張勤廉
摘要箱式變電站因具有占地少、成套性強(qiáng)、投資省、建設(shè)周期短、造型美觀、便于戶外安裝等優(yōu)點(diǎn),自上世紀(jì)90年代以來(lái),廣泛用于居民小區(qū)、城市廣場(chǎng)、建筑工地及公園、港口碼頭等場(chǎng)所。本文從介紹箱式變電站的特點(diǎn)、且與常規(guī)變電站作比較入手,對(duì)該設(shè)備的應(yīng)用前景、技術(shù)改進(jìn)提出一些建議,以期達(dá)到完善箱式變電站功能之目的。
關(guān)鍵詞箱變應(yīng)用改進(jìn)
引言
箱式變電站是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電
裝置,按一定接線方案組合成一體的、戶外安裝的緊湊型配電設(shè)備。即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)組合在一起,安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防火、防盜、防小動(dòng)物、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi),機(jī)電一體化、全天候運(yùn)行,特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造,是繼土建(常規(guī))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)、居民小區(qū)、港口碼頭、城市廣場(chǎng)及公園等場(chǎng)所,它替代了原有的土建配電房、變電站,成為新型的成套變配電裝置。
箱式變電站的特點(diǎn)
1、設(shè)備無(wú)油化
在箱式變電站中,一次設(shè)備采用單元真空開關(guān)柜、干式變壓器、干式互感器、空氣斷路器等國(guó)內(nèi)科技領(lǐng)先設(shè)備,產(chǎn)品無(wú)裸露
帶電部分,為全絕緣結(jié)構(gòu),完全能達(dá)到零觸電事故的目的。變電站基本實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行,杜絕了滲漏,可實(shí)行狀態(tài)檢修,減少維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用。安全性能高,運(yùn)行環(huán)境好,維護(hù)費(fèi)用低,整體效益可觀。
2、占地小型化
由于我國(guó)可耕地面積非常緊缺,而常規(guī)變電站占地面積大,建設(shè)箱式變電站可有效減少耕地占有量。因設(shè)備布置集中、安裝緊湊,故在同等容量、進(jìn)出線回路配置相同的前提下,箱式變電站較常規(guī)變電站的占地面積要減少60%以上,符合國(guó)家節(jié)約用地政策。
3、組合多樣化
箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊,每個(gè)單元均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng),這就使得組合方式靈活多樣。在內(nèi)部布置上,高壓、配變、低壓三者可按“目”字型排列,也可按“品”字型布置,還可根據(jù)需要設(shè)置操作走廊,便于人員操作。設(shè)備保護(hù)不需要就地顯示功能,所有電氣信號(hào)、數(shù)據(jù)采集均可傳輸?shù)街髡撅@示,可滿足無(wú)人值守的要求。
4、工廠預(yù)制化
工程設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者只要根據(jù)變電站的實(shí)際要求,作出一次主接線圖和平面布置圖,就可以選擇確定箱變所需設(shè)備規(guī)格型號(hào),所有元件和設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格,真正實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)工廠化,縮短了設(shè)計(jì)制造周期?,F(xiàn)場(chǎng)安裝僅需做好箱體就位、與相鄰設(shè)備的電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需要調(diào)試的工作即可,整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需要量4—5天時(shí)間,大大縮短了建設(shè)工期。
5、二次微機(jī)化
箱式變電站二次均采用微機(jī)自動(dòng)化保護(hù)裝置,可實(shí)現(xiàn)“四遙”,即:遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào),每個(gè)單元具有獨(dú)立運(yùn)行功能,繼電保護(hù)功能齊全,使變電站運(yùn)行管理達(dá)到較高的智能化程度,操作簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng)。
6、外型景觀化
箱式變電站外殼一般采用鋁合金板(鋼結(jié)構(gòu)框架)及集裝箱制造技術(shù),外形設(shè)計(jì)美觀。在保證供電可靠性前提下,通過(guò)選配外殼顏色,從而實(shí)現(xiàn)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致,起到烘托和點(diǎn)綴作用。
如:居民住宅小區(qū)、城市公園、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、綠化帶等人口密集地區(qū),可產(chǎn)生意想不到的效果。
箱式變電站與常規(guī)變電站的比較
在同等容量、進(jìn)出線配置相同的情況下,箱式變電站有如下優(yōu)點(diǎn):
1、占地面積少
一座電氣設(shè)計(jì)規(guī)模相同的變電站,箱式變電站較常規(guī)變電站占地面積能減少60%以上。
2、箱體結(jié)構(gòu)好
箱式變電站底部采用熱軋型鋼(槽鋼),框架采用冷彎型鋼,兩者組合在一起并進(jìn)行嚴(yán)格的防腐蝕處理。內(nèi)頂部和內(nèi)側(cè)面選用雙層彩色復(fù)合隔熱板材,再鉚以鋁合金型材加以裝飾,既保證了高強(qiáng)度和耐久性,又增加了美感。在環(huán)境溫度攝氏—25~+45度時(shí),可保證使用20年不老化、不腐蝕、不漏雨、免維修。而常規(guī)變電站每年維修不少于己于1次。
3、運(yùn)維費(fèi)用少
由于箱式變電站所有高低壓設(shè)備都是免維護(hù)、無(wú)油化的室內(nèi)設(shè)備,所有絕緣材料均采用阻燃性材料,配置微機(jī)保護(hù)裝置,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班值守,滿足縣調(diào)自動(dòng)化運(yùn)行要求。與常規(guī)變電站相比,減少了人員開支及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。
4、固定投資少
箱式變電站電氣設(shè)備因無(wú)油設(shè)備多,所以其設(shè)備費(fèi)用要比常規(guī)變電站高30~40%,但土建費(fèi)用要比常規(guī)變電站低60~70%,安裝費(fèi)用要比常規(guī)變電站低40%左右,加上土地征用費(fèi)用等。因此,通常情況下,以兩者的綜合造價(jià)相比,箱式變電站要比常規(guī)變電站節(jié)約投資20~30%。
5、施工周期短
箱式變電站的生產(chǎn)是工廠預(yù)制化。以變壓器容量為1000kVA、進(jìn)出線10回路為例,在施工環(huán)境、條件相同的情況下,箱式變電站的施工安裝約為25個(gè)工作日,而常規(guī)變電站的施工安裝需要40個(gè)工作日。
箱式變電站的應(yīng)用
箱式變電站自問(wèn)世以來(lái),發(fā)展極其迅速。據(jù)有關(guān)資料顯示,
在歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家已占配電變壓器的70%,美國(guó)已占90%。隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,城市配電網(wǎng)絡(luò)的不斷更新改造,箱式變電站將以其固有的特點(diǎn)、明顯的優(yōu)勢(shì)、美觀的外形,步入更寬闊的領(lǐng)域,得到更廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)的城市化發(fā)展,帶動(dòng)了城市電力負(fù)荷的迅速增長(zhǎng),高電壓(220kV、110kV)進(jìn)城,簡(jiǎn)化了供配電網(wǎng)絡(luò)的電壓級(jí)差,降低網(wǎng)損成為電力行業(yè)的內(nèi)在要求。從現(xiàn)行的城網(wǎng)供配電電壓配合來(lái)看,從高壓到中壓通常有2~3個(gè)電壓等級(jí),相鄰電壓比都在3倍以上,有的已達(dá)10倍之多(110kV/10kV)。部分省份的電力部門醞釀以20kV電壓等級(jí)來(lái)取代35kV和10kV電壓等級(jí)。由此可見(jiàn),未來(lái)城網(wǎng)新建、改建的中壓變電站數(shù)量將會(huì)顯著增加,這為箱式變電站的發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)機(jī)遇。
此外,在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)和改造中,由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,個(gè)體經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn),加之農(nóng)村耕地面積的趨減,箱式變電站將在農(nóng)村這個(gè)廣闊天地里大展雄姿。
箱式變電站的技術(shù)改進(jìn)建議
1、箱式變電站的外形總體還比較單一,尚不能完全與周圍
環(huán)境相協(xié)調(diào)。因此建議設(shè)計(jì)部門及制造企業(yè)要因地制宜、因境而異。如用于公園內(nèi)箱式變電站,其外形可設(shè)計(jì)成“亭臺(tái)樓閣”型,殼體表面可用原木板材敷之,效果就會(huì)比較理想。如用于住宅區(qū)的箱式變電站,外殼可采用水泥板結(jié)構(gòu)的殼體,表面粘貼與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的彩磚或面磚,力求與建筑物的風(fēng)格一致,使之成為一道亮麗的風(fēng)景。
2、著力箱式變電站內(nèi)部溫度、濕度的在線監(jiān)控,使箱式變電站運(yùn)行環(huán)境更加科學(xué)、安全、智能化。對(duì)超溫報(bào)警或跳閘、內(nèi)部凝露報(bào)警等,要設(shè)置明顯、直觀的蜂鳴信號(hào)系統(tǒng),同時(shí)配備專用的通信設(shè)施,將異常情況實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂浦行模约皶r(shí)安排處理,防止事態(tài)擴(kuò)大。
3、大力推進(jìn)使用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,如選購(gòu)非晶合金變壓器等。
結(jié)束語(yǔ)
箱式變電站是城鄉(xiāng)配網(wǎng)建設(shè)(改造)和小型化變電站推廣應(yīng)
用的主要方向,雖然還存在一些不足,如箱體內(nèi)出線間隔擴(kuò)展裕度小、變壓器更換不方便、檢修空間小等問(wèn)題。然而,它以經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便捷靈活的優(yōu)勢(shì)被廣泛推廣應(yīng)用,相信其不足之處一定會(huì)在不斷的發(fā)展中日趨改進(jìn)完善。
參考文獻(xiàn)
1、袁平歐美箱變?cè)谖覈?guó)使用前景探討