淺談預裝式箱式變電站的改進

【摘 要】預裝式箱式變電站作為國家電網發展的重要產物，正在逐漸取代常規變電站，成為大城市電網設備的中堅力量。相比常規變電站，箱式變電站在設計工作、基建時間、占地面積、生產方式、生產周期和投資費用等諸多方面具有很大的優勢。然而，在箱式變電站的低壓側、變壓器和智能化方面還有可以改進的地方值得我們探討。

【關鍵詞】箱式變電站;改進方法;智能電網

0.概述

預裝式箱式變電站（以下簡稱“箱式變電站”）作為國家電網發展的重要產物，正在逐漸取代常規變電站，成為大城市電網設備中中堅力量。據統計，箱式變電站在歐洲占變電站總數的65%以上，美國為85%，而在我國應用僅為15%，由此可見，我國在箱式變電站的發展上還有很大的提升空間。相比常規變電站，箱式變電站在設計工作、基建時間、占地面積、生產方式、生產周期和投資費用等諸多方面具有很大的優勢。然而，正是由于空間有限，也產生了一些問題，在日常的使用和維護中體現出來，必須引起操作人員的重視。

國家對電力建設、生產、供應和使用活動的管理原則是實行安全用電、節約用電、計劃用電。安全用電放在了第一位，可見安全的重要性，可在實際的使用和維護中，卻存在不少的安全隱患，下面就來分析一下我在操作和使用時遇到的一些問題和改進。

1.箱式變電站的改進

1.1箱式變電站低壓側的改進

箱式變電站的低壓側一般都采用GGD、GCS、MNS等的低壓成套柜作為低壓變電設備，這些開關柜都采用銅排搭接的方式處理，在對設備進行維護或修理時，打開柜體的面板銅排就會裸露在外面，勢必存在著一定的危險。近幾年國家電網關于箱式變電站的技術要求做出了改變，匯流排須采用封閉母線，這樣雖然成本有所提高，但危險性卻大大降低了。現在我們生產的箱式變電站是省去低壓成套柜的外殼，將低壓側元器件和銅排安裝在隔板上，進線斷路器與變壓器的搭接采用銅排軟連接的方式，在軟連接的部位用熱縮盒包裹起來，形成封閉的效果；出線斷路器通過轉接器與銅排連接，在銅排外面有與銅排配套的蓋板，將銅排隱藏起來；電容柜的上口斷路器和微斷部分也采取與出線斷路器一樣的方法與母排連接。從整體上看沒有銅排外露的地方，安全性得到了極大的保障，占地空間比以前也小了很多，便于施工和操作，提高工作效率。

1.2箱式變電站變壓器的改進

箱式變電站的變壓器在早些時間都是使用干式變壓器或油侵式變壓器，這兩種變壓器的優勢在于價格低廉，結構簡單，安裝使用方便。但油侵式變壓器在漏油、產生故障時會對環境造成污染，而干式變壓器占地面積大、戶外使用困難。隨著技術的進步和人們對于新技術的研發，近幾年研制出了非晶合金電力變壓器，相比于前面提到的變壓器，非晶合金變壓器的優勢就相當明顯了：首先，它的超低損耗特性，就達到了用電效率高、節約能源的目的，符合了現在提倡的節能高效；其次，非晶合金變壓器的材料在制造時使用較低能源以及其超低的損耗特性，可大幅節約電力消耗及減少電廠發電量，進一步達到減少SO2、CO2廢氣的排放的目的，降低對環境污染及溫室效應，無污染，達到了綠色能源的效果；最后，在結構上，非晶鐵心在通過較高頻率磁通時，具有低鐵損及低激磁電流的特性而不致產生鐵心飽和，故以非晶鐵心制成的非晶合金變壓器具有較好的耐諧波能力，同時，它具有高超載能力，高機械強度，運轉溫度低、絕緣老化慢、變壓器使用壽命長等等，也都是設備高性能的體現。總之，國家在城鄉電網系統發展與改造中，若能大量推廣采用非晶合金電力變壓器產品，其最終將會達到節能與環保兩方面的效益。

1.3箱式變電站智能化的改進

箱式變電站作為電網系統中的重要一環，它的安全可靠性一直是大家關注的重點。近些年，誤操作造成的事故接連不斷的發生，不但對設備造成了損壞，更重要的給工作人員的生命安全帶來了極大的威脅，智能化電網已經勢在必行。天津城南電網作為全國試點之一，對箱式變電站的遠程控制做了研發，主要是通過配電自動化遠方終端、配電自動化控制屏、智能免維護直流電源系統和配電自動化通訊屏對電網進行遠程控制，以達到通過遠方終端對箱式變電站進行控制的目的。配電自動化遠方終端是基于ARM嵌入操作系統、DSP數字信號處理技術和網絡技術的一種集遙測、遙信、遙控、保護、無功補償和通信等功能于一體的新一代微機型配電自動化遠方終端。適用于箱式變電站、箱式開閉站、變電室等多回路集中監控應用場合。可通過光纖、有線、無線等信道與配電自動化系統的子站、主站配合實現對配電線路的運行狀態監控、故障識別和隔離、自動恢復供電等自動化功能。遠方終端采用模塊化設計，模塊之間采用工業現場總線連接。插板式安裝結構、應用配置靈活，組件互換功能強、擴展性好、維護方便。配電自動化控制柜是針對配電自動化系統工程所研發的智能控制柜，控制柜集SCADA、配電線路故障檢測、SF6氣體監測和電纜終端溫度監測等于一體，可通過光纖、有線、無線等信道與配電自動化系統的子站、主站配合實現對配電線路的運行狀態監控、故障識別和隔離、自動恢復供電等自動化功能。控制柜通過航空插頭將開關柜和控制柜連接起來，很大程度上提高了現場施工的效率和便捷性。智能免維護直流電源系統是通過大容量超級電容器組，為配網設備提供電源，為設備的智能化提供可靠的操作電源和自動化電源，滿足智能化電網的電源要求。配電自動化通訊柜是針對配電自動化系統工程所研發的智能通訊柜，通訊柜集光纖EPON通信、無線通信和載波通信等為一體，實現子站向主站傳輸數據的功能。自動化智能電網就是將遠方終端與三面屏有機的聯系起來，實現智能電網遠程控制，節約人力、物力，更加減少了危險的發生。因此，自動化控制技術的進一步發展應用也將是我們今后繼續努力方向。

2.結束語

今后一個時期是我國電氣工業大跨越、大發展的時期，既有機遇又有挑戰，在發電、輸電、配電、用電設備等方面相應地都要有一個從量到質的變化，特別是“質”的飛躍。箱式變電站作為時代發展的產物，擁有占地空間小、節能環保、安全性高、便于施工和操作等諸多優勢，必將在國家電網建設中發揮極其重要的作用。但同時我們還應看到，箱式變電站還處于發展過程中，還有許多需要改進的地方。例如，在電網中加入有源和無源濾波設備，減少濾波對電網的影響；將低壓側的電容器、電抗器、接觸器、控制器等工控元件集成，形成智能電容器，能大大節省成本等等。如何能逐步改進箱式變電站的整體性能，使它更好的為國家電網系統服務，需要我們進一步的深入研究和實踐。

【參考文獻】

［１］Q/GDW383-2009，智能變電站技術導則[S].國家電網公司.

［２］天津市三源電力設備制造有限公司.SY900配電自動化遠方終端產品說明書.

［３］陳玉國，馬效坤，張永勝，等.非晶合金鐵心變壓器的研究與發展概述.農村電氣化，2001，(2).

［４］天津市電力公司預裝式箱式變電站通用技術條件.