芻議智能型箱式變電站的發(fā)展及應(yīng)用

曾偉健

摘 ?要：為了促進(jìn)智能型箱式變電站的發(fā)展、揭示智能型箱式變電站的重要性，對(duì)箱式變電站進(jìn)行了介紹，對(duì)我國正在使用的產(chǎn)品進(jìn)行了比較，闡述了智能型箱式變電站的發(fā)展前景，并根據(jù)對(duì)智能型箱式變電站功能的研究指出了應(yīng)用智能型箱式變電站的意義。

關(guān)鍵詞：智能型箱式變電站;電力設(shè)備;電力資源;工業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TM63 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.126

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力資源的需求不斷提高，傳統(tǒng)變電站已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)和日常生活對(duì)電力的需求。20世紀(jì)60—70年代，西方發(fā)達(dá)國家率先提出了對(duì)電氣技術(shù)的改進(jìn)，并推出了一種安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低、無污染的戶外成套變電所。在20世紀(jì)80年代，我國開始引進(jìn)此類箱式變電站，并在全國范圍內(nèi)推廣使用。目前，其已廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、工地、車站和道路照明等戶外場(chǎng)所，成為了我國電力設(shè)備的重要產(chǎn)品之一，對(duì)我國電網(wǎng)的安全、快捷運(yùn)行具有重要意義。

1 ?智能型箱式變電站的發(fā)展

智能型箱式變電站是以傳統(tǒng)變電站為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化而成的一種可自動(dòng)化控制和管理的新產(chǎn)品。智能型箱式變電站的產(chǎn)生符合時(shí)代發(fā)展的要求，能滿足人們?cè)谏a(chǎn)、生活中的電力需求。從20世紀(jì)我國引入歐式智能型箱式變電站開始，智能型箱式變電站在我國得到了廣泛使用，我國已經(jīng)開始自行開發(fā)設(shè)計(jì)并投入市場(chǎng)。

1.1 ?智能型箱式變電站的起源

箱式變電站又稱為戶外成套變電站，可縮短供電半徑，一般用于農(nóng)村電網(wǎng)的線路改造中。傳統(tǒng)箱式變電站是一種將中壓開關(guān)設(shè)備、變壓器與低壓配電設(shè)備按照規(guī)定接線方式整合在一起的成套變配電設(shè)備。但隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，耗電設(shè)備大規(guī)模增加，對(duì)電力資源的需求也越來越大，傳統(tǒng)箱式變電站已經(jīng)滿足不了人們的需求。為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，智能型箱式變電站作為一種節(jié)省空間、節(jié)約電能、自動(dòng)化控制的新一代產(chǎn)品，被逐漸應(yīng)用到我國電網(wǎng)線路的建設(shè)中。

智能型箱式變電站是在傳統(tǒng)箱式變電站的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、智能化控制系統(tǒng)和配電自動(dòng)化系統(tǒng)改造而成的，其間經(jīng)過了半數(shù)字化箱式變電站和全數(shù)字化箱式變電站的發(fā)展階段。箱式變電站的不斷發(fā)展使電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能更大、安全度更高，逐漸滿足了用戶的電力需求。

1.2 ?智能型箱式變電站的分類

20世紀(jì)，我國開始使用歐式智能型箱式變電站，截至目前為止，歐式箱變?nèi)员晃覈糠值貐^(qū)廣泛使用。除歐式箱變外，美式智能型箱式變電站和我國自行開發(fā)設(shè)計(jì)的變電站也是我國使用智能型箱式變電站的主要類型。

1.2.1 ?歐式智能型箱式變電站

作為我國最早引入的智能型箱式變電站，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外殼內(nèi)有許多隔板，導(dǎo)致其體積較大、安裝困難、散熱性差，但是歐式箱變輻射較低，主要應(yīng)用于高層住宅等建筑物中?；谝陨喜蛔?，電力部門又引進(jìn)了散熱性較好的美式智能型箱式變電站。

1.2.2 ?美式智能型箱式變電站

美式箱變采用的主要部件為單變壓器，其體積較小、便于安裝，適用于住宅小區(qū)。但美式箱變無法完全適用于我國的10 kV電網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，導(dǎo)致供電的安全性和可靠性較差。因此，雖然美式箱變比歐式箱變外形美觀、散熱性好，但供電質(zhì)量較差，對(duì)電力需求較低的住宅小區(qū)可采用此箱變。

1.2.3 ?我國自行開發(fā)設(shè)計(jì)的變電站

基于以上2種智能型箱式變電站的優(yōu)、缺點(diǎn)，我國自行研制了更適合我國用戶的智能型箱式變電站，但由于我國的技術(shù)水平有限、研發(fā)力度不足，導(dǎo)致國內(nèi)產(chǎn)品在技術(shù)和質(zhì)量上與歐、美產(chǎn)品有較大的差距。目前，我國正在加大對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)力度，產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)正在逐漸滿足市場(chǎng)的需求。

通過以上3種智能型箱式變電站的比較可見，智能型箱式變電站仍然處于發(fā)展階段。隨著用戶需求的日益增加，智能型箱式變電站將具有更廣闊的發(fā)展前景。

2 ?智能型箱式變電站的功能

智能型箱式變電站比傳統(tǒng)箱式變電站在供電可靠性和用戶滿意度等方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。在智能型箱式變電站的應(yīng)用過程中，必須了解和掌握其智能系統(tǒng)的智能化功能。

2.1 ?檢測(cè)功能

智能型箱式變電站的智能系統(tǒng)可檢測(cè)電壓、電流、功率和油溫等日常運(yùn)行參數(shù)。其中，斷路器和分散式單元一一對(duì)應(yīng)，且可對(duì)分散式單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)。同時(shí)，可將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過主機(jī)聯(lián)網(wǎng)傳輸給主機(jī)終端，再由總控制臺(tái)根據(jù)反饋數(shù)據(jù)，從而對(duì)實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

2.2 ?保護(hù)功能

智能系統(tǒng)設(shè)有過流、瓦斯和溫度保護(hù)。無論是過負(fù)荷還是瓦斯過量，都會(huì)引起溫度升高，當(dāng)某個(gè)相熔體達(dá)到一定溫度熔斷后，變壓器低壓負(fù)荷會(huì)自動(dòng)斷開，同時(shí)，向終端發(fā)出故障示警，從而提高供電可靠性。

2.3 ?控制功能

工作人員可在主機(jī)終端對(duì)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，工作人員可通過計(jì)算機(jī)及時(shí)定位故障區(qū)域并檢查故障原因，還可對(duì)高、低壓測(cè)斷路器開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，縮短了故障維修的時(shí)間，且保障了用戶的安全用電。

2.4 ?信號(hào)功能

可向分站或總站自動(dòng)傳輸故障位置信號(hào)、保護(hù)信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)等各種實(shí)時(shí)信號(hào)，使工作人員及時(shí)了解運(yùn)行狀態(tài)，保障供電線路的穩(wěn)定。

3 ?智能型箱式變電站的應(yīng)用

由于智能型箱式變電站具有上述自動(dòng)化功能，所以，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鐵路、車站和道路照明等建設(shè)中。鐵路信號(hào)系統(tǒng)的

穩(wěn)定是鐵路安全運(yùn)行的關(guān)鍵，智能型箱式變電站具有控制功能和信號(hào)功能，能有效保障鐵路供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。對(duì)于車站、道路等戶外設(shè)置，當(dāng)供電線路出現(xiàn)過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，智能型箱式變電站可起到增大變壓器容量的作用。智能型箱式變電站的廣泛應(yīng)用使我國電網(wǎng)的運(yùn)行和管理水平有了極大的提高。

4 ?結(jié)束語

智能型箱式變電站是在傳統(tǒng)箱式變電站的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多個(gè)階段地改善而產(chǎn)生的一種復(fù)雜的智能化系統(tǒng)，它也是隨著時(shí)代的需求應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物。但我國目前使用的智能型箱式變電站還存在各種缺陷，因此，必須在應(yīng)用現(xiàn)有變電站的同時(shí)，不斷優(yōu)化和完善變電設(shè)備，從而使供電線路更加安全、可靠。

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〔編輯：張思楠〕

Development and Application of Intelligent Box Type Substation

Zeng Weijian

Abstract： In order to promote the development of intelligent box type substation， revealing the importance of intelligent box type substation， of the box type substation were introduced， and discusses the prospects for the development of the intelligent box type substation of our country is used products， and according to the research on the intelligent box type substation functions pointed out the significance of application of intelligent box type substation.

Key words： smart box substation; power equipment; power resource; industrial production