新型箱式变电站应用与分析
[摘要] 综合我国电力行业箱式变电站的最新发展动态，对欧式箱变与美式箱式变电站不同点进行比较，着重介绍美式箱变的特点，使用情况及缺陷。并根据广西正进行城网、农网改造的需要，对广西最新的国产美式箱变的应用作了简介。
1 美式箱变与欧式箱变的区别
箱式变电站（简称箱变）一般由高压室、变压器室和低压室组成。根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。我国自70年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式，这种箱变称为欧式箱变，形象比喻为给高、低压开关柜、变压器盖了房子。从90年代起，我国引进美国箱式变电站，在结构上将负荷开关，环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕，油箱及散热器暴露在空气中，这种箱变称为美式箱变，形象比喻为变压器旁边挂个箱子。从体积上看，欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器，产品体积较大。美式箱变由于采用一体化安装体积较小。从保护方面，欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开关具有切断转移电流能力。低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护，美式箱变高压侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断，低压侧的电压就降低，塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作，低压运行不会发生。从产品成本看，欧式箱变成本高。从产品降价空间看，美式箱变还存在较大降价空间，一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心，另一方面，美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外，占用高压室空间。
2 箱变产品应满足的要求
箱变产品是一种比较简易的变配电装置，其变压器部分的选择，均可按一般通则处理，容量一般不超过1250kVA。
箱变适用于:①城市公用配电系统，在住宅小区，繁华街道负荷增加时，需要增加变压器容量。②施工工地的临时供电:已有建筑物情况下，需要改造或增加用电设备，野外作业和室外作业场所的供电，如油田、采矿、港口码头、车站等。
箱变满足的一般要求如下：
（1）简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；
（2）动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；
（3）自维用电及特殊情况。
许多城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。
3 进口“美式箱变”存在问题
由于美国单位用电量较大，且不采用高压计量方式，故进口产品一般不具高压计量，低压间隔内也不设各种仪表和配电断路器；
（2）进口产品往往由代理商来经营运作，而代理商一般不具备生产、改装能力。为了满足用户极简单的用量要求。不得不到开关厂外协生产低压配电装置。由于可利用空间小，仅能配出4个回路的低压计量。不能在产品本体实现高压计量、低压补偿以及多回路配出；
（3）美国变压器容量等级与我国不同，我国从250～800kVA有6个容量等级可选（250，315，400，500，630，800）。而美国产品从250～800kVA仅有3个容量等级（300，500，750）。这为设计选择容量带来困难。例如630kVA容量可满足情况下，就得设计750kVA容量，不仅增加了设备投资还使用户增容费增加了近20%；
（4）美国箱变厂家均未在国内设立维修中心，一旦设备出现事故，很难在短时间内处理解决。
3 国产化“美式箱变”的特点
正是由于“美式箱变”具有诸多优点，但进口产品又存在诸多问题，南宁市开关设备厂与广东增城特种电力设备有限公司联合推出国产ZGS（Ｂ）9“美式箱变”，目前已正式投入生产、运行。
ZGS（Ｂ）9俗称“美式箱变”具有国内传统箱式变电站（俗称欧式箱变）的结构特征和功能，而又不同于欧式箱变，它吸收了美式箱变的结构特点，将高压负荷开关，插入式熔断器，后备限流式熔断器，变压器本身，无励磁分接开关等高压元器件组合在密封的油箱时，由变压器油或高燃点绝缘液作为绝缘介质，因此结构尺寸可以大为缩小，同时提高了产品绝缘强度，使得组合式变压器具有体积小，价格低，重量轻，噪声低，运行安全可靠，损耗低等优点，广泛应用于住宅小区、商业中心、车站、机场、厂矿、码头、公园等重要场所。
5 国产化“美式箱变”设计实例
为桂林供电局生产制造的组合变为终端型，电缆进出线，变压器容量500kVA。10ｋＶ配故障显示器，组合变的接线图见图1。国产“美式箱变”对配电系统的小型、节能、智能化具有重大意义，南宁市开关设备厂与广东增城特种电力设备有限公司是国产“美式箱变”的生产厂，他们推出的ZGS（Ｂ）9将对我国城市电网建设产生较大影响
1 美式箱变与欧式箱变的区别
箱式变电站（简称箱变）一般由高压室、变压器室和低压室组成。根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。我国自70年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式，这种箱变称为欧式箱变，形象比喻为给高、低压开关柜、变压器盖了房子。从90年代起，我国引进美国箱式变电站，在结构上将负荷开关，环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕，油箱及散热器暴露在空气中，这种箱变称为美式箱变，形象比喻为变压器旁边挂个箱子。从体积上看，欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器，产品体积较大。美式箱变由于采用一体化安装体积较小。从保护方面，欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开关具有切断转移电流能力。低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护，美式箱变高压侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断，低压侧的电压就降低，塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作，低压运行不会发生。从产品成本看，欧式箱变成本高。从产品降价空间看，美式箱变还存在较大降价空间，一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心，另一方面，美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外，占用高压室空间。
2 箱变产品应满足的要求
箱变产品是一种比较简易的变配电装置，其变压器部分的选择，均可按一般通则处理，容量一般不超过1250kVA。
箱变适用于:①城市公用配电系统，在住宅小区，繁华街道负荷增加时，需要增加变压器容量。②施工工地的临时供电:已有建筑物情况下，需要改造或增加用电设备，野外作业和室外作业场所的供电，如油田、采矿、港口码头、车站等。
箱变满足的一般要求如下：
（1）简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；
（2）动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；
（3）自维用电及特殊情况。
许多城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。
3 进口“美式箱变”存在问题
由于美国单位用电量较大，且不采用高压计量方式，故进口产品一般不具高压计量，低压间隔内也不设各种仪表和配电断路器；
（2）进口产品往往由代理商来经营运作，而代理商一般不具备生产、改装能力。为了满足用户极简单的用量要求。不得不到开关厂外协生产低压配电装置。由于可利用空间小，仅能配出4个回路的低压计量。不能在产品本体实现高压计量、低压补偿以及多回路配出；
（3）美国变压器容量等级与我国不同，我国从250～800kVA有6个容量等级可选（250，315，400，500，630，800）。而美国产品从250～800kVA仅有3个容量等级（300，500，750）。这为设计选择容量带来困难。例如630kVA容量可满足情况下，就得设计750kVA容量，不仅增加了设备投资还使用户增容费增加了近20%；
（4）美国箱变厂家均未在国内设立维修中心，一旦设备出现事故，很难在短时间内处理解决。
3 国产化“美式箱变”的特点
正是由于“美式箱变”具有诸多优点，但进口产品又存在诸多问题，南宁市开关设备厂与广东增城特种电力设备有限公司联合推出国产ZGS（Ｂ）9“美式箱变”，目前已正式投入生产、运行。
ZGS（Ｂ）9俗称“美式箱变”具有国内传统箱式变电站（俗称欧式箱变）的结构特征和功能，而又不同于欧式箱变，它吸收了美式箱变的结构特点，将高压负荷开关，插入式熔断器，后备限流式熔断器，变压器本身，无励磁分接开关等高压元器件组合在密封的油箱时，由变压器油或高燃点绝缘液作为绝缘介质，因此结构尺寸可以大为缩小，同时提高了产品绝缘强度，使得组合式变压器具有体积小，价格低，重量轻，噪声低，运行安全可靠，损耗低等优点，广泛应用于住宅小区、商业中心、车站、机场、厂矿、码头、公园等重要场所。
5 国产化“美式箱变”设计实例
为桂林供电局生产制造的组合变为终端型，电缆进出线，变压器容量500kVA。10ｋＶ配故障显示器，组合变的接线图见图1。国产“美式箱变”对配电系统的小型、节能、智能化具有重大意义，南宁市开关设备厂与广东增城特种电力设备有限公司是国产“美式箱变”的生产厂，他们推出的ZGS（Ｂ）9将对我国城市电网建设产生较大影响
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