分析節(jié)能環(huán)保箱式變電站的選用

高立軍（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司汕頭分院，廣東　汕頭　515041）

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分析節(jié)能環(huán)保箱式變電站的選用

高立軍（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司汕頭分院，廣東汕頭515041）

我國工程建設(shè)中箱式變電站使用越來越廣泛，每年使用量非常巨大，選擇好該設(shè)備對(duì)國家建設(shè)環(huán)保型社會(huì)、節(jié)能型社會(huì)具有非常非常重要的意義。

環(huán)保；節(jié)能景觀地埋式箱變

1　傳統(tǒng)箱變應(yīng)用

箱式變電站（簡稱箱變）是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的必然產(chǎn)物，隨著近20年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市供電的格局也發(fā)生了較大的變化，過去那種集中降壓，長距離配電的方式已經(jīng)大大制約了城市供電，并降低了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。原因是：供電半徑大，線路損耗隨著用電負(fù)荷的增加而大大增加，同時(shí)供電質(zhì)量也大大降低。要減少線路損耗，保證供電質(zhì)量，就得提高供電電壓，這是眾所周知的。為此，國家在城網(wǎng)建設(shè)中，要求高壓直接進(jìn)入市區(qū)，深入負(fù)荷中心。有資料顯示，將供電電壓從380V上升到l0kV，可以減少線路損耗60%，減少總投資和用銅量52%，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。要實(shí)現(xiàn)高壓深入負(fù)荷中心，箱變是最經(jīng)濟(jì)、方便、有效的設(shè)備之一。

箱變是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定接線方案組成一體的工廠預(yù)制的緊湊式中壓配電裝置，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起。箱變不同于常規(guī)化土建變電站，其主要特點(diǎn)是：①箱變?cè)诠S完成設(shè)計(jì)、制造、裝配，并完成其內(nèi)部電氣接線；②箱變經(jīng)過規(guī)定的型式試驗(yàn)考核；③箱變經(jīng)過出廠試驗(yàn)的驗(yàn)證。

國外在60年代和70年代就大量生產(chǎn)和使用箱變，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，在歐洲箱變己占配電變壓器的70%左右，在美國箱變產(chǎn)量占配電變壓器產(chǎn)量的80%以上。

自70年代后期，我國從法國、德國等歐洲國家引進(jìn)并仿制了預(yù)裝式變電站，即通常講的“歐式箱變”，原電力部早在80年代初就將箱變列為城市電網(wǎng)建設(shè)與改造的重要裝備。目前我國“歐式箱變”生產(chǎn)廠家已發(fā)展到近百個(gè)，年產(chǎn)“歐式箱變”數(shù)千臺(tái)。

從90年代起，美國箱變（簡稱美式箱變）引入我國，本文中稱為“組合式變壓器”。由于其體積小、重量輕、安裝使用簡便、安全可靠、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，為廣大供電部門和用戶所接受。

由于箱變具有成套性強(qiáng)、體積小、占地少、能深入負(fù)荷中心、提高供電質(zhì)量、減少線路損耗、縮短送電周期、選址靈活、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便、運(yùn)行安全可靠及投資少、見效快等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以箱變有著廣闊的使用范圍，它適用于城市公共配電、高層建筑、住宅小區(qū)、公園、高速公路等，還適用于油田、工礦企業(yè)及施工場所等。它是繼土建變電所之后崛起的一種嶄新的變電站，是城市電網(wǎng)建設(shè)與改造的必需設(shè)備。

2　景觀地埋式箱變的誕生

在以前的大中城市的市中心及商業(yè)區(qū)，由于沒有位置建造配電房，也曾大量使用歐式箱變和美式箱變這兩種箱變來解決電纜入地問題。但經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，雖然這兩種箱變的體積相比普通配電房小了很多，但實(shí)際需要占用的地面面積也不小，而由于體積較大，外觀簡陋，往往與現(xiàn)代化的商業(yè)氛圍極不協(xié)調(diào)，很多城市的舊城改造，路面比較狹窄，被箱變占用了本已緊張的人行道，導(dǎo)致行人出行的不便，城管部門怨言不少。在不少城市的街道，多次出現(xiàn)根本沒有安裝位置，箱變落不下去的情況，造成一些新建、改造項(xiàng)目遲遲無法實(shí)施。不僅如此，在經(jīng)過幾年運(yùn)行后，不少箱變因?yàn)槿諘裼炅?，?dǎo)致外觀變色、脫漆，以及野廣告粘貼等影響，污損非常嚴(yán)重，極為影響市容市貌。因此，以往箱變作為曾經(jīng)先進(jìn)的配網(wǎng)設(shè)備，隨著城市建設(shè)的發(fā)展變化，已變成了落后的設(shè)備，市場呼喚新型箱變的出現(xiàn)。

從20世紀(jì)80年代開始，在北美洲的大中城市，城市的配電已經(jīng)大量使用地埋式變壓器。地埋式變壓器安裝在地表以下，不占用地表空間，可浸水運(yùn)行，而且，地埋式變壓器真正做到了其它類型變壓器所無法比美的——免維護(hù)。但是，由于中國內(nèi)地的城市規(guī)劃相對(duì)比較落后、供配電的規(guī)范和要求與北美洲有較大的差異，所以地埋式變壓器在中國一直沒有得到廣泛的應(yīng)用。21世紀(jì)初，我國在充分吸收地埋式變壓器核心技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合解決國內(nèi)在應(yīng)用地埋式變壓器過程中所遇到的問題，發(fā)明創(chuàng)造了景觀式地埋箱變！新型景觀式地埋箱變有效地解決了地埋式變壓器的運(yùn)行環(huán)境問題和近距離的變配電問題。

3　景觀地埋式箱變的特點(diǎn)及應(yīng)用

3.1產(chǎn)品的特點(diǎn)

景觀地埋式箱變是由可浸水運(yùn)行的地埋式變壓器和用以安裝放置地下式變壓器的預(yù)裝地坑外殼、戶外高/低壓配電設(shè)備以及裝飾、保護(hù)用的景觀外殼，安裝組合而成的一種新型預(yù)裝式變電站。

景觀式地埋箱變可以減少占地和靈活安裝布置，能有效減少供電半徑范圍；變壓器為地埋式，并可浸水運(yùn)行，提高供電的可靠性；設(shè)備的外露部分采用與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一的景觀外殼設(shè)計(jì)，達(dá)到配電設(shè)備與環(huán)境和諧的效果。

圖1　

新型景觀地埋式箱變以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)及制造工藝，采用地下式變壓器并埋之于地面以下，具有防爆炸、可完全浸水運(yùn)行、噪聲低、占地面積少、安裝環(huán)境要求低、可接近負(fù)荷中心安裝等特點(diǎn)，可采用分布式供電，大幅減少低壓電纜的投入和長期降低線路損耗、節(jié)省電費(fèi)。該產(chǎn)品徹底解決了供電系統(tǒng)原來使用的配電房、柱上變、箱式變壓器占地寬、安裝難等實(shí)際問題。以燈箱廣告經(jīng)營帶動(dòng)后期維護(hù)，有一定的經(jīng)濟(jì)效益，還改變了老式箱變產(chǎn)生的城市牛皮癬臟亂形象。

3.2產(chǎn)品的應(yīng)用狀況

新型地埋式箱變自 2005年開始掛網(wǎng)運(yùn)行，目前，新型地埋式箱變作為一種新型的配電模式已在全國二十多個(gè)省市得到應(yīng)用，尤其在很多國家重點(diǎn)項(xiàng)目中（如2008奧運(yùn)，廣州亞運(yùn)等）的成功應(yīng)用得到了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和市民的充分肯定，貴州省電網(wǎng)已將其作為城網(wǎng)改造的主要配網(wǎng)方式予以推廣，僅貴陽一市就有近200臺(tái)掛網(wǎng)運(yùn)行。

4　新型地埋式箱變與傳統(tǒng)箱變的綜合對(duì)比

4.1相同點(diǎn)

（1）都能實(shí)現(xiàn)高壓受電、變壓器變電、低壓配電或補(bǔ)償及保護(hù)這些功能，相當(dāng)一個(gè)小型的無人值守變電站。

（2）適用于環(huán)網(wǎng)、雙線、終端供電方式，且三種方式互換性極好，進(jìn)線方式采用電纜。

（3）高壓室采用完全可靠的緊湊設(shè)計(jì)，具有全面的防誤操作連鎖功能，可靠性高，操作檢修方便。

（4）高壓可兼容油浸式負(fù)荷開關(guān)、空氣負(fù)荷開關(guān)、SF6負(fù)荷開關(guān)、真空斷路器等。

（5）變壓器室采用溫度控制，可采用自然通風(fēng)或頂部強(qiáng)迫通風(fēng)。

（6）低壓室設(shè)有計(jì)量和無功補(bǔ)償，可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)二次回路及出線數(shù)，滿足不同需要。

（7）安裝方便，在箱式變電站的基礎(chǔ)下面設(shè)有電纜室，而在低壓市內(nèi)設(shè)有人孔可進(jìn)入電纜室進(jìn)行工作。

4.2不同點(diǎn)（見表1）

5　發(fā)展趨勢(shì)

我國箱變行業(yè)雖然從引進(jìn)到生產(chǎn)，已經(jīng)有二十多年的歷史了，但箱變的應(yīng)用率仍然很低，距世界發(fā)達(dá)國家70～90%的水平相去甚遠(yuǎn)，市場具有很大的潛力。

表1　

在社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程中，負(fù)荷密度越來越高，城市用地越來越緊張，城市配電網(wǎng)逐步由架空向電纜過渡，桿架方式安裝的配電變壓器也將越來越不適應(yīng)人們的要求了。因此，箱變，特別是小型化箱變將會(huì)成為主要的配電設(shè)備之一。

新型埋地式箱變具有非常明顯的優(yōu)越性，在配電設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來越廣。景觀地埋變相對(duì)普通箱變具有投資省、占地少、能耗低、噪音低、外觀美、壽命長、免維護(hù)等優(yōu)，是今后發(fā)展的方向。

［1］逯曉青.錦州中安66kV變電站增容改造工程設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究［D］.華北電力大學(xué)，2014.

［2］周世文.49.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電工程設(shè)計(jì)及其環(huán)境效益建模［D］.寧夏大學(xué)，2014.

［3］魏敏.10kV智能箱式變電站的設(shè)計(jì)與研究［D］.華僑大學(xué)，2013.

［4］張曉燕.光伏箱式變電站智能規(guī)劃設(shè)計(jì)［D］.浙江工業(yè)大學(xué)，2014.

高立軍（1965-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事工業(yè)工程電氣自動(dòng)化工作。

TM63

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2095-2066（2016）19-0010-02

2016-6-20