对一体化箱式变电站的研究

对一体化箱式变电站的研究（通用9篇）

篇1：对一体化箱式变电站的研究

内容摘要：

关键词：一体化箱式变电站；非金属材料；内部环境；无人值守 1一体化箱式变电站的结构 具有代表性的做法有两种: ①一体化箱式变电站箱体大部分采用普通的彩钢板材料，骨架采用硬金属材料整体焊接工艺，外层用0.8～1.0mm的彩钢板，或者用镀锌钢板，或用钢板在金属底层经过热喷锌及表层喷塑处理，中间夹层采用聚胺脂材料、聚苯乙烯泡沫材料。这种方式存在抗曝晒、抗阳光幅射性差，隔热保温性能差，且容易产生凝露的缺陷。

②一种箱体外墙材料采用金邦板—它是以水泥、粉煤灰、硅粉、珍珠岩为主要原料，加入复合纤维增强，经真空高压挤出成型，并经高温高压蒸汽养护、精细加工与多层喷涂而成。它具有绿色环保、轻质高强、隔音隔热、耐水防火、耐候抗冻等方面的特点。整个箱体采用高强度型钢（工字钢）组成的骨架构成基本承重框架，以保证箱体具有出色的抗震、抗风性能。采用外保温方式，整个箱体的墙壁是由金邦板、通气层、防湿密封薄膜、欧松板、保温材料、钢结构（薄壁方管）、纸面石膏板等材料组成。因此它具有卓越的气密性和隔热性，能有效地防止室内产生结露现象的发生，更不用担心长期使用会导致箱体腐朽，同时具有防尘、防腐、防潮、防火性能。对环境有良好的协调性，能美化环境，可适应各种气候条件，外形美观,可与周围环境颜色相协调的。世界上很多国家，尤其是欧共体国家的箱式变电站、户外配电箱的箱体，几乎很少使用金属材料制作，而采用非金属材料，大多为玻纤特种水泥结构的箱体。提高其人性化的程度。2一体化箱式变电站的内部环境

箱体内部环境应满足照明、通风、防沙、防火、防盗、防鼠、散热，应满足正常运行、维护要求，并应加装温度、湿度测量表计、凝露器、烟雾报警装置，并将温度、湿度、凝露、烟雾报警探头信号接入综合自动化系统，可考虑远程图像监控,同时还要考虑安装通讯设备的位置。

①照明回路应设置可控的事故照明，即无人值守站维修人员到场时再投入事故照明。避免耗费蓄电池能量，甚至影响保护设备的正常运行。

②可通过设计定时通风的通风系统，在不太损害室内温度的基础上，通过把多余的水蒸气排放到户外，起到改善箱体内部环境的作用。

③有火患时只需通过烟雾报警将信号远传同时启动音响告警即可，值班人员即可做出相应的处理。

④维护环境要合理,更趋人性化.观察走廊至少大于900mm,柜后维修通道不小于500mm,最好是能够做到在箱内维护,不受恶劣天气影响。应设置必要的安全护栏及标志。

⑤预留必要的空间,为将来因科技的发展而出现的新设备预留一定的空间.防止出现无处安装新设备的现象。

⑥要有可靠的接地环境,避免因接地不可靠而造成设备或人身损害，观察走廊和维修通道应铺设绝缘胶皮。

⑦箱体内安装空调、除湿装置及必要的自动加热设备,这样设备运行不受 自然 气候环境及外界污染影响，可保证在-45℃～+70℃的恶劣环境下正常运行。3一体化箱式变电站的高压一次设备

主变压器采用自然冷却、低噪音。断路器可选用真空断路器，电流、电压互感器、站用变压器选用干式设备，10kv进线采用电缆连接，35kv及10kv母线上分别装设避雷器各一组。开关柜主要是中置柜和固定柜,真空断路器取代了早期的多油或少油断路器，无爆炸火灾的危害，免维护和检验周期长，操作寿命及开断次数达到万次，是常规设备的50～100倍。在10kv电压等级主要是弹簧机构以及永磁操作机构。

①户外设备主要是主变压器,电容器,通常这两种设备由用户自行提供.因其裸露部分比较多,易燃易爆系数比较高,所以置于箱体外是比较科学的做法。但也有厂家应用户要求把电容器置于箱体内,为符合国家相关规定,箱体无形中就扩大了许多,致使投资成本增加,运输困难加大。②开关柜采用固定柜或中置柜,配置弹簧机构几乎已经成为一种模式。但因其柜体宽大(单柜：800/1000*1200/1500mm),机构复杂，造成箱体庞大,因此只能把柜体的维护置于箱体外,即在箱体上开若干对应的维护门,其结果是箱体大,维护环境差,受气候影响比较大,开门过多造成箱体密封性不好,加大内部环境的不易控制。

③随着科技的发展,目前开关柜采用真空断路器,配永磁机构也成为一种潮流。该产品具有开断性能好、可靠性高、机械和电气寿命长、免维护等优点；

具有代表性的zn78型永磁操动机构的真空断路器,是我国引进国外先进技术设计并合作生产的一种新型的真空断路器，这种设计可以使真空断路器的电气特性更优良、机械结构更简单，可以大大提高机械可靠性，使断路器可达到少维护或免维护。

zn78型真空断路器的永磁操动机构与常规的操作机构结构有着根本的不同。其主要不同点在于动铁心与真空灭弧室上下直接连接。这种结构形式有助于简化断路器的机械结构，取消拐臂、转轴和轴承。

它是一种采用电磁合闸、永磁保持及弹簧分闸的操动机构。大大减少运动和传动部件，分合闸时只需要较少的中间转换连接机构，减少了操作时电能的大量消耗，且只有几个运动部件，可以大大提高机械可靠性。

柜体结构设计：采用断路器纵向布置、直动式隔离开关、新型防误操作闭锁等先进的技术，因此体积(350*550)比传统产品大大缩小；断路器采用固定式安装，移动抽出式结构，便于现场的维护。

4一体化箱式变电站的自动化设备

②站内值班室可设置后台监控,完成本地的“四遥”功能,即遥测、遥信、遥控、遥调。通过通讯管理单元可以完成远方的“四遥”功能。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，有条件的话还可以装设图像远程监控实现“遥视”功能。

篇2：对一体化箱式变电站的研究

（1）1600KVA以下变压器试验项目：

1）绕组绝缘电阻：用2500V摇表30º时，200MΩ；

2）绕组直流电阻，要求相间差别不大于三相平均值4%，线间差别不大于平均值2%；

3）极性必须与变压器的标志相符，在额定分接头的电压比偏差±0.5%；

4）绝缘油耐压强度不小于25KV；

5）交流耐压试验30KV。

（2）氧化锌避雷器试验项目：

1）绝缘电阻：用2500V摇表，不低于10000MΩ；

2）1mA直流下实测电压与初始值相比较变化不大于±0.5%；

3）75%实测电压下的泄漏电流不大于50uA；

4）阻性分量、全电流值：运行电流下的持续电流的阻性电流或总电流值符合规定。

（3）10KV四位置开关试验项目：

1）绝缘电阻：用2500V摇表，不低于1000MΩ；

2）工频交流耐压42KV，1min；

3）线路的相位一致性检查；

4）四位置开关的功能和位置正确性检查合格。

四、各类箱式变电站的安装和运行要求

(1)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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

（7）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。（8）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。

篇3：对一体化箱式变电站的研究

预装箱式变电站, 又称欧式箱变, 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, 因此在供配电系统中得到了广泛应用。但随着电力技术的发展和对供电可靠性要求的提高, 对箱式变电站的综合性能也提出了更高的要求。笔者总结多年来对箱式变电站运行、维护和管理上的经验, 发现箱式变电站在综合性能上还存在着一些不足之处, 给设备的安全运行和人身安全带来了威胁。

2 在实际应用中存在的问题

(1) 箱式变电站在运输、迁移、安装过程中, 经过多次整体起吊后箱体容易发生变形和损坏, 影响箱式变电站的正常运行和使用。

(2) 箱式变电站壳体在使用材料和箱体结构上对阻隔日照热辐射、箱体内的通风散热和箱体密封要求处理不当, 致使箱式变电站内部空气温度过高 (夏、秋季节) 且设备外绝缘受灰尘、潮湿的作用也严重超出户内型电气设备的正常使用条件。

(3) 箱式变电站通常放置于高于室外地坪的槽型砼基础上, 目的是为了防止雨水灌入箱体内部, 由于基础半埋于地下, 基槽内容易积水, 使得箱式变电站内部空气湿度过高, 影响电气设备的正常使用。

(4) 箱式变电站高压环网柜内虽然装设了温湿度控制装置, 但在相对温差变化较大和湿度较大环境条件下, 柜体内部已产生结露现象, 可是加热装置不工作, 极易造成设备因受潮或结露引起爬电、闪络等事故的发生。

(5) 箱式变电站使用地点的不同, 其内部电气设备对环境条件控制的要求也不同, 简单的、智能化程度低的监控单元无法起到有效改善电气设备运行环境的作用, 不能够满足实际运行需求。

(6) 箱式变电站高压出线柜为带机械闭锁的全封闭开关柜, 并都装有线路侧接地刀闸, 在操作中, 如合上接地刀闸时, 无法对线路进行验电, 因开关柜为机械闭锁, 在未合上接地刀闸前不能打开柜门, 给停电操作带来了极大的不便。

3 对存在问题的研究与改进

(1) 箱式变电站从生产制造到安装使用, 要经过多次整体起吊, 因此箱体的强度重点体现在保证运输、起吊、装卸过程中箱体不发生变形和损坏。而箱体是箱式变电站的承重载体, 箱体底框是保证箱变起吊过程中受力不发生破坏性变形的关键部位, 其受理后的变形大小将影响到箱变的整体强度。所以底框设计应充分考虑箱式变电站受力后底框产生的最大挠度, 并在底框上合理选择起重位置, 确保箱式变电站均衡吊运。在选用底架槽钢时, 尽量采用国家正标型钢。槽钢在采购市场上, 有正标、中标和非标3种, 中标、非标槽钢在外形尺寸与正标相同情况下, 每根重量减少17%～24%和33%, 故使用非正标槽钢会在一定程度上影响强度和刚度。

(2) 结合本地区常年气温条件, 对在役箱式变电站 (金属型和非金属型) 内电气设备的运行环境监测发现, 在夏、秋季节金属型箱式变电站箱壳内部空气温度要比非金属型箱式变电站内部温度高出很多, 尤其是单层金属箱体内部空气温度高达55℃以上。从箱式变电站壳体使用材料上的分析看, 由于非金属壳体主要是用耐碱玻璃纤维和低碱度硫铝酸盐水泥为原料的GRC制品墙板、顶搭建固定在钢制底架上制作而成, 对阻隔日照热辐射起到了良好的效果, 而金属壳体导热性能好, 加之电气设备运行温度, 致使箱式变电站内部温度过高。将单层金属箱体和箱顶改为双层结构, 夹层间充满阻燃型聚氨酯或聚苯乙烯材料, 提高其隔热能力, 能够有效避免高温对电气设备正常使用寿命和经济运行能力造成的影响。另外, 在不降低箱体防护等级的情况下, 在变压器室门下侧开通风孔 (加敷防护网) , 提高变压器室的自然通风散热能力。

(3) 对在役箱式变电站箱体密封性能检查发现, 金属型和非金属型箱式变电站的箱体密封效果都不理想, 内部设备上灰尘较大。虽然外壳防护等级达到了GB4208《外壳防护等级 (IP代码) 》的要求, 不低于IP23D, 有的甚至达到IP4X。对比分析得知, 导致箱式变电站内部灰尘大的原因主要是箱体门的密封程度不够, 金属箱体的门的制作方式采用钢板折弯互扣式 (双开门) 和内嵌式 (单开门) , 门框不加装密封条;非金属箱体的门的制作采用铝合金型材内嵌式 (单、双开门) , 门框加装海绵密封条, 密封条用胶水黏在门框上, 再用钉子固定。金属箱体门的特点是门易变形, 非金属箱体门的特点是密封条易损坏和脱落。在金属箱体门框上和扣槽内均加装汽车专用密封条, 将非金属箱体门框上的海绵密封条更换为汽车专用密封条, 可以大大提高箱体门的密封性, 达到有效防止渗雨和沙尘侵入的目的。

(4) 对在役箱式变电站内电气设备的凝露情况检查发现, 在相对温差变化较大和湿度较大的天气情况下, 环网柜内顶部、柜体内表面、箱体内表面有结露现象时, 加热器不加热, 给电气设备的正常运行带来了很大威胁, 极易造成设备外绝缘表面因泄露、污秽引起闪络放电乃至相间短路的事故。这是因为环网柜内外温差大, 虽然柜内的空气相对湿度并未超过温湿度控制器的启动条件, 但因柜壁温度远低于柜内空气温度, 故柜顶部已有结露现象, 加热器不加热。加热器一般安装在环网柜的底部, 当加热器加热时, 形成空气对流, 被加热的空气遇到温度较低的柜体, 产生凝露, 所以环网柜中上部湿度较大, 容易产生凝露。因此, 将湿度传感器改装于环网柜内湿度较大的中上部, 可以起到很好的防治效果。

同时, 还发现箱式变电站基槽内潮湿, 有的存有积水。箱式变电站基础半埋于地下, 地表水容易经封堵不良的电缆穿孔和基础墙面渗入基槽内部, 一般基础不设外排水设施, 通常只在基槽内设置集水坑, 致使积水长期滞留于基槽底部, 这也是造成箱体内部空气湿度过大, 产生结露的原因。解决这一问题的办法, 可在基础旁增设集水井, 集水井的深度要大于基槽的深度;在基槽底角开一孔洞, 用排水管与集水井连通, 使积于基槽内的水排入基槽外部的集水井内, 降低基槽内积水的可能性。

(5) 通过检查对比安装在不同地点的箱式变电站发现, 放置于日照强烈、通风条件好的位置与放置于阴暗潮湿、通风条件差的位置的箱式变电站, 其内部电气设备对环境条件控制的要求截然不同, 而实际用于改善和保持电气设备正常运行环境条件的温湿度控制器和变压器温度控制仪, 其启停条件均是固化默认值, 无法根据实际使用地点的环境条件进行调节控制, 不能起到有效改善电气设备运行环境的作用, 且对实际运行环境的监测也不能直观显示。因此, 在环网柜上改用具有数字显示功能、加热装置的启停条件可根据实际需要进行人工调节设置的KXL型温湿度自动控制器, 有利于加强对运行设备环境条件的监视。同时, 利用XMT型数显温度控制仪替代传统的BWY型控制器, 能够实现对变压器温度的观察、维护和调控需求。运行人员可以根据使用在不同环境条件下的箱式变电站, 按实际需要进行环网柜加热装置和变压器室通风机启停值的设置。

(6) 通过对环网柜和真空负荷开关操作机构原理上的分析, 因环网柜具有“五防”功能, 带有机械闭锁, 在未合上接地刀闸前, 不能打开柜门, 因此也就无法对线路进行验电。针对高压出线柜在停电操作中, 合上接地刀闸时, 无法对线路进行验电的问题, 可以在保证环网柜安全性能的前提下, 在环网柜内增设三相带电显示装置来监测高压电缆带电状态, 运行人员在合上接地刀闸前, 通过带电显示器来判断电缆是否带有运行电压。

4 结语

箱式变电站在供配电系统中得到了广泛的应用, 深入厂、矿、居民小区和公共场所, 其可靠运行能力直接影响到到各类用户的正常秩序和产品质量, 同时也直接影响着运行人员的人身安全, 因此提高箱式变电站综合性能, 将有效提高供配电线路供电的连续性和可靠性。

参考文献

[1]DL/T537—2002高压/低压预装箱式变电站选用导则

[2]GB3906—20063.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备

篇4：农网改造中箱式变电站的应用研究

关键词：箱式变电站；农网改造；集成自动化

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0136-02

在“两网一同价”的政策性规定下，各地区正抓紧进行农网改造工程建设，推动农电体制的改革，切实落实“同网同价”的电价政策，减轻广大农民的基础生活负担。基础投入有限、基础建设区域过大、施工线路过长、建设项目分散等问题是目前农网改造中面临的主要问题，基于此，供电企业尝试新的建设模式，在适应农村农网建设速度需要的前提下，能降低基础建设的成本投入，提高供电企业的经济效益。箱式变电站又称为预装式变电站，它主要是把传统的变电站工程建设项目转化成稳定的集成运行系统，目前这一形式为我国供电企业常用的改造方法。在箱式变电站的建设模式中，基于变电站工程项目设计成系统集成运行的平台，产品供货方和企业使用方的工作内容发生了较大的变化。常规站建设中的技术组织、产品组装、安装调试、工厂实验、运行实验等项目都由箱变供货方来完成，而供电企业则只需对产品进行验收测试则可，此举措可将供电企业从繁琐负重的工程项目中解放出来，而将工作的重心转投于从事其他更主要的本职工作中。

1 箱式变电站的特点

箱式变电站是工程项目系统集成的工作产品，在其中包含有高压电设备、继电设备、自动化辅助设备、通讯设备、补偿设备、电子抄表设备等。基于变电站复杂、完成的电器设备系统，同时其生产建造较为简便，企业规模和生产数量都较高，这一系统目前在我国城乡电网改造中应用非常广泛。

1.1 设备结构趋于无油化

在箱式变电站中，主变压器、直配变或站用变、TV、TA一般都采用干式，断路器采用真空断路器。这一措施有效避免了传统变电设备中常出现的渗漏问题，箱式变电站可实行实时状态检修，可减少维护劳动量和维护成本，运行稳定，成本消耗低。在主机构件中，多数都采用了耐腐蚀钢，能保证在使用期限内，正常工作不生锈。全站内可实现无油化运行，安全系数高，完全达到零触电事故。

1.2 体积小型化

在目前我国耕地面积日趋减少的前提下，有效、合理地使用农村土地资源是当前首要问题，在农网改造中，布置变电站的位置、占地面积，都是改造设计中的重要问题。箱式变电站体积较小、布置集中，使用其可减少农村土地的浪费。据统计，目前箱式变电站较常规变电站的占地面积能减少50%以上，故这类变电站使用较为普遍。

1.3 设备使用简单化

箱式变电站为无油设备，工作区域小且集中，内部构造趋向简单化、小型化，运行当中的数据、信号可利用网络进行实时传输，可实现无人值班，节约人力资源。

1.4 设备使用自动化

箱式变电站中设计为由综合自动化系统进行控制，另有微机型保护装置，并分散安装于各个间隔内。由于数据信号可传输到主站显示，整个工作过程既可由监控计算机进行实时监控，在人员不足的情况下，可由内部监控系统实行室内“无人值守”管理或在户外值班室内也能实现“有人值守”，还可以实现全站的”四遥”管理，即遥测、遥信、遥控、遥调，能对箱变内湿度进行控制和远方烟雾报警，必要时可满足无人值班的要求，根据需要还可实现图像远程监控。

1.5 设备生产企业化

箱式变电站的生产设计能按照需求的要求实现定制，满足特殊的工作职能要求，企业生产的产品在交货前，在厂家内进行组装、调试，经检验合格后交付供电企业。生产制造的流程在程序化后，缩短了设计、建造周期。同时箱式变电站的现场安装较为简单，只需要将主机箱定位后，连接箱体内电缆和高压电缆，整个变电站从安装到正常工作大概只需要5～8天的时间。

1.6 产品集成灵活化

箱式变电站内部箱体各为独立工作机构，例如：35kV的箱式变电设备中，可采用多种组合安装方式，不同的安装方式中有全箱式箱变，将高压保护设备全部安装于箱体内，还有半箱式箱变，将保护装置设备部分安装在箱内、部分安装在户外。这种组合方式，特别适用于农网改造中的旧站改造，即原有35 kV设备不动，仅安装一个10kV箱变即可达到无人值守的要求，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。

2 箱式变电站在今后设计中应注意的问题

2.1 项目整体规划合理化

箱式变电站是一种集成式的变电站设备，在不同类的设备中，项目的集成方式和集成内容略有不同。在变电站初期建设规划中，一定要对全站整体进行合理的规划设计，合理安排站内集成设备的布置、进出线方式等。在施工过程中，应尽可能统筹协调监理方、施工方、供货方三者，整体实现统筹部署、协调一致、分工协作。

2.2 电站设计合理化

在现代化企业运作中，自动化设备对于人力资源的解放是非常有必要的，可通过远程互联网监控增加事故报警装置，实现“无人值守”微机自动化维护运行。传统的劳动模式中，多数依赖人实时观看监控设备或巡视设备，这对事故的预警性、应对性是不够的，目前箱式变电站安装的图预警系统应能全面反映故障信，早发现早处理，将故障消灭在萌之中。箱体式设备中多采用了无油设置，在这类电器类设备中，对于配电装置的耐火等级应作特定要求，其最低耐火等级为二级，在箱式变电站箱体内部结构中，单元真空开关应尽可能设置为特制铝型材装饰的结构，每个间隔后都应设有双层防护设施。

3 结语

随着农网改造工程的深入开展，农村电网设备结构日趋现代化、集成化，箱式变电站作为一种新型的组装式变电站，在具体应用中能适宜我国农村电网发展的需要，正逐步应用于农网变电站的建设与改造中。并也将随我国城乡经济和现代化建设的发展需要，箱式变电站必将以更完善的工作状态，服务于农村电网体系。

参考文献

[1] 陈恢军.农网改造工程中35kV箱式变电站的建设[J].中国技术新产品，2010，（14）：135-136.

[2] 王桂林，谷兵辉.箱式变电站在衡东农网改造中的应用[J].继电器，2001，29（11）：62-63.

[3] 孫淑莲，刘玉铭.箱式变电站在农网改造中的应用及设计中应注意的问题 [J].电气应用，2006，25（1）：22-26.

[4] 陈斌.综合分析35kV箱式变电站在农网改造工程中的应用[J].广东科技，2008，（6）：134-135.

篇5：箱式变电站技术要求

1.1箱式变电站型号为YBW-10/0.4KV-1000KVA，数量为1座。

1.2高压一次供电系统按照终端供电方式，低压侧供电采 用三相五线(TN-S系统)，设PE、N排。

1.3箱式变电站应符合《高压/低压预装式变电站》中华人民共和国国家标准 GB/T 17467-，GB3906-《3-35KV开关成套设备》，GB7251-《低压开关成套设 备》，防护等级不低于IP33。

2、箱体总体结构

2.1箱体由独立的高压室、变压器室、低压室组成，成目

字形布置，低压室带操作走廊(带检修人孔)。

2.2箱式变电站外壳采用景观式箱体, 外形美观大方,箱体底框采用优质槽钢焊接而成，箱体应有足够的机械强度， 在运输及安装中不变形。

2.3箱体为户外式，能防雨、防晒、防锈、防尘、防潮， 外壳为不锈钢板(1.5mm)结构。

2.4变压器室、高压室、低压室均有自动照明装置，变压 器室有温控自自动排风装置。

2.5箱体金属框架应有良好的接地，有接地端子，并标接

地符号。

3、变压器

3.1变压器选用干式变压器1台，6±2*2.5%， 联结组别 Dyn11,短路阻抗6%。

3.2主母排A、B、C三相套绝缘套管。

3.3变压器室采用自动控制的强迫散热风冷装置，具有随 温度变化而自动控制的排风系统和对变压器高温保护功能。

4、低压室

4.1低压室内的成套开关设备采用抽屉式柜型.断路器采用MW型和NSE型.MW型断路器,NSE具有可调整功能.低压总开关In=A，进线柜内设有内部计量装置，电度表 为DT862-4, 低压出线开关为RMM1系列产品, 共出4路，分别为800A、600A、400A、200A。

4.2电流互感器型号：采用LMK-0.5型。

4.3电容补偿容量为360kvar,分12路，采用手动和自动补 偿方式。

4.4母线低压侧采用三相五线制，A、B、C相汇流母线和 PE、N排采用铜母排

5、高压室

5.1高压柜采用HXGN-12柜型。断路器采用VS1真空断路器。

5.2高压采用单进线，共1台。满足“五防”要求。

5.3进线柜内装带电显示装置、避雷器。互感器

变比为进线200/5。

5.4高、低压开关柜均采用镀铝锌板和优质钢板加工组而 成，具有足够的机械强度和较强的防腐能力。

6、 供货范围及要求： 户外安装。

7、 技术文件要求：

设计方提供电气主接线图作为卖方设计依据，卖方将设计完成后的电气主接线图、设计配置技术参数、电气二次图及箱式变外型尺寸，安装尺寸提交设计方。

8、试验

根据国、部标准(最新版本)进行所有试验。

9、服务要求

9.1 技术文件及图纸：

供货方应具有足够的资料来证明其提供的`产品达到性能的要求，以及预期性能和结构特点，所提供的资料精确性应与整体性能要求一致。

9.2 资料

提供与本规范有关的产品样本。 提供备品或替换件的清单，对各种型号和尺寸的断路器需提供如下资料：―符合国家标准要求的所有资料―合闸和分闸时的允许操作电压。

9.3 图纸

―每个开关柜的单线接线简图和各种断路器的原理简图。―表示总体

尺寸、动力和控制电缆入口、重量、操作及走廊的初步总体装配图。

9.4 试验报告

提供所做型式试验的报告和证明，包括内部燃弧试验报告。

10、质量保证要求

10.1 厂家应通过ISO9001质量认证。

10.3 如产品出现质量问题，乙方接到通知后应及时赶到现场。 10.3 设备安装和投运时，乙方派人免费指导安装。

甲方：枣庄市金庄生建煤矿 甲方代表： 年 月 日

乙方： 乙方代表： 年 月 日

篇6：3 浅谈风电场箱式变电站的设计

中山市明阳电器有限公司 付云冬 邮编：582437

摘要：箱式变压器是将传统变压器、高低压开关柜集中设计在箱式壳体中，具有体积小、重量轻、低噪声、低损耗、高可靠性等特点。广泛应用于风力发电场、住宅小区、商业中心、轻轨站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所。关键词：组合式变压器 自动化 一体化 电气设备

Abstract: The traditional transformer, box-type transformer high and low pressure switch cabinet centralized design in the box casing, has the advantages of small volume, light weight, low noise, low loss, high reliability.widely used in wind farms, residential quarters, commercial center, the light rail station, airports, factories and mines, enterprises, hospitals, school and other places.Key words: combined transformer;Automation;Integrated;Electrical equipment

一.简单介绍

1.组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)是将变压器、高压受电部分的负荷开关及保护装置、低压配电装置、低压计量系统和无功补偿装置组合在一起的成套变配电设备。

2.组合式变压器(俗称美式箱变)主要特点：

全密封、全绝缘、结构紧凑、外形美观、体积仅为箱式变电站（欧式箱变）的1/3左右。无须配电房，可直接安放在室内或室外，也可安放在街道两旁和绿化带内，可靠地保证了人身安全，既是供电设施，又可装点环境。

组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)可用于终端供电和环网供电，转换十分方便，保证了供电的可靠性、灵活性。

3.采用双熔丝全范围保护方式，大大降低了运行成本。

熔芯安装在玻璃纤维圆筒内与变压器油分离，熔芯的安装和更换在变压器油箱外通过绝缘手柄操作，可方便的在现场更换熔芯。采用不同的熔芯串联的全范围熔芯，可以为变压器提供过载和短路故障的保护。

10kV套管电缆头可在200A负荷电流下多次插拔，在紧急情况下作负荷开关使用，并具有隔离开关的特点。

组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)采用国内9型、11型配电变压器，损耗低，噪音低，使用寿命长。二.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，做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，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。

三.一体化箱式变电站的结构设计

具有代表性的做法有两种:（1）一体化箱式变电站箱体大部分采用普通的彩钢板材料，骨架采用硬金属材料整体焊接工艺，外层用0.8～1.0mm的彩钢板，或者用镀锌钢板，或用钢板在金属底层经过热喷锌及表层喷塑处理，中间夹层采用聚胺脂材料、聚苯乙烯泡沫材料。这种方式存在抗曝晒、抗阳光辐射性差，隔热保温性能差，且容易产生凝露的缺陷。

（2）一种箱体外墙材料采用金邦板—它是以水泥、粉煤灰、硅粉、珍珠岩为主要原料，加入复合纤维增强，经真空高压挤出成型，并经高温高压蒸汽养护、精细加工与多层喷涂而成。它具有绿色环保、轻质高强、隔音隔热、耐水防火、耐候抗冻等方面的特点。整个箱体采用高强度型钢（工字钢）组成的骨架构成基本承重框架，以保证箱体具有出色的抗震、抗风性能。采用外保温方式，整个箱体的墙壁是由金邦板、通气层、防湿密封薄膜、欧松板、保温材料、钢结构（薄壁方管）、纸面石膏板等材料组成。因此它具有卓越的气密性和隔热性，能有效地防止室内产生结露现象的发生，更不用担心长期使用会导致箱体腐朽，同时具有防尘、防腐、防潮、防火性能。对环境有良好的协调性，能美化环境，可适应各种气候条件，外形美观,可与周围环境颜色相协调的。世界上很多国家，尤其是欧共体国家的箱式变电站、户外配电箱的箱体，几乎很少使用金属材料制作，而采用非金属材料，大多为玻纤特种水泥结构的箱体。提高其人性化的程度。

四.风电场35kV华式箱式变电气设备的选择

1.风电场华式箱式变电站集合了美式变电站和欧式变电站的优点，俗称紧凑型箱式变电站，一般采用一机一变方式；变压器部分裸露在柜外，可充分利用风电风大的特点，自然散热，节约投资成本。配电室内，高压侧设有XGN-35型出线柜。其主要参数如下：

系统电压：

35kV

40.5kV

0.69kV（风力发电机组出口电压）高压侧最高工作电压： 低压侧额定电压： 额定频率：

额定绝缘水平

50Hz

变压器高压侧 工频耐压： 95kV

冲击峰值耐压：200kV

变压器低压侧：

工频耐压： 5kV

35kV电源从出线侧用电缆引入35kV集线开关柜。箱内装有电缆接头和HY5W-51/134金属氧化物避雷器，柜正面装有GSN-35型感应式电压指示灯。配变控制柜内，装有带接地连锁的35kV负荷开关，它作为配变检修时与电源有明显断开点并安全接地。配变高压侧选用FZRN21-40.5/630-25kA型户内交流高压负荷开关—熔断器组合电器。开关为弹簧储能机构，可手动或电动跳、合闸，作为配变投、切使用。熔断器的熔丝额定电流按配变高压侧额定电流的1.5倍选择，作为配变高压侧过负荷保护。变压器室内，安装S11节能型三相、双绕组、油浸、自冷、低损耗、全密封、免维护铜芯绕组电力变压器。

2.根据目前风力发电机组出力容量1.5MW，2MW，3MW机组，变压器容量按1600kVA，2200kVA，3300kVA选择。低压配电室内，安装有中山市明阳电器有限公司生产的GGD3型低压进线配电柜。进线柜内装有KFW2-3200/3P型框架式断路器，该断路器可在低温-40℃正常工作，非常适合我国北方地区和西北地区风电资源丰富的地区选择。断路器具有完善的长、短延时、接地保护等各种保护功能，并有分合闸状态和故障跳闸状态远传接点，并引出至箱变低压间隔电缆进线处端子排。便于箱变监控单元采集信号，实现风电场的无人值班要求。低压侧装设有低压电流互感器、电压互感器，主要用于检测电流箱变的各种电量参数。为了便于箱式变电站、风力发电机组的检修和照明需求，在低压可加装照明检修变压器，容量一般为5kVA为宜，出线柜内装有QSA型隔离开关和KFM2-250M/330D型断路器，开关内有过载、短路的过流保护。另外可根据风电变配电自动化的需求，加装箱变智能监控单元，该单元可以实现电量参数的测量和显示、非电量保护功能、信号收集功能及远传。其最终设计如下图所示。

总结

篇7：35kv箱式变电站调研报告

——35kv箱式变电站设计

一、箱式变电站概述及应用

随着国民经济的迅速发展，居民生活水平的不断提高，家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中普及。市政居民用电负荷的剧增，较早建成的居民生活小区的供电设施亦不能满足目前居民用电负荷增长的需要，存在的主要问题一是小区内的变压器容量普遍偏小，原设计容量仅仅是按能满足居民生活照明用电负荷考虑的，所以急待增容。另外配电设备陈旧落后，需要更新改造。二是小区变配电室面积普遍偏小，不能满足变压器增容及设备改造的需要。三是、随着居民生活小区内各种公共设施的多年建设与不断的完善，目前在小区内已找不到一个较合适的地方来重新建造一座变配电室，以满足居民生活用电负荷增长的需要。箱式变电站又称户外成套变电站，也称做组合式变电站，因其具有组合灵活、便于运输、迁移、安装方便、施工周期短、运行费用低、占地面积小、无污染、免维护等优点，受到广泛重视。农网建设(改造)中，被广泛应用于城区、农村10～110kV中小型变(配)电所、厂矿及流动作业用变电所的建设与改造，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，被誉为21世纪变电所建设的目标模式。

箱式变电站是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。上世纪60年代，欧美等西方国家开始使用这种新型户外成套变电设备，由于箱式站与传统的变电所相比，有着明显的优势，其发展速度很快。目前，国外已经大量使用箱式站，以美国为例，箱式站已占90%以上。20世纪80年代初，我国大中型城市中开始陆续采用箱式站，到90年代末期，随着经济的发展，城乡用电量迅速增长，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，箱式站开始被广泛应用于城区、农村中小型变电站、工矿企业、大型工地及流动作业用变电站的建设与改造。

二、箱式变电站的优点

1.结构紧凑，占地少

由于箱式站将配电装置的大部分布置于封闭的箱体内，通过优化设计、合理组合，各部分之间的绝缘距离大大减少，缩小了占地面积和空间。以4000kVA单主变规模变电所为例，建设1座常规35kV变电站，需占地3000m2左右，而且需要大规模的土建工程；而采用箱式变电站，箱体的占地面积最小仅为 100m2，包括35kV的其他设备总占地面积最大为300m2，仅为同规模变电站所占面积的1/10，设备安装简单，既节省了费用又大大节约了土地。

2．安装方便，建造快速

箱式站建造时，首先由设计人员根据变电站的实际要求，设计出一次主接线图和箱外设备的布置，然后只要根据设计结果直接选择箱式站的规格和型号，被选定箱式站的所有设备均在制造厂组装，并经调试和出厂试验合格；现场安装仅需进行箱体定位、电缆连接、保护定值校验、传动试验及其他一些调试工作，一般从安装到运行仅需短短数天时间，与常规变电站的建设过程相比，安装过程大大简化，工作量也大大减少，既缩短了施工周期，又节省了施工费用。

3．投资省，效益高

箱式站的经济性可以从3个方面来看：(1)造价低。除了设备购置费比常规站要贵以外，其他安装费、土建费及征地费都大大节省，综合起来大约比同规模常规变电站减少投资40%左右；(2)提前投资，提前收益。以35kV单台主变4000kVA规模变电站为例，保守估计按提前4个月投运计算，若平均负荷 2000kW，售电利润0.10元/kW·h，3个月可增加净利润60余万元；(3)运行维护费用低。在箱式变电站中，由于先进设备的选用，特别是无油设备的运行，从根本上彻底解决了常规变电所中的设备泄漏问题，变电站可实行状态检修，减少维护工作量，每年可节约大量的运行维护费用，整体经济效益十分可观。

4.组合方式灵活。通用性互换性强

箱式站由于结构比较紧凑，每个箱体构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，箱式站没有固定的模式，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；箱式站的高低压方案齐全，高低压之间线路方案可任意组合；高低压设备及元件可选用各种名优或进口产品，电气元件通用性，互换性强。

5.可靠性和安全性比较高

常规变电站的电气设备，由于长期处于户外，其绝缘和导体易受外界的污染和破坏。而箱式站的导体、内部绝缘、接触部分等完全封闭在箱体内，箱体部分采用先进的制作工艺，外壳的材料具有良好的防腐能力，箱体内安装空调和除湿装置，使运行设备不易受自然气候环境、动物等外界影响；箱式站没有裸露带电导体暴露在箱外，不会引起外物短路和触电危险；全站可实现无油化运行，安全性高。

6.自动化程度高

为了适应无人值守和调度自动化的需要，箱式站采用微机保护和综合自动化系统，可实现“4遥”(即：遥测、遥信、遥控、遥调)功能。每个智能控制单元均具有独立运行功能，保证继电保护功能安全，可对运行参数进行远方设置和实时监控，对箱体内湿度、温度进行自动控制和远方烟雾报警；在运行过程中，能按照给定的电压无功关系自动投切电容器、调整电压分接头进行电压无功调节；另外，根据需要还可以实现图像远程监控。

7.外形美观，易与环境协调

由于箱式站体积小、箱体材料先进、外形设计美观等特点，在保证供电可靠性前提下，通过选择箱式站的外壳颜色，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。

三、箱式变的结构组成、性能特点

目前，箱式变电站的生产厂家主要有：中电电气集团、泰安开关厂、许继集团等，产品有 XBW □-10 型及 XBW □-35 型，为户外成套供电设备。其外壳一般采用铝合金板或钢板，并且在箱壳四侧开有门，以便观察和维修设备。箱内一般分为三个部分即高压室、低压室和变压器室。亦有在箱式变内设维修走廊和值班室的。

箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等组成的，可以进行停送电操作并且有过负荷和短路保护。低压室由低压空气开关、电

流互感器、电流表、电压表等组成的。变压器一般采用 S9 或干式的等。箱式变中的电器设备元件，均选用定型产品，元器件的技术性能均满足相应的标准要求。为了可靠实现五防要求，各电器元件之间采用了机械联锁，各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上，以便于导线的连接。操作采用电动方式，不需另配电源，由 TV 引出即可。另外箱式变还都具有电能检测、显示、计量的功能，并能实现相应的保护功能，还设有专用的接地导件，并有明显的接地标志。此外为适应户外工作环境，箱式变的壳顶一般都采用隔层结构，内装有隔热材料，箱体底部和各室之间都有冷却进出风口，采用自然风冷和自动控制的强迫风冷等多种形式，以保证电气设备的正常散热，具有防雨、防尘、防止小动物进入等措施。目前，国内生产的箱式变的电压等级：高压侧为 3 ～ 35kV、低压侧为 0.4 ～ 10kV。变压器的容量：当额定电压比为 35/10、6、0.4 kV 时可从几百千伏安～上万千伏安、当额定电压比为 10、6/0.4 kV 时可从几十千伏安～几千千伏安。

四、结束语

展望未来，箱式站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中的应用会更加广泛，它将以较常规“土建”式变电站难以比拟的优势被越来越多的人所接受。为了适应新形式下我国电网的发展水平，箱式站必须在保留原有优点的情况下，加快自身的发展。随着微处理器技术、计算机网络技术、信息通讯技术、电力电子技术及人工智能控制技术的不断发展和应用，信息化和网络化对电力系统的智能化运行需求日益迫切，也为智能化电器技术的进一步发展奠定了基础。电网运行水平的提高不仅要求箱式站安全可靠、具有“4遥”功能，而且能完成故障区段自动定位、故障切除、负载转带及网络重构等一系列智能化功能，从而保证短时间内恢复送电。另外，以上提到箱式站的一些缺点也大都可以通过提高智能化技术来进一步弥补和完善。因此，可以说智能化箱式站是未来箱式站的发展趋势，智能化程度的提高使得箱式站在保证电网安全、经济、可靠地运行的前提下，向更加简单、实用、可靠的方向发展。总之，智能化箱式站是我国电网今后一个时期的发展方向，其必将促使我国的电网运行水平再上新台阶。

篇8：智能箱式变电室骨架体设计与研究

在箱式变电站的变电室整体骨架体设计中, 由于装配件过多, 装配关系复杂, 导致设计人员工作重心偏移, 设计速度缓慢, 工程图设计结果错误较多, 设计返工量大, 影响了企业新产品的开发效果。目前国内对变电室整体骨架体设计方法的研究并不多, 对于其设计方法有必要寻求一套比较完整、便捷、可行的设计指导方案, 以满足从产品设计到制造的快速过渡, 减少设计工作量并提高设计质量。

本文针对变电室整体骨架体的设计, 提出了一套基于Pro/E平台的关系功能的智能化三维模型设计方法, 即首先对变电室零件进行参数化建模, 在装配过程中使用关系功能将各个装配件的参数尺寸与变电室最大外围尺寸进行关联, 形成一类变电室骨架三维模型模板, 然后在此模板的基础上更改不同的外围基本尺寸, 形成不同的同型变电室及对应的零部件。

1 设计分析

箱式变电室的骨架总体上由下底框、立柱体、顶骨架3部分组成, 通过分析各种变电室骨架便可发现, 多数骨架体外形相似或相同。对其设计的传统方法见图1, 具体过程如下:根据设计条件和要求对变电室进行结构分析, 一一确定骨架体中所有零部件的形状尺寸, 根据尺寸对零部件进行建模;然后, 对零部件根据实际应有的装配关系进行虚拟组装;之后, 对装配体进行干涉检查, 在确保无零部件干涉的情况下, 完成骨架体的整体设计。此种方式既费时又费力。而利用Pro/E的关系功能建立起各种变电室骨架体类型模板, 其设计的重点、难点就不再是零件尺寸确定, 也不需要对成型骨架体进行干涉检查, 而仅仅是对前期的总体外形进行结构分析, 选择合适的外围基本尺寸 (长、宽、高) 和变电室结构类型, 利用模板自动进行尺寸更新, 以确定零部件及装配体关系是否合格, 不仅简化了设计步骤, 还大大地缩短了设计周期, 减少了设计成本, 关系设计方法见图2。

2 智能变电室骨架体设计

2.1 零件的设计

零件参数化设计的基本原理是采用三维模型与程序相结合的方式。变电室骨架由槽钢、角钢等焊接而成, 其参数化模型利用交互方式生成。在已创建的零件三维模型的基础上, 进一步根据零件的设计要求建立一组可完全控制三维模型形状和大小的设计参数。

图3为12#槽钢截面尺寸草图。参数化程序针对该零件的设计参数进行编程, 以实现设计参数的检索、修改和根据新的参数值生成新的三维模型功能[1]。设计参数化零件时, 其基本尺寸是驱动、改变零件外形表现的主要尺寸, 而其他次要尺寸的主要作用便是用来维持参数化零件形状, 在设计成型后不再为设计者所关心。利用关系功能编写针对槽钢的参数化程序为:

2.2 变电室整体骨架设计

对于变电室骨架体整体, 长、宽、高 (d0∶0=4 300、d0∶2=2 400、d0∶24=1 957) 为其主要尺寸, 各参数化零部件的主要尺寸在此就变成了用以维持整个变电室外形的次要尺寸, 并且这些尺寸都是零件建模过程中自动建立的用以确定零件形状的一类尺寸, 即零件模型尺寸;另外有一类是在装配过程中用来确定零件具体位置或零件之间相对距离的尺寸, 即模型关系尺寸。零件模型尺寸和模型关系尺寸与变电室骨架整体外围尺寸在整个模板建立过程中确定了几种关系模型, 见图4。

2.2.1 比例关系

变电室的长、宽、高确定了空间三维坐标, 其任意维度方向的长度变化都要引起相关零部件位置的改变, 比例关系模型确定了零件在装配中两种关系尺寸或关系尺寸与外围尺寸成线性变化关系, 维持了变电室整体外形。如图5所示, 其关系式为:d0∶6=d0∶2*1 615/4 300。

2.2.2 相等关系

相等关系包含关系尺寸与外围尺寸相等, 或者一种零件的关系尺寸与另一个关系尺寸存在相等关系, 狭义上说相等关系是系数为一的比例关系。如图6所示, 其关系式为:d0∶40=d2∶36。

2.2.3 显隐关系

装配骨架在设计时应考虑:当外围尺寸增加过大, 使得整个装配骨架体实际支撑强度下降, 原来的骨架体将不能满足要求, 这时就要在相应的位置自动增加新的骨架结构;同样尺寸缩小时也应将部分零件去除。这样便形成显隐关系模型, 其关系程序示例如下:

2.2.4 突变关系

此种关系模型主要用于对骨架零件本体的改变, 用以满足外围尺寸变化较大时自动选择合适的零件型号与之相适应, 避免材料浪费或材料强度过低。例如使用条件控制语句IF…ELSE实现槽钢型号的更改:

2.2.5 差和关系

多用于次要零件装配位置关系的确立, 这种零件的外形都是在其他关系确定好以后, 才通过差和关系改变自身形状或位置与之对应。

使用上面几种关系模型结合Pro/E交互式装配关系建立起的智能变电室骨架模板见图7。

3 研究结果分析

模板建立成功以后, 要经过多人多次的检查验证, 以防止设计者在设计过程中出现错误或关系遗漏, 避免模型模板更改后出现装配干涉。根据不同的外围尺寸驱动更新出新的变电室骨架图 (分别见图8、图9) , 并且与企业对同种类型设计的结构进行对比表明, 设计结果符合设计要求, 与传统的设计方法设计出的骨架图结果非常相似, 生成的零件、部件工程图达到制造要求。

4 结论

变电室的整体参数化设计可以有效地降低设计时间, 提高设计效率, 降低设计出错率, 是一种行之有效的设计方案。同样可以将这种设计思路推广应用到高低压电器柜柜体装配、柜体与变电室之间装配的三维设计, 使之贯彻到设计的各个方面, 使整个设计更加简明、快捷、有效。

摘要：介绍了运用三维CAD软件Pro/ENGINEER中的关系 (relation) 功能建立箱式变电室骨架体零件参数化模型及其整体骨架装配模型的过程, 形成了一套完整的智能变电室骨架体设计方案, 实现了仅用长、宽、高3个尺寸驱动整个变电室零部件自动设计的功能。结果表明, 此设计方法应用到企业设计工作中可以有效地降低重复工作量、提高设计效率和减少设计错误。

关键词：智能变电室,Pro/ENGINEER,骨架体,设计

参考文献

[1]乔小燕, 王军.基于Pro/E二次开发的冲模零件参数化设计[J].磨具工业, 2007, 33 (12) :8-12.

[2]J P Quinn, B J Hill, R Mcllhagger.An intergrated designsystem for the manufacture and analysis of 3-D wovenperforms[J].Composites.2001, A32:911-914.

篇9：浅谈箱式变电站的设计与应用

关键词：箱式变电站；高压开关设备；变压器；低压配电装置

中图分类号：TM63　　　　　　文献标识码：A　　　　文章编号：1009-2374（2012）29-0016-03

1　箱式变电站概述

箱式变电站是一种将高压开关设备、变压器和低压配电装置等按一定方案进行安装的紧凑型配电设备，是继原有的土建变电站之后的一种新式变电站。我国对其的认识始于20世纪70年代，根据其不同的特点分为美式箱变和欧式箱变，通常也称为预装式变电站和组合式变电站。美式变电站体积相当小，采用的是一体化安装，将变压器、高压开关、熔断器等装置整合于一个封闭油箱内，构成一体式布置。而组合式变电站将总体结构的三个主要部分高压开关柜、变压器及低压配套装置布置在三个不同的隔室内，有“目字型”或“品字型”两种布置方式，其中“目字型”接线相对方便，故应用的要多一些，“品字型”的结构安排紧凑，适用于排列多台变压器的情况。目前，在我国组合式变电站的应用比较广泛。

2　箱式变电站的技术要点

2.1　箱体性能安全可靠

经过这些年的飞速发展，目前我国箱式变电站的设计工艺已经达到了国际水平。箱体外壳部分使用镀铝锌钢板，框架的材料使用的是标准集装箱材料，制作工艺严格，全部经过了防腐处理，提高了箱式变电站在各种环境下的适应能力。内封板采用铝合金扣板，夹层应用的材料不仅可以防火，还可以保温，箱体内可以按照需要调温除湿，在

－40℃～＋40℃的严酷环境下也可保证设备不受到外界环境干扰而可靠运行。

2.2　自动化程度高

一次设备采用高可靠性的设备，如全封闭的高压开关柜、干式互感器、旋转隔离开关等，并且导线没有裸露导电的部分，确保达到零触电事故的发生。全站可实现无油化运行，减少了对环境的污染，符合目前低碳环保的要求。在二次侧采用微机综合自动化系统，可以实现遥测、遥信、遥控、遥调的现代智能化控制功能。每个单元的继电保护功能完善，在独立运行的条件下可以对箱内的数据进行监测和控制，例如对箱体内湿度、温度进行调节，可以实现无人值班的要求。

2.3　工厂预制化

箱式变电站的选择比较灵活，只要根据实际的要求设计一次主接线图和箱外设备的方案，就可以挑选各个厂家的型号和规格。所有的设备在工厂进行安装和调试。缩短了设计制造周期，在现场也仅仅是对箱体定位、箱体间电缆联络、保护整定值的校验和其他数据的调试任务，整个变电站从安装到投运大约只需5～8天的时间，极大地提高了

效率。

2.4　设计方式灵活

箱式变电站结构紧凑、体积较小，而且还可以选择多个方式进行安装，所以在设计上就可以选择最优的方案。例如采用组合式的变电站，那么每个箱体均构成一个独立系统，我们在安装时可以选择将35kV和10kV设备全部箱内安装，组成一个全箱式变电所，这种比较适合新的变电站设计。

2.5　占地小、效益高

箱式变电站由于其紧凑的构造，所以占地面积小，而且外形美观大方，在住宅、车站或者其他公共场所不仅不会破坏市容，还能起到一定的美观作用。最重要的是箱式变电站的投资小、收益大。

3　箱式变电站的设计要点

3.1　接地

严格按照GB/T11022的规定。还应采取以下的保护措施：安装一条连接箱式变电站的每个设备的接地导体。接地导体的电流密度如用铜导体，当额定短路持续时间为1s时不应超过200A/mm2，当额定短路持续时间为3s时不应超过125A/mm2，但其截面积不应小于30mm2。

3.2　辅助设备

对于箱式变电站内的照明、辅助电源等低压装置应按GB/T14821.1或GB7251.1防护等级进行安装。

3.3　操作通道

变电站内部的操作通道要充分考虑到维修时的空间问题，以不妨碍进行任何操作为标准进行设计。该通道的宽度最低的要求一般为800mm。箱式变电站内部的门应朝出口方向关闭，这样可以不占用操作通道的宽度。门在任一开启位置或开关设备和控制设备突出的机械传动装置不应将通道的宽度减少到500mm。

3.4　可靠的安全措施

对高压配电装置要采用可靠的组合结构来进行保护，例如当油浸式变压器的容量达到800kVA或者以上时，应该选择可以切断电源的设备和变压器的瓦斯保护相互配合。在箱体门的内侧应该贴有主线路图、控制线路图，进行一些操作的操作步骤和主要的注意事项，以便维修人员进行参考。

3.5　箱体要求

箱体内的防护设备要可以在各种条件下正常运行，如照明、通风、散热等，应加装相应的检测装置来确保箱体内环境的安全，如湿度测量表计、凝露检测装置和烟雾报警器，并将监测到的数据可靠地接入变电站的综合自动化系统，让工作人员随时了解到箱体内部的情况；箱顶的设计要充分考虑雨量大小的因素，完善自然排水能力；由于箱体基本上都是在室外的，在夏天承受着紫外线辐射和高温暴晒的情况，因此做好箱体的隔热就显得十分重要，如果隔热性能不好的话，那么外部温度过高就有可能引起内部设备出现故障甚至发生事故；箱体要有良好的防潮性能，在严酷的环境下可以有效地防治冰冻和腐蚀，发生火灾时也要满足一定的阻燃要求；箱体的设计要考虑美

学文化，造型要能和周围的环境相协调。

4　箱式变电站在住宅上的应用和发展前景

4.1　箱式变电站在住宅上的应用

箱式变电站从变电所利用电缆接到10kV开闭所，再通过10kV开闭所进行分配，利用环网柜、分接箱等进行联接和再分配。在建筑比较少的情况下，采用电缆分支箱加环网式箱变方式实现，也可以根据实际情况直接连接到环网箱变上；在建筑物比较多的情况下，一般采用环网柜加环网式箱变方式实现。

4.2　箱式变电站的发展前景

提高防火性能。箱式变电站虽然为全封闭无人值守的方式运行，但是在箱体内的火灾隐患仍不能完全消除，如电缆和补偿电容器就很容易发生火灾，因此应考虑增强箱内的灭火设备。

扩大容量。箱式变电站由于其紧凑的设计理念，它的体积相当小，因此如何对有限的空间进行合理有效的利用就显得十分重要。随着人们对其功能需求的增加，例如出线间隔的扩展裕度不足，还有就是10kV箱变开关柜的固定螺栓比较多，在维修时拆卸不方便，在多次作业后会出现螺栓脱扣的现象以及开关柜的后箱板排列紧密，容易误拆卸。因此，需要在设计阶段对箱体容量进行周密的考虑，确保其以后的升级改造问题。

5　结语

近年来箱式变电站已经在农村电网改造中得到了广泛的应用，由于其不影响环境美化、占用的空间小、自动化水平高和经济实用的特点而受到了人们的欢迎。但是在其应用中也不断出现了一些问题需要进一步的改进，如箱体内出线线路间隔的空间稍显不足、检修时的空间相对狭窄等。总之，相信随着科技的进步，箱式变电站自身也会得到不断的优化，在我国城市化进程和新农村建设等领域中一定会发挥重要的作用，使我国电力行业的发展进入一个崭新的阶段。

参考文献

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