新型箱式變電站應用與分析
[摘要] 綜合我國電力行業箱式變電站的最新發展動態，對歐式箱變與美式箱式變電站不同點進行比較，著重介紹美式箱變的特點，使用情況及缺陷。并根據廣西正進行城網、農網改造的需要，對廣西最新的國產美式箱變的應用作了簡介。
1 美式箱變與歐式箱變的區別
箱式變電站（簡稱箱變）一般由高壓室、變壓器室和低壓室組成。根據產品結構不同及采用元器件的不同，分為歐式箱變和美式箱變兩種典型風格。我國自70年代后期，從法國、德國等國引進及仿制的箱式變電站，從結構上采用高、低壓開關柜，變壓器組成方式，這種箱變稱為歐式箱變，形象比喻為給高、低壓開關柜、變壓器蓋了房子。從90年代起，我國引進美國箱式變電站，在結構上將負荷開關，環網開關和熔斷器結構簡化放入變壓器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化鋅避雷器。變壓器取消油枕，油箱及散熱器暴露在空氣中，這種箱變稱為美式箱變，形象比喻為變壓器旁邊掛個箱子。從體積上看，歐式箱變由于內部安裝常規開關柜及變壓器，產品體積較大。美式箱變由于采用一體化安裝體積較小。從保護方面，歐式箱變高壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護。發生一相熔斷器熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關三相同時分閘，避免缺相運行，要求負荷開關具有切斷轉移電流能力。低壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護，美式箱變高壓側采用熔斷器保護，而負荷開關只起投切轉換和切斷高壓負荷電流的功能，容量較小。當高壓側出現一相熔絲熔斷，低壓側的電壓就降低，塑殼自動空氣開關欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發生。從產品成本看，歐式箱變成本高。從產品降價空間看，美式箱變還存在較大降價空間，一方面美式箱變三相五柱鐵心可改為三相三柱鐵心，另一方面，美式箱變的高壓部分可以改型后從變壓器油箱內挪到油箱外，占用高壓室空間。
2 箱變產品應滿足的要求
箱變產品是一種比較簡易的變配電裝置，其變壓器部分的選擇，均可按一般通則處理，容量一般不超過1250kVA。
箱變適用于:①城市公用配電系統，在住宅小區，繁華街道負荷增加時，需要增加變壓器容量。②施工工地的臨時供電:已有建筑物情況下，需要改造或增加用電設備，野外作業和室外作業場所的供電，如油田、采礦、港口碼頭、車站等。
箱變滿足的一般要求如下：
（1）簡單照明，公用配電情況下，箱變高壓接線方案中不必設高壓計量，僅設低壓計量或無計量，無需補償。饋出回路4～6回，采用塑料斷路器控制和保護；
（2）動力照明公用配電情況下，箱變配出回路有所增加，達8～12回，此外，應有無功補償功能；
（3）自維用電及特殊情況。
許多城市供電部門，對自維箱變（250kVA或315kVA以上），規定必需采用高壓計量，還有的場合，配出回路較多包括設置備用回路。這些情況下，設計者結合用電實際參考生產廠家選樣本，進行優化設計。
3 進口“美式箱變”存在問題
由于美國單位用電量較大，且不采用高壓計量方式，故進口產品一般不具高壓計量，低壓間隔內也不設各種儀表和配電斷路器；
（2）進口產品往往由代理商來經營運作，而代理商一般不具備生產、改裝能力。為了滿足用戶極簡單的用量要求。不得不到開關廠外協生產低壓配電裝置。由于可利用空間小，僅能配出4個回路的低壓計量。不能在產品本體實現高壓計量、低壓補償以及多回路配出；
（3）美國變壓器容量等級與我國不同，我國從250～800kVA有6個容量等級可選（250，315，400，500，630，800）。而美國產品從250～800kVA僅有3個容量等級（300，500，750）。這為設計選擇容量帶來困難。例如630kVA容量可滿足情況下，就得設計750kVA容量，不僅增加了設備投資還使用戶增容費增加了近20%；
（4）美國箱變廠家均未在國內設立維修中心，一旦設備出現事故，很難在短時間內處理解決。
3 國產化“美式箱變”的特點
正是由于“美式箱變”具有諸多優點，但進口產品又存在諸多問題，南寧市開關設備廠與廣東增城特種電力設備有限公司聯合推出國產ZGS（Ｂ）9“美式箱變”，目前已正式投入生產、運行。
ZGS（Ｂ）9俗稱“美式箱變”具有國內傳統箱式變電站（俗稱歐式箱變）的結構特征和功能，而又不同于歐式箱變，它吸收了美式箱變的結構特點，將高壓負荷開關，插入式熔斷器，后備限流式熔斷器，變壓器本身，無勵磁分接開關等高壓元器件組合在密封的油箱時，由變壓器油或高燃點絕緣液作為絕緣介質，因此結構尺寸可以大為縮小，同時提高了產品絕緣強度，使得組合式變壓器具有體積小，價格低，重量輕，噪聲低，運行安全可靠，損耗低等優點，廣泛應用于住宅小區、商業中心、車站、機場、廠礦、碼頭、公園等重要場所。
5 國產化“美式箱變”設計實例
為桂林供電局生產制造的組合變為終端型，電纜進出線，變壓器容量500kVA。10ｋＶ配故障顯示器，組合變的接線圖見圖1。國產“美式箱變”對配電系統的小型、節能、智能化具有重大意義，南寧市開關設備廠與廣東增城特種電力設備有限公司是國產“美式箱變”的生產廠，他們推出的ZGS（Ｂ）9將對我國城市電網建設產生較大影響
1 美式箱變與歐式箱變的區別
箱式變電站（簡稱箱變）一般由高壓室、變壓器室和低壓室組成。根據產品結構不同及采用元器件的不同，分為歐式箱變和美式箱變兩種典型風格。我國自70年代后期，從法國、德國等國引進及仿制的箱式變電站，從結構上采用高、低壓開關柜，變壓器組成方式，這種箱變稱為歐式箱變，形象比喻為給高、低壓開關柜、變壓器蓋了房子。從90年代起，我國引進美國箱式變電站，在結構上將負荷開關，環網開關和熔斷器結構簡化放入變壓器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化鋅避雷器。變壓器取消油枕，油箱及散熱器暴露在空氣中，這種箱變稱為美式箱變，形象比喻為變壓器旁邊掛個箱子。從體積上看，歐式箱變由于內部安裝常規開關柜及變壓器，產品體積較大。美式箱變由于采用一體化安裝體積較小。從保護方面，歐式箱變高壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護。發生一相熔斷器熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關三相同時分閘，避免缺相運行，要求負荷開關具有切斷轉移電流能力。低壓側采用負荷開關加限流熔斷器保護，美式箱變高壓側采用熔斷器保護，而負荷開關只起投切轉換和切斷高壓負荷電流的功能，容量較小。當高壓側出現一相熔絲熔斷，低壓側的電壓就降低，塑殼自動空氣開關欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發生。從產品成本看，歐式箱變成本高。從產品降價空間看，美式箱變還存在較大降價空間，一方面美式箱變三相五柱鐵心可改為三相三柱鐵心，另一方面，美式箱變的高壓部分可以改型后從變壓器油箱內挪到油箱外，占用高壓室空間。
2 箱變產品應滿足的要求
箱變產品是一種比較簡易的變配電裝置，其變壓器部分的選擇，均可按一般通則處理，容量一般不超過1250kVA。
箱變適用于:①城市公用配電系統，在住宅小區，繁華街道負荷增加時，需要增加變壓器容量。②施工工地的臨時供電:已有建筑物情況下，需要改造或增加用電設備，野外作業和室外作業場所的供電，如油田、采礦、港口碼頭、車站等。
箱變滿足的一般要求如下：
（1）簡單照明，公用配電情況下，箱變高壓接線方案中不必設高壓計量，僅設低壓計量或無計量，無需補償。饋出回路4～6回，采用塑料斷路器控制和保護；
（2）動力照明公用配電情況下，箱變配出回路有所增加，達8～12回，此外，應有無功補償功能；
（3）自維用電及特殊情況。
許多城市供電部門，對自維箱變（250kVA或315kVA以上），規定必需采用高壓計量，還有的場合，配出回路較多包括設置備用回路。這些情況下，設計者結合用電實際參考生產廠家選樣本，進行優化設計。
3 進口“美式箱變”存在問題
由于美國單位用電量較大，且不采用高壓計量方式，故進口產品一般不具高壓計量，低壓間隔內也不設各種儀表和配電斷路器；
（2）進口產品往往由代理商來經營運作，而代理商一般不具備生產、改裝能力。為了滿足用戶極簡單的用量要求。不得不到開關廠外協生產低壓配電裝置。由于可利用空間小，僅能配出4個回路的低壓計量。不能在產品本體實現高壓計量、低壓補償以及多回路配出；
（3）美國變壓器容量等級與我國不同，我國從250～800kVA有6個容量等級可選（250，315，400，500，630，800）。而美國產品從250～800kVA僅有3個容量等級（300，500，750）。這為設計選擇容量帶來困難。例如630kVA容量可滿足情況下，就得設計750kVA容量，不僅增加了設備投資還使用戶增容費增加了近20%；
（4）美國箱變廠家均未在國內設立維修中心，一旦設備出現事故，很難在短時間內處理解決。
3 國產化“美式箱變”的特點
正是由于“美式箱變”具有諸多優點，但進口產品又存在諸多問題，南寧市開關設備廠與廣東增城特種電力設備有限公司聯合推出國產ZGS（Ｂ）9“美式箱變”，目前已正式投入生產、運行。
ZGS（Ｂ）9俗稱“美式箱變”具有國內傳統箱式變電站（俗稱歐式箱變）的結構特征和功能，而又不同于歐式箱變，它吸收了美式箱變的結構特點，將高壓負荷開關，插入式熔斷器，后備限流式熔斷器，變壓器本身，無勵磁分接開關等高壓元器件組合在密封的油箱時，由變壓器油或高燃點絕緣液作為絕緣介質，因此結構尺寸可以大為縮小，同時提高了產品絕緣強度，使得組合式變壓器具有體積小，價格低，重量輕，噪聲低，運行安全可靠，損耗低等優點，廣泛應用于住宅小區、商業中心、車站、機場、廠礦、碼頭、公園等重要場所。
5 國產化“美式箱變”設計實例
為桂林供電局生產制造的組合變為終端型，電纜進出線，變壓器容量500kVA。10ｋＶ配故障顯示器，組合變的接線圖見圖1。國產“美式箱變”對配電系統的小型、節能、智能化具有重大意義，南寧市開關設備廠與廣東增城特種電力設備有限公司是國產“美式箱變”的生產廠，他們推出的ZGS（Ｂ）9將對我國城市電網建設產生較大影響
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