- 頭條10kV變電所型式特點和應用2019-04-24 作者：范振代 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語相對于操作空間大、保護性能高、出線回路多的土建變電所而言，箱式變電站以選址靈活、占地面積小、安裝使用方便、組合方式靈活、投資省見效快、外形美觀、易與環境協調等特點被應用到越來越廣泛的領域。
永新華集團青島城投燕島酒店有限公司的研究人員范振代，在2018年第9期《電氣技術》雜志上撰文指出，相對于操作空間大、保護性能高、出線回路多的土建變電所而言，箱式變電站以選址靈活、占地面積小、安裝使用方便、組合方式靈活、投資省見效快、外形美觀、易與環境協調等特點被應用到越來越廣泛的領域。本文針對土建變電所和箱式變電站各自特點進行了對比分析，并闡述針對各自特點的應用。
變電站是電力系統的一個重要組成部分，按相應需求的接線方式構成的配電和變電設備，從電力系統取得電能，經變換、分配、輸送將電能安全、可靠、經濟地輸送到現場用電設備。本文針對10kV變電所進行以下分析。
10kV變電所分屋內式和屋外式，即土建變電所和箱式變電站。這兩個系列的變電所各有特點，以下針對10kV變電所部分涉及內容進行對比分析，并闡述針對其各自特點的應用。以下分別從所址選擇、型式、主接線、變壓器選擇、高低壓電器選擇、防護措施6個方面對兩大系列變電站特點作對比分析，并指明其適用情況。
1 變電所所址選擇
1）依照配電設計手冊中變電所的所址選擇時應綜合考慮以下因素：
（1）應靠近負荷中心。（2）兼顧規劃、建設、運行、施工等方面的要求，宜節約用地。（3）與規劃相協調，便于進出線。（4）運輸設備應方便。（5）應高于內澇水位。
2）依照以上所址選擇原則，土建變電所和箱式變電站所址選擇情況如下：（1）土建變電所的選址一般是在建筑設計院設計階段就預先規劃出放置的位置；（2）箱式變電站因其體積一般比較小，選址相對土建變電所靈活，一般是在建筑物或工廠企業等建成后期規劃位置，選址比較方便。箱式變電站一般為地上站，建基礎平臺，高低壓進出線采用電纜溝，易于滿足變電所選址的規范要求。
2 變電所容納型式
按變電所設備的外部容納型式，一般分土建變電所和箱式變電站兩大系列。
1）土建變電所的位置
土建變電所即位于建筑物內的指定房間。其房間面積要依據用電前期規劃預估，變電所的門尺寸、材質、開門方向等均應依照相應變電所設計規范（如GB 50060—2008《3～110kV高壓配電裝置設計規范》、GB 50053—2013《20kV及以下變電所設計規范》等）和《工業與民用配電設計手冊》等要求。
2）箱式變電站箱體特點
箱式變電站箱體是把中壓開關設備、變壓器和低壓配電設備集中裝設的箱體，一般分為鋼結構式和景觀式。
箱變箱體主要由底座、骨架豎梁和橫梁、封板、門和頂蓋等部分組成，一般分為高壓室、變壓器室及低壓室。底座和頂蓋骨架一般由角鋼或槽鋼焊接而成，并在牢固可承重位置設置吊裝支架，以便現場吊裝就位。箱體是整個變電站的骨架，因此設計時必須考慮通風孔、風扇、安裝梁和固定支架等。
3 變電所主接線
10kV變電所主接線設計應結合具體項目的負荷容量、性質、電源引入形式（架空線或電纜）、變壓器容量及臺數、柜型特點以及進出線回路數等情況綜合分析來確定。主接線在滿足供電可靠前提下應力求簡單化、便捷化、節約化和可擴展化。
1）土建變電所10kV/0.4kV變電所10kV側型式：
單電源進線方式（高供高計）。進線柜-計量柜-PT柜-變壓器出線柜1～n。進線柜-計量柜-PT柜（兼出線）。雙電源進線方式（高供高計，低壓側設聯絡開關）。進線柜-計量柜-PT柜-變壓器出線柜1～n；變壓器出線柜1～n-PT柜-計量柜-進線柜。進線柜-計量柜-PT柜（兼出線）；PT柜（兼出線）-計量柜-進線柜。柜體型式一般采用KYN28柜。
2）箱式變電站10kV/0.4kV變電所10kV側型式：
單電源進線方式（一般采用高供低計）：進線提升柜-負荷開關柜（兼出線）；箱式變電站一般不做雙電源進線方式（特殊應用除外）。柜體型式一般采用固定柜。
4 變電所變壓器臺數和容量選擇
變壓器的長期負荷率不宜大于85%，在進行變壓器選型時可參見此值。按《供配電設計規范》（ GB 50052—2009）第5.0.13條要求，為控制各類非線性用電設備所產生的諧波引起的電網電壓正弦波波形畸變率，宜選用D,yn11接線組別三相配電變壓器。
1）土建變電所的物業變電所變壓器一般設置情況：
通常數量最常見為2臺，不并列運行（低壓側設置聯絡開關，聯絡開關和2臺進線斷路器間設置電氣聯鎖+機械聯鎖），個別容量較大，出線回路數很多的變電所設置4臺及以上變壓器。一般在變壓器容量選擇時既要考慮變壓器的經濟運行，又要考慮今后一段時間變壓器的擴容問題。
2）箱式變電站一般設置1臺變壓器，容量一般在630kVA及以下。
5 變電所內高低壓電器的選擇
5.1 高壓電器選擇
1）對于10kV土建變電所高壓側開關，一般采用真空斷路器，配合微機保護裝置和高壓后臺監控系統可實現保護定值設定、事件記錄、通信信息上傳以及變電所智能化。
一般小容量箱式變電站高壓側采用高壓負荷開關-熔斷器組合電器保護，部分采用高壓負荷開關-熔斷器組合電器加跳閘機構方式實現保護。
箱式變電站若單純采用高壓限流熔斷器保護方式，則在單相故障某相熔斷器熔斷時，高壓缺相運行，相應低壓側電壓大幅下降，遠超電壓偏差允許范圍，將嚴重影響用電設備的正常使用或燒毀設備。采用負荷開關與帶撞擊器的限流熔斷器相配合使用，當熔斷器熔斷時，內置的撞擊器擊出，使負荷開關三相同時分閘，從而解決了高壓缺相運行問題。
2）10kV配電裝置的電流互感器、電壓互感器宜選用樹脂澆注絕緣結構，型號選擇時應參考額定電壓、額定電流（電壓互感器不參考），環境條件等條件，電流互感器還應進行相應短路電流校驗（動穩定，熱穩定）。避雷器應采用金屬氧化物避雷器，如HY5WS-17/50、HY5WZ-17/45等。
5.2 低壓電器選擇
低壓電器種類復雜，品牌繁多，現對與變電所密切相關的主要產品做一說明。
變電所低壓部分主要部件包括幾大部分，即框架式斷路器、電容補償裝置（電容器、電抗器、補償控制器、小型斷路器、熔斷器、接觸器等）、塑殼斷路器、電力儀表、避雷器。無論土建變電所，還是箱式變電站低壓電器的選擇，均依照產品品牌定位、性能參數和結合自身具體功能要求等原則來選定，在此不再贅述。
6 變電所的防護措施
6.1 土建變電所部分
1）供電局對土建配電室驗收、送電一般要求：
（1）門窗齊全，且符合材質、尺寸、開起方向等要求。（2）有防止小動物竄入措施，如門口設置檔鼠板，對外洞口處設置鋼絲網等。（3）消防設施齊全，如煙感、溫感、氣體滅火裝置等。（4）必要的空調設備齊全，如空調、除濕機等。（5）應急照明符合要求。（6）電力主接線模擬圖版懸掛位置恰當，并與現場設備一致。（7）操作工具齊全，如接地線、令克棒、驗電筆、絕緣靴、絕緣手套等。（8）操作制度懸掛齊全。（9）如含有人值班要求的，相關人員安排到位。
2）10kV土建變電所高壓側一般采用KYN28柜，其金屬成套開關設備應具有“五防”功能：
（1）防止誤分、誤合斷路器。（2）防止帶負荷拉合隔離開關。（3）防止帶電掛接地線（合接地開關）。（4）防止帶接地線關（合）斷路器（隔離開關）。（5）防止誤入帶電間隔。
3）金屬成套開關柜內設置防凝露的加熱板，具有據環境溫度自動控制功能。
4）土建變電所內設置消防措施，如據規范要求設置煙感、溫感、氣體滅火裝置。
5）土建變電所內設置空調設備，若變電所在地下層，則視濕度狀況設置除濕機等。
6.2 箱式變電站部分
箱式變電站的外殼采用箱體結構，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，具有良好的防腐性能，除此之外，還有非金屬外殼型式。防護內容和措施如下所述。
1）強制排風散熱措施：散熱問題的主流解決方法是，在箱體外殼設置軸流風扇，在風扇外側加防護網，以防止飛鳥等飛入。風扇控制采用溫感自動控制起動停止。
2）防銹措施：箱體加工時，需進行噴砂鍍鋅等防銹工藝處理。
結論
綜合以上關于土建變電所和箱式變電站的特點對比分析，兩個系列的變電所各具特點，土建變電所容量較大、設備先進、保護可靠、出線回路多、操作空間大等，適用于變壓器臺數多、容量大、保護要求高、含眾多出線等情況的復雜場所。
而箱式變電站具有如下特點：①選址靈活、能深人負荷中心、提高供電質量、減少損耗；②送電周期短、安裝使用方便；③工廠預制化；④組合方式靈活；⑤投資省見效快；⑥占地面積小；⑦外形美觀，易與環境協調等，隨著箱式變電站的不斷被優化改進，會越來越受到廣大用戶的青睞，也必將獲得更廣泛的應用。
