一、應用背景。
箱式變電站不同于常規土建配電室,其主要特點是:
(1)變電站在制造廠完成設計、制造和安裝,并完成內部電氣接線。
(2)變電站經過規定的型式測試和評估。
(3)變電站經出廠試驗驗證。
箱式變壓器是一種集高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置于一體的工廠化預制緊湊型配電設備,具有成套性強、體積小、占地少、送電周期短、選址靈活、對環境適應性強、安裝使用方便、運行安全可靠、投資少、見效快等優點。
箱變應用于市區,可安裝在路邊綠化區、道路交叉口、生活區、生產現場、高層建筑等。同容量箱變占地面積僅為配電室占地面積的1/5~1/10,同時大大減少了工程施工量,投資少,見效快。
二、箱式站的整體結構。
在組合箱變中,高壓開關設備所在的室一般稱為高壓室;變壓器所在的室一般稱為變壓器室;低壓配電裝置所在的室稱為低壓室。這三個房間在箱式站房間有兩種布置,即目字和品字型。又稱歐變與美變的布置。
三、箱變中的中壓開關設備。
在箱式站中,如果是終端接線,則采用(負載開關+熔斷器)組合電氣柜;如果是環網接線,則采用環網供電單元。環網供電單元一般配有負荷開關,由兩個負荷開關柜和一個變壓器保護柜(負荷開關+熔斷器)組成電氣柜。由于我國在城市網絡建設和改造中實施了環網供電,以減少供電中斷,預計環網供電單元將有很大發展。
SF6環網供電單元的特點是大大提高了人身安全,安裝簡單,維護少,省地,經濟效益顯著。環網供電單元由間隔組成,一般至少由三個間隔組成,即兩個電纜進出間隔和一個變壓器電路間隔。
城市網絡一般采用環纜,在使用架空線的地方,可以將架空線引到環網供電單元旁邊,然后由電纜引和引出。一般而言,母線和開關封閉在充SF6殼體內。因為外殼是封閉的,所以不受外界環境的影響,提高了設備的可靠性,而且由于SF6絕緣,所以可以做到體積小。由于充氣壓力低,密封等問題也容易解決。
四、變壓器的匹配和散熱處理。
箱式變壓器是一種降壓變壓器,將10kV降至380V/220V,變壓器容量一般為50~1600kVA,箱式變壓器最常用的容量為80~630kVA。變壓器采用S11或更高級別的全密封、免維護、低噪音、高性價比的油浸式變壓器(噪音≤50dB)或新型干式變壓器SCB10。使用干式變壓器時,變壓器室必須配備散熱系統。目前需要使用S11系列配電變壓器,有的還使用非晶合金變壓器。其優點是空載損耗小,只有1/4~1/3,但價格比1.3~1.6倍高。然而,隨著制造技術的提高,一旦價格下降,非晶合金變壓器將占據市場主導地位。
設置變壓器有兩種方式:一種是將變壓器暴露在空氣中,但仍在殼體內,更換方便(歐式箱變布置);另一種是將變壓器安裝在封閉的隔間內(美式箱變布置)。后者,為了防止日照輻射,變壓器室的室溫升高,在周圍的墻壁上添加了隔熱材料。雙層夾板結構,頂蓋設計成帶空氣墊或隔熱材料的氣體建筑結構,內置通風道,配有自動強制排氣通風裝置(軸流風機或橫幅風機)。一般情況下,裝置的開啟和停止,由變壓器室的溫度監測裝置自動控制,其溫度的整定值按允許溫度的80%~90%設定;室內正常溫度下,通過自然通風散熱。
五、低壓側的功能特點。
在低壓(0.4kV)側,出線保護可配有多個空氣開關或刀熔開關;自動循環投切無功補償裝置,補償容量一般為變壓器容量的30%;有獨立的電能計量箱。
配置智能控制器的低壓開關可以實現預警功能,并提供信號單元和操作控制,同時還具有表計功能。
六、外殼制造工藝。
表面保護層附著力差。使用壽命短制約了普通鋼板用于室外箱變。一些外殼采用不銹鋼板、鋁合金板或聚苯乙烯復合板,而不是金屬外殼(如玻璃纖維增強水泥板、玻璃纖維增強塑料板、彩板等)。當使用玻璃纖維增強水泥板和玻璃纖維增強塑料板時,為了采光和防止雨水淋入,頂蓋可以做成表面光滑的防水滴邊。