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贡献者：gsfei2009 浏览：2827次 创建时间：2009-06-25
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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，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。
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箱式变电站-机械简介
户外箱式变电站
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，具有长期户外使有的条件。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，而在低压市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。
箱式变电站-机械特点
智能化预装箱式变电站
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：
（1）技术先进安全可靠：
箱体部分采用目前国内领先技术及工艺，外壳一般采用镀铝锌钢板，框架采用标准集装箱材料及制作工艺，有良好的防腐性能，保证20年不锈蚀，内封板采用铝合金扣板，夹层采用防火保温材料，箱体内安装空调及除湿装置，设备运行不受自然气候环境及外界污染影响，可保证在-40℃～+40℃的恶劣环境下正常运行。箱体内一次设备采用全封闭高压开关柜(如：xgn型)、干式变压器、干式互感器、真空断路器，弹簧操作机构、旋转隔离开关等国内技术领先设备，产品无裸露带电部分，为全封闭、全绝缘结构，完全能达到零触电事故，全站可实现无油化运行，安全性高，二次采用微机综合自动化系统，可实现无人值守。
（2）自动化程度高：
全站智能化设计，保护系统采用变电站微机综合自动化装置，分散安装，可实现"四遥"，即遥测、遥信、遥控、遥调，每个单元均具有独立运行功能，继电保护功能齐全，可对运行参数进行远方设置，对箱体内湿度、温度进行控制和远方烟雾报警，满足无人值班的要求；根据需要还可实现图像远程监控。
（3）工厂预制化：
设计时，只要设计人员根据变电站的实际要求，作出一次主接线图和箱外设备的设计，就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号，所有设备在工厂一次安装、调试合格，真正实现变电站建设工厂化，缩短了设计制造周期；现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验、传动试验及其它需调试的工作，整个变电站从安装到投运大约只需5～8天的时间，大大缩短了建设工期。
插入式箱式变电站
（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。
（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。
（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3000m2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100m2，包括35kv其他设备总占地面积最大为300m2，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。
（7）外形美观，易与环境协调：
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。
箱式变电站-机械分类
环保智能型箱式变电站
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。
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。
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。
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。
预装(组合、箱式)变电站
1、6(10)/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、6(10)/0.4kV预装(组合、箱式)变电站
4、35/6(10)kV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。
箱式变电站-机械参数
箱式变电站的主要技术参数
类型名称 普通型 ZBW型或XWB型 紧凑型ZB1—36型 紧凑型GE、COOPER（库伯） 紧凑型GE、COOPER（库伯）
10KV进线装置 SM6型、FN5型等 HXGN6-10型 SF6环网开关 四位置开关 四位置开关
变压器型号 S9-500型或其他 S9-500 SH（GE）-500 COOPER-500 （相当S7）
额定电压（KV） 10/0.4 10/0.4 10/0.4 10/0.4
分接电压 ±2×2.5% +3×2.5% -1×2.5% ±2×2.5%
连接组别 Y，yn D，yn11 D，yn11 D，yn11
高压电流（A） 高压为28.9或者其他 28.9 28.9 28.9
阻抗电压百分数 4%或其他 4% 4% 4%
空载损耗（W） 960 960 270 相当S7
负载损耗（W） 5100 5100 5100 相当S7
低压配电回路 4~6回 3~4回 标准1回
箱式变电站-机械使用
露天煤矿移动箱式变电站
箱式变电站（简称箱变）一般由高压室、变压器室和低压室组成。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。箱变产品是一种比较简易的变配电装置，其变压器部分的选择，均可按一般通则处理，容量一般不超过1250kVA。
箱变适用于：
①城市公用配电系统，在住宅小区，繁华街道负荷增加时，需要增加变压器容量。
②施工工地的临时供电:已有建筑物情况下，需要改造或增加用电设备，野外作业和室外作业场所的供电，如油田、采矿、港口码头、车站等。
箱变满足的一般要求如下：
（1）简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；
（2）动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；
（3）自维用电及特殊情况。
箱式变电站占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为5~6㎡，甚至可以减少3~3.5㎡。适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高电压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗。低压供电线路较少，一般为4~6路。缩短现场施工周期，投资少。
采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求。外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。
箱式变电站-机械原理
10KV箱式变电站
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。
箱式变电站-安装运行
智能环网箱式变电站
箱式变电站箱壳门应向外开，应有把手、暗闩和锁，暗闩和锁应防锈。变压器室应以自然通风为主，给出箱内温度和变压器出力关系曲线。变压器室根据需要可以加装室温监视装置和自启动的通风冷却装置，以保证变压器在规定环境条件下满负荷运行。变压器应能从箱顶部或侧门进出。箱式变电站噪音水平不应大于规定的变压器噪音水平。箱壳不论采用金属的或非金属的材料，箱体金属框架均应有良好的接地，有接地端子，并标明接地符号。
箱式变电站以自然风循环冷却为主。因此，在其周围不能违章堆物，尤其是变压器室门不应堵塞，还应经常清除百叶窗通风孔上附着物，以确保所有电气设备不超过最大允许温度。 低压断路器跳闸后，应检查跳闸原因后方可试送。若送不成功必须彻底寻找故障原因，排除后才能送电，防止事故扩大。箱式变压器高压配电室内应装设氧化锌避雷器，装设方式必须便于试验及拆装更换。
箱式变电站接地和零线共用一接地网。接地网一般在基础四角打接地桩，然后连成一体。箱式变电站与接地网必须有两处可靠的连接。箱式变电站运行后，应经常检查接地连接处，因不松动、无锈蚀。定期测量接地电阻值，接地电阻应不大于4Ω。
箱式变电站高压配电装置中的环网开关、变压器、避雷器等设备应定期巡视维护，发现缺陷及时整修，定期进行绝缘预防性试验。箱式变电站停用时间超过3个月，再投运前应进行全项预防性试验。更换无开断能力的高压熔断器，必须将变压器停电，操作时要正确解除机械连锁，并使用绝缘操作棒。箱式变电站所有的进出线电缆孔应封堵，防止小动物进入造成事故。
箱式变电站放置的地坪应选择在较高处，不能放在低洼处，以免雨水灌入箱内影响设备运行。浇制混凝土平台时要在高低压侧留有空档，便于电缆进出线的敷设。开挖地基时，如遇垃圾或腐土堆积而成的地面时，必须挖到实土，然后回填较好的土质并夯实后，再填三合土或道渣，确保基础稳固。
箱式变电站-使用环境
交流箱式变电站
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。
2.环境温度：－25℃～＋40℃。
3.风速：不超过35m/s。
4.空气相对湿度：不超过90%（＋25℃）。
5.地震水平加速度：不大于0.4m/s，垂直加速度：不大于0.2m/s。
6.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。
7.安装地点无剧烈震动，垂直斜度不大于3度。
箱式变电站-机械变革
压预制式箱式变电站
进口“美式箱变”存在问题
由于美国单位用电量较大，且不采用高压计量方式，故进口产品一般不具高压计量，低压间隔内也不设各种仪表和配电断路器；进口产品往往由代理商来经营运作，而代理商一般不具备生产、改装能力。为了满足用户极简单的用量要求。不得不到开关厂外协生产低压配电装置。由于可利用空间小，仅能配出4个回路的低压计量。不能在产品本体实现高压计量、低压补偿以及多回路配出。
美国变压器容量等级与中国不同，中国从250～800kVA有6个容量等级可选（250，315，400，500，630，800）。而美国产品从250～800kVA仅有3个容量等级（300，500，750）。这为设计选择容量带来困难。例如630kVA容量可满足情况下，就得设计750kVA容量，不仅增加了设备投资还使用户增容费增加了20%；美国箱变厂家均未在国内设立维修中心，一旦设备出现事故，很难在短时间内处理解决。
美国箱式变电站箱体分为带操作走廊(工作人员在箱内操作)和不带操作走廊(工作人员在箱外操作)两种。箱式变电站可以是一个整体型箱壳，也可以是两个、三个或多个箱体组成的分体型箱壳。箱体应有足够的机械强度，在运输、安装中不应发生变形。应力求外型美观、色彩与环境协调。箱壳高、低压室应设有照明灯，应有防尘、防凝露措施，高低压室湿度不应超过90%(25℃)，变压器室应通风良好。箱壳应有防晒、防雨、防锈、防小动物进入等措施或装置。
由于“美式箱变”具有诸多优点，但进口产品又存在诸多问题，中国推出国产ZGS（B）9“美式箱变”，已正式投入生产、运行。ZGS（B）9俗称“美式箱变”具有国内传统箱式变电站（俗称欧式箱变）的结构特征和功能，而又不同于欧式箱变，它吸收了美式箱变的结构特点，将高压负荷开关，插入式熔断器，后备限流式熔断器，变压器本身，无励磁分接开关等高压元器件组合在密封的油箱时，由变压器油或高燃点绝缘液作为绝缘介质，因此结构尺寸可以大为缩小，同时提高了产品绝缘强度，使得组合式变压器具有体积小，价格低，重量轻，噪声低，运行安全可靠，损耗低等优点，广泛应用于住宅小区、商业中心、车站、机场、厂矿、码头、公园等重要场所。
箱式变电站-机械维修
非金属环保型箱式变电站
箱式变电站在安装、验收、交接性试验、试车、运行与维护等方面除应遵守电力部门要求执行的各项规定外。还应注意以下事项：用户收货时应按有关规定仔细检查，对于不马上安装的产品，应按正常使用条件规定，存放于适当的场所。产品应采用专用吊具底部起吊。产品水平安放在事先做好的基础上，装好四只地脚螺栓（可采用二次浇灌法），然后将产品底座与基础之间的缝隙用水泥沙桨抺封，以免雨水进入电缆室。通过高、低压室的底封板接入高、低压电缆。电缆与穿管之间的缝隙密封防水。
箱式变电站高压侧无论是采用架空进线还是电缆进线，均应在变电站附近设置高压侧进线的明显可见的断口（如跌落式熔断器等）。从而向维修操作人员明确显示变电站内是否带电。以确保维修操作人员的安全。产品安装就位后应做好可靠接地：电站底座槽钢上的两个主接地端子、变压器中性点及外壳、避雷器下桩头等均应分别由安装部门直接接地。所在接地应共用一组接地装置，其接地电阻应小于4欧姆，从接地网引至本产品的接地引线应不少于两条。
箱式变电站在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。产品在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。变电站内是否清洁。操作机构是否灵活。主要电器的通断是否灵活可靠。电器辅助触头的通断是否可靠准确。表计及继电器动作是否准确无误。仪表及互感器的变比及接线极性是否正确。所有电器安装螺母是否拧紧，安装是否牢固可靠。母线连接是否良好，其支持绝缘子，夹持件是否安装可靠。电器的整定值是否符合要求，熔断器熔心规格是否正确。主电路及辅助电路的接点是否符合电气原理图要求。产品内部保护接地系统的电阻应小于0.01欧姆。各部分应根据相应的电压等级进行耐压试验。
箱式变电站中所有元件按各自规定的技术要求进行维护。若选用的变压器为油浸式，每年应按规定至少进行一次油样分析检查。运行中的高压开关设备，经20次带负荷或2000次无负荷分合闸操作后，应检查触头情况和灭弧装置的损耗程度，发现异常应及时检修或更换。低压开关设备自动跳闸后，应检查分析跳闸原因，待排队故障后，方能重新投运。避雷器每年应在雷雨季节到来之前进行一次预防性试验。检修高压开关设备或整体维修时，必须先切断变电站进线电。
开放分类
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