分析節能環保箱式變電站的選用

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

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分析節能環保箱式變電站的選用

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

我國工程建設中箱式變電站使用越來越廣泛，每年使用量非常巨大，選擇好該設備對國家建設環保型社會、節能型社會具有非常非常重要的意義。

環保；節能景觀地埋式箱變

1　傳統箱變應用

箱式變電站（簡稱箱變）是社會經濟發展和城市建設的必然產物，隨著近20年經濟的發展，城市供電的格局也發生了較大的變化，過去那種集中降壓，長距離配電的方式已經大大制約了城市供電，并降低了供電企業的經濟效益。原因是：供電半徑大，線路損耗隨著用電負荷的增加而大大增加，同時供電質量也大大降低。要減少線路損耗，保證供電質量，就得提高供電電壓，這是眾所周知的。為此，國家在城網建設中，要求高壓直接進入市區，深入負荷中心。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%，其經濟效益相當可觀。要實現高壓深入負荷中心，箱變是最經濟、方便、有效的設備之一。

箱變是一種將高壓開關設備、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地組合在一起。箱變不同于常規化土建變電站，其主要特點是：①箱變在工廠完成設計、制造、裝配，并完成其內部電氣接線；②箱變經過規定的型式試驗考核；③箱變經過出廠試驗的驗證。

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

自70年代后期，我國從法國、德國等歐洲國家引進并仿制了預裝式變電站，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建設與改造的重要裝備。目前我國“歐式箱變”生產廠家已發展到近百個，年產“歐式箱變”數千臺。

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、價格低等優勢，為廣大供電部門和用戶所接受。

由于箱變具有成套性強、體積小、占地少、能深入負荷中心、提高供電質量、減少線路損耗、縮短送電周期、選址靈活、對環境適應性強、安裝方便、運行安全可靠及投資少、見效快等一系列優點，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、公園、高速公路等，還適用于油田、工礦企業及施工場所等。它是繼土建變電所之后崛起的一種嶄新的變電站，是城市電網建設與改造的必需設備。

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區，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。但經過一段時間的應用，人們逐漸發現，雖然這兩種箱變的體積相比普通配電房小了很多，但實際需要占用的地面面積也不小，而由于體積較大，外觀簡陋，往往與現代化的商業氛圍極不協調，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、改造項目遲遲無法實施。不僅如此，在經過幾年運行后，不少箱變因為日曬雨淋，導致外觀變色、脫漆，以及野廣告粘貼等影響，污損非常嚴重，極為影響市容市貌。因此，以往箱變作為曾經先進的配網設備，隨著城市建設的發展變化，已變成了落后的設備，市場呼喚新型箱變的出現。

從20世紀80年代開始，在北美洲的大中城市，城市的配電已經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。但是，由于中國內地的城市規劃相對比較落后、供配電的規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用。21世紀初，我國在充分吸收地埋式變壓器核心技術基礎上，結合解決國內在應用地埋式變壓器過程中所遇到的問題，發明創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行環境問題和近距離的變配電問題。

3　景觀地埋式箱變的特點及應用

3.1產品的特點

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

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，并可浸水運行，提高供電的可靠性；設備的外露部分采用與周邊環境協調統一的景觀外殼設計，達到配電設備與環境和諧的效果。

圖1　

新型景觀地埋式箱變以其獨特的設計及制造工藝，采用地下式變壓器并埋之于地面以下，具有防爆炸、可完全浸水運行、噪聲低、占地面積少、安裝環境要求低、可接近負荷中心安裝等特點，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、節省電費。該產品徹底解決了供電系統原來使用的配電房、柱上變、箱式變壓器占地寬、安裝難等實際問題。以燈箱廣告經營帶動后期維護，有一定的經濟效益，還改變了老式箱變產生的城市牛皮癬臟亂形象。

3.2產品的應用狀況

新型地埋式箱變自 2005年開始掛網運行，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省市得到應用，尤其在很多國家重點項目中（如2008奧運，廣州亞運等）的成功應用得到了各級領導和市民的充分肯定，貴州省電網已將其作為城網改造的主要配網方式予以推廣，僅貴陽一市就有近200臺掛網運行。

4　新型地埋式箱變與傳統箱變的綜合對比

4.1相同點

（1）都能實現高壓受電、變壓器變電、低壓配電或補償及保護這些功能，相當一個小型的無人值守變電站。

（2）適用于環網、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。

（3）高壓室采用完全可靠的緊湊設計，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荷開關、空氣負荷開關、SF6負荷開關、真空斷路器等。

（5）變壓器室采用溫度控制，可采用自然通風或頂部強迫通風。

（6）低壓室設有計量和無功補償，可根據用戶需要設計二次回路及出線數，滿足不同需要。

（7）安裝方便，在箱式變電站的基礎下面設有電纜室，而在低壓市內設有人孔可進入電纜室進行工作。

4.2不同點（見表1）

5　發展趨勢

我國箱變行業雖然從引進到生產，已經有二十多年的歷史了，但箱變的應用率仍然很低，距世界發達國家70～90%的水平相去甚遠，市場具有很大的潛力。

表1　

在社會發展和城市化進程中，負荷密度越來越高，城市用地越來越緊張，城市配電網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人們的要求了。因此，箱變，特別是小型化箱變將會成為主要的配電設備之一。

新型埋地式箱變具有非常明顯的優越性，在配電設備應用領域將會越來越廣。景觀地埋變相對普通箱變具有投資省、占地少、能耗低、噪音低、外觀美、壽命長、免維護等優，是今后發展的方向。

［1］逯曉青.錦州中安66kV變電站增容改造工程設計及經濟評價研究［D］.華北電力大學，2014.

［2］周世文.49.5兆瓦風力發電工程設計及其環境效益建模［D］.寧夏大學，2014.

［3］魏敏.10kV智能箱式變電站的設計與研究［D］.華僑大學，2013.

［4］張曉燕.光伏箱式變電站智能規劃設計［D］.浙江工業大學，2014.

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

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2016-6-20