箱式變電站在農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)過(guò)程中的應(yīng)用

張鴿

(國(guó)網(wǎng)西藏電力有限公司，西藏 850000)

1 引言

當(dāng)前西藏自治區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)工程建設(shè)分布廣泛，用電地點(diǎn)和施工點(diǎn)比較分散，海拔較高，存在很多人為和自然因素的影響，施工和變電站管理難度較大，由于人員素質(zhì)問(wèn)題，使得農(nóng)村電網(wǎng)終端變電站(非箱式變電站)的工程施工很多沒(méi)有完全按照相關(guān)工程建設(shè)的工藝和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，在變電站投運(yùn)后存在很多問(wèn)題，為將來(lái)運(yùn)行維護(hù)單位的運(yùn)維帶來(lái)了極大的工作量，同時(shí)使得故障率很高，給安全可靠性供用電帶來(lái)的較大的影響，針對(duì)以上情況做以下主要問(wèn)題分析。

2 箱式變電站概述

箱式變電站，簡(jiǎn)稱(chēng)“箱變”，箱式變電站又稱(chēng)戶外變電站，也稱(chēng)做組合式變電站，通常主體為三相油浸式電力變壓器，并將高低壓開(kāi)關(guān)、電能計(jì)量、防雷保護(hù)等組件合理布置，緊湊連接，放置于一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)箱式房?jī)?nèi)，融為一體，它具備了變電、配電功能，又有計(jì)量裝置，是一座完整的、占地面積小、占用空間少、安裝方便的受電變配電站。隨著配電裝置向成套化方向快速發(fā)展，箱變以其獨(dú)有的特點(diǎn)，非常適應(yīng)于農(nóng)村10kV、35kV規(guī)模的終端變電所的新建工作。西藏具有地域廣闊，高原地區(qū)特殊氣候特點(diǎn)，平均海拔在4000米左右，多山、多無(wú)人區(qū)，很多變電站建設(shè)在人口稀少的地方，施工建設(shè)較為困難。人口分布擴(kuò)散的地方，適合箱式變電站的建設(shè)和應(yīng)用，箱式變電站設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)無(wú)油化，主變采用油浸式變壓器，是在降低投入成本的同時(shí)，也增加主變的帶負(fù)載能力。

3 箱式變電站的特點(diǎn)

箱式變電站以其顯著優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)(改造)中應(yīng)用。因其具有組合靈活、便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便、施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、無(wú)污染、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)(改造)中，應(yīng)用于農(nóng)村10～35kV中小型變電所的建設(shè)與改造，還具有易于深入負(fù)荷中心，減少供電半徑，提高末端電壓質(zhì)量等特點(diǎn)，因此特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)和改造。

4 在西藏農(nóng)網(wǎng)升級(jí)過(guò)程中使用箱式變電站原因

(1)分析西藏農(nóng)村的特點(diǎn):西藏自治區(qū)包括7個(gè)地區(qū)(市)和73個(gè)縣(市區(qū))，全區(qū)共有683個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、5931個(gè)村、54.31萬(wàn)戶，農(nóng)村人口居住分散。長(zhǎng)期以來(lái)，西藏地區(qū)的農(nóng)牧民生活用能依靠薪柴、薪草、畜糞和草皮等的方式，大量自然資源被消耗，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給西藏本來(lái)就脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。近些年來(lái)西藏的生態(tài)環(huán)境有惡化的趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在:草地生態(tài)系統(tǒng)日趨惡化，荒漠化面積不斷擴(kuò)大，森林的生態(tài)調(diào)節(jié)能力下降，生物多樣性受到嚴(yán)重威脅。西藏生態(tài)環(huán)境脆弱，治理難度大，一旦遭受破壞，恢復(fù)將要付出更大代價(jià)。

(2)西藏農(nóng)村電網(wǎng)主要存在的問(wèn)題是:農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展受到電力供應(yīng)制約，在西藏地區(qū)的農(nóng)村供電與城市供電有很大差異，農(nóng)村人口居住分散，負(fù)荷密度低，用電量小;農(nóng)網(wǎng)供電線路長(zhǎng)，放射性供電網(wǎng)絡(luò)比重大。農(nóng)網(wǎng)供電質(zhì)量差、農(nóng)村用電水平低，是西藏農(nóng)村用電的突出問(wèn)題。第一，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，難以保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行和正常供電，影響農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱的具體表現(xiàn):一是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈放射狀，抵御事故和自然災(zāi)害的能力低;二是電源結(jié)構(gòu)不合理，骨干電源單一，電廠事故直接危及電網(wǎng)安全;三是設(shè)備老舊，技術(shù)裝備落后，故障率高;四是外力破壞和自然災(zāi)害頻繁。第二，供電能力和可靠性差、線損高、電壓質(zhì)量低，已成為制約農(nóng)村發(fā)展的“瓶頸”。以西藏拉薩七縣一區(qū)為例，目前大多數(shù)的農(nóng)村電網(wǎng)電源線均為單回線，不符合N－1安全穩(wěn)定原則，而且，聯(lián)絡(luò)線沿線的地理環(huán)境較差，故障率較高，這些都嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。第三，西藏電力農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本高，效益差，處于嚴(yán)重虧損狀態(tài)，增加的企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

(3)使用箱試變電站的原因:第一，西藏農(nóng)村電網(wǎng)在建設(shè)過(guò)程中，土地的使用工作越加不好協(xié)調(diào)，選用箱式變電站無(wú)房建工程量，減少了占地面積，設(shè)備布置集中，箱式變電站符合國(guó)家節(jié)約土地的政策。同時(shí)減少了建設(shè)的資金投入和建設(shè)周期，較一般常規(guī)變電站能節(jié)約資金40%，建設(shè)周期較常規(guī)變電站減少50%，使其能做到盡快建設(shè)、盡快運(yùn)行、盡快為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮最大的作用。第二，箱式變電站箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝。外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，內(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行受自然氣候環(huán)境及外界污染影響較小。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開(kāi)關(guān)柜、干式互感器、真空斷路器(彈簧操作機(jī)構(gòu))等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)裸露帶電部分，為全絕緣結(jié)構(gòu)，全站基本可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行(西藏地區(qū)除了主變)，采用無(wú)油設(shè)備將有效地避免常規(guī)變電站設(shè)備難以根治的滲漏問(wèn)題。第三，西藏農(nóng)網(wǎng)分布很分散，采用箱式變電站后減少了設(shè)備維護(hù)的工作量和減少了維護(hù)費(fèi)用，降低成本;第四，箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，在西藏以往的農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)和后期維護(hù)過(guò)程中，存在建設(shè)質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量和維護(hù)資金不足等問(wèn)題，造成目前很多已建成的農(nóng)網(wǎng)存在很大的安全隱患，隨著農(nóng)村用電量的不斷加大，十二五期間農(nóng)村將有很大的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)要發(fā)展電力要先行，目前西藏農(nóng)村電網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始了新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工作，建議可優(yōu)先考慮采用箱式變電站，即35kV及10kV設(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所;也可以采用35kV設(shè)備室外安裝，10kV設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式?？傊?，箱式變電站沒(méi)有固定的組合模式，使用單位可根據(jù)實(shí)際情況自由組合一些模式，以滿足安全運(yùn)行的需要。第五，首先區(qū)內(nèi)各縣域的電力管理部門(mén)不一，有水電局代管的、有電管站性質(zhì)的、由發(fā)改委代管的;其次各縣上沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的電力管理技術(shù)人才，這些給農(nóng)村電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶了極大的安全隱患，使用箱式變電站:一是可以降低故障率;二是減少了運(yùn)行維護(hù)的工作量和運(yùn)行維護(hù)成本;三是接線方式簡(jiǎn)單事故處理比較方便，專(zhuān)業(yè)技術(shù)相對(duì)要求較低;四是變電站內(nèi)二次采用綜合自動(dòng)化，具有“四遙”功能，滿足無(wú)人值班的要求;五是開(kāi)關(guān)有“五防”功能，電容器、電壓互感器、電流互感器等相關(guān)設(shè)備均應(yīng)在箱體內(nèi)，防止誤操作事故的發(fā)生;六是采用直流操作，選用全封閉免維護(hù)蓄電池，控制系統(tǒng)采用微機(jī)技術(shù)，具有與綜合自動(dòng)化的通訊接口，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)。

5 箱試變電站在西藏使用過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及建議

(1)箱式變電站在西藏較多適用于較為偏僻的地方，在運(yùn)行和維護(hù)工作上存在很大的問(wèn)題，建議在建設(shè)后較好的落實(shí)各項(xiàng)運(yùn)行維護(hù)單位、維護(hù)人和維護(hù)費(fèi)用;

(2)高原氣候特殊，建議在設(shè)備選型上面要盡量考慮到利舊和高原型設(shè)備，以降低成本和保證設(shè)備的可靠運(yùn)行;

(3)西藏農(nóng)網(wǎng)變電站一般而言電壓等級(jí)為35kV、10kV，建議接線方式要簡(jiǎn)單，站內(nèi)不設(shè)母線架構(gòu)，35kV進(jìn)線過(guò)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)入箱體內(nèi)，35kV一般采用單母線接線方式，10kV接線方式一般采用單母線分段接線方式，10kV出線采用電纜出線至架空線上。

(4)箱式變電站受體積及制造成本所限，出線間隔的擴(kuò)充裕度很小，目前西藏自治區(qū)各縣由于沒(méi)有相對(duì)專(zhuān)業(yè)人員和組織機(jī)構(gòu)，對(duì)自己將來(lái)電力需求預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，在進(jìn)行性箱式變電站的設(shè)計(jì)和預(yù)算的時(shí)候很容易出線小馬拉大車(chē)或大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象發(fā)生，降低了實(shí)際使用箱式變電站的優(yōu)越性，建議在進(jìn)行計(jì)劃建設(shè)前選擇負(fù)責(zé)人的單位對(duì)縣內(nèi)實(shí)際情況盡心全面的實(shí)際調(diào)研，而不是空頭編造或直接調(diào)用以往數(shù)據(jù)，應(yīng)該做到到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采集數(shù)據(jù);

(5)西藏地區(qū)海拔高，紫外線強(qiáng)，建議在選擇液晶顯示裝置應(yīng)考慮高溫和強(qiáng)紫外線;

(6)箱式變電站一般均為無(wú)人值班變電站，雖然有報(bào)警裝置，但是任然存在火災(zāi)情況的發(fā)生，建議在以后的建設(shè)過(guò)程中考慮滅火系統(tǒng);

(7)由于箱式變電站的空間小，不利于設(shè)備的檢修，建議在設(shè)備運(yùn)行前做好設(shè)備的交接工作，并做到定期和不定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面巡視檢查;

綜上所述，箱式變電站本身還存在很多的不足和缺點(diǎn)，但是在農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，綜合考慮其優(yōu)點(diǎn)大于常規(guī)變電站，相比優(yōu)點(diǎn)較多，展望未來(lái)箱式變電站的生產(chǎn)、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和管理工作水平都將會(huì)有很大的提高。

［1］俞學(xué)河.電力普遍服務(wù)關(guān)系的構(gòu)成要素［J］.電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2004(5).

［2］國(guó)家電網(wǎng)公司農(nóng)電部.數(shù)據(jù)看農(nóng)電的亮點(diǎn)和難點(diǎn)［J］.農(nóng)電管理，2006(5).

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