箱式變電站結(jié)構(gòu)組成【發(fā)表日期：2016-05-14 13:51:00】

1、箱體結(jié)構(gòu)：

歐式變電站的箱體是由：底座、外殼、頂蓋三部分構(gòu)成。
底座一般用槽鋼、角鋼、扁鋼、鋼板等，組焊或用螺栓連接固定成形；為滿足通風(fēng)、散熱和進(jìn)出線的需要、還應(yīng)在相應(yīng)的位置開出條形孔和大小適度的圓形孔。箱體外殼、頂蓋槽鋼、角鋼、鋼板、鋁合金板、彩鋼板、水泥板等進(jìn)行折彎、組焊或用螺釘、鉸鏈或相關(guān)的專用附件連接成形。

不管那種材料的箱變殼體，按標(biāo)準(zhǔn)要求必須具備：防曬、防雨、防塵、防銹，防小動物（如蛇）等進(jìn)入的五防功能。歐式變電站的殼體為防止炎熱夏季強(qiáng)烈的日光輻射，其頂部一般都設(shè)有導(dǎo)熱系數(shù)較低的隔熱材料作填料。常用的填料有：巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。

在統(tǒng)一設(shè)計的傳統(tǒng)“組合式變電站”中，一般在殼體中也填充隔熱填料，這種方法目前大多數(shù)設(shè)計者已不在采用，這是因?yàn)椋焊魺崽盍想m然能防止炎熱夏季強(qiáng)烈的日光輻射，同時也阻礙了變壓器運(yùn)行時產(chǎn)生大量熱量的散發(fā)，所以設(shè)計者們除保留在殼體上沖百葉窗孔的方法外，同時采用加大散熱面積、加強(qiáng)空氣對流的方法散熱，同時還可減少制造成本。

歐式箱變的表面處里：歐式箱變表面處里的方法較多，中國北方大多采用傳統(tǒng)的噴漆、烤漆、噴塑等方法進(jìn)行處理；在中國南方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，除采用上述方法外，還在水泥板結(jié)構(gòu)的殼體外貼上彩色瓷磚，或貼貼面等方法進(jìn)行表面處理，特別是置于住宅小區(qū)的箱變外觀，與當(dāng)?shù)亟ㄖ锏娘L(fēng)格更加協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。

2、高壓配電裝置結(jié)構(gòu)：

歐式箱變高壓配電裝置，從進(jìn)線方式上分為：終端型、還網(wǎng)型兩種；從進(jìn)線方位上分可分為：從箱體頂部架空進(jìn)線（傳統(tǒng)箱變用此法較多）和利用高壓電纜溝從地下進(jìn)出線，這是現(xiàn)代設(shè)計較為普遍的采用方法。

目前采用以SF6氣體為滅弧介質(zhì)的SF6系列負(fù)荷開關(guān)較多，其成本高于FN-10系列高壓負(fù)荷開關(guān)。這類開關(guān)結(jié)構(gòu)、有帶熔斷器、不帶熔斷器、接地開關(guān)等，但一般都裝有帶電顯示器；操作機(jī)構(gòu)一般為手動，也有電動操作的。帶熔斷器的，當(dāng)回路出現(xiàn)短路故障能自切斷開關(guān)，保護(hù)電路及變壓器、開關(guān)等設(shè)備。

還有以真空為滅弧介質(zhì)的真空開關(guān)，這類開關(guān)可以單獨(dú)使用、也可與熔斷器配用，還可與SF6系列負(fù)荷開關(guān)串接使用，不過這樣將使成本增大，如用戶無特別要求不須這樣使用。

高壓計量：高壓配電裝置中，如用戶有高壓計量要求的，還須設(shè)置高壓計量柜。

中國各地供電部門，對高壓或低壓計量問題沒有統(tǒng)一的要求。西北地區(qū)供電規(guī)程規(guī)定：變壓器容量大于160KVA時，必須采用高壓計量；高壓計量柜開關(guān)必須由供電部門控制。北京、天津等華北地區(qū)供電部門則認(rèn)為：箱式變電站計量應(yīng)以低壓側(cè)為好，這樣，可以提高供電可靠性，減少高壓計量帶來的不穩(wěn)定因素，對變壓器本身的損耗，可折算成電費(fèi)，由用戶承擔(dān)。

箱式變電站高壓計量柜的結(jié)構(gòu)一般由：CT、PT、及計量表計，遙控、遙測裝置等構(gòu)成。

3、變壓器室結(jié)構(gòu)：

歐式箱變都設(shè)有獨(dú)立的變壓器室，變壓器室主要由：變壓器，自動控溫系統(tǒng)，照明及安全防護(hù)欄等構(gòu)成。

變壓器運(yùn)行時，將在箱變中產(chǎn)生大量的熱量向變壓器室內(nèi)散發(fā)，所以變壓器室的散熱、通風(fēng)問題是歐式箱變設(shè)計中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題；變壓器運(yùn)行時，源源不斷的產(chǎn)生大量的熱量，使變壓器室的溫度不斷升高，特別是環(huán)境溫度高時，溫度升高更快，所以只靠自然通風(fēng)散熱往往不能保證變壓器可靠、安全運(yùn)行；歐式箱變設(shè)計中，除變壓器容量較小的箱變采用自然通風(fēng)外，一般都設(shè)計了測溫保護(hù)，用強(qiáng)制排風(fēng)措施加以解決。該系統(tǒng)主要由測量裝置，測變壓器室溫、油溫均可。然后通過手動和自動控制電路，對排風(fēng)扇是否需要投入，按變壓器可靠、安全運(yùn)行溫度的設(shè)定范圍進(jìn)行設(shè)置控制。

歐式箱變中，變壓器既可選用油浸式變壓器，也可采用干式變壓器，但由于干式變壓器價格較高，所以在用戶沒有特別要求的情況下，應(yīng)首選油浸式變壓器、以降低制造成本。變壓器容量一般在100-1250KVA為宜，最大不應(yīng)超過1600KVA。

4、低壓室結(jié)構(gòu)設(shè)計：
歐式箱變的低壓室按工礦企業(yè)或住宅小區(qū)的使用場合的不同，在設(shè)計結(jié)構(gòu)上應(yīng)有所不同。一般對于工礦企業(yè)使用的歐式箱變，應(yīng)對動力供電、照明供電進(jìn)行分開設(shè)計。在采用低壓計量時，一般情況下，供電局要求對照明用電進(jìn)行分開計度，這主要是因?yàn)檎彰饔秒姷膯挝粌r格，普遍高于動力用電。在住宅小區(qū)使用的變電站在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，則不須考慮動力用電的問題。

歐變低壓室的輸出路數(shù)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上根據(jù)變壓器容量大小和用戶使用需求的不同而不同。變壓器容量小，用戶需求輸出路數(shù)較少的可少設(shè)；而變壓器容量大，用戶要求輸入出路數(shù)多的，可考慮設(shè)計路數(shù)多一些，還可考慮按帶走廊操作形式進(jìn)行布局。

折疊美式箱變

中國的箱變最初是從歐式箱變發(fā)展而來的，其體積往往比較龐大。隨著中國對外經(jīng)濟(jì)的開放，市場經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，大約在90 年代，美國COOPER公司率先在中國市場打入了美式箱變，并以其獨(dú)有的特點(diǎn)在中國市場獲得了迅速的發(fā)展。目前，中國從南到北，從東到西，幾乎到處都可以看到這種美式箱變的身影，而且大都是國內(nèi)廠家仿造的產(chǎn)品，其質(zhì)量可以說參差不齊。通過這些年的應(yīng)用和實(shí)踐，有必要對美式箱變結(jié)合中國國情進(jìn)行認(rèn)真分析，給予正確定位，以此來推動中國箱變的技術(shù)和市場發(fā)展。

美式箱變的主要特點(diǎn)：

過載能力強(qiáng)，允許過載2倍2個小時，過載1.6倍7個小時而不影響箱變壽命。

采用肘式插接頭，可以十分方便高壓進(jìn)線電纜的連接，并可在緊急情況下作為負(fù)荷開關(guān)使用，即可帶電拔插。

采用雙熔斷器保護(hù)，插入式熔斷器（BAY—o—net）為雙敏熔絲（溫度、電流）保護(hù)箱變二次側(cè)發(fā)生的短路故障。后備限流保護(hù)熔斷器（ELSP）保護(hù)箱變內(nèi)部發(fā)生的故障，用于保護(hù)高壓側(cè)。

變壓器一般采用高燃點(diǎn)油（FR3）。

高壓負(fù)荷開關(guān)保護(hù)用熔斷器等全部元件都與變壓器鐵芯、繞組放在同一油箱內(nèi)。

美箱外殼防護(hù)：

據(jù)美國COOPER 公司的美式箱變資料介紹，其箱體采用防腐設(shè)計和特殊噴漆處理，可適用于各種惡劣環(huán)境，如多暴風(fēng)雨和高污染地區(qū)。其箱體在噴漆前經(jīng)過八道預(yù)處理工序，然后進(jìn)行七道噴漆和烘烤工序才算完成，可見其對防腐的慎重態(tài)度。而目前國內(nèi)生產(chǎn)的美式箱變殼體幾乎沒有進(jìn)行特殊處理，基本上是采用酸洗后，靜電噴涂處理，甚至有的企業(yè)連酸洗處理都不進(jìn)行，更有甚者，在外表面上只進(jìn)行噴漆處理，可想而知，其外殼的防腐能力如何。即便是靜電噴涂處理，由于底表面進(jìn)行處理時往往會出現(xiàn)一些死角，而靜電噴涂在這些沒有處理好的部位上很難噴涂上粉末，所以必然留下銹蝕的隱患。由于箱變要長年累月的在風(fēng)吹、雨淋、日曬的戶外環(huán)境中工作，如果表面處理不好，銹蝕將是十分嚴(yán)重的。這一問題是十分重要的，也是國內(nèi)幾十年來一直十分關(guān)注、重視、研究的課題，所以有許多廠家采用一些其它技術(shù)來解決這— 問題。
關(guān)于防護(hù)問題，美式箱變的變壓器油箱和散熱片部分裸露在外邊，其目的就是為了改善散熱條件。但是，由于其直接暴露在陽光下，在陽光的熱輻射下，會不會影響溫升，目前還沒有詳細(xì)介紹。此外，裸露在外的部分很容易受到外力的碰撞、敲擊而遭到損壞。如果一旦損壞，變壓器油就會大量流失，后果不堪設(shè)想，所以一些國內(nèi)廠家在散熱片部位又包上一層鋼板，以求得增加防護(hù)能力。

美箱負(fù)荷開關(guān)：

美式箱變的負(fù)荷開關(guān)是放入到變壓器油箱內(nèi)。油浸式三相聯(lián)動開關(guān)可分為二位置（終端式）、四位置（環(huán)網(wǎng)式）兩種，由于此負(fù)荷開關(guān)是放在變壓器油箱中，其關(guān)合位置只能根據(jù)外部操作面板的指示來判斷，而且其操作要通過專用的絕緣操作桿來進(jìn)行，所以其操作較比復(fù)雜。從這一點(diǎn)來看，其操作很不方便。此外，由于看不見負(fù)荷開關(guān)的開斷觸頭（即明顯斷開點(diǎn)），所以在開斷后，給人們一種不放心的感覺。此外，其負(fù)荷開關(guān)一旦發(fā)生故障，更換、維修都將是十分困難?，F(xiàn)在的負(fù)荷開關(guān)一般采用真空斷路器。

關(guān)于美箱維護(hù) 　　

美式箱變安裝使用后，基本上無須維護(hù)，但國內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品由于多種原因，箱變的維護(hù)工作卻是不可缺少的。

由于外殼的表面處理技術(shù)問題，應(yīng)加強(qiáng)檢查其銹蝕情況；

美式箱變在油箱中填充的油一般為FR3絕緣油，其燃點(diǎn)可達(dá)312℃，并且具有優(yōu)良的電熱特性、絕緣強(qiáng)度高、潤滑性好、熄弧能力強(qiáng)、無毒、可以進(jìn)行生物分解，因此最大程度地減少了對環(huán)境和健康的危害。FR3絕緣油不象傳統(tǒng)礦物油那樣會形成沉淀物，而國內(nèi)生產(chǎn)的美式箱變絕大部分填充的都是25#普通礦物油。此外，一般情況下美式箱變的油箱上部都充有惰性氣體，以防止空氣中的水份交換到油中去。而國產(chǎn)的美式箱變可能還沒有企業(yè)進(jìn)行此項(xiàng)工作，時間一長，油的性能就要降低，加之其密封性能達(dá)不到7個Psig的要求，所以必須定期換油。

美式箱變無油溫保護(hù)，只有一個溫度計來顯示油溫，當(dāng)油溫太高時，依靠插入式熔斷器來進(jìn)行保護(hù)，還有一個壓力釋放閥，用來釋放油箱內(nèi)太大的壓力。因此，應(yīng)該經(jīng)常檢查在此兩種情況下熔斷器是否正常運(yùn)行，及外殼是否發(fā)生滲漏油現(xiàn)象。

由于美式箱變的油箱裸露在外部，因此應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行巡視，以防止在外力碰撞下受到損害而發(fā)生滲漏油。

折疊國產(chǎn)箱變

國產(chǎn)箱變同美式箱變相比增加了接地開關(guān)、避雷器，接地開關(guān)與主開關(guān)之間有機(jī)械聯(lián)鎖，這樣可以保證在進(jìn)行箱變維護(hù)時人身的絕對安全。國產(chǎn)箱變每相用一只熔斷器代替了美式箱變的兩支熔斷器做保護(hù)，其最大特點(diǎn)是當(dāng)任一相熔斷器熔斷之后，都會保證負(fù)荷開關(guān)跳閘而切斷電源，而且只有更換熔斷器后，主開關(guān)才可合閘，這一點(diǎn)是美式箱變所不具備的。

國產(chǎn)箱變一般采用各單元相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，分別設(shè)有變壓器室、高壓開關(guān)室、低壓開關(guān)室，通過導(dǎo)線連成一個完整的供電系統(tǒng)。

變壓器室一般放在后部。為了方便用戶維修、更換和增容的需要，變壓器可以很容易的從箱體內(nèi)拉出來或從上部吊出來。由于變壓器放在外殼內(nèi)，其有利的因素是可以防止陽光直接照射變壓器而產(chǎn)生的溫升，同時也可以有效地防止外力碰撞、沖擊及發(fā)生觸摸感電事故；其不利因素是對變壓器的散熱提出了較高的要求。
高壓開關(guān)室內(nèi)安裝有獨(dú)立封閉的高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)一般安裝有產(chǎn)氣式、壓氣式或真空式負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器，其上安裝的高壓熔斷器可以保證任一相熔斷器熔斷都可以使其主開關(guān)分閘，以避免缺相運(yùn)行。此外還裝有接地開關(guān)，其與主開關(guān)相互連鎖，即只有分開主開關(guān)后，才可合上接地開關(guān)，而合上接地開關(guān)后，主開關(guān)不能關(guān)合，以此來保證維護(hù)時的安全。在柜內(nèi)還裝有高壓避雷器，整個開關(guān)的操作十分方便，只須使用專用配套手柄，就可實(shí)現(xiàn)全部開關(guān)的關(guān)合分?jǐn)?。同時還可以通過透明窗口觀察到主開關(guān)的分合狀態(tài)。

低壓開關(guān)柜：一般低壓開關(guān)柜內(nèi)都裝有總開關(guān)和各配電分支開關(guān)、低壓避霄器、電壓和總電流、分支電流的儀表顯示，同時，為了更好的保護(hù)變壓器運(yùn)行安全，往往采取對變壓器上層油溫進(jìn)行監(jiān)視的措施。當(dāng)油溫達(dá)到危險溫度時，其可以自動停止低壓側(cè)工作（斷開低壓側(cè)負(fù)荷），當(dāng)然其動作值可以根據(jù)要求自行設(shè)定。

外殼及防護(hù)：國產(chǎn)箱變的各開關(guān)柜分別制成獨(dú)立柜體，安裝到外殼內(nèi)，可以很方便的更換和維護(hù)，同時也提高了防護(hù)能力和安全性。其鋼板外殼均采用特殊工藝進(jìn)行防腐處理，使其防護(hù)能力可以達(dá)到20年以上。同時，上蓋采用了雙層結(jié)構(gòu)以減少陽光的熱輻射，其外觀可以按照用戶要求配上各種與使用環(huán)境相協(xié)調(diào)的顏色，以達(dá)到與自然環(huán)境相適應(yīng)相點(diǎn)綴的效果。

其它方面：美式箱變和國產(chǎn)箱變均可以增加計量補(bǔ)償?shù)确矫娴墓δ?，只不過是體積稍有增大而已。此外，國產(chǎn)箱變也可以采取肘式電纜頭進(jìn)行進(jìn)線電纜插接。順便指出，國產(chǎn)箱變的變壓器一般均采用S9全密封低損耗變壓器，而國外有的產(chǎn)品已經(jīng)采用非晶合金做變壓器鐵芯，以求得降低損耗。在國內(nèi)非晶合金變壓器已經(jīng)有小批量生產(chǎn)，換句話說，就是一次性投資較大，但其帶來的經(jīng)濟(jì)效益還是相當(dāng)可觀的。

國產(chǎn)臥式箱變更準(zhǔn)確的講，應(yīng)稱為歐美一體化箱變，更為貼切。臥式箱變的外觀形同歐式箱變，但體積卻大大小于歐式箱變，略大于美式箱變。這是因?yàn)榕P式箱變的變壓器、負(fù)荷開關(guān)及低壓出線方式基本與美式箱變相同、但它有獨(dú)立的變壓器室。由于高、低壓出線均在側(cè)壁，所以變壓器室不需考慮防護(hù)欄等設(shè)施。因臥式箱變體積小、緊湊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使一些設(shè)計者對其頂蓋設(shè)計也大大簡化（不加隔熱層等），僅保留了自然通風(fēng)散熱冷卻運(yùn)方式。使置于箱變體內(nèi)的變壓器的散熱水平大大降低。其散熱成為值得探討的問題。