箱式變電站是一種高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、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、全封閉運(yùn)行，它替代了原有的土建配電房、配電站，成為新型的成套變配電裝置。
一、箱體結(jié)構(gòu)
箱式變電站的箱體是由：底座、外殼、頂蓋三部分構(gòu)成。底座一般用槽鋼、角鋼、扁鋼、鋼板等，組焊或用螺栓連接固定成形；為滿足通風(fēng)、散熱和進(jìn)出線的需要、還應(yīng)在相應(yīng)的位置開出條形孔和大小適度的圓形孔。箱體外殼、頂蓋槽鋼、角鋼、鋼板、鋁合金板、彩鋼板、水泥板等進(jìn)行折彎、組焊或用螺釘、鉸鏈或相關(guān)的專用附件連接成形。不管哪種材料的箱變殼體，按標(biāo)準(zhǔn)要求必須具備：防曬、防雨、防塵、防銹，防小動(dòng)物（如蛇）等進(jìn)入的五防功能。箱體外殼體為防止炎熱夏季強(qiáng)烈的日光輻射，其頂部一般都設(shè)有導(dǎo)熱系數(shù)較低的隔熱材料作填料。常用的填料有：巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。在統(tǒng)一設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)“組合式變電站”中，一般在殼體中也填充隔熱填料，這種方法大多數(shù)設(shè)計(jì)者已不再采用，這是因?yàn)椋焊魺崽盍想m然能防止炎熱夏季強(qiáng)烈的日光輻射，同時(shí)也阻礙了變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量熱量的散發(fā)，所以設(shè)計(jì)者們除保留在殼體上沖百葉窗孔的方法外，同時(shí)采用加大散熱面積、加強(qiáng)空氣對(duì)流的方法散熱，同時(shí)還可減少制造成本。
二、箱式變電站特點(diǎn)
2.1技術(shù)先進(jìn)安全可靠
箱式變電站應(yīng)用及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕，內(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在－40℃～＋40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。
箱體內(nèi)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、真空斷路器(彈簧操作機(jī)構(gòu))等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無裸露帶電部分，為全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無人值守。2.2 自動(dòng)化程度高
全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn)"四遙"，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制，滿足無人值班的要求。
2.3 工廠預(yù)制化
設(shè)計(jì)時(shí)，只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì)，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號(hào)，所有設(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；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需調(diào)試的工作，整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間，大大縮短了建設(shè)工期。
2.4 組合方式靈活
箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，我們可以全部采用箱式，即35kV及10kV設(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所；也可以采用35kV設(shè)備室外安裝，10kV設(shè)備及控制保護(hù)系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊站改造，即原有35kV設(shè)備不動(dòng)，僅安裝一個(gè)10kV開關(guān)箱即可達(dá)到無人值守的要求。
2.5 投資省、見效快
箱式變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備箱內(nèi)安裝)較同規(guī)模綜自變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備布置于戶內(nèi)高壓開關(guān)室及中控室)減少投資40％～50％。
2.6 占地面積小
以4000KVA單主變規(guī)模變電站為例，建設(shè)一座常規(guī)35kV變電站，大約需占地3000平方米左右，而且需要進(jìn)行大規(guī)模的土建工程；而選用箱式變電站，主變箱和開關(guān)箱兩箱體占地面積最小可至100平方米，包括35kv其他設(shè)備總占地面積最大為300平方米，僅為同規(guī)模變電所占地面積的1/10，符合國(guó)家節(jié)約土地的政策。
三、箱式變電站在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)(改造)中的應(yīng)用
在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)(改造)中，箱式變電站模式被廣泛采用。如莊頭鄉(xiāng)雛鷹集團(tuán)我局為其新建一座35kV臨時(shí)變電站，主變?nèi)萘?×3150kVA，采用三相雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器，電壓等級(jí)為35±2×2.5％/10.5kV。35kV架空進(jìn)線一回，主變高壓側(cè)采用35kV真空負(fù)荷隔離開關(guān)和快速熔斷器配合使用，替代35kV真空斷路器，降低造價(jià)，能在熔斷器一相熔斷，缺相運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)分閘。10kV部分采用箱式配電站布置形式，10kV電纜出線4回，其中一回為無功補(bǔ)償回路，一回備用。35kV、10kV母線均采用單母線不分段接線形式。站用變?cè)O(shè)置在35kV進(jìn)線側(cè)，容量為50kVA，電壓等級(jí)為35±5％/0.4kV。箱式配電站電氣二次系統(tǒng)采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。
四、箱式變電站設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
4.1 主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距
《35～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑物與變壓器(油浸)之間最小防火凈距為10m。其面對(duì)變壓器、可燃介質(zhì)電容器等電器設(shè)備的外墻(符合防火墻要求)，在設(shè)備總高加3m及兩側(cè)各3m的范圍內(nèi)不設(shè)門窗不開孔洞時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距可不受限制；如在上述范圍內(nèi)雖不開一般門窗，但設(shè)有防火門時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距應(yīng)等于或大于5m。
配電裝置的最低耐火等級(jí)為二級(jí)，箱式配電站箱體內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均采用特制鋁型材裝飾的大門結(jié)構(gòu)，每個(gè)間隔后部均設(shè)有雙層防護(hù)板，即可打開的外門，我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中，主變與箱體之間最小防火凈距建議采用10m，以確保變電站安全運(yùn)行。
4.2 10kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)
為求美觀，變電站內(nèi)10kV箱式配電站箱體四圍一般均設(shè)計(jì)為水泥路面，10kV線路終端桿一般在變電站圍墻外10m處。如果將電纜直埋，引至線路終端桿，將給檢修帶來很大不便。因此10kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，以方便用戶維護(hù)檢修。如10kV線路終端桿距離變電站較遠(yuǎn)，則箱體至變電站圍墻段的10kV電纜出線必須穿鋼管敷設(shè)。在電纜出線末端的線路終端桿上裝設(shè)新型過電壓保護(hù)器，以防止過電壓。
五、應(yīng)用前景
箱式變電站，是當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)改造和今后變電站建設(shè)的主要方向，但就某些方面還存在著一些不足，具體表現(xiàn)在：
(1)防火問題：箱式變電站一般為全密封無人值守運(yùn)行，雖然全部設(shè)備無油化運(yùn)行且裝有遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警系統(tǒng)，但是箱體內(nèi)仍然存在火災(zāi)隱患，如：電纜、補(bǔ)償電容器等，一旦突發(fā)火災(zāi)，不利于通風(fēng)，也不利于火災(zāi)的撲救，因此應(yīng)考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)滅火系統(tǒng)，但這樣會(huì)增加箱式變電站的制造成本。
(2)擴(kuò)容問題：箱式變電站由于受體積及制造成本所限，出線間隔的擴(kuò)展裕度小，如想在原箱體中再增加1～2個(gè)出線間隔是比較困難的，必須再增加箱體才能做到。
(3)檢修問題：由于箱式變電站在制造時(shí)考慮制造成本及箱體體積所限，使箱式變電站的檢修空間較小，不利于設(shè)備檢修，特別是事故搶修，這是箱式變電站的先天不足，是無法克服的缺點(diǎn)。
總之，展望未來，箱式變電站在我國(guó)廣大城市、農(nóng)村、工礦企業(yè)、公共建筑設(shè)施中會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，它將以其物美價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)被越來越多的人們所使用，使我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行水平再上一個(gè)新臺(tái)階。
