[科普中国]-箱式变电站

箱式变电站，又叫预装式变电所或预装式变电站。是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，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，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。

发展历程箱式变电站适用于住宅小区、城市公用变、繁华闹市、施工电源等，用户可根据不同的使用条件、负荷等级选择箱式变。箱式变电站自问世以来，发展极为迅速，在欧洲发达国家已占配电变压器的70%，美国已占90%。中国城市现代化建设的飞速发展，城市配电网的不断更新改造，必将得到广泛的应用。

对于箱式变电站，中国自20世纪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20世纪90年代起，中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1。

原理箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。它适用于额定电压10/0.4KV三相交流系统中，作为线路和分配电能之用。

与同容量的欧式箱变相比较，美式箱变的结构更为合理。由于欧式箱变是将变压器及普通的高压电器设备装于同一个金属外壳箱体中，变压器室温很高，引起散热困难，影响出力；另一方面在箱体中采用普通的高压负荷开关和熔断器、低压开关柜，所以欧式箱变体积较大。美式箱变与欧式箱变结构上不一样。从布置上看，其低压室、变压器室、高压室不是目字型布置，而是品字型布置。从结构上看，这种箱式变分为前、后两部分前面为高、低压操作间隔，操作间隔内包括高低压接线端子，负荷开关操作柄，无载调压分节开关，插入式熔断器，油位计等；后部为注油箱及散热片，将变压器绕组、铁芯、高压负荷开关和熔断器放入变压器油箱中。

避雷器也采用油浸式金属氧化物避雷器。变压器取消油枕，采取油加气隙体积恒定原则设计密封式油箱，油箱及散热器暴露在空气中，没有散热困难。低压断路器采用塑壳断路器作为主断路器及出线断路器。由于结构简化，这种箱式变电站的占地面积和体积大大减小，由于其体积很小再加上只是一侧开门，其所需占地面积仅是欧式箱变的1/4，体积仅为同容量欧式箱变的1/5-1/3。美式箱变高压侧采用熔断器保护，低压侧采用塑壳自动空气断路器保护，与中国10kV配变保护方式相同。高压熔断器保护变压器内部故障，自动空气断路器保护低压侧线路的过电流、短路、欠电压故障。美式箱变存在的缺点。由于负荷开关浸在油里，油被电弧碳化、分解，产生乙炔等有害气体，使得性能下降，曾发生事故。看不到明显断开点，检修不方便。因为美国低压保护及计量方式与中国不同，美式箱变本身不带低压保护和计量。为满足国内用户的需要，国产箱变在低压侧加装低压配电柜。由于箱式变长期处于太阳的直晒下，影响塑壳断路器的散热，使得断路器不能正常开断负载及短路电流，易引发高压侧故障2。

结构欧式箱变1、箱体结构：

欧式变电站的箱体是由：底座、外壳、顶盖三部分构成。底座一般用槽钢、角钢、扁钢、钢板等，组焊或用螺栓连接固定成形；为满足通风、散热和进出线的需要、还应在相应的位置开出条形孔和大小适度的圆形孔。箱体外壳、顶盖槽钢、角钢、钢板、铝合金板、彩钢板、水泥板等进行折弯、组焊或用螺钉、铰链或相关的专用附件连接成形。

不管那种材料的箱变壳体，按标准要求必须具备：防晒、防雨、防尘、防锈，防小动物（如蛇）等进入的五防功能。欧式变电站的壳体为防止炎热夏季强烈的日光辐射，其顶部一般都设有导热系数较低的隔热材料作填料。常用的填料有：岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。

在统一设计的传统“组合式变电站”中，一般在壳体中也填充隔热填料，这种方法大多数设计者已不在采用，这是因为：隔热填料虽然能防止炎热夏季强烈的日光辐射，同时也阻碍了变压器运行时产生大量热量的散发，所以设计者们除保留在壳体上冲百叶窗孔的方法外，同时采用加大散热面积、加强空气对流的方法散热，同时还可减少制造成本。

欧式箱变的表面处里：欧式箱变表面处里的方法较多，中国北方大多采用传统的喷漆、烤漆、喷塑等方法进行处理；在中国南方经济发达地区，除采用上述方法外，还在水泥板结构的壳体外贴上彩色瓷砖，或贴贴面等方法进行表面处理，特别是置于住宅小区的箱变外观，与当地建筑物的风格更加协调、统一。

2、高压配电装置结构：

欧式箱变高压配电装置，从进线方式上分为：终端型、环网型两种；从进线方位上分可分为：从箱体顶部架空进线（传统箱变用此法较多）和利用高压电缆沟从地下进出线，这是现代设计较为普遍的采用方法。

以SF6气体为灭弧介质的SF6系列负荷开关较多，其成本高于FN-10系列高压负荷开关。这类开关结构、有带熔断器、不带熔断器、接地开关等，但一般都装有带电显示器；操作机构一般为手动，也有电动操作的。带熔断器的，当回路出现短路故障能自切断开关，保护电路及变压器、开关等设备。

还有以真空为灭弧介质的真空开关，这类开关可以单独使用、也可与熔断器配用，还可与SF6系列负荷开关串接使用，不过这样将使成本增大，如用户无特别要求不须这样使用。

高压计量：高压配电装置中，如用户有高压计量要求的，还须设置高压计量柜。

中国各地供电部门，对高压或低压计量问题没有统一的要求。西北地区供电规程规定：变压器容量大于160KVA时，必须采用高压计量；高压计量柜开关必须由供电部门控制。北京、天津等华北地区供电部门则认为：箱式变电站计量应以低压侧为好，这样，可以提高供电可靠性，减少高压计量带来的不稳定因素，对变压器本身的损耗，可折算成电费，由用户承担。

箱式变电站高压计量柜的结构一般由：CT、PT、及计量表计，遥控、遥测装置等构成。

3、变压器室结构：

欧式箱变都设有独立的变压器室，变压器室主要由：变压器，自动控温系统，照明及安全防护栏等构成。

变压器运行时，将在箱变中产生大量的热量向变压器室内散发，所以变压器室的散热、通风问题是欧式箱变设计中应重点考虑的问题；变压器运行时，源源不断的产生大量的热量，使变压器室的温度不断升高，特别是环境温度高时，温度升高更快，所以只靠自然通风散热往往不能保证变压器可靠、安全运行；欧式箱变设计中，除变压器容量较小的箱变采用自然通风外，一般都设计了测温保护，用强制排风措施加以解决。该系统主要由测量装置，测变压器室温、油温均可。然后通过手动和自动控制电路，对排风扇是否需要投入，按变压器可靠、安全运行温度的设定范围进行设置控制。

欧式箱变中，变压器既可选用油浸式变压器，也可采用干式变压器，但由于干式变压器价格较高，所以在用户没有特别要求的情况下，应首选油浸式变压器、以降低制造成本。变压器容量一般在100-1250KVA为宜，最大不应超过1600KVA。

4、低压室结构设计：

欧式箱变的低压室按工矿企业或住宅小区的使用场合的不同，在设计结构上应有所不同。一般对于工矿企业使用的欧式箱变，应对动力供电、照明供电进行分开设计。在采用低压计量时，一般情况下，供电局要求对照明用电进行分开计度，这主要是因为照明用电的单位价格，普遍高于动力用电。在住宅小区使用的变电站在结构设计上，则不须考虑动力用电的问题。

欧变低压室的输出路数，在结构设计上根据变压器容量大小和用户使用需求的不同而不同。变压器容量小，用户需求输出路数较少的可少设；而变压器容量大，用户要求输入出路数多的，可考虑设计路数多一些，还可考虑按带走廊操作形式进行布局。

美式箱变中国的箱变最初是从欧式箱变发展而来的，其体积往往比较庞大。随着中国对外经济的开放，市场经济的大力发展，大约在90 年代，美式箱变在中国市场打入了美式箱变，并以其独有的特点在中国市场获得了迅速的发展。中国从南到北，从东到西，几乎到处都可以看到这种美式箱变的身影，而且大都是国内厂家仿造的产品，其质量可以说参差不齐。通过这些年的应用和实践，有必要对美式箱变结合中国国情进行认真分析，给予正确定位，以此来推动中国箱变的技术和市场发展。

美式箱变的主要特点：

过载能力强，允许过载2倍2个小时，过载1.6倍7个小时而不影响箱变寿命。

采用肘式插接头，可以十分方便高压进线电缆的连接，并可在紧急情况下作为负荷开关使用，即可带电拔插。

采用双熔断器保护，插入式熔断器（BAY—o—net）为双敏熔丝（温度、电流）保护箱变二次侧发生的短路故障。后备限流保护熔断器（ELSP）保护箱变内部发生的故障，用于保护高压侧。

变压器一般采用高燃点油（FR3）。

高压负荷开关保护用熔断器等全部元件都与变压器铁芯、绕组放在同一油箱内。

美式箱变外壳的防腐和防护：

美式箱变，其箱体采用防腐设计和特殊喷漆处理，可适用于各种恶劣环境，如多暴风雨和高污染地区。其箱体在喷漆前经过八道预处理工序，然后进行七道喷漆和烘烤工序才算完成，可见其对防腐的慎重态度。而国内生产的美式箱变壳体几乎没有进行特殊处理，基本上是采用酸洗后，静电喷涂处理，甚至有的企业连酸洗处理都不进行，更有甚者，在外表面上只进行喷漆处理，可想而知，其外壳的防腐能力如何。即便是静电喷涂处理，由于底表面进行处理时往往会出现一些死角，而静电喷涂在这些没有处理好的部位上很难喷涂上粉末，所以必然留下锈蚀的隐患。由于箱变要长年累月的在风吹、雨淋、日晒的户外环境中工作，如果表面处理不好，锈蚀将是十分严重的。这一问题是十分重要的，也是国内几十年来一直十分关注、重视、研究的课题，所以有许多厂家采用一些其它技术来解决这— 问题。关于防护问题，美式箱变的变压器油箱和散热片部分裸露在外边，其目的就是为了改善散热条件。但是，由于其直接暴露在阳光下，在阳光的热辐射下，会不会影响温升，还没有详细介绍。此外，裸露在外的部分很容易受到外力的碰撞、敲击而遭到损坏。如果一旦损坏，变压器油就会大量流失，后果不堪设想，所以一些国内厂家在散热片部位又包上一层钢板，以求得增加防护能力。

美式箱变的高压负荷开关：

美式箱变的负荷开关是放入到变压器油箱内。油浸式三相联动开关可分为二位置（终端式）、四位置（环网式）两种，由于此负荷开关是放在变压器油箱中，其关合位置只能根据外部操作面板的指示来判断，而且其操作要通过专用的绝缘操作杆来进行，所以其操作较比复杂。从这一点来看，其操作很不方便。此外，由于看不见负荷开关的开断触头（即明显断开点），所以在开断后，给人们一种不放心的感觉。此外，其负荷开关一旦发生故障，更换、维修都将是十分困难。负荷开关一般采用真空断路器。

关于美式箱变的维护

美式箱变安装使用后，基本上无须维护，但国内所生产的产品由于多种原因，箱变的维护工作却是不可缺少的。

由于外壳的表面处理技术问题，应加强检查其锈蚀情况；

美式箱变在油箱中填充的油一般为FR3绝缘油，其燃点可达312℃，并且具有优良的电热特性、绝缘强度高、润滑性好、熄弧能力强、无毒、可以进行生物分解，因此最大程度地减少了对环境和健康的危害。FR3绝缘油不象传统矿物油那样会形成沉淀物，而国内生产的美式箱变绝大部分填充的都是25#普通矿物油。此外，一般情况下美式箱变的油箱上部都充有惰性气体，以防止空气中的水份交换到油中去。而国产的美式箱变可能还没有企业进行此项工作，时间一长，油的性能就要降低，加之其密封性能达不到7个Psig的要求，所以必须定期换油。

美式箱变无油温保护，只有一个温度计来显示油温，当油温太高时，依靠插入式熔断器来进行保护，还有一个压力释放阀，用来释放油箱内太大的压力。因此，应该经常检查在此两种情况下熔断器是否正常运行，及外壳是否发生渗漏油现象。

由于美式箱变的油箱裸露在外部，因此应经常进行巡视，以防止在外力碰撞下受到损害而发生渗漏油。

国产箱变国产箱变同美式箱变相比增加了接地开关、避雷器，接地开关与主开关之间有机械联锁，这样可以保证在进行箱变维护时人身的绝对安全。国产箱变每相用一只熔断器代替了美式箱变的两支熔断器做保护，其最大特点是当任一相熔断器熔断之后，都会保证负荷开关跳闸而切断电源，而且只有更换熔断器后，主开关才可合闸，这一点是美式箱变所不具备的。

国产箱变一般采用各单元相互独立的结构，分别设有变压器室、高压开关室、低压开关室，通过导线连成一个完整的供电系统。

变压器室一般放在后部。为了方便用户维修、更换和增容的需要，变压器可以很容易的从箱体内拉出来或从上部吊出来。由于变压器放在外壳内，其有利的因素是可以防止阳光直接照射变压器而产生的温升，同时也可以有效地防止外力碰撞、冲击及发生触摸感电事故；其不利因素是对变压器的散热提出了较高的要求。高压开关室内安装有独立封闭的高压开关柜，柜内一般安装有产气式、压气式或真空式负荷开关—熔断器组合电器，其上安装的高压熔断器可以保证任一相熔断器熔断都可以使其主开关分闸，以避免缺相运行。此外还装有接地开关，其与主开关相互连锁，即只有分开主开关后，才可合上接地开关，而合上接地开关后，主开关不能关合，以此来保证维护时的安全。在柜内还装有高压避雷器，整个开关的操作十分方便，只须使用专用配套手柄，就可实现全部开关的关合分断。同时还可以通过透明窗口观察到主开关的分合状态。

低压开关柜：一般低压开关柜内都装有总开关和各配电分支开关、低压避霄器、电压和总电流、分支电流的仪表显示，同时，为了更好的保护变压器运行安全，往往采取对变压器上层油温进行监视的措施。当油温达到危险温度时，其可以自动停止低压侧工作（断开低压侧负荷），当然其动作值可以根据要求自行设定。

外壳及防护：国产箱变的各开关柜分别制成独立柜体，安装到外壳内，可以很方便的更换和维护，同时也提高了防护能力和安全性。其钢板外壳均采用特殊工艺进行防腐处理，使其防护能力可以达到20年以上。同时，上盖采用了双层结构以减少阳光的热辐射，其外观可以按照用户要求配上各种与使用环境相协调的颜色，以达到与自然环境相适应相点缀的效果。

其它方面：美式箱变和国产箱变均可以增加计量补偿等方面的功能，只不过是体积稍有增大而已。此外，国产箱变也可以采取肘式电缆头进行进线电缆插接。顺便指出，国产箱变的变压器一般均采用S9全密封低损耗变压器，而国外有的产品已经采用非晶合金做变压器铁芯，以求得降低损耗。在国内非晶合金变压器已经有小批量生产，换句话说，就是一次性投资较大，但其带来的经济效益还是相当可观的。

国产卧式箱变更准确的讲，应称为欧美一体化箱变，更为贴切。卧式箱变的外观形同欧式箱变，但体积却大大小于欧式箱变，略大于美式箱变。这是因为卧式箱变的变压器、负荷开关及低压出线方式基本与美式箱变相同、但它有独立的变压器室。由于高、低压出线均在侧壁，所以变压器室不需考虑防护栏等设施。因卧式箱变体积小、紧凑的结构特点，使一些设计者对其顶盖设计也大大简化（不加隔热层等），仅保留了自然通风散热冷却运方式。使置于箱变体内的变压器的散热水平大大降低3。

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：

技术先进安全可靠

箱体部分采用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。

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。

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。

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。

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。

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3000m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100m，包括35kv其他设备总占地面积最大为300m，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。

外形美观

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。

箱式变电站外壳采用钢板或者合金板，配有双层顶盖，隔热性好。外壳及骨架全部经过防腐处理，具有长期户外使用的条件。外形及色彩可与环境相互协调一致。安装方便，在箱式变电站的基础下面设有电缆室，而在低压室内设有人孔可进入电缆室进行工作。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。

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。

分类箱式变电站的型式可以分为普通和紧凑型两类。普通型箱式变电站有ZBW型和XWB型等，紧凑型箱式变电站有ZB1—336型和GE箱式变电站等。箱式变电站10KV配电装置不用断路器，常用的有FN5—10型或FN7—10型负荷开关加熔断器和环网供电装置，并从邻近架空线支接到变压器高压端。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。

ZBW型箱式变电站

ZBW-10/0.4KV型户外组合式变电站是由高压室、变压器室、低压室三者组成一体的预装式成套变配电设备。适用于环网、双线、终端供电方式，且三种方式互换性极好。进线方式采用电缆。高压室采用完全可靠的紧凑设计，具有全面的防误操作连锁功能，可靠性高，操作检修方便。高压室可兼容终端负荷开关、空气环网开关、SF6环网柜等。Satons变压器可采用油浸式变压器、干式变压器。变压器室采用温度控制，可采用自然通风或顶部强迫通风。低压室设有计量和无功补偿，可根据用户需要设计二次回路及出线数，满足不同需要。

GE箱式变电站

GE箱式变电站与国内组合式箱式变电站的不同之处在于，它是在变压器的基础上发展而形成的。GE箱式变电站将变压器芯体，高压负荷开关，熔断器等设备结构简化，放入同一注油铁箱中。体积小，结构紧凑，占地面积仅为国内同容量箱式变电站的1/3左右。全密封、全绝缘结构，无须绝缘距离，可靠地保证人身安全。高压电缆接入绝缘性能良好的套管，套管与肘型电缆插头相接，将带电部分密封在绝缘体内。肘型电缆插头可以在变压器满载状况下进行带电插拔，起相当于负荷开关的作用，其品种比较多，具体应用时需要谨慎选择。在箱体外壳上焊有一些壁挂，用于固定支座式绝缘套管接头，当拔下肘型电缆插头时可插到支座式套管接头上。

欧美箱式变电站类别

（一）拼装式变电站。拼装式变电站将高、低压成套装置及变压器装入金属箱体，高、低压配电装置间还留有操作走廊。这种型式的箱式变体积较大，已较少使用。

（二）组合装置型变电站。组合装置型变电站的高、低压配电装置不使用现有的成套装置，而是将高、低压控制、保护电器设备直接装入箱内，使之成为一个整体。由于总体设计是按免维护型考虑的，箱内不需要操作走廊。这样可以减小箱式变的体积，这种型式是欧式箱变，是普遍采用的型式。

（三）一体型变电站。一体型变电站就是所谓的美式箱变。它是在简化高、低压控制、保护装置的基础上，将高、低压配电装置与变压器主体一齐装入变压器油箱，使之成为一个整体。这种型式的箱式变体积更小，其体积近似于同容量的普通型油浸变压器。仅为同容量欧式箱变体积的1/3左右。

组合、箱式变电站

1、6⑽/0.4(0.7）kV预装（组合、箱式）变电站

2、矿用组合（箱式）变电站

3、6⑽/0.4kV预装（组合、箱式）变电站

4、35/6⑽kV组合(箱式）变电站

进线方式可采用电缆线或架空绝缘线，按照使用环境和不同用途任意选择。作为公用箱式变电站时，箱式变电站的低压出线视变压器容量而定，一般不超过4回，最多不超过6回，也可以一回总出线，到临近的配电室再进行分支供电。作为独立用户用箱式变电站时，可以采用一回路供电。

安装运行箱式变电站箱壳门应向外开，应有把手、暗闩和锁，暗闩和锁应防锈。变压器室应以自然通风为主，给出箱内温度和变压器出力关系曲线。变压器室根据需要可以加装室温监视装置和自启动的通风冷却装置，以保证变压器在规定环境条件下满负荷运行。变压器应能从箱顶部或侧门进出。箱式变电站噪音水平不应大于规定的变压器噪音水平。箱壳不论采用金属的或非金属的材料，箱体金属框架均应有良好的接地，有接地端子，并标明接地符号。

箱式变电站以自然风循环冷却为主。因此，在其周围不能违章堆物，尤其是变压器室门不应堵塞，还应经常清除百叶窗通风孔上附着物，以确保所有电气设备不超过最大允许温度。低压断路器跳闸后，应检查跳闸原因后方可试送。若送不成功必须彻底寻找故障原因，排除后才能送电，防止事故扩大。箱式变压器高压配电室内应装设氧化锌避雷器，装设方式必须便于试验及拆装更换。

箱式变电站接地和零线共用一接地网。接地网一般在基础四角打接地桩，然后连成一体。箱式变电站与接地网必须有两处可靠的连接。箱式变电站运行后，应经常检查接地连接处，因不松动、无锈蚀。定期测量接地电阻值，接地电阻应不大于4Ω。箱式变电站高压配电装置中的环网开关、变压器、避雷器等设备应定期巡视维护，发现缺陷及时整修，定期进行绝缘预防性试验。箱式变电站停用时间超过3个月，再投运前应进行全项预防性试验。更换无开断能力的高压熔断器，必须将变压器停电，操作时要正确解除机械连锁，并使用绝缘操作棒。箱式变电站所有的进出线电缆孔应封堵，防止小动物进入造成事故。

箱式变电站放置的地坪应选择在较高处，不能放在低洼处，以免雨水灌入箱内影响设备运行。浇制混凝土平台时要在高低压侧留有空档，便于电缆进出线的敷设。开挖地基时，如遇垃圾或腐土堆积而成的地面时，必须挖到实土，然后回填较好的土质并夯实后，再填三合土或道渣，确保基础稳固。

运行规程：

一、变压器的运行

1、变压器在额定使用条件下，全年可按定容量运行。

2、变压器上层油温不宜超过85度，温升限值为60度。

3、变压器各绕组负荷不得超过额定值。

4、变压器三相负荷不平衡时，应监视最大电流项的负荷。

5、变压器允许的运行方式：

a、变压器的外加一次电压可以较额定电压高，一般不超过该运行分接头额定电压的5%。

b、变压器运行时，瓦斯继电器保护应投入信号和接入跳闸。

c、值班员在投运变压器前，应仔细检查，确认变压器在完好状态，具备带电运行条件（接地线是否拆除，核对分接开关位置和测量绝缘电阻）。

d、在大修、事故抢修和换油后，宜静止48小时，待消除油中气泡后方可投入运行。

e、变压器压力释放器在运行中产生非常压力时，释放器自动释放，油箱压力正常后，释放器的阀盖应自动的封闭。如释放器动作，阀盖就把指示杆顶起，须手动压复位，此时微动开关动作，必须搬动扳手使机械复位，以备下次动作再发信号。释放器接点宜作用于信号。

6、变压器有下列情况时应立即停运：

a.内部响声很大且不均匀，并伴有爆裂、电击声。

b.油温超过105度。

c.负荷及冷却装置正常时温度不正常上升很快。

d.变压器严重漏油，油面急剧下降。

e.压力释放器发出信号。

f .套管有严重裂纹、破坏和放电。

二、断路器的运行

1、观察分、合闸位置是否正确无误,机构动作是否正常，并做好记录。

2、观察断路器内部有无异常响声，严重发热等异常现象，如发现问题，需查明原因，必要时应及时请求调度退出运行，进行清查检修。

3、运行中的断路器机构箱不得擅自打开，利用停电机会进行清扫、检查及缺陷处理，所进行的维护项目均应记入有关记录。

4、电动储能机构完成一次储能后，就将储能开关断开，此次储能只用于此次的合闸，下次合闸前再进行储能。当停电时需要检修试验合闸，可使用手动储能。

三、隔离开关的运行

1、观察隔离开关支持瓷瓶是否清洁、完整、无裂纹及破损、放电痕迹。

2、观察机械连锁装置是否完整可靠。

3、检查个引线接应无过热、无变色、无氧化、无断裂等现象。

4、隔离开关卡涩时，不可用强力拉合，以免隔离开关损伤或损坏接地连锁装置。

使用箱式变电站（简称箱变）一般由高压室、变压器室和低压室组成。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。

适用范围第一种，主要用在城市的住宅小区、以及街道，当用电高峰期。需要增加电压时候，就需要用到我们的设备-箱式变电站了。

第二种，主要用于临时性的供应电量，比如在工地，在已有建筑物的情况下，我们需要改造用电设备。在野外作业的时候也是经常用到箱式变电站的，比如：工地、码头、机场等等。

一般要求⑴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；

⑵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；

⑶自维用电及特殊情况。

箱式变电站占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为5~6㎡，甚至可以减少3~3.5㎡。适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高电压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗。低压供电线路较少，一般为4~6路。缩短现场施工周期，投资少。

采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求。外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。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。

环境条件箱式变电站用于高层住宅，豪华别墅，广场公园，居民小区，中小型工厂，矿山、油田，以及临时施工用电等场所，作配电系统中接受和分配电能之用。符合GB/T17467《高压/低压预装式变电站》的标准和SD320《箱式变电站技术条件》。

使用环境条件：

1、海拔高度：1000m及以下。

2、环境温度：－25℃～+40℃。

3、风速：不超过35m/s。

4、空气相对湿度：不超过90%（+25℃）。

5、地震水平加速度：不大于0.4m/s，垂直加速度：不大于0.2m/s。

6、使用地点：不应有导电灰尘及对金属、绝缘物有害的腐性、易燃、易爆的危险物品。

7、安装地点无剧烈震动，垂直斜度不大于3度。

维修箱式变电站在安装、验收、交接性试验、试车、运行与维护等方面除应遵守电力部门要求执行的各项规定外。还应注意以下事项：用户收货时应按有关规定仔细检查，对于不马上安装的产品，应按正常使用条件规定，存放于适当的场所。产品应采用专用吊具底部起吊。产品水平安放在事先做好的基础上，装好四只地脚螺栓（可采用二次浇灌法），然后将产品底座与基础之间的缝隙用水泥沙桨抺封，以免雨水进入电缆室。通过高、低压室的底封板接入高、低压电缆。电缆与穿管之间的缝隙密封防水。箱式变电站高压侧无论是采用架空进线还是电缆进线，均应在变电站附近设置高压侧进线的明显可见的断口（如跌落式熔断器等）。从而向维修操作人员明确显示变电站内是否带电。以确保维修操作人员的安全。产品安装就位后应做好可靠接地：电站底座槽钢上的两个主接地端子、变压器中性点及外壳、避雷器下桩头等均应分别由安装部门直接接地。所在接地应共用一组接地装置，其接地电阻应小于4欧姆，从接地网引至接地引线应不少于两条。

箱式变电站在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。产品在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。变电站内是否清洁。操作机构是否灵活。主要电器的通断是否灵活可靠。电器辅助触头的通断是否可靠准确。表计及继电器动作是否准确无误。仪表及互感器的变比及接线极性是否正确。所有电器安装螺母是否拧紧，安装是否牢固可靠。母线连接是否良好，其支持绝缘子，夹持件是否安装可靠。电器的整定值是否符合要求，熔断器熔心规格是否正确。主电路及辅助电路的接点是否符合电气原理图要求。产品内部保护接地系统的电阻应小于0.01欧姆。各部分应根据相应的电压等级进行耐压试验。

箱式变电站中所有元件按各自规定的技术要求进行维护。若选用的变压器为油浸式，每年应按规定至少进行一次油样分析检查。运行中的高压开关设备，经20次带负荷或2000次无负荷分合闸操作后，应检查触头情况和灭弧装置的损耗程度，发现异常应及时检修或更换。低压开关设备自动跳闸后，应检查分析跳闸原因，待排队故障后，方能重新投运。避雷器每年应在雷雨季节到来之前进行一次预防性试验。检修高压开关设备或整体维修时，必须先切断变电站进线电2。

变革**“美式箱变”的问题**

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；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。

美国变压器容量等级与中国不同，中国从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20%；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。

美国箱式变电站箱体分为带操作走廊（工作人员在箱内操作）和不带操作走廊（工作人员在箱外操作）两种。箱式变电站可以是一个整体型箱壳，也可以是两个、三个或多个箱体组成的分体型箱壳。箱体应有足够的机械强度，在运输、安装中不应发生变形。应力求外型美观、色彩与环境协调。箱壳高、低压室应设有照明灯，应有防尘、防凝露措施，高低压室湿度不应超过90%（25℃），变压器室应通风良好。箱壳应有防晒、防雨、防锈、防小动物进入等措施或装置。

国产“美式箱变”

由于“美式箱变”具有诸多优点，但进口产品又存在诸多问题，中国推出国产ZGS（B）9“美式箱变”，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。

相关信息箱变微机综保装置

箱变微机综保装置国内外同行多年应用经验基础上，结合国内综合自动化系统的实际特点，开发研制的集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品，是构成智能化开关柜的理想电器单元。该产品内置一个由二十多个标准保护程序构成的保护库，具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能（电流测量通过保护CT实现）。

由于箱变承受高压，故要一款保护装置要保护环网柜。环网柜使用微机保护装置越来越盛行，由于箱变体积小，且造价低廉，故需有一款性价比较高且实用的微机保护装置。

环网柜微机综保装置特点

**适用范围：**主要适用于10KV等用户工程；

**保护单元：**线路、主变后备、电动机、电容器、电抗器、备自投、PT、非电量；

**产品外观：**100mm以内超薄机身特别要适用于环网柜等柜体，

**产品材质：**合金外壳，抗电磁干扰测试符合国家标准；

**操作回路：**不带防跳、可与各种自带防跳的开关配合使用；

**通讯：**自行选配带、或不带RS485通讯接口；

应用前景箱式变电站，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2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学