1.概述
隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，城市配電網(wǎng)的不斷更新改造,要求高壓直接進入負荷中心，形成高壓受電———變壓器降壓———低壓配電的供電格局。箱式變電站正是這種集成化程度高，工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。而信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展，不僅要求箱變安全可靠，同時要求具有“四遙”(遙測、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。完成智能箱式變電站(簡稱智能箱變)環(huán)網(wǎng)供電時，在特定軟件配合下，達到故障區(qū)段自動定位、故障切除、負荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，從而保證在一分鐘左右恢復送電。
2.箱變結(jié)構(gòu)特點
智能箱變是由高壓柜、電力變壓器、低壓柜、計量單元及智能系統(tǒng)等優(yōu)化組合成的完整的智能化供配電成套裝置。外殼采用不銹鋼板或鋁合金板或聚苯乙烯復合板,但必須堅固,隔熱性能優(yōu)良,防火阻燃,防雨明亮，應(yīng)能承受因內(nèi)部故障電弧而引起的沖擊力,其外形和顏色要盡量與周邊環(huán)境相一致
2.1智能箱變分類及特點
智能箱變在結(jié)構(gòu)上，采用模塊方式，每一臺箱變可由以下各種型式組合而成；按高壓開關(guān)接入電網(wǎng)型式分為環(huán)網(wǎng)型或雙電源型或終端型；按內(nèi)裝變壓器種類分為油浸全密封變壓器或干式變壓器；按箱體外殼材質(zhì)分為金屬外殼或非金屬外殼；按高壓開關(guān)選形分為產(chǎn)氣式負荷開關(guān)或壓氣式負荷開關(guān)或真空式負荷開關(guān)或ＳＦ6負荷開關(guān)；按可否配置智能系統(tǒng)分為智能型或緊湊型等。通常按設(shè)備布置上分：高壓室、變壓器室、低壓室按“品字形”布置，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝選址、操作和巡檢，當變壓器室排布多臺變壓器時尤為有利；按“目字形”布置，接線較為方便，故大多采用。
2.2箱變內(nèi)高壓接線方式、開關(guān)
高壓(12ｋＶ)側(cè)，采用負荷開關(guān) 限流熔斷器作為變壓器的主保護，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護熔斷器串聯(lián)進行分段范圍保護。限流熔斷器一相熔斷時必須能聯(lián)動跳開三相負荷開關(guān)，不發(fā)生缺相運行。線路側(cè)負荷開關(guān)必須配有直流電源(ＤＣ24Ｖ)電動操作機構(gòu)，可實現(xiàn)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動。環(huán)網(wǎng)回路必需配置檢測故障電流用的電流互感器或傳感器。環(huán)網(wǎng)供電單元一般至少由三個間隔組成，即二個環(huán)纜進出間隔和一個變壓器回路間隔。負荷開關(guān)在隔離故障線段時，能及時恢復回路的連續(xù)供電；同負荷開關(guān)相連的熔斷器Ｆ在中壓/低壓變器發(fā)生內(nèi)部故障時起保護作用；負荷開關(guān)對溶斷器和變壓器還起隔離和接地作用。高壓開關(guān)應(yīng)選用可靠性高和具有自動化裝置及智能化接口的的產(chǎn)品：如ＳＦ6負荷開關(guān)、壓氣式負荷開關(guān)、真空負荷開關(guān)等。
2.3變壓器的匹配和散熱處理
箱變用變壓器，一般是10ＫＶ降至380Ｖ/220Ｖ，變壓器容量為160～1600ＫＶＡ，常用的容量為315～630ＫＶＡ。其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、Ｄｙｎ11或Ｙｙｎ12聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“Δ”外部。三相五柱式Ｄｙｎ11變壓器的優(yōu)點是帶三相不對稱負荷能力強，不會因三相負載不對稱造成中性點電壓偏移，負載電壓質(zhì)量可得到保證，具有很好的防雷特性。變壓器應(yīng)具有齊全的運行檢視儀器儀表，如油位表和上層油溫表及反映頂部氣壓強度的真空壓力表等。
變壓器選用Ｓ9-Ｍ、Ｓ11Ｍ全密封、免維護、低噪音、性價比高的油浸式變壓器(噪音≤50ｄＢ)或干式變壓器(噪音≤55ｄＢ)等。采用干式變壓器時，變壓器室必須配散熱系統(tǒng)。目前，國內(nèi)大多采用新Ｓ9或Ｓ11系列配電變壓器，有的也采用了非晶合金變壓器，其優(yōu)點是空載損耗很小，只有1/4～1/3，但其價格高出1.3～1.6倍，但隨著制造技術(shù)的提高，一旦價格下來，非晶合金變壓器會占據(jù)市場主導地位。
變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。后者變壓器室為防日照輻射使室溫升高，采用四面壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風道，裝有自動強迫換氣用軸流風機，開啟和停止由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按答應(yīng)溫度的80～90設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風來散熱。為了通風，變壓器室的箱體上一般設(shè)置了百葉窗。有的還在百葉窗處加防塵裝置，為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處大多加上絕緣防護罩。
2.4低壓側(cè)功能特點
低壓(0.4ｋＶ)側(cè)，出線保護可以配多路空氣開關(guān)或刀熔開關(guān)；具有微機控制，自動循環(huán)投切無功補償裝置，補償容量一般為變壓器容量的10～30；具有獨立電能計量箱。低壓開關(guān)配置智能控制器可實現(xiàn)預(yù)警功能，并可提供信號單元及操作控制，同時還有表計功能?？刂破骶哂袠藴实模遥?485接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)控治理系統(tǒng)的“四遙”功能。
3.智能系統(tǒng)配備
智能箱變采用的智能型元器件應(yīng)配置電源、接口器件、通信介質(zhì)、控制設(shè)備(上位機、智能儀表等)以滿足智能化的要求。智能箱變?yōu)椋翰捎肞rofibus-DP標準的、開放型的現(xiàn)場總線技術(shù)將具有通訊能力的元器件(從站)與之連接，從而實現(xiàn)主站通過總線對開關(guān)、電網(wǎng)的遠程測量、調(diào)節(jié)、控制、通訊；或采用智能控制儀對高低壓側(cè)進行本地或遠程的測量、調(diào)節(jié)、控制、通訊。智能箱變系統(tǒng)如圖所示。
在系統(tǒng)方案配置時考慮到用戶對智能監(jiān)控的要求,采用以下兩種方式之一進行：1)高低壓側(cè)分別配置智能系統(tǒng)；2)高低壓側(cè)統(tǒng)一配置智能系統(tǒng)。智能系統(tǒng)的元器件安裝、布置、現(xiàn)場布線等應(yīng)符合有關(guān)要求,對于電磁兼容(ＥＭＣ),須采用抗干擾技術(shù)。編寫的監(jiān)控軟件主要包括主回路、框架斷路器、控制回路和配電系統(tǒng)信息等遙控界面。
裝備智能系統(tǒng)的箱變具有下列智能化功能：ａ)顯示高壓側(cè)系統(tǒng)一次接線圖,反映各高壓開關(guān)分、合閘狀態(tài)；ｂ)“四遙”功能；ｃ)系統(tǒng)治理。
4.結(jié)束語
智能化箱變具有小型化、免維護、高性能、節(jié)能，安裝方便，占地少，壽命長，可作為城市高層建筑、居民小區(qū)、市政設(shè)施、工廠、礦山、公路、碼頭、油田等場所的智能化變配電設(shè)備。在歐洲發(fā)達國家已占配電變壓器的70，美國已占90，箱變在我國的市場潛力巨大,但可靠性的提高，自動化控制技術(shù)的進一步發(fā)展應(yīng)用才會使箱變具有更旺盛的生命力。
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