隨著城網(wǎng)改造的不斷推進(jìn)，城網(wǎng)改造的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，特別是在城市居民住宅小區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)中，箱式變電站以其工廠化建設(shè)，設(shè)計(jì)施工周期短而獨(dú)具魅力。
1、工程概況
湖北省漢江集團(tuán)水電公司民康小區(qū)，居住區(qū)用地面積約3.25萬m2，住宅區(qū)居住面積1.92萬m2，共有居民559戶，約1789人，民康小區(qū)3線入地工程是城網(wǎng)改造的試點(diǎn)項(xiàng)目，根據(jù)改造要求，從供電安全、環(huán)境美觀、供電效率等諸多因素考慮，選擇10kV箱式變電站與電纜線路構(gòu)成其配電系統(tǒng)。
2、箱變的選型
2.1兩種箱變技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有歐式箱變和美式箱變。歐式箱變體積大，造價(jià)低而美式箱變體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，約為同容量歐式箱變的1/3～1/5，外形美觀，盡管造價(jià)略高，但美式箱變具有供電可靠、結(jié)構(gòu)合理、安裝迅速、靈活、操作方便等特點(diǎn)，既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)。
美式箱變與歐式箱變不同在于美式箱變是將變壓器鐵芯、高壓負(fù)荷開關(guān)、保護(hù)用熔斷器等設(shè)備統(tǒng)一設(shè)計(jì)，放在同一注油箱中，具有以下特點(diǎn)：
(1)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，僅為國內(nèi)同容量箱變的1/3左右；
(2)全密封、全絕緣結(jié)構(gòu)，無需絕緣距離，可靠保護(hù)人身安全；
(3)既可用于環(huán)網(wǎng)，又可用于終端，轉(zhuǎn)換十分方便，提高了供電可靠性；
(4)過載能力強(qiáng)；
(5)損耗小，可選擇S9或SH型；
(6)高壓電纜頭采用公司的產(chǎn)品，可操作200A負(fù)荷電流，在緊急情況下可帶電插拔作為負(fù)荷開關(guān)操作，并具有隔離開關(guān)操作方便靈活的特點(diǎn)；
(7)采用雙熔絲保護(hù)，降低運(yùn)行成本；
(8)選用高燃點(diǎn)油(燃點(diǎn)高達(dá)312℃)可置于建筑物內(nèi)；
(9)箱體采用防腐設(shè)計(jì)和特殊噴漆處理，可廣泛適用于各種惡劣環(huán)境，如多暴風(fēng)雨和高污染地區(qū)，與環(huán)境渾然一體。
綜合以上考慮，結(jié)合民康小區(qū)綠化美觀、節(jié)能環(huán)保等要求，優(yōu)先選擇美式箱變。
2.2箱變中配變的選型
2.2.1幾種配變經(jīng)濟(jì)分析比較
選擇美式箱變后，與箱變配套的配變的技術(shù)特點(diǎn)對(duì)整個(gè)低壓電網(wǎng)的電壓質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益及供電可靠性都具有舉足輕重的影響。
自國家明令淘汰S7系列，S9系列變壓器和SH非晶態(tài)系列變壓器是目前國產(chǎn)最新節(jié)能變壓器，S9變壓器與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6451-1995的規(guī)定值相比，總損耗下降了15～25，而國產(chǎn)SH非晶態(tài)合金變壓器的空載損耗僅為S9型同容量變壓器的20，比現(xiàn)行國標(biāo)GB/T10228-1997規(guī)定數(shù)值降低3/4。
因?yàn)榫用裥^(qū)利用小時(shí)較少，即輕載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，年空載損耗占變壓器總損耗比重較大，所以SH型非晶態(tài)合金變壓器適合居民小區(qū)的用電特點(diǎn)，節(jié)能效用顯著。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較分析，SH型非晶態(tài)合金變壓器適合居民小區(qū)用電特點(diǎn)，節(jié)能效果顯著。SH與S9相比，雖然一次性投資大，但在3～6年內(nèi)即可收回投資差額部分，在11～12年即可收回變壓器成本費(fèi)。故優(yōu)選SH型非晶態(tài)合金變壓器。筆者所在民康小區(qū)，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析比較，最終選擇一臺(tái)SH型配變，2臺(tái)S9型配變與箱變配合使用，分別是上海置信公司YBW-1.1-500/10箱變(變壓器采用SH-400/10)和上海ABB公司ZGSBZ-400/10型箱變(變壓器采用S9-400/10)。
2.2.2配變?nèi)萘看_定
箱變?nèi)萘康倪x擇對(duì)綜合投資效益有很大影響。變壓器容量選得過大，出現(xiàn)"大馬拉小車"現(xiàn)象，不僅一次性投資大，空載損耗也大。變壓器容量選得過小，變壓器負(fù)載損耗增大，經(jīng)濟(jì)上不合理，技術(shù)上也不可行，一方面變壓器的最佳負(fù)載率(即效率最高時(shí)的負(fù)載率)，不是在額定狀態(tài)下，而是在40～70之間，負(fù)載率過高，損耗明顯增大；另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)荷稍有增加，便需更換大容量箱變，頻繁增容勢(shì)必會(huì)增加投資，影響供電。
選擇箱變?nèi)萘?，要以居民小區(qū)現(xiàn)有的負(fù)荷為依據(jù)，適當(dāng)考慮負(fù)荷發(fā)展，選擇箱變?nèi)萘堪凑?年電力發(fā)展計(jì)劃確定。
當(dāng)5年內(nèi)電力發(fā)展明確，變動(dòng)不大且當(dāng)年負(fù)荷不低于變壓器容量的30時(shí)：
SN=KS·∑PH/cosφ·η
式中SN--箱變?cè)?年內(nèi)所需配置容量，kVA
∑PH--5年內(nèi)的有功負(fù)荷，kW
KS--同時(shí)率，一般為0.7～0.8
cosφ--功率因數(shù)，一般為0.8～0.85
η--變壓器效率，一般為0.8～0.9
根據(jù)公式一般把KS=0.75，cosφ=0.8，η=0.8
SN=0.75∑PH/0.8×0.8=1.2∑PH
實(shí)例：民康小區(qū)按照50W/m2設(shè)計(jì)，則
PH=50×19200=960kW
SN=1.2×960=1152kW
故民康小區(qū)選擇3臺(tái)400kVA箱變。
3、箱變的安裝
(1)箱變位置應(yīng)逼近負(fù)荷中心，根據(jù)小區(qū)負(fù)荷分布情況，計(jì)算出負(fù)荷矩，以此確定負(fù)荷中心，將箱變安裝在負(fù)荷中心附近，這樣，可縮短供電半徑，可減少基建投資，減少電能損耗≤12，提高電壓質(zhì)量()運(yùn)行維護(hù)方便，其低壓(400V)供電半徑≤500m；
(2)箱變使用地點(diǎn)不允許有強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊，不允許有較大的電磁感應(yīng)強(qiáng)度，對(duì)于箱變地埋線路，應(yīng)布置好各回路出線的敷設(shè)路徑，并滿足對(duì)地下設(shè)施的安全距離，且不影響供電區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；
(3)使用地點(diǎn)不得有爆炸危險(xiǎn)的物質(zhì)，周圍介質(zhì)中不能含有腐蝕金屬與破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電介質(zhì)；
(4)箱體安裝垂直傾斜角不應(yīng)超過5°，戶外風(fēng)速不超過35m/s，空氣相對(duì)濕度不得超過90(25℃)；
(5)箱變安裝不需建設(shè)控制室和相應(yīng)廠房，10kV設(shè)備無架構(gòu)，占地面積小，現(xiàn)場(chǎng)只需按廠家提供的箱變基礎(chǔ)尺寸，制做一基鋼筋混凝土基礎(chǔ)；
(6)吊裝根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)重量及有關(guān)安全規(guī)程選用適當(dāng)?shù)钠鹬卦O(shè)備，起吊鋼絲繩之夾角小于60°，起吊時(shí)應(yīng)用繩索對(duì)角拉住箱變，以保證其平穩(wěn)就位；
(7)箱式變壓器出廠時(shí)已調(diào)試好，只需將箱變高壓及低壓電纜與箱變連接；
(8)箱體及主變周圍應(yīng)設(shè)置避雷針，并保證設(shè)備在其安全保護(hù)范圍之內(nèi)，在預(yù)制地基前應(yīng)首先埋好接地網(wǎng)，其接地電阻應(yīng)小于4Ω，箱體就位后，應(yīng)將箱體接地端子與之接牢；
(9)由于箱式變已達(dá)到無人值守的技術(shù)要求，可不設(shè)后臺(tái)設(shè)備，運(yùn)行時(shí)，要考慮加強(qiáng)防盜。
4、結(jié)論
通過對(duì)箱式變技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，選擇了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能最佳的產(chǎn)品，所居住的民康小區(qū)改造后，小區(qū)無架空線，使小區(qū)綠化環(huán)境美觀大方。目前，箱式變運(yùn)行良好，維護(hù)簡(jiǎn)單，安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀，取得較好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
箱式變體積小、占地面積少、布置靈活、安裝方便、節(jié)能環(huán)保、噪音小，有利于改善和美化環(huán)境，它必將隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高而大量運(yùn)用于住宅小區(qū)的建設(shè)上，獲得大規(guī)模的發(fā)展。(