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箱式變電站是一種高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機地組合在一起，安裝在一個防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，全封閉運行，特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造，是繼土建變電站之后崛起的一種嶄新的變電站。

箱式變電站適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風(fēng)力發(fā)電站，它替代了原有的土建配電房，配電站，成為新型的成套變配電裝置。箱式變電站適用于住宅小區(qū)、城市公用變、繁華鬧市、施工電源等。

01 箱式變電站適用場所

1. 用作路燈箱變：無論是歐式箱變還是美式箱變在小負荷用電系統(tǒng)中都比傳統(tǒng)土建電房有優(yōu)勢。箱式變電站因為造價成本比普通電房低很多，外觀也很漂亮，歐式箱變還可以采用景觀型外殼，更是一道靚麗的風(fēng)景線。

2. 公園、小區(qū)用電：在公園、小區(qū)等地也經(jīng)常采用箱式變電站供電，公園、小區(qū)往往追求美觀和占用空間，箱式變電站很好的解決了這兩個難題，外觀優(yōu)美同時占地面積又小。

3. 工礦用電：工廠、礦山等地區(qū)因為地形復(fù)雜，時間成本昂貴，所以對供電設(shè)備要求高。箱式變電站安裝方便，現(xiàn)場施工量少，同時防護等級為IP33，可以大大減少施工量和工期，安裝在地形復(fù)雜的地區(qū)。

4. 臨時用電：施工單位經(jīng)常隨著工地的遷移而改變用電地點，所以需要一套可以移動的配電設(shè)備，箱式變電站具有很好的移動性，負載能力也足夠大，完全可以滿足施工現(xiàn)場臨時用電需求。

02 箱式變電站如何配置

一、箱變高壓側(cè)配置

1）箱變根據(jù)高壓側(cè)的一次接線方式，分為終端型和環(huán)網(wǎng)型。不需考慮另外接線的就是終端型箱變：如果高壓側(cè)為一進多出或是多進一出的(多為一進兩出或三出，或是兩進一出或兩出)，均可視為環(huán)網(wǎng)型箱變。

2）歐式箱變高壓側(cè)有斷路器配置的．也有負荷開關(guān)—熔斷器組合保護的?？紤]到箱變造價，對于容量不超過800 kV·A的箱變且高壓側(cè)保護配置要求不高時，多采用后者。

3）歐式箱變內(nèi)配置的高壓負荷開關(guān)多為FLN-12型六氟化硫負荷開關(guān)。

4）保護用高壓熔斷器熔體的額定電流按下式選擇：

Irr=KIgmax

式中

Irr——熔體的額定電流，A；

K——系數(shù)，一般可取1.3：

Igmax——變壓器高壓側(cè)額定電流。

5）考慮操作和檢修上的安全，歐式箱變高壓側(cè)配置應(yīng)符合以下要求。

①負荷開關(guān)在斷開狀態(tài)時有接地裝置，確保檢修安全。

②負荷開關(guān)與隔離開關(guān)保證相互閉鎖，確保操作安全。

6）美式箱變由于高壓負荷開關(guān)一熔斷器組合電器與變壓器合二為一，組裝在同一個油浸的箱體內(nèi)，包括位置負荷開關(guān)、后備熔斷器、插入式熔斷器及變壓器。其環(huán)網(wǎng)型式是通過轉(zhuǎn)換位置負荷開關(guān)內(nèi)部連接端頭實現(xiàn)的。

二、箱變的低壓總配電柜的配置

箱變低壓總配電柜一般需要配置進線低壓隔離開關(guān)、低壓總斷路器和低壓總計量裝置。低壓隔離開關(guān)是為了滿足日常檢修維護的需要，必須安裝。低壓總斷路器根據(jù)變壓器容量和斷路器安裝處的短路電流來選擇。

變壓器低壓主斷路器一般選用框架式智能型斷路器，其選擇與整定要求如下。

1）斷路器的額定電流。一般選用變壓器容量值的2.0～2.5倍即可。相應(yīng)的額定開斷電流均大于變壓器低壓側(cè)的短路電流值，很少需要校驗。

2）長延時(即反時限、過負荷)過電流脫扣器整定電流Lset，要求滿足In≤Iset1≤Iz。其中，In為變壓器低壓側(cè)額定電流，Iz為低壓母線載流量。為使變電器容量得以充分利用而又不影響其使用壽命，Iset1宜等于或接近于In。

3）短延時(即定時限、過電流)過電流且脫扣器整定電流Iset2，要求滿足1.2Ifj≤Iset2≤Id/1.3。其中，Ifj為變壓器短時負荷尖峰電流，Id為變壓器單相接地故障電流。此要求對于D，yn11接線的變壓器容易滿足，但對于Y，yn0接線的變壓器則不易滿足，這也是箱變多采用D，yn11變壓器的原因。變壓器低壓總斷路器的短延時過電流脫扣器整定時間一般為0.6 s，可以保證與下一級斷路器的時間級差不小于0.2 s。

4）瞬時過電流脫扣器整定電流Iset3。由于有短延時過電流保護，為了保證更好的選擇性，Iset3值可以整定得大些，一般取Iset1，值的12～15倍。

三、箱變的無功自動補償裝置

按照國家目前的標(biāo)準(zhǔn)，無功補償容量一般要求按變電器容量的30％配置，這對于自然功率因數(shù)較高的使用條件下當(dāng)然是滿足要求的。但隨著空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、節(jié)能燈具等電感性家用電器的迅速普及，按變壓器容量的30％配置有時無法達到預(yù)期效果，應(yīng)以按變壓器容量的40％～60％配置，且分10個控制回路自動補償為宜，雖然造價有所增加，但相對于整個箱變的造價則微不足道，且補償效果良好。

四、低壓出線柜的配置

箱變的低壓出線柜的回路數(shù)，一般是根據(jù)其供電區(qū)域負荷分布并適當(dāng)預(yù)留1～3個回路來確定的，每條回路選用的斷路器規(guī)格型號則是根據(jù)其相應(yīng)的計算負荷來確定的。各饋線低壓斷路器的選擇與整定要求與變壓器總斷路器相近。但前提是一定要知道各饋線的計算負荷電流。方能合理配置。

03 箱式變電站戶外安裝注意事項

1. 箱式變電站接地導(dǎo)體必須為銅導(dǎo)體，且橫截面不能小于30mm2，對于部分故意減小接地導(dǎo)線規(guī)格的設(shè)備，容易遭受雷擊損壞設(shè)備。

2. 箱式變電站接地網(wǎng)絡(luò)還需要保證足夠的覆蓋面積和深度，箱變的接地網(wǎng)最好深埋在地底1米以下，為了降低電阻還應(yīng)該增加一些垂直接地極。

3. 箱式變電站應(yīng)該安裝在沒有強烈震動和沖擊的地區(qū)，附近不能出現(xiàn)較大的電磁感應(yīng)，電纜進出線路滿足施工安全距離。

4. 箱式變電站安裝應(yīng)選擇干燥通風(fēng)地區(qū)，水平安裝，傾斜度不超過5度。

5. 箱式變電站安裝地區(qū)不得有爆炸等危險物質(zhì)，以及腐蝕性氣體或液體存在。

6. 箱式變電站戶外使用過程無需值班，因此占地面積小，運行成本低。

04 箱式變電站常見電氣故障處理措施

1. 箱變過熱處理措施。箱式變電站電氣設(shè)備過熱，持續(xù)時間長容易導(dǎo)致絕緣老化，繼而使接頭松動。箱式變電站內(nèi)部短路也會使溫度升高，甚至引發(fā)火災(zāi)。變壓器繞組在運行中也容易發(fā)熱，持續(xù)發(fā)熱容易損壞變壓器。針對箱式變電站過熱問題，要及時清理箱變內(nèi)部殘留物質(zhì)，如塵埃等。其次是加強對箱變內(nèi)各個設(shè)備的溫度監(jiān)控，及時發(fā)出高溫預(yù)警信號。

2. 箱變有載開關(guān)故障。箱式變電站中有載開關(guān)除了自身故障問題，很少發(fā)生故障。有載開關(guān)故障主要是因為以下原因：其一開關(guān)使用時間過長，開關(guān)條框變形，導(dǎo)致開關(guān)出現(xiàn)松動、脫落現(xiàn)象；其二零部件強度不過關(guān)，導(dǎo)致分接開關(guān)進行切換操作時損壞；其三是開關(guān)質(zhì)量不達標(biāo)，使用一段時間后出現(xiàn)主軸斷裂等情況。為保證箱變穩(wěn)定運行，生產(chǎn)過程需要嚴(yán)格挑選有載開關(guān)，保證開關(guān)質(zhì)量及安裝工藝。

3. 箱變低壓開關(guān)跳閘故障。箱變低壓開關(guān)跳閘主要有兩個因素，其一是母線故障；其二是開關(guān)誤動等。出現(xiàn)低壓開關(guān)跳閘故障，需要對箱變進行仔細檢查，一旦主變低壓側(cè)出現(xiàn)過流保護時，需要立即對相關(guān)設(shè)備進行合理檢查和保護。與此同時排除開關(guān)誤動故障，著重考慮是母線故障還是線路故障。進一步檢查相關(guān)設(shè)備，查看使用設(shè)備的保護壓板是否出現(xiàn)漏投的情況，必要時采取專業(yè)設(shè)備檢查。

05 箱式變電站跳閘故障檢修

1. 箱式變電站運行階段跳閘主要有主變開關(guān)跳閘和線路開關(guān)跳閘兩種故障，其中主變開關(guān)跳閘又分為主變?nèi)齻?cè)跳閘故障和主變低壓側(cè)跳閘故障。判斷究竟是什么原因?qū)е孪涫阶冸娬咀儔浩魈l主要依靠各種監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。

2. 戶外箱式變電站出現(xiàn)跳閘故障時，檢修人員要第一時間趕到現(xiàn)場，盡快恢復(fù)通電。檢修人員首先查看是否有設(shè)備嚴(yán)重損壞，然后檢查跳閘開關(guān)和消弧線圈的工作情況。對于彈簧儲能式開關(guān)要檢查彈簧儲能是否故障，對于電磁式開關(guān)主要檢查開關(guān)動力保險。

3. 當(dāng)箱式變壓器主變低壓跳閘故障時，主要對變電設(shè)備中線路保護和主變保護進行檢查，尋找事故原因。當(dāng)變壓器低壓側(cè)造成過流保護是唯一故障原因時，可以排除線路故障，再進行輸出端子的檢查，然后進行變電設(shè)備檢查。當(dāng)變壓器低壓側(cè)過流保護的同時也存在線路保護時，可以根據(jù)線路是否開斷，直接斷定為線路故障，檢修人員不僅要對線路出口位置檢查，也要對整條線路進行檢查，排除線路故障后才能進行開關(guān)跳閘故障處理。

06 箱式變電站防火防爆運行注意事項

1. 箱式變電站不能長期過載運行，尤其是用過幾年后，就要開始留意線圈老化、絕緣老化等問題，防止發(fā)生短路。

2. 如果箱式變電站中安裝油浸式變壓器，還需要定期檢查變壓器油的絕緣性能，不合格的及時更換。

3. 預(yù)裝式變電站運行過程要隨時監(jiān)控變壓器運行狀況，防止變壓器鐵芯長期發(fā)熱導(dǎo)致絕緣老化，檢修時也要注意不能損壞絕緣層。

4. 箱式變電站日常檢修時要注意導(dǎo)線接觸問題，及時處理接觸不良的導(dǎo)線。

5. 預(yù)裝式箱式變電站高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓開關(guān)柜都會安裝避雷器，目的就是防止雷擊損壞相關(guān)設(shè)備，保護箱式變電站運行安全。

6. 箱式變電站設(shè)計階段需要考慮通風(fēng)散熱情況，設(shè)計足夠的通風(fēng)口和排氣風(fēng)扇，紫光箱式變電站在變壓器、低壓室都安裝有排氣風(fēng)扇，變壓器室有自動溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效控制箱式變電站內(nèi)溫度。

07 結(jié)語

箱式變電站通常安裝在戶外，常年處于無人看守的狀態(tài)，只有每年的定期檢查，才會對箱式變電站做一個全面維護。箱式變電站檢修是一個危險的工作，如果帶電檢修更要十分注意安全。箱變檢修工作復(fù)雜、繁瑣，工作量大，如果長時間從事該工作容易引起心里麻痹，造成電力事故。因此需要加強運維團隊的安全教育工作。箱式變電站的壽命通常在10~20年，如紫光箱式變電站壽命最長可達20年。為了讓箱式變電站正常運行，定期維護箱式變電站是必不可少的。