[行业技术文章]箱式变电站和智能化系统

作者：李晋

1.概述
随着我国城市现代化建设的飞速成长，城市配电网的不竭更新改造,要求高压直接进进负荷中心，形成高压受电———变压器降压———低压配电的供电款式。箱式变电站正是这类集成化水平高，工场预安装、节能、节地的成长中装备，因而在城乡电网中获得普遍运用。而信息化、网络化和智能化室第小区成长，不仅要求箱变平安靠得住，同时要求具有“四远”(远测、远讯、远调、远控)的智能化功能。完成智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时，在特定自立软件配合下，到达故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能，从而保证在一分钟左右恢复送电。

2.箱变结构特点
智能箱变是由高压柜、电力变压器、低压柜、计单元及智能系统等化组合成的完整的智能化供配电成套装配。外壳采用不锈钢板或铝合金板或聚苯乙烯复合板,但必需坚忍,隔热性能良,防火阻燃,防雨明亮，应能承受因内部故障电弧而引发的冲击力,其外形和颜色要尽与周边情况相一致

2.1智能箱变分类及特点

智能箱变在结构上，采用模块方式，每台箱变可由以下各类型式组合而成；按高压开关接进电网型式分为环网型或双电源型或终端型；按内装变压器种类分为油浸全密封变压器或干式变压器；按箱体外壳材分为金属外壳或非金属外壳；按高压开关选形分为产气式负荷开关或压气式负荷开关或真空式负荷开关或ＳＦ6负荷开关；按能否设置装备摆设智能系统分为智能型或紧凑型等。凡是按装备安插上分：高压室、变压器室、低压室按“品字形”安插，结构紧凑，便于安装选址、操作和巡检，当变压器室排布多台变压器时尤其有益；按“目字形”安插，接线较为利便，故年夜多采用。。

2.2箱变内高压接线方式、开关

高压(12ｋＶ)侧，采用负荷开关 限流熔断器作为变压器的主庇护，一般有环网、双电源和终端三种供电方式，有两组插进式熔断器和后备庇护熔断器串联进行分段范围庇护。限流熔断器一相熔断时必需能联动跳开三相负荷开关，不发生缺相运行。线路侧负荷开关必需配有直流电源(ＤＣ24Ｖ)电动操作机构，可实现无外来交流电源状态下自启动。环网回路必需设置装备摆设检测故障电流用的电流互感器或传感器。环网供电单元一般至少由三个距离组成，即二个环缆进出距离和一个变压器回路距离。负荷开关在隔离故障线段时，能实时恢复回路的接连供电；同负荷开关相连的熔断器Ｆ在中压/低压变器发生内部故障时起庇护作用；负荷开关对溶断器和变压器还起隔离和接地作用。高压开关应选用靠得住性高和具有自动化装配及智能化接口的进步前辈的产物：如ＳＦ6负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关等。

2.3变压器的匹配和散热处置

箱变用变压器，通常为10ＫＶ降至380Ｖ/220Ｖ，变压器容为160～1600ＫＶＡ，经常使用的容为315～630ＫＶＡ。其器身为三相三柱或三相五柱结构、Ｄｙｎ11或Ｙｙｎ12联络，熔断器毗连在“Δ”外部。三相五柱式Ｄｙｎ11变压器的点是带三相不合错误称负荷能力强，不会因三相负载不合错误称造成中性点电压偏移，负载电压可获得保证，具有很好的防雷特征。变压器应具有齐全的运行检视仪器仪表，如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度的真空压力表等。

变压器选用Ｓ9-Ｍ、Ｓ11Ｍ全密封、免维护、低噪音、性价比高的油浸式变压器(噪音≤50ｄＢ)或新型干式变压器(噪音≤55ｄＢ)等。采用干式变压器时，变压器室必需配散热系统。今朝，国内年夜多采用新Ｓ9或Ｓ11系列配电变压器，有的也采用了非晶合金变压器，其点是空载消耗很小，只有1/4～1/3，但其价格高出1.3～1.6倍，但随着制造技术的提高，一旦价格下来，非晶合金变压器会占据市场主导地位。

变压器设置有二种方式：一种将变压器外露，另外一种将就压器安装在封锁隔室内。后者变压器室为防日照辐射使室温升高，采用四面壁添加隔热材料、双层夹板结构，顶盖设计成带空气垫或隔热材料的气楼结构，内设透风道，装有自动强制换气用轴流风机，开启和遏制由变压器室的温度监控装配自控，其温度的整定值按答理温度的80～90设定；室内正常温度下，靠自然透风来散热。为了透风，变压器室的箱体上一般设置了百页窗。有的还在百页窗处加防尘装配，为避免灰尘对尽缘的影响，在变压器毗连处年夜多加上尽缘防护罩。

2.4低压侧功能特点

低压(0.4ｋＶ)侧，出线庇护可以配多路空气开关或刀熔开关；具有微机控制，自动轮回投切无功抵偿装配，抵偿容通常是变压器容的10～30；具有自力电能计箱。低压开关设置装备摆设智能控制器可实现预警功能，并可提供旌旗灯号单元及操作控制，同时还有表计功能。控制用具有尺度的ＲＳ-485接口，可实现数据传送和监控治理系统的“四远”功能。

3.智能系统配备
智能箱变采用的智能型元器件应设置装备摆设电源、接口器件、通讯介、控制装备(上位机、智能仪表等)以知足智能化的要求。智能箱变为：采用Profibus-DP尺度的、开放型的现场总线技术将具有通讯能力的元器件(从站)与之毗连，从而实现主站经由过程总线对开关、电网的远程丈、调理、控制、通讯；或采用智能控制仪对凹凸压侧进行当地或远程的丈、调理、控制、通讯。智能箱变系统如图所示。

在系统方案设置装备摆设时斟酌到用户对智能监控的要求,采用以下两种方式进行：1)凹凸压侧划分设置装备摆设智能系统；2)凹凸压侧统一设置装备摆设智能系统。智能系统的元器件安装、安插、现场布线等应合适有关要求,对于电磁兼容(ＥＭＣ),须采用进步前辈抗干扰技术。编写的监控软件主要包括主回路、框架断路器、控制回路和配电系统信息等远控界面。

装备智能系统的箱变具有下列智能化功能：ａ)显示高压侧系统一次接线图,反映各高压开关分、合闸状态；ｂ)“四远”功能；ｃ)系统治理。

4.竣事语
智能化箱变具有小型化、免维护、高性能、节能，安装利便，占地少，寿命长，可作为城市高层建筑、居平易近小区、市政举措措施、工场、矿山、公路、码头、油田等场所的智能化变配电装备。在欧洲蓬勃国家已占配电变压器的70，美国已占90，箱变在我国的市场潜力庞大,但靠得住性的提高，自动化控制技术的进一步成长运用才会使箱变具有更兴旺的生命力。