美式箱变和国产箱变技术分析与对比.docx

摘 要:介绍了美式箱变的技术性能和结构,并结合我国国情对其进行了技术分析，同时 介绍了国产箱变的一些主要技术性能、结构、特点并与关式箱变进行了比较1 •概述随着现代化城市建设的发展，城市用电负荷的急骤增加，供电半径越来越小，架空送电已 经逐渐被电缆送电所取代,这些都为箱式变电站的发展提供了极大的空间箱式变电站是60 年代从国外发展起來的一种新式供电设备，从结构上来说，基木上可分为欧洲式和美国式两 种箱式变电站在我国已有30多年的发展历史，生产厂有上百家，年产上力台箱式变电站的 名称在发展过程中各国家和公司叫法不一，有的叫“箱式变电站”、“工厂组装式变电站”、“亭 子式户外变电站”，还有的叫“落地式变电站”和“紧凑型变电站"o 1989年我国原能源部及 示来的电力部的标准取名为“箱式变电站”，原机械部标准取名为“纽•合式变电站"o 1998 年我国制订了 GB/T17467-1998标准，取名为《高压/低压预装式变电站》 (high-voltage/lovv-voltage prefabricated substation),其等效采用 IEC1330-1995 标准的原贝！J至 于现在市场上的名称和称呼，已成为俗称或行业名称，在此为了叙述方便，简称为“箱变”。

Tr美式箱变主结线 国产箱变主结线箱变具有成套性强、体积小、占地少、能伸入负荷中心、提高供电质量、减少损耗、送 电周期短、选址灵活、对环境适丿'V性强、安装方便、运行安全可靠及投资少、见效快等一系 列优点而且可以安装到人行道旁、绿化区、生活小区、生产现场等场合，与周围环境浑然 一体，成为其景色的一个点缀正是箱变这些独具特点，使其被越来越多的用户所接受和欢迎我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我国对外经济的 开放，市场经济的大力发展,大约在90年代，美国COOPER公司率先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目前，我国从南到北，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，其质量可以说参秀不齐 通过这些年的丿应用和实践，行必要对羌式箱变结合我国国情进行认真分析，给予正确定位，以 此来推动我国箱变的技术和市场发展2美式箱变的技术性能2.1箱变的电气原理图表1序号项目技术参数1额定工作电压原边10kV副边0. 4k V2最高工作电压12kV3额定频率50Hz4额定容量15()： 225： 3(X)； 5(X)1 750： 1(X)0; 1500： 2000k\' A51分钟工频耐压35k V6雷电冲击耐压95k V72秒短时耐受电流12k A8后备限流熔断器遮断容帚50k A9无载调压lOkV ±2X2.5%10环境温度-20°C 〜40°C11允许温升60°C2.2美式箱变的主要技术参数美式箱变符合“美国电力制造商协会(NEMA)”和“美国 国家标准局(ANSI)”所颁布的最新标准,其主要技术数据见表12.3美式箱变的主要特点2.3.1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。

2.3.2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2.3.3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示备限流保护熔断器(ELSP)保护箱变内部发生的故障,用于保护高压 侧2.3.4变压器一-般采用高燃点油(R-TEMP)o2.3.5高压负荷开关保护用熔断器等全部元件都与变圧器铁芯、绕组放在同一油箱内3美式箱变外壳的防腐和防护据美国COOPER公司的美式箱变资料介绍，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，如多暴风南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T序才算完成,可见其对防腐的慎重态度而目前国内生产的美式箱变売 体几乎没有进行特殊处理,基木上是采川酸洗示，静电喷涂处理,羡至有的企业连酸洗处理都 不进行，更有羡者，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 上很难喷涂上粉未,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、LI晒 的户外环境中T作,如果表面处理不好，锈蚀将是-|•分严重的。

这一问题是十分重要的,也是国 内几T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 一问题关于防护问题，美式箱变的变压器油箱和散热片部分裸錦在外边，其H的就是为了改善散 热条件但是，由于其直接暴霜在阳光下，衣阳光的热幅射下，会不会影响温升，日前还没有详细 介绍此外，裸臨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 器汕就会大量流失,后果不琪设想，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4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，其主要技术参数如下：额定工作电流：600A;额定工作电压：15kV;雷电冲击耐压:95kV;1分钟工频耐压:35kV;负荷开断电流:6（）0A;2秒短时耐受电流:12000A;额定短路关合电流:12000A;机械寿命:2000次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瓯板的指示来判断, 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5美式箱变的熔断器保护美式箱变的高压侧保护采川两级熔断器作为短路保护，可以分别对高压侧内部故障和二 次侧短路故障进行保护，其两级保护熔断器全部插入在汕箱中插入式熔断器可以在箱变带负荷情况下更换熔丝，其与负荷开关无任何机械关联,这样, 按我国国情来看，我们的用电i般都不太均衡，而且负荷侧短路故障也是十分突出一旦二次 侧短路故障达到一定数量级时，完全有可能造成插入式熔断器熔断而导致两相运行，如果不能 及时发现,就会诱发更大故障因此此种保护不太理想当然，这种故障有时可以川减少负荷 用户（即增加单位用户用电量，例如:毎户由2000W用电量设计为40（X）-5000W用电量），在低 压侧采取保护措施等方法来解决但由于用电负荷侧的故障是随机的且不可预料，加Z我们 很多制造厂对低压侧的配电开关选择不是很合理，所以很容易导致插入式熔断器的某相熔断 Z现象这里应指出,美式箱变原装机不配低压分支开关，而是采用肓接进户的方式，这是由于 其国情所决定的再有，美式箱变的汕温过高也是依靠插入式熔断器的熔断来进行保护的对于美式箱变的后备保护熔断器，主要作用是保护变压器一次侧绕组发生的短路故障，换 句话说，变压器的一次绕组短路造成限流熔断器熔断后，这台箱变基木上就不可能再维修了, 只能返厂。

因此，此熔断器熔断,…次侧短路都会给美式箱变带来无法修复的后果其次，美国 COOPER公司生产的美式箱变可以加装全绝缘氧化锌避雷器，但在国内生产的所有美式箱变 几乎没有一家安装的，这应该说是一个严重的缺陷高压避雷器无论从防雷还是抑制操作过 电压等因索来说，都是十分必要的6关于美式箱变的维护可以这样说,美式箱变安装使用后，基木上无须维护,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6」由于外壳的表面处理技术问题，应加强检查其锈蚀情况6.2美式箱变在油箱中填充的油一般为R-TEMP油淇燃点可达312°C,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R-TEMP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 有幡性气体，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T作,时间一长，油的性能就要降低，加Z其密封性能达不到7个Psig的要求，所以必须定期 换油6.3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彖6.4由于美式箱变的汕箱裸露在外部,因此应经常进行巡视，以防止在外力碰撞下受到 损害而发生渗漏汕7美式箱变与国产箱变的对比7」如前所述的主接线图可见，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Z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最大特点是当任一相熔断器熔断 Z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7.2国产箱变的主要技术参数见表2表 2序号项目技术参数1额定工作电压原边 10k V副边 0. 4k V2最高工作电压12kV3额定频率50Hz4额定容量KX)； 125； 160； 200; 250; 315; 400： 500; 630; 800; 1(X)051分钟工频耐压42k V6雷电冲击耐压85k V74秒短时耐受电流16k A8无载调压±2X2.5%9熔断器遮断容帛40k A10环境温度-35C 〜4()'C11允许温升+ 60 *C7.3两种箱变均采用：“品”字形结构（以500KVA为例，其外形尺寸美式箱变长1965,宽 1450,高1850;国产箱变长920,宽1650,高1850）。

可见其外形尺寸无大差别7.4国产箱变的负荷开关国产箱变的高压负荷开关一般可分为产气式、压气式、真空式等，其主要技术参数如下：额定工作电流:630A;额定工作电压：10kV;雷电冲击耐压:85kV; I分钟工频耐压:48kV;负荷开断电流:630A ; 4秒热稳定电流:20kA;额定短路关合电流:50kA;机械寿命:2000次7.5国产箱变的结构和防护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7.5.1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 容易的从箱体内拉岀来或从上部巾出來rfl于变压器放在外売内，其有利的因素是可以防止 阳光肓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;其不利因索是对变压器的散热提出了较高的要求7.5.2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部可 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。