YB系列预装式变电站(欧式箱变)的应用及优化设计

【摘 要】为满足未来供电模式优化需求，箱变的应用将呈逐步提高趋势，而欧式箱变适用于对供电要求相对较高的场合。本文介绍了本企业欧式箱变优化设计的各类措施，通过对结构及产品一、二次接线方式的优化实现途径做了研究，并给出了详细的工程图。优化方案在具体应用中效果较好，达到了设计要求。

【关键词】欧式箱变应用；结构方案优化；线路方案优化

引 言

箱式变电站（简称箱变）是一种将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定的接线方案组合而成的工厂预制式户内、户外紧凑型配电设备。即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防盗、防鼠、防尘、防火、隔热、全封闭、可移动的箱体内全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站模式。根据产品结构不同及采用元器件的不同，箱变可分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。随着科学技术的进步，配电自动化、电容补偿等各类电力新技术将不断应用于箱变之中，箱变一定会是供电模式中的首选方案，故对箱变的应用及优化设计的研究显得意义重大。

本文主要研究欧式箱变的结构特点、应用领域，并针对我公司欧式箱变特点，阐述该产品设计优化方案的策划实施及应用效果。

1、欧式箱变的产品功能、应用场合

欧式箱变是将6、10、35kV环网开关柜、变压器、低压电容器、低压开关等主要部件组合成紧凑型成套配电装置，安装在紧闭的箱体内起到屏蔽的作用。在城市高层建筑、城乡建筑、豪华别墅、居民小区、广场公园、高新技术开发区、中小型工厂、矿山油田以及临时施工用电等对供电要求相对较高的场合，作配电系统中接受和分配电能之用。欧式箱变具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便以及可移动等特点，与常规土建式变电站相比，同容量欧式箱变的占地面积通常仅为常规变电站的1/10~1/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了建设费用，而在配电系统中，箱变可用于环网配电系统，也可用于双电源或放射终端配电系统，是目前城乡变电站建设和改造的新型成套设备。欧式箱变的体积比美式箱变要高要大，造价也比美式箱变要大，辐射则较美式箱变要低。产品符合GB/T17467“高压/低压预装式变电站”的标准。

2、我公司欧式箱变的结构方案优化设计

2.1 欧式箱变的结构特点及我厂产品个性化结构特点

欧式箱变由高压室、变压器室和低压室组成，各室间独立分隔。

欧式箱变设计的依据为用户的个性化需求方案：根据变压器个数可分为“单变压器配置”与“双变压器配置”；根据配电网络不同，可分为“终端型”供电和“环网型”供电；根据一次线选用配制方式分为“电缆式”和“母线式”。基于用户要求的具体方案不同，产品结构布局可分为“品”字型和“目”字型、箱体内部操作式和箱体外部操作式。

我公司生产的欧式箱变其外壳有三种选择：一种是钢板夹层压花板（又称：复合板箱变），其四周由铝合金镶边而成；一种是用冷轧钢板弯制加工而成（俗称：铁壳变）；一种是用玻纤增强水泥整体浇铸而成（俗称：水泥变）。所有箱体结构底座均为槽钢焊接而成，并在槽钢底座长边侧设多组吊攀起吊点。除玻纤增强水泥外壳为整体浇铸式，且顶盖与壳体为一体化结构外，其余两类型欧式箱变配用的顶盖均设计成便于维修的可拆卸式，整体美观，运输方便。

2.2 我公司个性化结构设计优化方案的策划实施及应用效果

2.2.1槽钢底座抽拉（隐蔽型）吊攀设计

抽拉（隐蔽型）吊攀与C型槽钢焊接成一体化结构（见附图1），吊绳限位板为圆环形平板。在箱变静止状态，将吊攀的吊绳限位板向内推，与槽钢表面平齐，而需将箱变起吊时，可将吊攀抽出，套上吊绳起吊。

该结构方案可在产品起吊状态时，自由抽拔吊绳限位板实现成功定点起吊，在产品静止状态时，将吊绳限位板推回，贴平槽钢底座侧面，实现产品槽钢底座美观、简洁，且起吊功能完美。

2.2.2防风型门开启自动定位结构设计

箱变门开启后，为保障大于90°开启角度，且开启后，箱门应实现防风止位功能，企业研制设计出“门开启限位装置”（见附图2）。

该结构方案可在箱变门开启后，随着人手开启门惯性作用，紧固于摇杆上的阶梯型销I阶梯环面沿限位杆的槽内滑动，行程至限位杆弧形扩孔位自由下落，阶梯型杆随即下落，II阶梯环面与限位杆弧形扩孔位配合止位，门呈开启限位状态，此时须人为将阶梯形销上抬，将II阶梯环面托离出限位杆弧形扩孔位，才能重新让阶梯型销I阶梯环面在限位槽长孔内往回滑动，实现关门。经实践验证，部件运行可靠，实现设计要求。

3、我公司欧式箱变的电气方案优化设计

3.1 欧式箱变的电气方案特点及我厂产品个性化电气设计特点

产品高压室可装设压气式负荷开关、真空负荷开关、SF6负荷开关、ZN21或VD4真空断路器、侧装式真空断路器等；产品变压器室可根据用户方案设计安装一至两台6kV、 10kV或35kV不同容量及规格的干式或油浸式变压器；产品低压侧可根据用户需求配用主进线开关、刀开关及馈线回路断路器等，且可选择性配备相应补偿容量的无功补偿柜。

3.2 我公司个性化电气设计优化方案的策划实施及应用效果

3.2.1完备的温湿度控制保护回路

产品箱体内设强迫风冷、加热等温湿度自动控制保护。保护功能的驱动信号可采集自：柜体内设的温湿度传感器、变压器高温传感功能装置（见原理图1、原理图2），本保护回路可实现自动控制欧变箱体内部及变压器温度的目的，保障实现变压器满负荷运行。

3.2.2完备的自动控制照明回路

产品箱体内各控制室设置独立的照明系统：照明功能的驱动信号采集自各控制室门装设的位置开关状态变化，实现各控制室开门时可自动亮照明灯，关门时自动熄照明灯的目的（见原理图3）。

3.2.3完备的变压器室内网门联锁保护回路

产品箱体变压器室内设安全隔离网门，通过采集安装于网门上的位置开关状态变化，实现变压器室网门打开时，高压负荷开关或断路器电动分闸，切断变压器室电源，以防止误入带电间隔（见原理图4）。

3.2.4完备的声、光报警保护回路

产品箱体出现任何异常情况时，采集各类非正常信号：包含但不限于变压器超温传感功能装置发出的超温危险信号、箱变内置烟感器的动作信号、误入变压器室信号（本信号系通过采集安装于网门位置开关的状态变化获得）等，通过二次控制回路，用声、光系统实现报警，给予人为干涉，避免事故扩大化（见原理图5）。

4、结语

因对未来箱变供电模式应用的预期呈上扬态势，故对箱变进行应用及优化设计的探讨有存在的理由。现通过对欧式箱变结构及电气设计双方面进行优化方案探索及验证，寻找对产品整体质量有效保障的途径及措施，以期在同行业市场竞争中占据更大份额。