浅谈预装式箱式变电站的改进

【摘　要】预装式箱式变电站作为国家电网发展的重要产物，正在逐渐取代常规变电站，成为大城市电网设备的中坚力量。相比常规变电站，箱式变电站在设计工作、基建时间、占地面积、生产方式、生产周期和投资费用等诸多方面具有很大的优势。然而，在箱式变电站的低压侧、变压器和智能化方面还有可以改进的地方值得我们探讨。

【关键词】箱式变电站;改进方法;智能电网

0.概述

预装式箱式变电站（以下简称“箱式变电站”）作为国家电网发展的重要产物，正在逐渐取代常规变电站，成为大城市电网设备中中坚力量。据统计，箱式变电站在欧洲占变电站总数的65%以上，美国为85%，而在我国应用仅为15%，由此可见，我国在箱式变电站的发展上还有很大的提升空间。相比常规变电站，箱式变电站在设计工作、基建时间、占地面积、生产方式、生产周期和投资费用等诸多方面具有很大的优势。然而，正是由于空间有限，也产生了一些问题，在日常的使用和维护中体现出来，必须引起操作人员的重视。

国家对电力建设、生产、供应和使用活动的管理原则是实行安全用电、节约用电、计划用电。安全用电放在了第一位，可见安全的重要性，可在实际的使用和维护中，却存在不少的安全隐患，下面就来分析一下我在操作和使用时遇到的一些问题和改进。

1.箱式变电站的改进

1.1箱式变电站低压侧的改进

箱式变电站的低压侧一般都采用GGD、GCS、MNS等的低压成套柜作为低压变电设备，这些开关柜都采用铜排搭接的方式处理，在对设备进行维护或修理时，打开柜体的面板铜排就会在外面，势必存在着一定的危险。近几年国家电网关于箱式变电站的技术要求做出了改变，汇流排须采用封闭母线，这样虽然成本有所提高，但危险性却大大降低了。现在我们生产的箱式变电站是省去低压成套柜的外壳，将低压侧元器件和铜排安装在隔板上，进线断路器与变压器的搭接采用铜排软连接的方式，在软连接的部位用热缩盒包裹起来，形成封闭的效果；出线断路器通过转接器与铜排连接，在铜排外面有与铜排配套的盖板，将铜排隐藏起来；电容柜的上口断路器和微断部分也采取与出线断路器一样的方法与母排连接。从整体上看没有铜排外露的地方，安全性得到了极大的保障，占地空间比以前也小了很多，便于施工和操作，提高工作效率。

1.2箱式变电站变压器的改进

箱式变电站的变压器在早些时间都是使用干式变压器或油侵式变压器，这两种变压器的优势在于价格低廉，结构简单，安装使用方便。但油侵式变压器在漏油、产生故障时会对环境造成污染，而干式变压器占地面积大、户外使用困难。随着技术的进步和人们对于新技术的研发，近几年研制出了非晶合金电力变压器，相比于前面提到的变压器，非晶合金变压器的优势就相当明显了：首先，它的超低损耗特性，就达到了用电效率高、节约能源的目的，符合了现在提倡的节能高效；其次，非晶合金变压器的材料在制造时使用较低能源以及其超低的损耗特性，可大幅节约电力消耗及减少电厂发电量，进一步达到减少SO2、CO2废气的排放的目的，降低对环境污染及温室效应，无污染，达到了绿色能源的效果；最后，在结构上，非晶铁心在通过较高频率磁通时，具有低铁损及低激磁电流的特性而不致产生铁心饱和，故以非晶铁心制成的非晶合金变压器具有较好的耐谐波能力，同时，它具有高超载能力，高机械强度，运转温度低、绝缘老化慢、变压器使用寿命长等等，也都是设备高性能的体现。总之，国家在城乡电网系统发展与改造中，若能大量推广采用非晶合金电力变压器产品，其最终将会达到节能与环保两方面的效益。

1.3箱式变电站智能化的改进

箱式变电站作为电网系统中的重要一环，它的安全可靠性一直是大家关注的重点。近些年，误操作造成的事故接连不断的发生，不但对设备造成了损坏，更重要的给工作人员的生命安全带来了极大的威胁，智能化电网已经势在必行。天津城南电网作为全国试点之一，对箱式变电站的远程控制做了研发，主要是通过配电自动化远方终端、配电自动化控制屏、智能免维护直流电源系统和配电自动化通讯屏对电网进行远程控制，以达到通过远方终端对箱式变电站进行控制的目的。配电自动化远方终端是基于ARM嵌入操作系统、DSP数字信号处理技术和网络技术的一种集遥测、遥信、遥控、保护、无功补偿和通信等功能于一体的新一代微机型配电自动化远方终端。适用于箱式变电站、箱式开闭站、变电室等多回路集中监控应用场合。可通过光纤、有线、无线等信道与配电自动化系统的子站、主站配合实现对配电线路的运行状态监控、故障识别和隔离、自动恢复供电等自动化功能。远方终端采用模块化设计，模块之间采用工业现场总线连接。插板式安装结构、应用配置灵活，组件互换功能强、扩展性好、维护方便。配电自动化控制柜是针对配电自动化系统工程所研发的智能控制柜，控制柜集SCADA、配电线路故障检测、SF6气体监测和电缆终端温度监测等于一体，可通过光纤、有线、无线等信道与配电自动化系统的子站、主站配合实现对配电线路的运行状态监控、故障识别和隔离、自动恢复供电等自动化功能。控制柜通过航空插头将开关柜和控制柜连接起来，很大程度上提高了现场施工的效率和便捷性。智能免维护直流电源系统是通过大容量超级电容器组，为配网设备提供电源，为设备的智能化提供可靠的操作电源和自动化电源，满足智能化电网的电源要求。配电自动化通讯柜是针对配电自动化系统工程所研发的智能通讯柜，通讯柜集光纤EPON通信、无线通信和载波通信等为一体，实现子站向主站传输数据的功能。自动化智能电网就是将远方终端与三面屏有机的联系起来，实现智能电网远程控制，节约人力、物力，更加减少了危险的发生。因此，自动化控制技术的进一步发展应用也将是我们今后继续努力方向。

2.结束语

今后一个时期是我国电气工业大跨越、大发展的时期，既有机遇又有挑战，在发电、输电、配电、用电设备等方面相应地都要有一个从量到质的变化，特别是“质”的飞跃。箱式变电站作为时展的产物，拥有占地空间小、节能环保、安全性高、便于施工和操作等诸多优势，必将在国家电网建设中发挥极其重要的作用。但同时我们还应看到，箱式变电站还处于发展过程中，还有许多需要改进的地方。例如，在电网中加入有源和无源滤波设备，减少滤波对电网的影响；将低压侧的电容器、电抗器、接触器、控制器等工控元件集成，形成智能电容器，能大大节省成本等等。如何能逐步改进箱式变电站的整体性能，使它更好的为国家电网系统服务，需要我们进一步的深入研究和实践。

【参考文献】

［１］Q/GDW383-2009,智能变电站技术导则[S].国家电网公司.

［２］天津市三源电力设备制造有限公司.SY900配电自动化远方终端产品说明书.

［３］陈玉国，马效坤，张永胜，等.非晶合金铁心变压器的研究与发展概述.农村电气化，2001，(2).

［４］天津市电力公司预装式箱式变电站通用技术条件.