发展中的箱式变电站和智能化系统

电力18讯：    作者：龚进

1. 概述

　　随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电―――变压器降压―――低压配电的供电格局，所以供电用配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展，箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品，因而在城乡电网中得到广泛应用。

　　与此同时，由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展，因此不仅要求箱变安全可靠，同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时，在特定自主软件配合下，能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能，从而保证在一分钟左右恢复送电。

　　我厂是“全国智能型箱式变电站联合设计组”成员，目前制造的智能箱变在结构上吸取了众多箱变的优点，并且在智能化方面做到：

ａ)高压(12kV)侧能满足电力系统对于配电网自动化的要求；

ｂ)低压(0.4kV)侧满足智能化小区的要求；

ｃ)可以用设置在中心站或物业管理处的上位机对箱变进行“四遥”系统管理。

2. 箱变结构特点和智能系统



　　智能箱变是由高压柜、电力变压器、低压柜、计量单元及智能系统等优化组合成的完整的智能化供配电成套装置，它具有小型化、免维护、高性能、节能，安装方便，占地少，寿命长，可作为城市高层建筑、居民小区、市政设施、工厂、矿山、公路、码头、油田等场所的智能化变配电设备。

　　智能箱变在结构上，采用模块方式，每一台箱变可由以下各种型式组合而成；按高压开关接入电网型式分为环网型或双电源型或终端型；按设备布置方式分为“目字型”或“品字型”；按内装变压器种类分为油浸全密封变压器或干式变压器；按箱体外壳材质分为金属外壳或非金属外壳；按高压开关选形分为产气式负荷开关或压气式负荷开关或真空式负荷开关或ＳＦ6负荷开关；按可否配置智能系统分为智能型或紧凑型等。

2.1　布局

　　从布置上看，高压室、变压器室、低压室按“品字形”布置，结构紧凑，便于安装选址、操作和巡检，当变压器室排布多台变压器时尤为有利；按“目字形”布置，接线较为方便，故大多采用。见图(一)。

2.2　高压接线方式

　　高压(12ｋＶ)侧，采用负荷开关+限流熔断器作为就压器的主保护，一般有环网、双电源和终端三种供电方式，有两组插入式熔断器和后备保护熔断器串联进行分段范围保护。限流熔断器一相熔断时必须能联动跳开三相负荷开关，不发生缺相运行。线路侧负荷开关必须配有直流电源(ＤＣ24Ｖ)电动操作机构，可实现无外来交流电源状态下自启动。环网回路必需配置检测故障电流用的电流互感器或传感器。

　　高压开关选用可靠性高和具有自动化装置及智能化接口的先进的产品：如ＳＦ6负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关等。

　　环网供电单元一般至少由三个间隔组成，即二个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。图(二)为环网供电单元的基本布置，其中，负荷开关ＱＬＡ和ＱＬＢ在隔离故障线段时，能及时恢复回路的连续供电；同负荷开关ＱＬＣ相连的熔断器Ｆ在中压/低压变器发生内部故障时起保护作用；ＱＬＣ对溶断器和变压器还起隔离和接地作用。



2.3　变压器的匹配和散热处理

　　箱变用变压器为降压变压器，一般将10ＫＶ降至380Ｖ/220Ｖ，变压器容量一般为160～1600ＫＶＡ，最常用的容量为315～630ＫＶＡ。其器身为三相三柱或三相五柱结构、Ｄｙｎ11或Ｙｙｎ12联结，熔断器连接在“Δ”外部。三相五柱式Ｄｙｎ11变压器的优点是带三相不对称负荷能力强，不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证，这种变压器具有很好的耐雷特性。变压器应具有齐全的运行检视仪器仪表，如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度的真空压力表等。

　　变压器选用Ｓ9-Ｍ、Ｓ11Ｍ全密封、免维护、低噪音、性价比高的油浸式变压器(噪音≤50ｄＢ)或新型干式变压器(噪音≤55ｄＢ)等。采用干式变压器时，变压器室必须配散热系统。目前，国内大多采用新Ｓ9或Ｓ11系列配电变压器，有的也采用了非晶合金变压器，其优点是空载损耗很小，只有1/4～1/3，但其价格高出1.3～1.6倍，但随着制造技术的提高，一旦价格下来，非晶合金变压器会占据市场主导地位。

　　变压器设置有二种方式：一种将变压器外露，另一种将就压器安装在封闭隔室内。后者变压器室为防日照辐射使室温升高，采用四周壁添加隔热材料、双层夹板结构，顶盖设计成带空气垫或隔热材料的气楼结构，内设通风道，装有自动强迫排气通风装置(轴流风机或幅面风机)。通常装置的开启和停止，由变压器室的温度监