美式箱變在城市10kV配電網中的應用分析

張曉明

(廣東電網公司珠海香洲供電局,廣東 珠海 519000)

1 概述

目前，隨著我國城市化進程的加快，城市土地的附加值越來越大，越來越多的房地產開發(fā)商為充分利用土地資源，將原應設置在樓宇內的10kV變電所改為戶外箱變，以達到提高土地利用率的目的。其中美式箱變使用比例較高，在珠海地區(qū)約占配電供應站30%以上，占戶外箱式變電站50%，而且有越演越烈的趨勢。而美式箱變自身設計缺陷，諸如操作空間小、設備更換不便、表計不能明抄、變壓器不能調壓等等，就目前來講，都是難以克服難題以及誘發(fā)事故發(fā)生的根源。所以美變的過濫使用，在給客戶帶來價廉物美的電氣產品的同時，卻給電網運行及檢修部門帶來了極大的不便，增大事故發(fā)生幾率，增大供電部門的管理難度。

2 戶外箱變的種類、特點

目前，我國城市電網中掛網運行的戶外組合式變電站主要有2種型式：歐洲式戶外箱式變電站簡稱歐式箱變、美國式的戶外箱式變電站簡稱美式箱變。

歐式箱變內各個功能室各自獨立，并設置向外開起的鐵門，設計上與磚混式變電所有異曲同工之處，所選用設備均可互換。而美變則不同，早期的美變是有鮮明的軍工產品特點的，據相關資料介紹，七十年代未八十年代初，美軍為適應沙漠以及野戰(zhàn)需用而向相關電氣生產廠家訂購一批體積小、安裝方便的簡裝一體式供電站，出于軍事目的，當然設計上就因簡就陋，箱體內無計量裝置和電容無功補償裝置。

?

由于美式箱變體積小、結構緊湊、僅為同等容量歐式箱變的三分之一，故從上世紀的九十年代未，國內開始引進了這種設計新穎、外觀美觀、結構簡便、占地面積小的戶外箱變。在珠海，由于土地越來越少，特別是主城區(qū)土地更是尺土寸金，故這種安裝方便、與同類歐式箱變比價格低廉的戶外箱變越來越受到客戶的青睞，目前在主城區(qū)內工廠、商場、酒店、農副市場等周邊隨處可以見到類似產品。

3 美式箱變的運行分析

與歐式箱變比較，美式箱變鮮明特點就是體型小，結構簡單，箱體內變壓器與高壓開關組合在一體，難于進行有載調壓，只能滿足對供電質量要求不高的一般用電戶。

早期產品不裝計量表記及無功電容補償裝置，容量一般在630kVA及以下。2000年代后，隨著科學發(fā)展、技術創(chuàng)新、產品更新?lián)Q代，國內電氣廠商在引進、消化基礎上不斷對原產品進行升級改造，以最大限度適應市場需要，其中最大改造部分是將箱體擴大，在內部預留低壓計量表計位置，增加了電容無功補償裝置，但其本身結構設計上缺陷，技術上是難于克服的，以下就這方面的問題淺談自己的見解，供參考。

3.1 高壓開關操作不便

美式箱變中的高壓開關采用多位置負荷開關，終端采用二位置負荷開關，環(huán)網采用四位置負荷開關，通過旋轉開關位置實現(xiàn)分合閘，由于操作孔在箱體凹入部分，操作人員需貼近柜體，增加操作難度及風險。

3.2 低壓開關操作不便

由于空間狹小，低壓開關分合閘操作時稍有不慎就會碰到開關上端頭銅母線，增加操作人員危險。另外，由于位置狹窄，更換設備也很不便，尤其是需頻繁更換的電容器組。

3.3 抄表不便

由于表計裝在箱體內，電力部門抄表工每次抄表均需將箱變門打開，因表計裝在箱變低壓室狹窄空間內，如在光線不足或陰雨天氣，容易造成錯讀、誤讀，增大數據抄錯幾率。

3.4 散熱效果差

由于空間狹小，大部分箱變又無裝設強力通風裝置，目前在用的基本上是采用自然通風。在南方，特別是珠三角地區(qū)，夏季時間長，溫度高，局部地區(qū)達420C或以上，裝在戶外箱變內溫度常達600C溫度或以上，如此高的溫度極易使設備老化程度加快，而且珠三角地區(qū)每年的三、四、五月份濕度很大，達到90%甚至到100%，很容易造成相間短路。

4 美式箱變、歐式箱變的性價比

以上談了美變在實際運行中帶來的一系列問題，但是為和市場占有率還如次高呢？筆者認為價格占有很大的分量，以上就廠家提供的變壓器容量從125kVA開始至1000kVA止，高壓一進一出，低壓標準配置歐式箱變與美式箱變報價列表1。

從表1中可看出，剔除美變結構上諸多技術上缺陷，美變與歐變比，價格上有很大的優(yōu)勢，容量在315KVA時，歐變與美變價格最接近，但從315KVA至125KVA，315KVA至1000KVA每遞減、遞增一個級別，價格就相應遞增一個級別，價格相差越來越大，相差幅度從1.9萬至6.7萬逐步遞增。

對很多用戶來說，對這兩種箱變，有些是根本不懂、有些是似懂非懂，在這樣情況下，價格是占有關鍵因數，試想美變占地面積又小，且外觀還挺美觀，而且一項工程能少花幾萬錢，那和樂而不為呢？這也是美變占有半壁江山的原因。

5 美式箱變的適用范圍

隨著這幾年美式箱變普及使用，以及使用過程中所帶來的一系列問題，綜合運行、檢修、計量單位意見，筆者認為，應限制在一定范圍內，或至少因在工程技術人員在設計時告會用戶，所選用設備的利與弊，筆者認為選用美變時至少應考慮以下方面問題：

5.1 容量問題：建議容量控制在630KVA及以下時，主要考慮箱體本身散熱問題、回路出線問題。

5.2 環(huán)境問題：建議裝設在通風、通氣、遮陰位置，高出自然地面0.6米或以上，基礎底部設通風孔，如有條件，應在箱變頂部1米左右設遮陰棚（可種載爬藤類植物），夏天時可避免酷熱陽光直射，減少箱體溫度。

5.3 計量及回路問題：建議控制在單一計量類別的用戶，出線回路控制在4回路及以下，不需頻繁操作開關的用電戶，。

5.4 高壓設置問題：建議按終端負荷考慮，美變內高壓開關設置與歐變、磚混結構變電所采用高壓柜不一樣，

結語

綜上所述，在選擇戶外箱式變電站選型時，特別是在引進外國產品，如本文提到的美式箱變時，要有適應中國國情的問題。中國地大物博，南方、北方、內地、沿海，氣候相差很大，故選用設備時，一定考慮當地氣候條件，選用性價比優(yōu)越的、運行安全、可靠的電氣產品。

[1]丁雪峰;鄭梅。美式箱變在住宅小區(qū)配電中的應用[J].中國科技信息,2008.

[2]范杰 淺議美式箱式變電站在配電網中的應用[J].青海電力,2006.