时间：2023-05-30 09:25:37
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇箱式变电站，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
乙方：_________
甲、乙双方于_________年_________月_________日签订《箱式变电站购货合同》，约定由乙方向甲方提供包含型号为_________变压器在内的箱式变电站，由于乙方现提供的型号与原合同约定不符，且未按规定在高压开关安装联动隔离板，导致该变电站经供电局两次验收均不合格。为了妥善解决相关事宜，减少乙方因此而造成的损失，经甲、乙双方协商，达成如下协议：
第一条 关于变压器型号的问题：
甲方接受乙方已安装的型号为_________的变压器，但附有如下条件：
1．1 乙方必须保证该箱式变电站的质量优良，能够正常使用，保证该产品在本协议签订后能够一次通过供电局的验收并合格，否则，甲方有权拆除已安装的箱式变电站，另行购买其他产品安装使用，除所造成的一切损失由乙方承担，乙方还需赔偿甲方双倍于合同金额的赔偿金。
1．2 自验收合格之日起一年内，如该产品出现质量问题，甲方有权退货，乙方应承担由此造成的一切损失，并赔偿甲方双倍于合同金额的赔偿金。
1．3 本产品的保修执行原合同第六条的规定，在保修期内收到甲方通知后2小时内必须派员维修，如经通知未派员或未及时派员维修达十次以上，甲方仍有权退货，乙方应承担由此造成的一切损失。
第二条 关于赔偿问题：
由于该变压器二次验收未能通过，乙方同意赔偿甲方：
2．1 临时增加的电线等费用：_________元。
2．2 使用临时变压器造成的电费价差：_________元（自_________年_________月_________日计至_________月_________日，_________月_________日至验收通过并通电所发生的差价另计）。
2．3 因验收不合格所产生的验收费用由乙方承担（不合格的原因是乙方过错造成的），凭供电局验收费单据支付。但最后一次验收合格所需费用不由乙方承担。
第三条 争议的解决
本协议各方当事人对本协议有关条款的解释或履行发生争议时，应通过友好协商的方式予以解决。经协商未达成书面协议，则任何一方当事人均有权向有管辖权的人民法院提讼。
第四条 其他
本协议可根据各方意见进行书面修改或补充，由此形成的补充协议，与协议具有相同法律效力。本协议自各方的法定代表人或其授权人在本协议上签字并加盖公章之日起生效。
本协议一式两份，双方各执一份，具有相同法律效力。
甲方（盖章）：_________
乙方（盖章）：_________
代表人（签字）：_________
代表人（签字）：_________
[关键词]组合式箱式变电站，温湿度传感器，单片机
中图分类号：TM310 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0062-02
引言
在城区配电网系统中，组合式箱式变电站凭借占用空间小、安装方便、外形美观、便于维护，得到了广泛使用[1，2]。但箱式变电站的可靠性直接影响供电系统的安全。箱式变电站一般由高压开关设备、低压开关设备、电力变压器等构成，显然，设备的绝缘能力直接关系到箱变的可靠性。设备的绝缘性受所处环境的温度、湿度直接影响，因此可以说，箱式变电站能否可靠运行，环境条件至关重要。电气设备本身如果由于某些原因，例如空气潮湿，会影响整个系统的正常工作，特别是在中国沿海的一些地区，由于地理环境的原因，降水量比较多，空气湿度较大，在户外运行的箱体容易受潮，内部易产生凝露现象而发生短路跳闸故障，特别是冬季表现得尤为突出[3]。
目前已有的组合式变电站较为普遍的存在箱体结构简单，无防凝露措施等缺陷。柜体与箱体基础间没有密封隔断，导致电缆沟潮气直接进入箱变内，在低温情况下，致使柜内产生凝露现象。先是柜体内上部凝露，然后凝结的水珠汇聚成流，流到设备带电部位，会短接开关设备或短接设备的分、合闸接点，引发设备跳闸、自动分合闸故障，使设备的使用寿命大大降低，也增加了检修、运行及客服调度的工作量，加大了成本。同时由于停电检修也造成非常不好的社会影响，破坏了供电公司的良好形象。因此保持箱变柜体及电气设备工作环境的温度和湿度在安全标准之内，满足设备运行的环境要求，才能保持箱式变长期正常工作。本项目就是针对解决设备运行环境问题而设计的，通过采用自动监控的方法手段，对柜内的环境温湿度进行监控和调节，从而避免凝露现象的发生。
空气湿度大导致设备锈蚀严重，如图1所示，当湿度达到一定饱和值温度变化较大时易在设备表面及内部形成凝露，降低设备绝缘性能从而引发事故，此外，降低绝缘等级，易跳闸保护，站内其它计量、保护及其它二次设备也易出现故障减少寿命[4]。
针对组合式箱式变电站所出现的以上诸多问题，我们结合实际工作情况，经过现场调研和缜密的技术分析，确定了针对组合式箱式变电站凝露的监控管理解决方案，研制一种对设备运行环境可进行监控，并可自动操作、处理的――防凝露组合式箱式变电站，在实际工作验证并得到应用，从而实时、快速、有效的解决各种运行环境问题。
1.总体思路
针对配电室所出现的以上诸多问题，我们结合实际工作情况，经过现场调研和缜密的技术分析，确定了针对电缆槽水位、温度、湿度、凝露监控管理解决方案，研制一种对设备运行环境可进行监控，并可遥控操作、处理的系统――电气设备运行环境监测处理系统，在实际工作验证并得到应用，从而实时、快速、有效的解决各种运行环境问题[4，5]。
（1）查找箱变故障原因。经多次巡查， 发现引起设备跳闸的主要原因是柜体内部凝露，凝结的水珠汇聚成流，短接开关设备的载流部件或短接设备的分合闸接点，引起设备故障或误动。
（2）分析产生凝露原因，总结经验。将故障箱变与正常运行中的箱变对比，发现产生凝露现象的箱变，箱变基础的防水层均已损坏，基础下部积水严重；箱变与基础间直接连通，柜内空气湿度均大于85%。且箱变侧面的通气孔设计不合理，雨天风力超过5级，风向合适雨水可通过通气孔进入柜内，同时，柜内没有排风和加热设备。
（3）提出技术革新方案。考虑到凝露是当空气中的湿度达到一定的饱和度，在温度较低的物体上凝结的一种现象，湿度的饱和度与温度成反比，即温度越高湿度越小。因此，可以将箱变内部温度适当升高使其达不到形成凝露的条件。
（4）研制防凝露箱变。经过前面研究分析，研制新型防凝露组合式箱式变电站。
2.技术方案
针对现有的组合式箱式变电站普遍存在的电缆夹层渗漏、箱体密封损坏等问题，致使箱变内通风不良，箱变与电缆沟之间没有封闭，导致电缆沟潮气直接进入箱变内容易产生凝露现象，列出了如下几种技术改造方案：
（1） 将现有的单层壳体柜改为防凝露的双壳体柜，而现有的技术条件和现场情况达不到。除非花费大量资金进行整体更换，且改造后的防凝露双层壳体只是将凝露水珠引流，顺柜体流下，潮气还在柜内循环，还会再次出现凝露现象。所以暂且不考虑这个更改为防凝露双壳体的方案。
（2）对有潮气、冬季易发生凝露的箱变的低压单层壳体柜进行电缆盖板封堵，因潮气能顺柜体的细小间隙进入，解决不了凝露问题，效果不理想。而且在设备正常运行的情况下，电缆沟或电缆井内存水无法有效的处理，也无法对电缆沟或者电缆井做全面彻底的防水处理，所以也不考虑这个方案。
于是就有了本项目所采取的技改方案：首先采用特殊绝缘材料对箱体底部以及电缆进线处进行严密封堵尽可能防止电缆沟或者电缆井内的潮起涌入箱变柜内，然后在柜内侧板上安装湿度传感器和湿度继电器，并连接上带有联动端子的智能控制器，当柜内湿度大于设定值时，传感器触点闭合，启动湿度继电器，投入加热器和排气装置（排气装置由两台轴流风机组成，带防小动物、防雨功能）；当柜内湿度降低达不到凝露形成条件时，传感器触电断开，加热器和排气装置停止工作。
3.系统组成模块及实现原理
（一）防水绝缘层工艺流程
（1）材料：进口石棉布、玻璃丝布、纳米防水涂料、丙酸防水制剂、绝缘板（2公分）、进口环氧树脂、盐酸、碱粉、中性清洁剂、清洁布、粗砂布、底漆、防锈漆。
（2）工艺要点：
1、满足防火要求
2、满足防凝露要求
3、满足防小动物要求
4、满足模块化要求，方便改造后的检修工作。
（3） 工艺过程：
1、柜底除锈。柜体底部铁板的氧化层不利于铁板与防水阻燃层的很好粘合，因此，封堵前应先进行柜体除锈。具体过程如下：首先，用钢丝刷将铁板的正反两面的铁锈去除干净，要求露出铁本色；再将10%的盐酸溶液涂刷在柜底铁板的正反两面，浸泡90分钟（朝向地面的部分每隔15分钟涂刷一遍）。然后用清洁布包裹碱粉涂抹盐酸处理过的部分，充分中和后，用中性清洁剂将表面清理干净，接下来，用粗砂布将底面打磨一遍，最后，朝下面喷刷底漆、防锈漆。
2、底层防水、防火。将环氧树脂在处理好的底板上摊平（厚度约3mm），上面敷设玻璃丝布（两层），待其干燥。作为防水阻火底层。出线电缆与防水阻火底层的接触部位，用在丙酸防水剂浸泡好的玻璃丝布缠绕紧密，待其干燥后即可起到密封防水的作用。
3、主绝缘层。底层防水防火完成后，待其干燥，在上面涂刷1遍纳米防水涂料，铺设1层进口石棉布，共进行3遍。待其未干透、略有硬度时，已将裁割好的绝缘板（已根据现场尺寸、形状加工好，每条出现有两块板对成）铺设在上面，涂刷2遍纳米防水剂，上敷3层石棉布。相邻出线绝缘板之间留有5mm间隙，以便于更换电缆切割方便。
4、上层防水。在石棉布上涂1层丙酸防水剂铺设1层玻璃丝布，铺设15层，待其干燥至硬壳，工作完成。
（二）自动监控装置设计
（1）元件选择：温度传感器和湿度传感器是决定检测仪精度和可靠性的关键器件，其选取的主要原则有：测量范围、工作环境、灵敏度、响应速度、稳定性及体积大小。组合式箱式变电站用的温湿度控制器对传感器的测量精度要求不高，但传感器的工作温度性要好，体积小，电路尽量简单，性价比要高，还需要一定的抗干扰能力。
湿度控制器：温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备的温度和湿度的调节控制。可有效防止低温、高温造成的设备故障以及受潮或凝露引起的爬电、闪络等事故的发生。
（2）工作原理：
温湿度控制器主要由传感器、控制器、加热器（或风扇等）三部分组成，其工作原理如下：传感器检测箱内温湿度信息，并通过LED管显示出来，由控制器分析处理：当箱内的温度、湿度达到或超过预先设定的值时，控制器给出继电器触点信号，加热器（或风扇）接通电源开始工作，对箱内进行除湿或者加热等；一段时间后，箱内温度或湿度远离设定值，加热器（风扇）退出工作。
（3）硬件设计
控制系统的硬件电路主要分为四大部分：电源单元，数据采集单元，智能软件单元，控制单元。
本系统通过智能软件例如单片机对组合式箱式变电站柜内的温湿度进行采集通过数据显示的数码管上，同时将检测到的温湿度值与预先设定的上限温度值和上限湿度值相比较，根据比较的结果来控制风扇和加热器，调节柜内温度值和湿度值，使柜内的温湿度值降到上限值以下。硬件系统总体方框图如下图一：
（一）防水绝缘层工艺流程
（1）材料：进口石棉布、玻璃丝布、纳米防水涂料、丙酸防水制剂、绝缘板（2公分）、进口环氧树脂、盐酸、碱粉、中性清洁剂、清洁布、粗砂布、底漆、防锈漆。
（2）工艺要点：
1、满足防火要求
2、满足防凝露要求
3、满足防小动物要求
4、满足模块化要求，方便改造后的检修工作。
（3） 工艺过程：
1、柜底除锈。柜体底部铁板的氧化层不利于铁板与防水阻燃层的很好粘合，因此，封堵前应先进行柜体除锈。具体过程如下：首先，用钢丝刷将铁板的正反两面的铁锈去除干净，要求露出铁本色；再将10%的盐酸溶液涂刷在柜底铁板的正反两面，浸泡90分钟（朝向地面的部分每隔15分钟涂刷一遍）。然后用清洁布包裹碱粉涂抹盐酸处理过的部分，充分中和后，用中性清洁剂将表面清理干净，接下来，用粗砂布将底面打磨一遍，最后，朝下面喷刷底漆、防锈漆。
2、底层防水、防火。将环氧树脂在处理好的底板上摊平（厚度约3mm），上面敷设玻璃丝布（两层），待其干燥。作为防水阻火底层。出线电缆与防水阻火底层的接触部位，用在丙酸防水剂浸泡好的玻璃丝布缠绕紧密，待其干燥后即可起到密封防水的作用。
3、主绝缘层。底层防水防火完成后，待其干燥，在上面涂刷1遍纳米防水涂料，铺设1层进口石棉布，共进行3遍。待其未干透、略有硬度时，将已裁割好的绝缘板（已根据现场尺寸、形状加工好，每条出线由两块板对成）铺设在上面，涂刷2遍纳米防水剂，上敷3层石棉布。相邻出线绝缘板之间留有5mm间隙，以便于更换电缆切割方便。
4、上层防水。在石棉布上涂1层丙酸防水剂铺设1层玻璃丝布，铺设15层，待其干燥至硬壳，工作完成。
（二）自动监控装置设计
（1）元件选择：温度传感器和湿度传感器是决定检测仪精度和可靠性的关键器件，其选取的主要原则有：测量范围、工作环境、灵敏度、响应速度、稳定性及体积大小。组合式箱式变电站用的温湿度控制器对传感器的测量精度要求不高，但传感器的工作温度性要好，体积小，电路尽量简单，性价比要高，还需要一定的抗干扰能力。
湿度控制器：温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备的温度和湿度的调节控制。可有效防止低温、高温造成的设备故障以及受潮或凝露引起的爬电、闪络等事故的发生。
（2）工作原理：
温湿度控制器主要由传感器、控制器、加热器（或风扇等）三部分组成，其工作原理如下：传感器检测箱内温湿度信息，并通过LED管显示出来，由控制器分析处理：当箱内的温度、湿度达到或超过预先设定的值时，控制器给出继电器触点信号，加热器（或风扇）接通电源开始工作，对箱内进行除湿或者加热等；一段时间后，箱内温度或湿度远离设定值，加热器（风扇）退出工作。
（3）硬件设计
控制系统的硬件电路主要分为四大部分：电源单元，数据采集单元，智能软件单元，控制单元。
本系统通过智能软件例如单片机对组合式箱式变电站柜内的温湿度进行采集通过数据显示的数码管上，同时将检测到的温湿度值与预先设定的上限温度值和上限湿度值相比较，根据比较的结果来控制风扇和加热器，调节柜内温度值和湿度值，使柜内的温湿度值降到上限值以下。硬件系统总体方框图如下图二：
（4）软件设计
本系统是通过特定的软件设计如单片机原理，实现测量温度和湿度的功能，还实现了控制外部器件来调节组合式箱式变电站柜内的温度和湿度。软件程序包括温度采集子程序以及湿度采集子程序和温湿度上限值调节子程序，从而实现了测量调节温湿度的功能。总程序流程图如下图三：
4 结论
本项目所研制的新型组合式箱式变电站同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型侧重于切断组合式变电站潮气源头，采用创新工艺和材料，解决了因箱变基础防水层缺陷造成的箱变受潮凝露；针对组合式变电站潮气无法排出问题，在低压馈电单元的上方柜侧面增加轴流风机及排气孔，加强室内通风，使柜内的潮气及时排到柜体外，从而使得柜内的空气湿度降低，达不到凝露的条件，防止凝露发生。柜内安装了一个能够根据柜内湿度自动启动的小型加热器、湿度传感器及湿度控制器，当湿度传感器检测到所处环境温湿度超出设定值时，湿度控制器给出触点输出信号，接通轴流风机和加热器，使之通风和升温，提高箱体温度，破坏凝露形成条件，当湿度降至预定值时，加热器自动停止加热，达以升温、驱潮的目的，使组合式变电站运行稳定可靠。
参考文献
[1] 殷萍.高层建筑地下变配电室通风设计[J].工程建设与设计，1997（02）.
[2] 那恺.变配电室降温方式简述[J]. 暖通空调，2010（04）.
[3] 樊宁.电缆沟道积水产生的原因及防水处理[J].电力学报，2007（01）.
[4] 何正林，赵望达.配电房温湿度测控系统的设计[J].计算机测量与控制， 2008（07）.
[5] 凡广宽.昌平地区配网自动化系统的建设及运维模式研究[D]，华北电力大学（北京）硕士论文，2011.
作者简介
随着全球能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等资源消耗速度加快，人们对环保、节能、无污染认识的逐步提高和技术发展，风电作为一种可再生能源，在我国得到迅速发展。
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。近5年来，世界风能市场每年都以40%的速度增长。1997年全世界风电装机容量只有7000兆瓦，2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20～25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
风力发电作为可再生能源的一种主要利用形式，所形成的新建风电场也具有其自身的特殊性。其中风力发电机组布置较为分散，每个风电场机组分布在数公里内，距离风电场集中升压变电所较远，而目前市场上风力发电机组出口电压多为690V，需就地经升压变电站升压后传送至风电场升压变电所。各风力发电机组现场升压变电站型式的选择至关重要。本文通过对欧式、美式箱变及落地式变压器台三种形式进行技术经济比较，选取最合理的箱式变电站。
二、风力发电机组升压变的形式
1.各箱式变电站的特点
1）预装箱式变电站（欧式箱变）
俗称欧式箱变，由高压开关设备、电力变压器、低压开关设备、电能计量设备、无功补偿设备、辅助设备和联结件组成，这些元件在工厂内预先组装在一个或几个箱壳内，结构为品（目）字排列，即变压器与高低压设备相互紧密地连接为一体，且又能相互分离，高低压回路之间用钢板隔开，高压、低压，变压器既相对独立，又是一个完整的共箱式变电站整体。结构紧凑、体积较小、配置灵活。
2）组合式变压器（美式箱变）
俗称美式箱变，和欧式箱变不同,美式箱变将变压器器身﹑负荷开关﹑熔断器﹑分接开关及相应辅助设备进行组合，高压开关、熔断器均进入油箱。变压器、油箱均为封闭式结构，整体外形尺寸较小。
3）落地式变压器台
所有设备均露天布置，高压开关采用跌落式熔断器，与避雷器一同安装于混凝土电杆上，低压断路器安装在户外防雨配电箱内，采用铜母线与变压器连接。
2.风力发电机组升压变（35/0.69kV）的价格
1）欧式箱变
欧式箱变内可配置干式变压器或全密封油浸式变压器，选用干式变压器每台约55万元，选用油浸式变压器每台约45万元，基础施工1万元，共计56万元/台（选配干式变压器）和46万元/台（选配全密封油浸式变压器）。
2）美式箱变
每台约40万，基础施工1万元，共计41万元/台。
3）落地式变压器台
价格：变压器12万元，35kV跌落式熔断器4000元，35kV避雷器6000元，电杆2000元，低压配电柜及母线约3.8万元，土建费用4万元，共计21万元/台。
三、风力发电机组升压变技术、经济方案比较
风力发电机-变压器组是风电场的重要组成部分；根据风力发电机的输出端电压，风机一般可分为“高压风力发电机”和“低压风力发电机”两种机型。
其中：“高压风力发电机”——风力发电机输出端电压为10～40kV，可省掉风机的升压变压器直接并网，它与直驱型，永磁体磁极结构一起组成的同步发电机总体方案，是目前风力发电机中一种很有前途的机型。“低压风力发电机”——输出端电压为1kV以下，多为0.69kV,技术成熟，批量生产，成本相对较低，是目前市面上比较普及的机型，。现行方案一般均采用“低压风力发电机”，通过升压变电站将电压变到35kV或10kV后送出。因35kV方案送电能力大，需要回路少，电能损耗少，因此箱变高压侧多选用35kV电压等级。
10kV和35kV方案相比较，投资高、损耗大，且场内线路多，线路敷设、运行维护等方面相对困难，可靠性较低，经综合比较后推荐35kV集电方案。
风电场风电机组出口电压0.69kV，经升压变升压至35kV后经35kV集电线路引至升压变电所后与电力系统联网。
笔者以配网10kV配电箱式变电站为例进行概论，探索其运行中存在的问题，并且提出解决方案。
【关键词】箱式变电站 问题 解决措施
1 箱式变电站概述
1.1 箱式变电站作用
箱式变电站是一种适用于居民住宅小区、商业区、和绿化区的户外紧凑式配电设备。它是在特殊的钢结构箱体内将高压受电柜、主变压器、低压配电等设备有机结合而成。箱式变电站以外形小巧轻便，耗能低，并且安装简单快捷，施工周期较短等诸多优点，它还有其外形能与周边的环境相协调，具有美观的特点。箱式变电站的优势较为突出，所以其在电力企业中被广泛地运用。
1.2 箱式变电站特点
箱式变电站一般由高压开关设备、配电变压器和低压配电装置组成。中国的箱变大部分采用了美式箱变的构造，我国的箱变以技术先进安全可靠性、自动化程度高、工厂预制化、组合方式灵活、投资省见效快、占地面积小和外形美观的特点，被广泛运用，这在一定程度上是在美式箱变的基础上发展起来的。
2 10kV箱式变电站运行中存在的问题
2.1 散热和增容问题
由于箱式变电站本身具备体积小的特点，受其影响，变压器室所占的体积也较小。但是由于箱内的结构紧凑，狭窄的空间给箱体的散热造成了很大的不便。这主要表现在两方面。首先，夏季全国普遍高温，箱外过高的温度本身就对变压器的运作造成影响。再加上箱体本身工作时散发的热量，变压器工作环境的温度较高，在很大程度上影响变压器的运行。其次，针对变压器散热不易的问题，一般采用在箱体开孔或者安装风扇的措施降低变压器本身的热度。但是，这种措施会造成空气中粉尘的进入，对变压器造成二次污染，运维环境相对恶劣，易发生温高损坏设备事故。要对其变压器的更换增加了额外的开支，并且由于变压器体积小的特性，变压器的更换工作实施起来较为不易。
2.2 箱站内电容器存在间隔隐患
箱式变电站发生火灾事故较为常见，也是其在运行当中应当关注的方面之一。这主要是因为我国的箱式变电站大部分采用密集型的电容器。再加上液体的绝缘油在电容器的运用，一旦发生绝缘油的泄露现象。由于与箱内其他设备的无油化不配备。便极有可能发生火灾或者爆炸，给周边的居民和设施带来严重的威胁。
2.3 一次设备易遭雷击，造成二次设备的损坏
一些箱式变电站安装的地点较为偏僻，周边没有高大建筑物对其进行遮挡。所以在雷雨天气时，极易遭受闪电的袭击，这种现象一般发生在农村。这主要是受农村缺少高大建筑群和场地较为开阔原因的影响。这不仅会导致火灾的发生，也给当地的居民造成了一定的财产损失。
2.4 箱体外壳防雨、抗腐蚀能力不强
一些小型的箱体外壳厂家为了节约成本，知道质量不合格的产品。箱体的外壳质量不达标，无法经受住其在运行过程中会遭受的风吹、日晒。雨淋、霜冻等较为恶劣的自然环境，箱体发生损坏。导致雨水和大量灰尘的进入，对内部构件造成损坏。从而缩短了箱式变电站的使用寿命，也增加了安全事故发生的概率。
2.5 箱内设备凝露现象的产生
箱式变电站的工作坏境在室外，这不可避免箱体内部和外部产生温差。在外部温度变化幅度较大的时候，箱体内部的温度由于在运作是会产生一定的热量的影响。与外部的温差达到一定的界限，就会产生凝露现象，导致箱式变电站在运作过程中发生故障。
3 针对10kV箱式变电站运行问题的解决措施
3.1 对箱式变电站整体结构进行改进
针对变压器室所占的体积较小，散热和增容上存在一定问题的现象，可以对其进行整体改造。主要方法是设立专门的成套设备室，将高压变电设备和低压设备组装在该室内，并且将变压器带电部分与外界隔开。这种方法主要是将变压器改造成全封闭的模式，从而让变压器本身的散热问题。
3.2 合理安排箱站内的电容器间隔
合理配置箱站内的电容器间隔，主要方法是将其分开进行放置。这样不仅方便了工作人员对其进行检查，还能避免发生事故时事故向更严峻的形式发展。从而避免发生绝缘油泄露是引起的火灾和爆炸，给运维人员的生命安全造成威胁。
3.3 尽量避免设施遭受雷击
在空旷的农村地区，箱式变电站遭受雷击的概率较高，周围又没有高大的建筑对其进行遮挡。所以需要安装避雷针，以避免其遭受雷击。在避雷针安装的过程中，还要注意其覆盖的面积要足够大，这样才能取得良好的效果。
3.4 增强箱体的防潮、抗腐蚀能力
由于箱式变电站的户外工作环境较为恶劣，箱体外壳必须要具备较强的防潮、抗腐蚀能力。才能在一定程度上延长箱式变电站的使用寿命，并且尽量避免安全事故的发生。首先，要采用正规厂家生产的箱体材料，并且在使用前对其进行质量检测。最好采用非金属的材质，避免雨水对其进行腐蚀。若是采用金属材质，也需对其进行相应的防腐措施，如定期喷涂油漆等。关注箱体的外形设计，也能在一定程度上降低腐蚀的危害，如将箱顶设计成“人”字结构，避免雨水的堆积。
3.5 安装凝露控制器
由于箱体内部和外部温度的差距较大，容易产生凝露现象。这一问题可以通过安装凝露控制器进行解决。凝露控制器其实是一种湿度检测装置，当其检测到箱体内的湿度较大，即产生凝露现象时。便会自动开始运转，增加箱体内的温度，知道凝露现象的消失。
4 总结
本文针对10kV配电箱式变电站运行中产生的诸多问题，对其原因后果进行分析，并且提出相应的解决措施。希望对电力系统配网发展中箱式变电站的使用起到一定的帮助，也希望能通过这些措施不断优化箱式变电站，从而延长其使用寿命，减少安全事故的发生。
参考文献
[1]周冰.10kV箱式变电站的运行与维护[J].广西质量监督导报，2008（12）：40-41.
[2]白晓娟.箱式变电站应用及设计中应注意的问题[J].农村电气化，2004（08）：16-17.
[3]蔡卓恩.10kV箱式变电站的设计及应用[J].甘肃科技纵横，2013（01）：23-25.
【关键词】箱式变电站;特点;应用
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
箱式便带站是一种由配电变压器和低压配电装置组成的一种高压开关设备，将这些装置安装在一个密闭、可移动的钢结构箱内就是一种全新的变电站[1]。箱式变电站问世，使电力事业向更可靠、安全、快捷、方便的方面前进，它替代了传统的土建配电房，成为新型成套变配电装置。本文就箱式变电站特点及其应用进行简要分析。
1箱式变电站特点
1.1技术先进安全且运行可靠性高
箱式变电站采用先进措施来完善设备的性能，实施第二次保护。箱式变电站的工艺是国内目前最先进技术研发的成果，由镀铝锌钢板设计的外壳，框架结构应用集装箱标准材料和工艺加工，防腐性能佳可有效保障20年。铝合金扣板是采用内封板为原料，防火保温材料应用于内层夹层中，箱体内的空调和除湿装置使设备不受到外界自然因素污染及影响，有效保证在温度达到-40℃～+40℃之间设备仍然保持正常工作状态[2]。完全将电线包裹在内的设计使得设备更加具有安全性，能避免触电事故发生。
1.2自动化程度高实现无人值守
箱式变电站能实现遥测、遥控、摇调、遥信四个功能，通过系统编排程序设定实现了无人值守的工作环境。箱式变电站最大优势是采用智能化的全站设计，保护系统完全通过微机综合操控自动化装置实现，可根据需要随时变更或设置远方遥控电站运行，机箱始终保持稳定合理的温度和湿度，并且不受外界因素影响。
1.3灵活多样的组合方式
箱式变电站与传统的配电房相比，其结构和系统都较为完善，如紧凑的结构布局安排、独立的自动化系统，这就使箱式结构更具有灵活性、多变性，即高低压侧设备安装在机箱内，组成全新型全箱式变电站；或者采用适合于旧所改造的农网改造中，将高压侧设备外安装、低压及保护设备内安装。
1.4投资少、见效快、工期短、占地面积小
箱式变电站无论是在投资、占地面积、施工周期及成效四方面都比同样规模自动化变电站有了很大程度的优化和提升。部分的调查研究表明，箱式变电站与传统的模式相比投资减少了40%—50%，同时设备集中设置有效节约可耕地面积在我国使用率，箱式变电站只占土建配电房的1/10，这也实现和完成我国颁布节约土地的政策[3]。
1.5工厂预制化
工厂预制化体现在无需全部装置都在现场组装，对实际要求变动不大装置在工厂就能够完成一次性组装、调试，并根据厂家提供变电站型号和规格在厂内组装完成。现场安装前只需要按照变电站具体要求，提前准备好箱外设备和绘制主接线图，现场安装时只需要箱体定位、检验保护定值等调试工作即可完成。
2箱式变电站应用分析
2．1 箱式变电站在城乡电网改造中的应用
箱式变电站的发展体现在单位时间内提高了工作效率、节约了时间、减少了资金投入，因其紧密设计结构大大减少占地面积使用，无论是主观因素或者客观因素都比土建配电房有优势。箱式变电站发挥其所具备的特点在实际生活中，提高了技术人员的积极性和信心在研究和开发更先进的技术上。在施工过程之中，箱式变电站出现的问题较少，因其组合具有灵活多样性，保持零污染率，运输迁移具有简易快速和维修方便迅速特点。箱式变电在也多应用于农村10—110kV小型变配电所、流动作业和厂矿等基础设施的建设中，也可以提供临时性供电，如工地建筑物较多，若想对用电设备进行改造采用箱式变电站更为方便。
2. 2 箱式变电站在野外工程中的应用
箱式变电站在野外工程中被大量应用。如某地新建一座35kV终端综合变电所，变压器容量为5x106kVA，应用干式变压器,(35±2x2.5%/10)kV的等级电压，35kV架空，采用35 kV真空负荷的隔离开关、主变压器高压侧和快速熔断器联合使用取代断路器，能节省工程的成本，并能够实现熔断器的联动分闸在一相熔断缺相运行前提下；箱式变电站的布置方式也应用于部分10Kv变配电站中，共六条出线来自10kV电缆，一条备用、四条作为接负载、一条是无功补偿回路；无论是35kV、10Kv均采用不分段接线单母线形式[4]。
2.3箱式变电站应用前景分析
箱式变电站快速的发展与应用，已经成为未来发展方向，但仍存在部分问题仍需要及时解决，具体表现如下：第一，从检修方面看，由于箱式变电站体积小、占地面积小、装置安置方式紧密，使其检修空间有限，无法全面准确进行彻底检修，特别是为发生事故的装置进行抢修造成困难，这也成为箱式变电站无法预防和阻止的问题；第二，存在防火问题，现阶段设备是无油化无人值守自主运行，设有远距离调控烟雾报警系统，但火灾隐患依然存在，如果是全封闭设备一旦发生火灾，后果则很严重；第三，从扩容方面看，箱式变电站在设计是受诸多客观因素影响如体积、成本局限，出现间隔扩展欲度空间较少，要想改变装置，增加更多出线，只能够通过扩大箱体体积才能解决问题。
3．结束语
箱式变电站是先进技术的一种体现，是人类智慧结晶积聚，是时展标志，其性能可靠性、工厂预制化、自动化程度高、组合方式灵活多样、投资少占地面积少这五大方面特点充分体现了箱式变电站优势，也更好的运用在城市网建、农村网建和野外工程建设，未来发展空间巨大。
【参考文献】
[1] 何树年.配电领域里的一支奇葩——箱式变电站[J].高科技与产业化. 2009,(09):55-67.
[2] 杨莉娜.箱式变电站简介及其若干问题的探讨[J].黑龙江科技信息. 2010,(36):100-115.
【关键词】配电网；欧式箱式变压器；美式箱式变压器
前言
箱式变压器将传统变压器集中设计在箱式壳体中，具有体积小、重量轻、低噪声、低损耗、高可靠性，广泛应用于住宅小区、商业中心、轻站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所。
箱式变压器并不只是变压器，它相当于一个小型变电站，属于配电站，直接向用户提供电源。包括高压室，变压器室，低压室；高压室就是电源侧，一般是35千伏或者10千伏进线，包括高压母排（High voltage busbar）、断路器或者熔断器、电压互感器、避雷器等，变压室里都是变压器是箱变的主要设备，低压室里面有低压母排（Low voltage busbar）、低压断路器、计量装置、避雷器等，从低压母排上引出线路对用户供电。
箱式变压器分欧式（European style）和美式（American style），美式体积（Volume0）小，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，其体积近似于同容量的普通型油浸变压器。欧式体积较大，负荷能力与供电可靠性都比美式强，在我国目前新上的都是欧式箱变。
1 箱式变特点概述
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：
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 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。
2 欧式箱变与美式箱变在日常工作中的比较
目前，欧式箱变与美式箱变在我国配电网系统中都在应用，但新上箱变多为欧式箱变。原因为：
（1）欧式箱变比美式箱变的集成度低，易维修。欧式箱变分为高压室、变压器室、低压室、电容器室分工更细，一但某个仓室发生故障不会波及其他电气部分，且更容易更换及维修。而美式箱变的变压器是完全封闭，变压器与外部环网开关是一体的，无法单独更换。
（2）欧式箱变比美式箱变更可靠操作。欧式箱变操作高压开关在高压室，操作环网单元，环网柜上的三工位开关及电缆室柜门透明处能显示变压器母线目前状态。而美式箱变操作的环网部件因内部完全被箱变包裹，无法看到明显状态指示，操作不可靠。
（3）欧式箱变比美式箱变更美观。欧式箱变目前造型以尖顶房子形状为主，外设防腐蚀木板，主色为原木色，给人以木质房屋感。美式箱变以绿色钢板包裹成方形，金属感强，颜色突出。
（4） 欧式箱变比美式箱变安全。目前，部分美式箱变低压室内无低压柜门，低压母排在低压室中。曾出现过儿童使用铁丝穿过门缝，发生触电情况。
美式箱变在与欧式箱变的对比中也有自己的长处。如美式箱变体积仅为欧式箱变的1/3左右，拥有价格低廉，金属外壳耐腐蚀等特点。
3 配电网箱式变新技术前景展望
近年来箱式变电站，是当前农网改造和今后变电站建设的主要方向，但就某些方面还存在着一些不足，具体表现在：
（1）防火问题：箱式变电站一般为全密封无人值守运行，虽然全部设备无油化运行且装有远方烟雾报警系统，但是箱体内仍然存在火灾隐患，如：电缆、补偿电容器等，一旦突发火灾，不利于通风，也不利于火灾的扑救，
因此应考虑设计自动灭火系统，但这样会增加箱式变电站的制造成本。
（2）扩容问题：箱式变电站由于受体积及制造成本所限，出线间隔的扩展裕度小，如想在原箱体中再增加1～2个出线间隔是比较困难的，必须再增加箱体才能做到。
（3）检修问题：由于箱式变电站在制造时考虑制造成本及箱体体积所限，使箱式变电站的检修空间较小，不利于设备检修，特别是事故抢修，这是箱式变电站的先天不足，是无法克服的缺点。
总之，展望未来，箱式变电站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中会得到广泛的应用，它将以其物美价廉的优点被越来越多的人们所使用，使我国的电网运行水平再上一个新台阶。
注：许文飞证件号330424198211042039
关键词：箱式变电站小区建设新型非晶合金变压器
近几年来由于房地产行业蓬勃发展，越来越多的住宅小区被建设起来，大多数建筑物越来越漂亮，而关于小区内供电要求也随着建筑物的多样化而升级，许多建筑物及人类对电力的需求和依赖也越来大，所以人类的生活已经与电力紧密相连了。而我们在做住宅小区的时候非常重要的就是要做好小区的电力设施。
箱式变电站技术引入我国已有20多年历史，具有供电可靠、结构合理、安装灵活、操作方便、体积小、占地少、造价低廉等优点，而且可根据用户喜好和需要结合环境景观设计，被广泛用于居民住宅小区、工业园区、商业中心及高层建筑场所，技术非常成熟。
一、箱式变电站是一种户外成套组合式变电站，它主要有多回路高压系统、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元件组合而成，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。
箱体采用镀铝锌钢板，框架采用标准集装箱材料，有良好的防腐性能，内板采用铝合金扣板，夹层采用防火保温材料，箱体内安装空调及除湿装置，设备运行不受自然环境及外界污染影响，可保证在-40℃~40℃的环境下正常运行；箱体内采用干式变压器、干式互感器、真空断路器、弹簧操作机构、旋转隔离开关等高科技技术，产品无带电部分，全封闭全绝缘结构，达到零触电事故，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。
二、箱式变电站组合灵活，采用工厂预制或现场组合安装，便于运输、迁移、安装方便、施工周期短，运行费用低、无污染、免维护等，被用于城区、住宅小区、单体建筑、农村10kV~110kV中小型变配电站、厂矿等流动作业用变电站的建设与改造。它易于深入负荷中心、减少供电半径、提高供电质量。现代的住宅小区用电要求越来越高，而且负荷集中性很高，常住人口密度大，配套设施全面，用电集中性高，副房用地有限，投资量少，故适合安装小型箱式变电站，根据JGJ16-2006《民用建筑电气设计规范》规定，小区内宜设不大于1250kVA的箱式变电站。
三、小区箱变设计的电力要求（实例说明）某小区用电指标如下表：
本小区总建筑面积304309平方米，居住用建筑面积265429平方米,商业建筑面积31808平方米，根据不同用户的负荷密度要求和需用系数要求，和将来负荷发展计算小区负荷容量，设置六套10kV/0.4 kV主变容量为1250kVA箱式变电站，其中一套变电站设在商场内部，以单独满足商场供电需要。
小区内设置5套箱式变电站供电给小区一般用户,设置在负荷中心处，采用分散布置，每套箱式变压器供电给小区内的一栋或几栋住宅楼，每套箱式变压器设一台主变容量为1250kVA和一台200kVA~630kVA容量的备用变压器，根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2006第三章负荷分级及供电要求，主变压器供电给住宅楼内的三级负荷，即一般照明负荷和动力负荷，备用变压器供电给供电半径以内不能断电的二级或二级以上负荷，如：小区内的电梯、消防水泵、消防风机、综合布线电源、消防控制电源等。
商场内部设置变压器室，设在地下一层。箱式变电站室内安装时预留吊装孔，孔口应大于箱变内主要设备最大安装尺寸，可采用现场安装。
主变压器高压电源引自小区外最近变电所，由电力部门分配负荷容量，备用变压器高压电源引自不同变电所，主变压器与备用变压器不能同时停电，以免造成设备故障或损失。
四、小区箱式变电站位置设在小区用电负荷中心，每台变压器供电半径不大于500米，变压器容量尽量做到平均分配，因箱式变电站占地面积较小（10kV以下占地10~100），故可设在草坪内或相隔较远的建筑物之间；远离有强烈震动和冲击的地方；不允许有较大的电磁感应强度；不得安装在有爆炸危险的物质旁边，周围介质中不能含有腐蚀金属与破坏绝缘的气体及到电解质；尽量远离建筑物，以防电磁和声音污染人们的安全与健康。变电站根据景观设计要求，外观做成相应要求的形状和颜色，与景观融为一体，即美观大方，又安全方便。
五、箱式变电站与市政高压电网融合，可采用环网形式，可限制短路容量，减少继电保护。变压器尽量选用节能降噪产品，符合国家标准。新型非晶合金变压器是非晶态合金制作铁芯而成的变压器。非晶态合金材料具有优越的导磁性，它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗(指变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗)下降80%左右，空载电流(变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流)下降约85%，比1250kVA相同容量变压器每年节电7000kW以上,是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于城区变配电、农村电网和发展中地区，有利于节能减排，虽然初期投资规模较大，但从长远来看，其经济价值不可估量，将为我国节约大量能源，建议大力提倡应用非晶合金组合箱式变压器。
随着城市的发展，电网已采用地下电缆敷设，这样有利于环境美观，在敷设时尽量缩短距离，减少与其他管道或弱电网络交叉，在电缆施工的转弯，交叉点，接头等处，或每隔一定距离设地面永久性识别标志。箱式变电站体积小、占地面积少、深入负荷中心、送电周期短、投资少、见效快，运行安全、选址灵活、供电质量高等，随着我国建设的发展，其必将获得更加广泛的应用。
参考文献：《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》住房和城乡建设部工程质量安全监管司、中国建筑标准设计研究院编2009年12月版
《电力工程电气设计手册》水利电力部西北电力设计院中国电力出版社编 2004年10月版
《变压器实用技术问答》中国电力出版社 郭海清主编 2011年版
关键词：500kV变电站；5kV无功补偿；设备；集中优化布置；技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A
近年来，随着我国国民经济的快速发展，变电站的管理运行工作面临着巨大的社会挑战，特别是变电站的征地难问题已经成为制约我国电力事业不断发展的重要影响因素。因此，在电力设备优化改造过程中，进一步解决好我国电力企业的征地难问题，有效减少电力设备的占地面积，已经成为现阶段整个变电站设计优化过程中的重要任务之一。
一、500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术的重要性
本文为了有效解决我国现阶段500kV电压等级大型变电站无功补偿过程中设备装置占地面积较大的问题，重点对35kV无功补偿设备集中优化布置技术的相关内容展开论述，文中通过采用一种箱式的电容器，联合避雷器箱体相关布置以及油串抗及隔离开关、HGIS集成优化布置技术进行设计分析，通过研究发现，这种技术不仅减少了常规无功补偿过程中对土地资源的大量浪费，而且大大提高了变电站的运行效率。
二、500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术的研究
（一）500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置工程案例概况
500kV大型的变电站位于我国广东省某地区，该项目主要依托顺容电气有限公司的强大技术创新能力，本次技术实施主要采用两台实际负荷分别为750MVA和500kV的变压器，以及采用最终规模分别为750MVA与500kV的变压器，实际出线500kV、最终6回、本期2回；出线220kV、最终16回、本期10回。而本项目实施过程中主要安装四组60MVar的电容器设备以及最终安装8组60MVA电容器设备及4组60MVA的电抗器设备。
（二）500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置方案
本次集成优化布置技术方案旨在解决500kV变电站无功补偿过程中的占地受限问题，技术方案在实施过程中，主要针对35kV无功补偿设备的相关配电装置进行重新布置优化，重点采用了隔离开关避雷器箱体内集成优化布置方式以及油串抗集成优化布置方式，同时联合特大电容器件箱式电容器等结构布置优化方式进行设计。
在此结构布置的前提下，通过在HGIS设备中进一步有效集成35kV敞开式无功补偿配电装置设备中的电流互感器、隔离/接地开关、电压互感器以及接地开关、隔离开关避雷器等众多的电力设备，通过这一设计优化方案不断减少500kV变电站无功补偿过程中的用地面积。本次项目对500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置设计过程中，重点采用了超大容器件的箱式电容器设备，从而在连接过程中，采用串联技术方式，对该超大容量的电容设备进行有效连接，从而将组建好的电力设备置入油箱之内，并将油浸式串联电抗器与油管相连接，由此使避雷器以及电抗器前端的隔离开关被箱体外壳所隔离，最终将整个大型的无功补偿设备集成于一个外壳中，然后技术人员采用科学的绝缘设计工艺以及先进的技术手段，将电力系统设备的故障风险不断降低，从而实现了对500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置的目的和效果，如图1所示。
三、无功补偿设备集中优化布置技术的创新点以及应用效果分析
（一）无功补偿设备集中优化布置技术指标
本次项目集中优化设计过程中，主要采用了隔离开关避雷器箱体内集成优化布置方式，以及油串抗集成优化布置方式，同时联合特大电容器件箱式电容器等结构布置优化方式进行设计。与我国传统的框架式电容器加干式串联电抗器敞开式布置相比，本文所研究的这一结构设计优化方式，在技术结构的布置方面具有很好的创新性，而且技术方式更加科学、安全与可靠，大大提高了变电站电力设备的运行效率，使大型设备的运行更加长效，同时也使设备的运行维护量不断减少，特别是在隔离开关避雷器箱体内，集成优化布置方式以及油串抗集成优化布置方式，联合特大电容器件箱式电容器等结构布置优化方式并采用HGIS布置技术方案展开科学优化设计，与传统的敞开式无功补偿设备集中布置技术方案相比，大大节省了系统无功补偿的实际占地面积。
（二）无功补偿设备集中优化布置技术应用效果评析
通过上述论述发现，本项目对500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术的应用，产生了巨大的经济效益和社会效益，具体的成效指标评价见表1。
从表1中的对比情况来看，我国电力系统中传统的框架式结构电容器组主要通过单台电容器设备进行集成化优化布置与结构设计，同时采用焊接技术工艺将电容器内部的相关元件进行有效连接，因此在这种情况下，有可能会导致电容器相关元件的薄膜端部出现严重的烫伤情况，同时也可能会造成焊接点毛刺尖端放电的情况，一旦焊接点毛刺尖端放电，则会使电容器的绝缘部位受到严重的损伤，从而破坏电容器相关元器件。而采用本项目设计的箱式电容器，通过冷压接技术工艺对箱式电容器的内部相关组件进行焊接，因此不会出现焊接点尖端毛刺放电的情况，以及电容器薄膜被烫伤的情况，所以在某种程度上而言，大大提升了箱式电容器的整体运行性能。
通常情况下，电容器的使用周期与电容器内部的运行温度具有一定的关联性，因此结合电容器的“八度运行”定则，当箱式电容器的内部运行温度每上升八度时，就会导致箱式电容器的设计使用周期缩短一半。与箱式电容器相比，传统的框架式结构电容器内部的芯子最高运行温度为60℃左右，而箱式电容器的内部芯子最高温度则始终保持在60℃下，因此二者仅从电容器内部的芯子温度情况进行比较，可以看出，箱式电容器的整体运行温度更低，大大延长了电容器相关运行组件的使用周期。与此同时，也保证了箱式电容器的安全、稳定运行。
从系统设计运行的稳定性来看，传统的框架式结构电容器在构件方面相对简单，因此设备的更换更加方便。通常框架式结构的电容器强场选择都保持在57kV/mm左右，因此这种结构的电容器成本造价更低，但是其具有一定的不足之处，主要是系统的过电流能力相对较弱。另外，抗过电压的能力也不足。但是箱式电容器在设计过程中为了克服这一弊端，主要的设计理念就是将系统中的故障减小到零，因此箱式电容器在场强选择方面都不足42kV/mm，从而保证了500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术的应用具有一定的科学性。
结语
综上所述，500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术十分重要，在此背景之下，本文将重点对我国500kV变电站35kV无功补偿设备集中优化布置技术的相关内容进行研究论述，以此不断提高我国的电力运输水平，从而促进电力系统设备不断朝着智能化以及集成化和高效化方向发展。
参考文献
[1]鲁非，孟毅，胡丹晖.500kV变电站低压侧无功补偿装置运行分析[J].中国电力，2013，46（5）：51-55.
箱式变电站
3.1箱式变电站的结构
通常供电容量在315～630kVA时，采用户外紧凑型箱式变电站，供电容量在750～5000kVA时，则不采用紧凑型箱式变电站。
箱式变电站有三个主要组成部分(见图5)：高压开关设备、变压器及低压开关(配电)装置。箱式变电站到货后即可接线投入使用，可以节省大量现场及技术服务费。
箱式变电站，一般在地下埋入一个水泥结构体，而在地面箱体高度2.5m左右。“德国式”箱式变电站则埋入地下1m，露出地面高度不超过1.6m。“德国式”变电站的优点是箱变与环境协调而不影响视线，缺点是洪水季节，水能浸入箱体，危害设备。
箱式变电站的总体布置有两种形式：其一是组合式(欧式)；其二是一体式(美式)。组合式是高压开关设备、变压器及低压开关(配电)装置各为一室(见图9)。一体式是指以变压器为主体的油箱体，熔断器及负荷开关等装入油箱体内而构成一体，箱体采用全封闭结构，变压器一般是三相五柱式。
3.2中压开关设备
如果箱式变电站处于终端接线，则使用负荷开关—熔断器组合电器(在第三节中叙述)；如果处于环网接线，则采用环网供电单元。环网供电单元的结构见图6，它至少由三个间隔组成，即2个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔(负荷开关+熔断器)。通过断开接通开关A、B，可以隔离故障段，及时恢复对正常回路供电，熔断器F在中压/低压变压器发生内部故障及变压器二次端点发生直接短路时起保护作用，而开关C对熔断器和变压器还起隔离和接地作用。
3.3变压器
箱式变电站用的变压器是降压变压器，一般将10kV降到380V/220V，直接供用户使用。变压器容量—般为160～1600kVA，变压器可以是油浸变压器、耐燃液变压器、环氧树脂干式变压器。在防火要求严格的场合，如在高层建筑中规定不能使用带油的电器，所以使用真空、SF6开关、干式变压器。由于S9系列配电变压器的负荷损耗要比ST系列配电变压器低25％左右，要积极采用之。城镇居民用电时间集中(如晚上)，而其余时间用电量少，为了减少配电变压器的空载损耗，可使用非晶合金铁心变压器，非晶合金铁心变压器比硅钢铁心变压器的空载损耗减少60％～70％，空载电流下降70％左右。
变压器的通风散热可采用自然通风和机械强迫通风两种，从经济效益考虑，当然应优化考虑自然通风。
3.4低压开关设备
低压开关设备单独装在低压室，在低压开关设备内装有一台主保护开关(主开关)和4～8台馈线开关。由馈线开关将电能送到用户。
低压室内还装有低压计量装置及静补装置
图4决定交接电流的特性图
A：最小分闸时间与最大熔断时间交点
B：最大开断时间与最小熔断时间交点
图5箱式变电站外形及结构
3.5电缆
图6环网供电单元
图7智能温湿度控制器
由于架空线路暴露在大气中，易受雷击，绝缘易受工业污秽，受大风吹动易与大树相碰，因此故障率极高，为了降低故障，在城网中一般采用地下电缆。
在环网单元中，装有电缆插接件，用于连接电缆与环网供电单元。为了安全，电缆插接件做成封闭式。
高压交联聚乙烯绝缘(XLPE)电缆附件是20世纪60年代后技术发展最快的电力电缆品种，附件有终端与接头。高压XLPE电缆连同附件，在城市电网改造及箱式变、大型工矿的变电站等输配电系统应用广泛，但目前我国XLPE电缆及附件与国际先进水平尚有一定差距。
3.6测控保护单元
箱式变电站安置于户外，其箱内温度、湿度受箱外环境影响大。如果高压室和低压室发生凝露，则危及电器绝缘及导致开断失败。而变压器温度超过一度范围，则会影响受压的输出功率。所以箱内应安装温度、湿度监控装置，当达到某一湿度及露点温度前，发出命令，使温度调节器动作；当温度超过某一范围时，发出命令，起动风扇，强迫排风。凝露控制器在箱内安装见图7。
如果需要，箱内还安装FTU，遥控、讯接口，通过FTU采集故障信息，经遥控、讯口，与控制中心联系，实现保护功能，对馈线支路电能量计量，及时向控制中心报告支路电能量计量，及时向控制中心报告支路负荷状况；并接收控制中心命令，投切功率补偿单元等。
4自动分段器
4.1自动真空分段器
在箱式变电站节已提到，负荷开关可以合、分正常的负荷电流，它不能开断短路电流。
自动分段器是由配电动弹簧操作机构的负荷开关、一台自动分段控制器及辅助装置组成，它是一种能够记忆通过故障电流次数，并且到达整定次数后，在无电压及无电流的情况下自动分闸的开关设备，它具有关合短路电流及开断与关合负荷电流能力。分段器在10kV配电系统中用来自动隔离故障区域。
自动分段器按灭弧介质不同可分为空气、油、SF6和真空四种类型。
4.2自动分段器与自动重合器在辐射式配电网中应用(图8)
(1)设Q01～Q03的X时限10s，Q04的X时限30s，故障发生在第V段。
图8自动分段器与自动重合器配合应用
(2)A处发生故障，重合器(QR)检测到故障后跳闸，所有区段断电，分段器因断电而分闸。
(3)自动重合器(QR)经过第一次重合间隔时间延时后重合，而各个分段器Q01～Q04按预先设定的延时时间依次合闸，即Q01在10 s后，Q02在20s后，Q03在30s后，Q04则在10s+30s=40s合闸，完成线路供电。
(4)如果永久性故障，则因Q04合闸在故障线路上，使重合器再次跳闸，从而所有区段再次断电，分段器再次分闸，但这时Q04的控制器在Y时限内检测到又失去电压，而使其闭锁在分闸状态。
(5)重合器第二次重合后，Q01～Q03依次合闸，完成上述区段正常供电，由于Q04已处于分闸状态，已将故障区与电网隔开，因此重合器第二次合闸成功。
5断路器、自动重合器(12kV)
5.1真空断路器
断路器是指能关合、承载、开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的短路电流的开关设备。也就是说断路器在合闸状态时，应该是接触良好的导体，能够承受正常负荷电流及规定短路电流下的发热及电动力；在合闸状态下，能尽可能短的时间内开断故障短路电流，在分闸状态下，能尽可能短地关合规定的短路电流，且断路器触头不发生熔焊；可单独作为主保护设备。
因断路器的灭弧介质而异，而形成不同断路器—油断路器、SF6断路器、真空断路器。它们在中压配电系统(3～35kV)已得到普遍应用，而无油真空断路器因重量轻、分断能力强，在城市配电中越来越多地受到青睐。
5.2自动重合器
真空断路器加上控制器和辅助装置后，可以构成真空重合器，真空重合器是一种新型的开关设备，它能够按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作。当系统上出现瞬时故障时，重合器自动重合功能可以使系统自动恢复供电；若是永久性故障，经过数次重合均不成功，由分段器将存在故障的支路隔离开，完成对无故障线路供电，最大限度缩小停电区域。
图9重合器与熔断器配合例
5.3真空重合器的应用
这里介绍重合器与10kV熔断器在配电系统中配合应用图9。
(1)由图10，额定电流40T的熔断器的最小电流—时间曲线与重合器修正后的快速电流—时间特性曲线交点为1420A，F1侧最大的短路电流为1190A，满足由重合器开断的要求。
(2)如图10，熔断器40T的最大电流—时间特性曲线处于重合器慢电流—时间特性曲线C下方，因此最小配合电流取重合器的最小分闸电流280A，所以熔断器F1在重合器第三次动作前(第三次是慢动作)切断故障。
(3)重合器与熔断器F1之间出现的短路故障电流应由重合器ACR1开断。
6电流互感器
电流互感器在电力系统保护和监控中起枢纽作用，因此现代电网技术的发展对电流互感器提出了小型化、高可靠性的要求，显然传统的电磁式电流互感器已不能满足要求，因此中压输配电设备中已使用罗柯夫斯基(ROGOVSKI)电流互感器。
6.1罗柯夫斯基电流互感器原理
罗柯夫斯基电流互感器是母线置于线圈中央，线圈均匀地绕在环形非磁性骨架上，因此线圈与母线之间是隔离的。如果母线电流I(t)，线圈匝数N，线圈横截面积S，线圈半径r，则在线圈上产生的感生电动势为：
(式中μ0是空气或真空磁导率)
由罗柯夫斯基测量回路的等效电路图11(图中PL线圈电阻，L线圈自感，R0信号电阻)，得到：
在L很大时，可得到：
图10电流—时间特性
图11罗柯夫斯基线圈等效电路图
因此信号电阻R0上输出电压为：
一次电流
归纳起来，罗柯夫斯基线圈电流传感器具有如下特点：
·在L很大时，一次电流
·误差：<1％，(在补偿情况下可达0.2％)
·带宽：从几Hz到MHz
·线性范围：一直到大于短路电流时才饱和
6.2罗柯夫斯基电流互感器的应用
罗柯夫斯基电流互感器已应用于成套开关设备—ZX1充气柜，它套在母线上，只占用很小空间。ZX1充气柜使用的电阻分压器体积也只有电磁式电压互感器的1/3。由于ZX1充气柜使用了这两种新型互感器制成的组合型互感器，明显地使开关设备更紧凑。KECA型电流互感器技术条件见表1。
表1KECA型电流互感器技术条件
参考文献
[1]陈振生.“城市配电自动化技术”.高压电器技术经济信息[J].(高压电器信息网网刊).2000.1.
[2]王季梅，卜小玉，蔡龙权.“高压负荷开关—熔断器组合电器转移电流的确定”高压电器[J].1994，6期.
关键词：预制式 地下 箱式 变电站 通风 防水
1.前言
随着城市电网负荷的不断增长、城市居民生活质量的提高，以及用电负荷深入负荷中心，低压配电网的供电半径逐步缩小（市区中心不大于100米）的要求，必须在人口稠密、建筑密度大的商业、经济、文化中心建设配电设施，但城市中心繁华地区、文物保护区等地区，城市规划部门对市容景观及整体环境有着特殊要求，所以地上输配电设施建设难度十分大，而且常规的地上箱式变电站造成与周边环境不协调，影响了城市环境的协调性，城市居民及游客对地上箱变也颇有微词，另外地上箱变建设除征地费用昂贵外，拆迁困难，场地不规则，施工条件困难等因数均给地上箱式变电站建设带来了诸多不利因素。为解决变电站与周围环境不相协调问题，预制式地下箱式变电站产品成为供电部门的一大需求，预制式地下箱式变电站的建设成为必然。预制式地下箱式变电站的使用可布置在人行步道上，充分利用地下空间，而且所有设备安装均在工厂完成，安装时箱变仅分箱体部分和盖体部分吊装，大大的节省了施工的周期。
2. 电气部分
预制式地下箱变适用于电缆环网型用户，电气主接线采用单母线接线。10kV中压采用电缆环网型 2K+1T 型(10kV进线、出线和变压器出线各1路)SF6环网柜，进出线配置SF6负荷开关及短路/接地故障指示器，变压器出线配置SF6负荷开关－熔断器组合。高压电缆进出线全部采用下进下出方式。变压器选用全密封油浸式变压器，变压器高低压端子布置于变压器器身的两端，变压器与高低压设备的电缆连接均采用了T型肘型插头直接插入的连接方式，使用方便同时起到全封闭全绝缘的防护作用。低压系统采用全封闭配电柜，柜内选用塑壳断路器，且配置一组补偿电容器。低压电缆进出线采用下进上出方式。由于运行环境（相对湿度95％以上）的要求，同时考虑雨季较长地区使用的问题，所以考虑所有电气设备均采用防护等级较高的电气设备，同时高低压柜内二次进线均加装防护罩。保证电气设备在恶劣环境下安全可靠运行。
箱式变压器室内采用“品”字型布置，运行人员于箱体顶部沿爬梯而下，在箱内端部布置变压器，左右两侧分别布置低压配电柜和高压环网柜及电缆进线柜。中央部分为操作空间。箱体底部设置300mm高的电缆夹层，用于穿设进线电缆及高压环网柜及变压器间的联络电缆。为满足高压电缆转弯半径的要求，在平面板底预制200mm高的高压环网柜及低压箱设备支架。
地下箱变的箱盖两端设有通风口。10kV电源进线电缆由箱变上盖侧的通风“耳朵”处进入电缆进线柜，再经电缆夹层返上高压环网柜。低压电缆出线由对端的通风“耳朵”处出线进入电缆予埋管。所有的电缆出入口均由钢管保护，外加防水处理。变压器与高低压设备采用电缆连接。同时地下箱变箱体预制复合环形封闭式地线网，箱体上部4处留出接地极，待施工时与新做地网可靠焊接。以解决地下箱变的接地问题。
每台箱变均装设综合控制仪实现对补偿电容器的自动投切，同时实现对箱变的供电计量功能。采集箱变内的电流、电压，有功功率、无功功率及计算有功电度和无功电度等遥测信息。并采集高、低压开关位置、电缆故障信号、电容器保护动作信号等遥信信息。每台箱变的综合控制仪通过调制解调器及光缆与附近的箱变形成一个光纤网。可将遥信信息传送到集控中心，实现配电系统的自动化功能。
3. 土建部分
预制式地下箱变在工厂制做完成运至安装地点，与现场预留的进出线电缆对接，完成电缆预留孔的防水封堵，将检修人孔密封固定后，即可投入正式运行。预制式地下箱变可以安装在道路下、花坛下，不仅很好地利用了地下丰富的空间资源，主要是满足了一些特殊环境的市政规划要求和苛刻的工期要求。
地下箱变采用分体结构，由箱体和箱盖组成。箱体结构：箱体为一个两边带“耳朵”的长方体盒子，箱体尺寸为：高2500mmx长3700mmx宽2900mm，箱体重量约为13吨。箱体由钢筋砼整体浇筑而成，箱体壁厚100mm，砼采用防水砼，在砼中掺入多功能复合剂，使砼具有高强、高抗渗、高耐久和抗裂性。箱体内部空间上下分为设备层和夹层两部分。在箱体上预留爬梯，爬梯采用可伸展设计，检修人员可以通过设在箱盖上的活动人孔盖板，沿箱体内爬梯进入箱内，将爬梯收起然后进行操作；在箱壁上安装防潮灯，于夜间的检修工作。箱盖：地下箱变箱盖结构由镀锌钢板焊接成凹型，箱变整体安装后填入沥青砼、地板砖等与周围环境相同的材料，使箱变与周围环境融为一体，从而达到“视而不见”的效果；在箱盖上设置检修人孔，作为箱变运行中的出入口，在人孔处用活动盖板做封堵，盖板周边安装密封圈，通过螺钉固定盖板；盖板一边与箱盖连接，掀开后与箱盖成90o支撑在箱盖上，为便于工作人员出入，在人孔活动盖板下面设栏杆，盖板掀开后栏杆可作为扶手使用。夹层顶板：顶板结构同箱盖，局部采用箅子，便于夹层内气体交换。
地下箱变的通风问题是电气设备安全运行的必要保障。通风借助箱体外风力造成的风压和由于室内外温差形成的热压做为动力进行自然通风。地下箱变通过箱盖“耳朵”的箅子进行通风。风从通风口百页经过通风管先由上至下，再由下而上进入箱体，对设备进行散热（同时保证SF6气体泄漏后SF6气体的排放），然后经过通风管从另一通风口百页排出。两个通风口的百页朝着相对方向安装，用来确定风的流向。为了使箱体内气体充分交换，防止风直接通过箱体两个通风管形成对流，造成风压损失，在箱体内一侧通风管处安装轻质挡风板，迫使风在整个箱体内流通。
地下箱变的防水是另一个核心问题，其主要包括箱体防水、箱体和箱盖接口防水、通风口防水、电缆出入口防水和检修人孔防水。箱体采用自防水结构，可有效防止地下水渗入；箱体和箱盖接口处以及检修人孔处均设置防水密封圈；电缆出入口处，首先在箱体上预埋穿墙防水套管，电缆敷设完成后，在电缆与套管之间填充沥青麻丝、橡皮条的防水材料，再利用法兰盘通过双头螺栓与套管固定，形成柔性防水节点。通风口考虑水自然渗入和利用浮球防水两种情况；从通风口进入的少量水，通过通风百页，自上而下自然渗入回填的砂石中；如果遇到大量水流入，水流不能尽快自然渗入地下的情况下，水位上升，则浮球也随之上升，从而将通风管堵住，以防大水进入。
转贴于 4.安装及应用
地下箱变在工厂内制做完成后运至现场，在安装位置根据具体的土质情况，开挖同箱体体积相近的坑体，其大小根据现场土质确定；在坑体制做接地网，然后在坑底铺一层150mm厚的砼垫层；将箱变吊装就位，接入电缆，最后，在箱体与坑壁间用砂石填满，并填充防止损坏箱体的防水处理表层。
预制式地下箱式变电站主要应用于城市商业、经济、文化中心等繁华地区，地下箱变的选址尽量避免安装于城市的低洼处、坡道处。建议安装于人行步道上等地势较高处。解决了城市环境整体协调性，体现了“以人为本”的思想，箱变装于地下，行人、游客步行其上、车辆通行均不受影响；箱变制造可实现工厂化，节约成本，缩短工期。同时地下箱变需要定期的检查维护工作：每6个月定期清除通风口、渗水口的杂物，检查浮球的状态，同时检查电缆入口处的密封性。
【关键词】箱式变电站；变压器；散热
1.箱式变电站的结构、介绍
组合式变电站俗称箱式变电站，简称箱变，是种将高压开关设备、配电变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及计量装置等变电站设备组合成一体的工厂预制的紧凑式配电设备。它是一种快装型成套配电设备。早在上世纪60年代，西方发达国家已经开始大量使用这种新型的成套配电设备。20世纪80年代，我国开始陆续使用箱式变电站，同传统的变电站相比较，它具有占地少、体积小、投资少、见效快、施工周期短、成套性强、对环境适应性强、安装方便等一系列优点。
我国自70年代后期，从法国、德国等欧洲国家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、变压器盖间房子。欧式箱变由高压受电柜、低压配电柜及配电变压器三部份组成。
欧式箱变壳体材质国内普遍采用的有普通钢板、敷铝锌钢板、水泥预制板、玻璃纤维增强水泥板、彩钢夹芯板（中间夹聚氨酯泡沫绝热材料）。普通钢板造价比较低，但隔热效果比较差；水泥预制板和玻璃纤维增强水泥板隔热效果较好，耐腐蚀性好，但重量偏重，彩钢夹芯板隔热效果介于以上两者之间，重量比较轻。我国大部份地区夏季气温都比较偏高，笔者倾向于选用水泥预制板和玻璃纤维增强水泥板。
2.箱式变电站的散热措施
高低压柜的发热量很少不会对箱变造成影响，变压器的发热量很大直接影响了箱变输出负载的各项功能性能指标。因此，散热问题是现有箱式变电站存在的主要问题之一。欧式箱变结构紧凑，变压器室体积较小，特别是在炎热的夏季，变压器温度很高，在加上在运行过程中变压器要产生大量的热量，笔者认为可以从以下几个方面去考虑解决散热问题。
（1）在设计时，将本地的气候条件和变压器自身发热问题考虑进去，适当增大变压器的容量裕度来减少自身的发热量，但该办法会增加成本，降低经济性。笔者认为在夏季炎热地区为了保证箱变的安全运行，提高供电的可靠性，一定的浪费也是值得的。
（2）自然通风散热。当变压器容量小于315kVA时可采用此种散热方式。在变压器室门两侧、顶盖屋檐下侧、箱变基础底座上均设置通风孔，空气在它们之间形成对流来达到散热的目的。顶盖可以设计成带隔热材料的气楼结构，顶盖外面可以喷涂仿辐射层，减少室外的热量进入变压器室内。
（3）强迫通风散热。变压器运行时，将产生大量的热量，使变压器室的温度不断升高，特别是在夏天，由于环境温度较高和民用空调的大量使用，此时段配电变压器是在接近满负荷状态下运行，变压器本身消耗的电能（铜损和铁损之和）是以热量的表征形式散发在变压器室内的空气中，源源不断地对变压器室内的空气进行加热，温度升高更快，变压器容量较大时仅靠自然通风散热往往不能保证变压器安全的运行，一般都采用强迫通风散热措施加以解决。强迫通风散热的测温方式主要有两种：变压器室上部空气温度或变压器内上层油温设定为动作整定值，第一种方式是在变压器室上部设置温度数字显控装置和排风装置，温度数字显控装置监测箱变内的温度，并把监测的温度数值显示出来，便于工作人员查看。并且温度控制数字显示装置内设定了箱变正常运行时所需的温值，一旦所监测的温度值不能达到箱变正常运行时所需的温度值，温度控制数字显控装置就会通知排风装置，排风装置便会自动启动，对箱变进行散热，力求达到箱体内外热平衡的效果，从而实现箱变的通风、散热。目前国内多采用后种方法，后种方法同第一种类似，所不同的是第一种测温方式是变压器室上部空气温度，测温探头安装在变压器室内，第二种测温方式是直接测量变压器油温，探头直接安装在变压器内部，所测量的温度更加准确可靠，更能防止设备过热出现的各种事故，有效保证供电可靠性。在强迫通风方法中一般采用轴流风机，也有采用辐面风机或空调。空调的制冷效果较好但比较耗能，使用寿命较短；轴流风机将热空气从变压器室顶部抽出，冷空气从基础下面坑道处进入，形成对流，效果较好；辐面风机的排风口能比较均匀的吹拂变压器内外侧，来达到散热的目的。采用强迫通风散热方式需要特别注意的是风机排风量问题，如果小排量风机不能将室内郁积的热量迅速排出，使箱体内外的空气没有大量进行有效交换，造成热量在变压器室内大量聚集，引起箱变箱体内环境温度不断升高，形成恶性循环，最终将导致配电变压器温升超过运行极限，引起变压器温度保护动作，跳开高压侧断路器或低压总断路器。
（4）将变压器外露不放在封闭的变压器室内。我国的箱变是由欧式箱变发展而来的，随着我国对外经济的开放，大约在上世纪90年代，美国COOPER公司率先在中国市场打入了美式箱变，并获得了迅速的发展，其特点是变压器为主体，将负荷开关、后备保护熔断器、分接开关和变压器装在变压器油箱内，插入式熔断器、电缆和低压配电部分围绕变压器油箱排列，构成整体布置。目前，在这种结构上发展而来的国内产品“仿美式箱变”遍布大江南北，其主要特点是为了改善散热条件，采用BS9变压器，变压器取消油枕，将变压器油箱和散热片部分在外面，形象比喻为变压器旁边挂个箱子。在欧式箱变中结构设计时，也可以采用BS9变压器，变压器放在敞开的间隔中，高压配电柜和低压配电柜则在变压器的另一侧，它们有机的结合在一起，即解决了变压器的散热问题又通过高低压之间的隔板解决了防护等级问题。笔者曾在几个工程项目中采用了此种结构设计，从2006年运行至今，效果良好。
（5）采用地热空调散热。地热空调是在全球性的能源危机和环境污染的背景下应运而生，其系统原理就是通过安装在地下的系列地温收集器，从土壤中吸收能量，经过能量转换实现空调调节功能。其最大的优势和亮点是节能、环保、低碳，在运行过程中不产生任何废弃物。“地热空调”有两种，一是利用热泵技术，把“恒温层”的地下水抽出来，热量交换后再排回去；一种是土壤源热泵，利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源，在地下埋管，吸收热能。在欧式箱变中，笔者认为可以采用第二种技术，在修建箱变基础时，将管道埋在地下，换热器设于变压器室内，在炎热的夏天，源源不断的冷气通过换热器进入变压器室内，即保证了箱变安全可靠的运行，又达到了节能、低碳的目的。
关键词：110kV 变电站 设计
随着经济的快速发展，110kV变电站数量将会不断增加。农电负荷属于三类负荷，对供电可靠性要求相对一、二类负荷要低，变电站工程造价标准较低，应本着安全、适用、节约、小型化的设计原则。综合自动化是变电站建设的发展趋势，故新建变电站应按综合自动化站建设，满足调度自动化要求，逐步实现少人或无人值班。合理地选择110kV变电站电气主结线和开关站类型，在电网的安全供电及经济方面，均有着重要的意义。本文是针对某地区电网110kV变电站主结线方案和开关站选型研究的总结，引证的一些结论已在实际工作中得到验证和应用。
一、选择电气主结线方式
为了保证变电站供电的可靠性和灵活性，在变电站设计中，往往采用较复杂的主接线。主接线的完善运用虽然保证了供电可靠性，但存在接线方式复杂、运行操作烦琐、检修维护量大、投资大、占地面积多的缺点。因此，在变电站电气设计中应根据负荷性质、变压器负载率、电气设备特点及上级电网强弱等因素来确定变电所主接线方式。一般终端变电所高压侧主接线形式选用线路―变压器组接线和内桥接线。
线路―变压器组接线是最简单主接线方式。高压配电装置只配置2个设备单元，接线简单清晰，占地面积小，送电线路故障时由送电端变电所出线断路器跳闸。当1台主变或一条线路故障退出运行，只需在变电所低压侧作转移负荷操作，就能确保100%负荷正常用电，且不影响相邻变电所的运行。内桥接线是终端变电所最常用的主接线方式。其高压侧断路器数量较少，线路故障操作简单、方便，系统接线清晰，保护配置整定简单。当送电线路发生故障时，只需断开故障线路的断路器，对其它回路的正常运行不造成影响。因此，对于地方电网中110 kV终端变电所，如主变容量不能满足N-1要求，采用内桥主接线方式有利于提高系统供电可靠性。
二、短电电流计算
短路就是指截流体相与相之间发生非正常接通的情况。短路时电力系统中最经常发生的故障，危害极大。因此，考虑限制Id值是主接线设计中应重点考虑的问题。对电力系统网络而言，一般采用运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻的短路电流，然后取所有短路电流的平均值，作为运行曲线在某时刻和计算电抗情况下的短路电流值。
三、配置主要设备
1.主变压器
从型式上看，变电站主变压器的选择一方面为了尽量减小对周边的噪声污染，偏重于选择噪声水平低的自冷式变压器；另一方面为了节约投资尽量选择以风冷式为主的变电器。主变的调压开关近年来全部国产化，主变储油柜采用金属波纹式储油柜，主变高压侧采用110 kV±8×1.25%调压方式。对于主变35 kV侧电压基准值为多少以及是否调压、10 kV侧电压基准值为多少存在较大分歧。结合全国各地区的实际情况，笔者认为，中、低压侧采用38.5kV±2×2.5%/10.5kV比较符合现场运行需求，尤其是对于增容改造变电站更为实用。在一台时价300多万元左右的三卷变压器而言，中压侧的均设调压开关，有利于电压质量的提高和满足运行调度的灵活性要求。
2. 断路器
其实一般断路器选用原则：①空开额定工作电压大于等于线路额定电压；②空开额定电流大于等于线路负载电流；③空开电磁脱扣器整定电流大于等于负载最大峰值电流（负载短路时电流值达到脱扣器整定值时，空开瞬时跳闸。一般D型代号的空开出厂时，电磁脱扣器整定电流值为额定电流的8～2倍。）也就是说短路跳闸而电机启动电流是可以避开的。
四、设计直流系统
全站设一套直流系统，按双充双馈配置，用于站内一、二次设备、通信及自动化系统的供电。直流系统电压采用220V，选用200Ah蓄电池组，108只，分两组，全所事故停电按2小时考虑。直流系统采用单母线分段接线，设分段开关，每段母线各带一套充电装置和一组蓄电池组，充电装置采用高频开关电源，模块按N+1原则配置，每组充电机选用4块20A模块。蓄电池采用阀控式密封铅酸电池，放置方式采用专用蓄电池室。每套系统设一套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检测仪，采用混合型供电方式。110kV部分采用放射型供电，每一间隔按双回路方式直接从直流馈线屏获取电源。10kV部分则按10kV母线分段情况设置。每一段母线均按双回路配置。
五、布置配电装置
变电站工程中一般由于站址场地狭窄，加之110kV出线规模较大，故110kV配电装置采用三相共箱式结构的全封闭六氟化硫绝缘的组合电器，采用户外中型支持管型母线双列式布置。一组母线配垂直断口单柱隔离开关，另一组母线配双柱水平单断口旋转式隔离开关。此种布置的特点是主变进线、母联、分段及母设间隔与出线间隔以母线对称布置，不单独占用间隔，有效压缩了配电装置的纵向尺寸。GIS的结构为紧凑型三相共箱式，三相导体共面布置，所有开关设备均采用了弹簧/电动操动机构，由1台机构操作，三相联动。由于无需压缩空气供给系统，从而实现了无油化、无气化。
六、设计消弧及过电压保护装置
该装置是能迅速消除中性点非直接接地系统弧光接地给电气设备带来危害的新技术产品，是确保10kV、35kV系统弧光接地过电压和谐振过电压不致造成危害的有效措施。中性点不接地系统加装本装置后，一旦系统发生单相弧光接地，装置可在30ms之内动作，不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也有效地限制了弧光接地过电压；装置运作后，允许200A的电容电流连续通过2h以上，以便用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路；本装置可将发生在相与相之间的各种过电压限制在3.5倍以下。装置为金属铠装封闭开关柜，具有弧光接地过电压保护功能、谐振过电压保护功能、故障信息上传功能和装置本体故障保护等功能。
电网中小型110kV变电站的电气设计应本着具体问题具体分析的原则，根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性的前提下，尽量优化设计方案，精选设计手段。