箱式變電站,又叫預裝式變電所或預裝式變電站。是一種高壓開關(guān)設備、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制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設備,即將變壓器降壓、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,特別適用于城網(wǎng)建設與改造,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。
原理
箱式變電站(簡稱箱變)是一種把高壓開關(guān)設備配電變壓器,低壓開關(guān)設備,電能計量設備和無功補償裝置等按一定的接線方案組合在一個或幾個箱體內(nèi)的緊湊型成套配電裝置。它適用于額定電壓10/0.4KV三相交流系統(tǒng)中,作為線路和分配電能之用。
與同容量的歐式箱變相比較,美式箱變的結(jié)構(gòu)更為合理。由于歐式箱變是將變壓器及普通的高壓電器設備裝于同一個金屬外殼箱體中,變壓器室溫很高,引起散熱困難,影響出力;另一方面在箱體中采用普通的高壓負荷開關(guān)和熔斷器、低壓開關(guān)柜,所以歐式箱變體積較大。美式箱變與歐式箱變結(jié)構(gòu)上不一樣。從布置上看,其低壓室、變壓器室、高壓室不是目字型布置,而是品字型布置。從結(jié)構(gòu)上看,這種箱式變分為前、后兩部分前面為高、低壓操作間隔,操作間隔內(nèi)包括高低壓接線端子,負荷開關(guān)操作柄,無載調(diào)壓分節(jié)開關(guān),插入式熔斷器,油位計等;后部為注油箱及散熱片,將變壓器繞組、鐵芯、高壓負荷開關(guān)和熔斷器放入變壓器油箱中。
避雷器也采用油浸式金屬氧化物避雷器。變壓器取消油枕,采取油加氣隙體積恒定原則設計密封式油箱,油箱及散熱器暴露在空氣中,沒有散熱困難。低壓斷路器采用塑殼斷路器作為主斷路器及出線斷路器。由于結(jié)構(gòu)簡化,這種箱式變電站的占地面積和體積大大減小,由于其體積很小再加上只是一側(cè)開門,其所需占地面積僅是歐式箱變的1/4,體積僅為同容量歐式箱變的1/5-1/3。美式箱變高壓側(cè)采用熔斷器保護,低壓側(cè)采用塑殼自動空氣斷路器保護,與中國10kV配變保護方式相同。高壓熔斷器保護變壓器內(nèi)部故障,自動空氣斷路器保護低壓側(cè)線路的過電流、短路、欠電壓故障。美式箱變存在的缺點。由于負荷開關(guān)浸在油里,油被電弧碳化、分解,產(chǎn)生乙炔等有害氣體,使得性能下降,曾發(fā)生事故??床坏矫黠@斷開點,檢修不方便。因為美國低壓保護及計量方式與中國不同,美式箱變本身不帶低壓保護和計量。為滿足國內(nèi)用戶的需要,國產(chǎn)箱變在低壓側(cè)加裝低壓配電柜。由于箱式變長期處于太陽的直曬下,影響塑殼斷路器的散熱,使得斷路器不能正常開斷負載及短路電流,易引發(fā)高壓側(cè)故障。
分類
美式箱變
箱式變電站的型式可以分為普通和緊湊型兩類。普通型箱式變電站有ZBW型和XWB型等,緊湊型箱式變電站有ZB1—336型和GE箱式變電站等。箱式變電站10KV配電裝置不用斷路器,常用的有FN5—10型或FN7—10型負荷開關(guān)加熔斷器和環(huán)網(wǎng)供電裝置,并從鄰近架空線支接到變壓器高壓端。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同及采用元器件的不同,分為歐式箱變和美式箱變兩種典型風格。
ZBW型箱式變電站
ZBW-10/0.4KV型戶外組合式變電站是由高壓室、變壓器室、低壓室三者組成一體的預裝式成套變配電設備。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。進線方式采用電纜。高壓室采用*可靠的緊湊設計,具有*的防誤操作連鎖功能,可靠性高,操作檢修方便。高壓室可兼容終端負荷開關(guān)、空氣環(huán)網(wǎng)開關(guān)、SF6環(huán)網(wǎng)柜等。Satons變壓器可采用油浸式變壓器、干式變壓器。變壓器室采用溫度控制,可采用自然通風或*部強迫通風。低壓室設有計量和無功補償,可根據(jù)用戶需要設計二次回路及出線數(shù),滿足不同需要。
GE箱式變電站
GE箱式變電站與國內(nèi)組合式箱式變電站的不同之處在于,它是在變壓器的基礎上發(fā)展而形成的。GE箱式變電站將變壓器芯體,高壓負荷開關(guān),熔斷器等設備結(jié)構(gòu)簡化,放入同一注油鐵箱中。體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積僅為國內(nèi)同容量箱式變電站的1/3左右。全密封、全*緣結(jié)構(gòu),無須*緣距離,可靠地保證人身安全。高壓電纜接入*緣性能良好的套管,套管與肘型電纜插頭相接,將帶電部分密封在*緣體內(nèi)。肘型電纜插頭可以在變壓器滿載狀況下進行帶電插拔,起相當于負荷開關(guān)的作用,其品種比較多,具體應用時需要謹慎選擇。在箱體外殼上焊有一些壁掛,用于固定支座式*緣套管接頭,當拔下肘型電纜插頭時可插到支座式套管接頭上。
歐美箱式變電站類別
(一)拼裝式變電站。拼裝式變電站將高、低壓成套裝置及變壓器裝入金屬箱體,高、低壓配電裝置間還留有操作走廊。這種型式的箱式變體積較大,已較少使用。
(二)組合裝置型變電站。組合裝置型變電站的高、低壓配電裝置不使用現(xiàn)有的成套裝置,而是將高、低壓控制、保護電器設備直接裝入箱內(nèi),使之成為一個整體。由于總體設計是按免維護型考慮的,箱內(nèi)不需要操作走廊。這樣可以減小箱式變的體積,這種型式是歐式箱變,是普遍采用的型式。
(三)一體型變電站。一體型變電站就是所謂的美式箱變。它是在簡化高、低壓控制、保護裝置的基礎上,將高、低壓配電裝置與變壓器主體一齊裝入變壓器油箱,使之成為一個整體。這種型式的箱式變體積更小,其體積近似于同容量的普通型油浸變壓器。僅為同容量歐式箱變體積的1/3左右。
組合、箱式變電站
1、6⑽/0.4(0.7)kV預裝(組合、箱式)變電站
2、礦用組合(箱式)變電站
3、6⑽/0.4kV預裝(組合、箱式)變電站
4、35/6⑽kV組合(箱式)變電站
進線方式可采用電纜線或架空*緣線,按照使用環(huán)境和不同用途任意選擇。作為公用箱式變電站時,箱式變電站的低壓出線視變壓器容量而定,一般不超過4回,*多不超過6回,也可以一回總出線,到臨近的配電室再進行分支供電。作為獨立用戶用箱式變電站時,可以采用一回路供電。