箱式變電站是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的必然產(chǎn)物。隨著近二十多年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市供電的格局發(fā)生了較大的變化，過(guò)去那種集中降壓、長(zhǎng)距離配電的方式已經(jīng)大大制約了城市供電，并降低了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。原因是供電半徑過(guò)大，線路損耗隨著用電負(fù)荷的增加而大大增加，同時(shí)供電質(zhì)量也大大降低。要減少線路損耗，保證供電質(zhì)量，就得提高供電電壓，這是眾所周知的事實(shí)。為此，在城網(wǎng)建設(shè)中，要求高壓直接進(jìn)入市區(qū)，深入負(fù)荷中心。有資料顯示，將供電電壓從 380V上升到10kV，可以減少線路損耗60%，減少總投資和用銅量52%，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。要實(shí)現(xiàn)高壓深入負(fù)荷中心，箱式變電站是最經(jīng)濟(jì)、方便、有效的設(shè)備之一。

　　箱式變電站，是集高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器、低壓開(kāi)關(guān)柜于一體，并在制造廠內(nèi)裝配完成的預(yù)裝式變電站。由于箱變具有成套性 強(qiáng)、體積小、占地少、能深入負(fù)荷中心、提高供電質(zhì)量、減少線路損耗、縮短送電周期、選擇靈活、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便、運(yùn)行安全可靠及投資少及見(jiàn)效快等一系列優(yōu)點(diǎn);所以箱變有著廣闊的使用范圍，它適用于城市公共配電、高層建筑、住宅小區(qū)、公園、高速公路等，還適用于油田、工礦企業(yè)及施工場(chǎng)所等。它是繼土建變電所之后崛起的一種嶄新的變電站，在我區(qū)的住宅小區(qū)建設(shè)中，為提高城建形象，改善居住環(huán)境，各有關(guān)部門紛紛要求取消架空線路。對(duì)此，除廣泛采用高、低壓電纜外，在城區(qū)用地十分緊張、以土建方式建造變電站非常困難的情況下，采用10kV箱式變電站是一種優(yōu)化選擇方案。

一、箱式變電站型式的選擇

　　1、歐式箱變特點(diǎn)

　　根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同及采用元器件的不同，箱變分為歐式箱變和美式箱變兩種典型形式。

　　歐式箱變是將變壓器及普通的高壓電器設(shè)備裝于同一個(gè)金屬外殼箱體中，從結(jié)構(gòu)上采用高、低壓開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)柜、變壓器蓋了房子。由于變壓器室溫很高，引起散熱困難，影響出力;另一方面在箱體中采用普通的高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器、低壓開(kāi)關(guān)柜，所以箱式變體積較大。

　　2、美式箱變特點(diǎn)

　　在結(jié)構(gòu)上將負(fù)荷開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)和熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)箱子。美式箱變從布置上看，其低壓室、變壓器室、高壓室不是目字型布置，而是品字型布置。從結(jié)構(gòu)上看，這種箱式變分為前、后兩部分：前面為高、低壓操作間隔，操作間隔內(nèi)包括高低壓接線 端子，負(fù)荷開(kāi)關(guān)操作把手，無(wú)載調(diào)壓分節(jié)開(kāi)關(guān)，插入式熔斷器，油位計(jì)等;后部為注油箱及散熱片。將變壓器繞組、鐵心、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器放入變壓器油箱中。避雷器也采用油浸式金屬氧化物避雷器。變壓器取消油枕，采取油加氣隙體積恒定原則設(shè)計(jì)密封式油箱，油箱及散熱器暴露在空氣中，散熱優(yōu)于歐式箱變。低壓 斷路器采用塑殼斷路器作為主斷路器及出線斷路器。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，這種箱式變電站的占地面積和體積大大減小，由于其體積很小再加上只是一側(cè)開(kāi)門，其所需占地面積僅是歐式箱變的1/4，體積僅為同容量歐式箱變的1/5-1/3。

　　3、兩類箱變的比較

　　從保護(hù)方面，歐式箱變高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加限流熔斷器保護(hù)。發(fā)生一相熔斷器熔斷時(shí)，用熔斷器的撞針使負(fù)荷開(kāi)關(guān)三相同時(shí)分閘，避免缺相運(yùn)行，要求負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有切斷轉(zhuǎn)移電流能力。低壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加限流熔斷器保護(hù)，美式箱變高壓側(cè)采用熔斷器保護(hù)，而負(fù)荷開(kāi)關(guān)只起投切轉(zhuǎn)換和切斷高壓負(fù)荷電流的功能，容量較小。當(dāng)高壓側(cè)出現(xiàn)一相熔絲熔斷，低壓側(cè)的電壓就降低，塑殼自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)欠電壓保護(hù)或過(guò)電流保護(hù)就會(huì)動(dòng)作，低壓運(yùn)行不會(huì)發(fā)生。從產(chǎn)品成本看，歐式箱變成本高。從產(chǎn)品降價(jià)空間看，美式箱變還存在較大降價(jià)空間，一方面美式箱變?nèi)辔逯F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(nèi)挪到油箱外，占用高壓室空間。

　　美式箱變體積比較小，布置緊湊，高低壓室內(nèi)為開(kāi)關(guān)，一股容量為800kVA以下;歐式箱變體積大，南高壓室、變壓器和低壓室組成，高低壓室配置開(kāi)關(guān)柜，容量可以做到20000kVA。

　　因此可以說(shuō)同容量的兩種箱變相比較，美式箱變的結(jié)構(gòu)更為合理。在住宅小區(qū)中，容量較小時(shí)選擇美式箱變，容量較大時(shí)選擇歐式箱變。

二、箱變布點(diǎn)方案探討

　　在傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)雙桿式公用變布置中，由于住戶用電容 量偏小，住宅層數(shù)較低，一直采用小容量、多布點(diǎn)的原則。配變?nèi)萘扛鶕?jù)住戶數(shù)而定，初裝容量一般100-250kVA，最終容量400kVA以下。住宅小區(qū)的箱變布置是否也采用同樣的原則呢?經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，我們認(rèn)為箱式小區(qū)變以規(guī)劃布點(diǎn)為主，以大容量為優(yōu)化方案，確定最終容量、一步到位。這是基于以下幾點(diǎn)考慮：

　　1、為美化環(huán)境、少占綠地

　　由于雙桿式配變臺(tái)區(qū)的10kV線路、低壓線路是架空的，因此即便少放一臺(tái)配 變，由于電源必須供人每戶居民，其架空線路并不會(huì)減少，況且多放一臺(tái)配變也不占地面綠地，也就是說(shuō)，對(duì)于雙桿式配變臺(tái)區(qū)而言，臺(tái)區(qū)的多少對(duì)環(huán)境的總體影響基本不變，因此其比較適用多布點(diǎn)的原則。而對(duì)于箱變而言，其進(jìn)出線均為電纜，露出地面的電力設(shè)備是箱式變壓器，因此箱變數(shù)量當(dāng)然是越少越好。由于客戶 的供電容量是確定的，因此，箱變數(shù)量減少，就意味著單臺(tái)箱變的容量就要增大。

　　2、箱變多少，對(duì)線損影響不大

　　雙桿臺(tái)區(qū)小容量、多布點(diǎn)的一大優(yōu)點(diǎn)是減少低壓線路的供電半徑、減少導(dǎo)線電流，從而達(dá)到減少低壓線路線損的目的。對(duì)于箱變，根據(jù)合理布點(diǎn)的原則，其一般放置在二幢或幾幢房子的中間的綠地上，供電半徑不過(guò)幾十米，由于可供布置的環(huán)境的限制，供電半徑幾乎與箱變數(shù)量無(wú)關(guān)。每個(gè)箱變低壓出線3-6回，通過(guò)電纜排管供至每幢樓旁的電纜分支箱，每個(gè)分支箱再出4-8回供電至每一梯戶的電能表箱處，每一電能表再供電至每一用戶。對(duì)于雙桿變而言，其低壓出線一般為左右二回 出線，因此，當(dāng)線路上的用戶數(shù)增加時(shí)，其線路上流過(guò)的電流同時(shí)增大，而對(duì)于箱變而言，隨著供電用戶數(shù)的增加，箱變出線回路數(shù)也同時(shí)增加，但每一回出線的供電負(fù)荷基本不變。所以，無(wú)論箱變數(shù)量多少，低壓線路的損耗基本保持不變。相反，由于配變數(shù)量減少，在可比的情況下，鐵損反而下降。

　　3、由小區(qū)特點(diǎn)決定

　　在住宅小區(qū)箱變布點(diǎn)時(shí)，我們并非為了大容量而使用大變壓器，就如上述所言，采用合理布點(diǎn)的原則，即先確定一個(gè)合理的供電范圍，再根據(jù)供電范圍內(nèi)的用電負(fù)荷情況計(jì)算配變?nèi)萘浚⒏鶕?jù)此容量一步到位。

　　4、節(jié)約投資

　　一臺(tái)630kVA箱變需資金約為21萬(wàn)元，即333元/kVA：而一臺(tái)315kVA的箱變也需18萬(wàn)元，即571元/kVA。這是由于，箱變內(nèi)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)等設(shè)備成本所占比例較高，因此，單臺(tái)箱變的容量越大，其每一千伏安的成本就越低。

　　5、可靠性分析

　　箱變采用環(huán)網(wǎng)供電，可靠性較高，無(wú)論是使用二臺(tái)小容量的箱變，還是采用一臺(tái)大容量的箱變，其對(duì)用戶的供電可靠率基本一致。如低壓有特別重要的用戶，可通過(guò)電纜分支箱切換。

　　6、電壓分析

　　以S9型配變?yōu)槔?00-500kVA配變的阻抗電壓均為4%，630-1600kVA配變的阻抗電壓也僅為4.5%。也就是說(shuō)，當(dāng)小容量的配變和大 容量的配變均處于同等負(fù)荷率的情況下，其在配變上的電壓損失是一致的。事實(shí)上，如果采用二臺(tái)250kVA配變替代一臺(tái)500kVA，由于500kVA所帶 用戶數(shù)是每臺(tái)250kVA配變所帶用戶數(shù)的一倍，因此，500kVA用戶用電的同時(shí)率要低于250kVA用戶用電的同時(shí)率，即當(dāng)出現(xiàn)更高負(fù)荷時(shí)，500kVA配變的負(fù)荷率要小于每臺(tái)250kVA配變負(fù)荷率，因此，當(dāng)出現(xiàn)更高負(fù)荷時(shí)，500kVA配變上的電壓損耗要比每臺(tái)250kVA配變都小。 由于每回低壓出線的負(fù)荷基本上都是一樣的，則電壓在低壓線路上的損耗是一樣的，因此，采用大容量的箱變，其電壓要優(yōu)于小容量配變。來(lái)源:輸配電設(shè)備網(wǎng)

三、箱式變電站容量的確定

　　箱式變電站容量的確定應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小來(lái)確定，一般采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。比如一，幢25層一梯六戶的高層住宅，在戶外設(shè)置一臺(tái)箱變。每戶的負(fù)荷按 7kW考慮，住宅小區(qū)內(nèi)居民由于作息時(shí)間不同，同時(shí)系數(shù)小些。取同時(shí)系數(shù)一般為：50戶以下0.55，50～100戶0.45，100戶～200戶 0.40，200戶以上0.35。

　　此次供電每臺(tái)箱變供電用戶150戶，據(jù)此，每臺(tái)配變的負(fù)荷為7kW×150×0.33=346.5kW，以功率因數(shù)補(bǔ)償至0.9計(jì)，則配變?nèi)萘繛?85kVA，取整為400kVA。

四、使用中需注意的其他幾個(gè)問(wèn)題

　　1、由于箱變是免維護(hù)設(shè)計(jì)，在維護(hù)上不是很方便，因此在開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇上我們應(yīng)優(yōu)先選擇性能比較優(yōu)良的，變壓器選用性能好、低損型的，如現(xiàn)在推薦使用的卷鐵心S11型。

　　2、無(wú)論美式還是歐式箱變散熱都不是盡善盡美的，尤其是在太陽(yáng)直曬比較嚴(yán)重的地區(qū)，溫度升高，影響塑殼斷路器分?jǐn)啵沟脭嗦菲鞑荒苷ｉ_(kāi)斷負(fù)載及短路電流，易引發(fā)故障，因此散熱裝置是必要的，尤其要在箱式變基礎(chǔ)中做成散熱池，以增加對(duì)流。