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浅谈箱式变电站的应用前景和展望

话题调查中国仪表网2007年03月19日 09:37人气:655

1 箱式变电站的发展

箱式变电站又称户外成套变电站,也有称做组合式变电站,它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备,由于它具有组合灵活,便于运输、迁移、安装方便,施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点,受到世界各国电力工作者的重视。进入20世纪90年代中期,国内开始出现简易箱式变电站,电力部也相应制定了部颁标准,但应用并不广泛,到90年代末期,特别是农网改造工程启动后,科研开发、制造技术及规模等都进入了高速发展,被广泛应用于城区、农村10~110kv中小型变(配)电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造,因其易于深入负荷中心,减少供电半径,提高末端电压质量,特别适用于农村电网改造,被誉?21世纪变电站建设的目标模式"。

2 箱式变电站的特点

箱式变电站主要由多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成,安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内,机电一体化,全封闭运行,主要有以下特点:

(1) 技术先进安全可靠:

箱体部分采用目前国内领先技术及工艺,外壳一般采用镀铝锌钢板,框架采用标准集装箱材料及制作工艺,有良好的防腐性能,保证20年不锈蚀,内封板采用铝合金扣板,夹层采用防火保温材料,箱体内安装空调及除湿装置,设备运行不受自然气候环境及外界污染影响,可保证在-40℃~ 40℃的恶劣环境下正常运行。

箱体内一次设备采用全封闭高压开关柜(如:xgn型)、干式变压器、干式互感器、真空断路器,弹簧操作机构、旋转隔离开关等国内技术领先设备,产品无裸露带电部分,为全封闭、全绝缘结构,完全能达到零触电事故,全站可实现无油化运行,安全性高,二次采用微机综合自动化系统,可实现无人值守。

(2) 自动化程度高:

全站智能化设计,保护系统采用变电站微机综合自动化装置,分散安装,可实现"四遥",即遥测、遥信、遥控、遥调,每个单元均具有独立运行功能,继电保护功能齐全,可对运行参数进行远方设置,对箱体内湿度、温度进行控制和远方烟雾报警,满足无人值班的要求;根据需要还可实现图像远程监控。

(3) 工厂预制化:

设计时,只要设计人员根据变电站的实际要求,作出一次主接线图和箱外设备的设计,就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号,所有设备在工厂一次安装、调试合格,真正实现变电站建设工厂化,缩短了设计制造周期;现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验、传动试验及其它需调试的工作,整个变电站从安装到投运大约只需5~8天的时间,大大缩短了建设工期。

(4) 组合方式灵活:

箱式变电站由于结构比较紧凑,每个箱均构成一个独立系统,这就使得组合方式灵活多变,一方面,我们可以全部采用箱式,也就是说,35kv及10kv设备全部箱内安装,组成全箱式变电站;也可以仅用10kv开关箱,35kv设备室外安装,10kv设备及控保系统箱内安装,对于这种组合方式,特别适用于农网改造中的旧站改造,即原有35kv设备不动,仅安装一个10kv开关箱即可达到无人值守的要求。总之,箱式变电站没有固定的组合模式,使用单位可根据实际情况自由组合一些模式,以满足安全运行的需要。

(5) 投资省见效快:

箱式变电站较同规模常规变电所减少投资40%~50%,以35kv单主变4000kva规模变电所计算,土建工程(包括征地费用)箱式变电站要比常规变电所节约100余万元;若从竣工投产角度分析,保守估计按每站提前4个月投运计算,若平均负荷2000kw,售电利润0.10元/kw.h,三个月可增加净利润60余万元;从运行角度分析,在箱式变电站中,由于先进设备的选用,特别是无油设备运行,从根本上彻底解决了常规变电所中的设备渗漏问题,变电站可实行状态检修,减少维护工作量,每年可节约运行维护费用10万元左右,整体经济效益十分可观。

(6) 占地面积小:

以4000kva单主变规模变电所为例,建设一座常规35kv变电所,大约需占地3000m2左右,而且需要进行大规模的土建工程;而选用箱式变电站,主变箱和开关箱两箱体占地面积最小可至100m2,包括35kv其他设备总占地面积最大为300m2,仅为同规模变电所占地面积的1/10,可充分利用街心、广场及工厂角隅即可安装投产,符合国家节约土地的政策。

(7) 外形美观,易与环境协调:

箱体外壳采用镀铝锌钢板及集装箱制造技术,外形设计美观,在保证供电可靠性前提下,通过选择箱式变电站的外壳颜色,从而极易与周围环境协调一致,特别适用于城市建设,如:城市居民住宅小区、车站、港口、机场、公园、绿化带等人口密集地区,它既可作为固定式变电所,也可作为移动式变电所,具有点缀和美化环境的作用。

3 新泰35kv集装箱式变电站简介

35kv城东变电站是山东乃至全国规模较大的集装箱式变电站之一,2000年安装,仅安装调试15天即投产。该站全部高压设备集中在四套集装箱内,"一"字形排列,花园式布置,很是壮观,从左至右依次为35kv开关箱、主变压器箱、10kv开关箱(带控制),10kv开关箱(带补偿电容),主变箱及带电容器的开关箱箱顶采用隔层气楼结构,箱体低部也有进出风口,以保证电气设备通风散热;35kv高压断路器选用kyn型手车式真空断路器,10kv高压开关柜选用xgn开关柜,主变、所变、电压互感器均采用干式设备,这样全面实现无油化运行,从根本上避免了由设备渗漏而引起的停电检修。箱体内配装烟雾报警系统及远程图象监控系统,将报警信号及图象上传至调度所进行24h监控,可防止火灾、爆炸等事故的发生和蔓延,另外还设有防雨、防尘、防小动物进入等多种防护措施。

二次设备采用dsa微机保护控制系统,分散布置,该系统集保护、遥控、遥测、遥信等功能于一体,保护电流与测控电流分别输入,装置机箱采用整板模压成型,具有结构紧凑、密封性好、抗干扰、抗震能力强等特点。在软件设计上,保护模块与其它模块完全分开,大屏幕显示事故报告、报警信息及遥信、遥测信息,定值设定简单可靠,具有完善的自检体系,保护、监控可靠且具有保护黑匣子功能,达国内领先水平。以上设备的选用使供电自动化程度大大提高,同时也降低了运行维护费用,符合电力发展的需要。

4 箱式变电站的应用前景和展望

近年来箱式变电站,是当前农网改造和今后变电站建设的主要方向,但就某些方面还存在着一些不足,具体表现在:

(1) 防火问题:箱式变电站一般为全密封无人值守运行,虽然全部设备无油化运行且装有远方烟雾报警系统,但是箱体内仍然存在火灾隐患,如:电缆、补偿电容器等,一旦突发火灾,不利于通风,也不利于火灾的扑救,因此应考虑设计自动灭火系统,但这样会增加箱式变电站的制造成本。

(2) 扩容问题:箱式变电站由于受体积及制造成本所限,出线间隔的扩展裕度小,如想在原箱体中再增加1~2个出线间隔是比较困难的,必须再增加箱体才能做到。

(3) 检修问题:由于箱式变电站在制造时考虑制造成本及箱体体积所限,使箱式变电站的检修空间较小,不利于设备检修,特别是事故抢修,这是箱式变电站的先天不足,是无法克服的缺点。

总之,展望未来,箱式变电站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中会得到广泛的应用,它将以其物美价廉的优点被越来越多的人们所使用,使我国的电网运行水平再上一个新台阶
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