 外形美观

　　箱体外壳采用镀铝锌钢板及集装箱制造技术，外形设计美观，在保证供电可靠性前提下，通过选择箱式变电站的外壳颜色，从而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。

3 基本分类

箱式变电站的型式可以分为普通和紧凑型两类。普通型箱式变电站有ZBW型和XWB型等，紧凑型箱式变电站有ZB1—336型和GE箱式变电站等。箱式变电站10KV配电装置不用断路器，常用的有FN5—10型或FN7—10型负荷开关加熔断器和环网供电装置，并从邻近架空线支接到变压器高压端。根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。

3.1 ZBW型箱式变电站

　　ZBW-10/0.4KV型户外组合式变电站是由高压室、变压器室、低压室三者组成一体的预装式成套变配电设备。适用于环网、双线、终端供电方式，且三种方式互换性极好。进线方式采用电缆。高压室采用完全可靠的紧凑设计，具有全面的防误操作连锁功能，可靠性高，操作检修方便。高压室可兼容终端负荷开关、空气环网开关、SF6环网柜等。变压器可采用油浸式变压器、干式变压器。变压器室采用温度控制，可采用自然通风或顶部强迫通风。低压室设有计量和无功补偿，可根据用户需要设计二次回路及出线数，满足不同需要。

3.2 GE箱式变电站

　　GE箱式变电站与国内组合式箱式变电站的不同之处在于，它是在变压器的基础上发展而形成的。GE箱式变电站将变压器芯体，高压负荷开关，熔断器等设备结构简化，放入同一注油铁箱中。体积小，结构紧凑，占地面积仅为国内同容量箱式变电站的1/3左右。全密封、全绝缘结构，无须绝缘距离，可靠地保证人身安全。高压电缆接入绝缘性能良好的套管，套管与肘型电缆插头相接，将带电部分密封在绝缘体内。肘型电缆插头可以在变压器满载状况下进行带电插拔，起相当于负荷开关的作用，其品种比较多，具体应用时需要谨慎选择。在箱体外壳上焊有一些壁挂，用于固定支座式绝缘套管接头，当拔下肘型电缆插头时可插到支座式套管接头上。

3.3 欧美箱式变电站类别

 （一）拼装式变电站。拼装式变电站将高、低压成套装置及变压器装入金属箱体，高、低压配电装置间还留有操作走廊。这种型式的箱式变体积较大，现在已较少使用；

　　（二）组合装置型变电站。组合装置型变电站的高、低压配电装置不使用现有的成套装置，而是将高、低压控制、保护电器设备直接装入箱内，使之成为一个整体。由于总体设计是按免维护型考虑的，箱内不需要操作走廊。这样可以减小箱式变的体积，这种型式是欧式箱变，是普遍采用的型式。

　　（三）一体型变电站。一体型变电站就是所谓的美式箱变。它是在简化高、低压控制、保护装置的基础上，将高、低压配电装置与变压器主体一齐装入变压器油箱，使之成为一个整体。这种型式的箱式变体积更小，其体积近似于同容量的普通型油浸变压器。仅为同容量欧式箱变体积的1/3左右。

3.4 组合、箱式变电站

　　1、6⑽/0.4(0.7）kV预装（组合、箱式）变电站

　　2、矿用组合（箱式）变电站

　　3、6⑽/0.4kV预装（组合、箱式）变电站

　　4、35/6⑽kV组合(箱式）变电站

　　进线方式可采用电缆线或架空绝缘线，按照使用环境和不同用途任意选择。作为公用箱式变电站时，箱式变电站的低压出线视变压器容量而定，一般不超过4回，最多不超过6回，也可以一回总出线，到临近的配电室再进行分支供电。作为独立用户用箱式变电站时，可以采用一回路供电。

4 基本原理

　　箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。它适用于额定电压10/0.4KV三相交流系统中，作为线路和分配电能之用。

　　与同容量的欧式箱变相比较，美式箱变的结构更为合理。由于欧式箱变是将变压器及普通的高压电器设备装于同一个金属外壳箱体中，变压器室温很高，引起散热困难，影响出力；另一方面在箱体中采用普通的高压负荷开关和熔断器、低压开关柜，所以箱式变体积较大。美式箱变与欧式箱变结构上不一样。从布置上看，其低压室、变压器室、高压室不是目字型布置，而是品字型布置。从结构上看，这种箱式变分为前、后两部分前面为高、低压操作间隔，操作间隔内包括高低压接线端子，负荷开关操作柄，无载调压分节开关，插入式熔断器，油位计等；后部为注油箱及散热片，将变压器绕组、铁芯、高压负荷开关和熔断器放入变压器油箱中。

　　避雷器也采用油浸式金属氧化物避雷器。变压器取消油枕，采取油加气隙体积恒定原则设计密封式油箱，油箱及散热器暴露在空气中，没有散热困难。低压断路器采用塑壳断路器作为主断路器及出线断路器。由于结构简化，这种箱式变电站的占地面积和体积大大减小，由于其体积很小再加上只是一侧开门，其所需占地面积仅是欧式箱变的1/4，体积仅为同容量欧式箱变的1/5-1/3。美式箱变高压侧采用熔断器保护，低压侧采用塑壳自动空气断路器保护，与中国10kV配变保护方式相同。高压熔断器保护变压器内部故障，自动空气断路器保护低压侧线路的过电流、短路、欠电压故障。美式箱变存在的缺点。由于负荷开关浸在油里，油被电弧碳化、分解，产生乙炔等有害气体，使得性能下降，曾发生事故。看不到明显断开点，检修不方便。因为美国低压保护及计量方式与中国不同，美式箱变本身不带低压保护和计量。为满足国内用户的需要，国产箱变在低压侧加装低压配电柜。由于箱式变长期处于太阳的直晒下，影响塑壳断路器的散热，使得断路器不能正常开断负载及短路电流，易引发高压侧故障。

5 使用环境

　　箱式变电站用于高层住宅，豪华别墅，广场公园，居民小区，中小型工厂，矿山、油田，以及临时施工用电等场所，作配电系统中接受和分配电能之用。本产品符合GB/T17467《高压/低压预装式变电站》的标准和SD320《箱式变电站技术条件》。

使用环境条件：　　

　　1.海拔高度：1000m及以下。

　　⒉环境温度：－25℃～+40℃。

　　⒊风速：不超过35m/s。

　　⒋空气相对湿度：不超过90%（+25℃）。

　　⒌地震水平加速度：不大于0.4m/s，垂直加速度：不大于0.2m/s。

　　⒍使用地点：不应有导电灰尘及对金属、绝缘物有害的腐性、易燃、易爆的危险物品。

　　⒎安装地点无剧烈震动，垂直斜度不大于3度。

96主要用途

　　第一种，主要用在城市的住宅小区、以及街道，当用电高峰期。需要增加电压时候，就需要用到我们的设备-箱式变电站了。

　　第二种，主要用于临时性的供应电量，比如在工地，在已有建筑物的情况下，我们需要改造用电设备。在野外作业的时候也是经常用到箱式变电站的，比如：工地、码头、机场等等。