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摘要：本文根据工作中的经验就10~35 kV欧式箱式变电站的高压部分、变压器部分、低压部分的设计进行探讨分析，并对欧式箱变电气部分的完整设计做了简述。
关键词：欧式箱式变电站；电气设计
中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0118-02
欧式箱式变电站又称户外成套变电站，也称作组合式变电站，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。电网建设（改造）中，被广泛应用于城区、厂矿10～110 kV中小型变（配）电所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，特别适用于中小型电网用户，被誉为21世纪变电所建设的目标模式。箱式变是由高压配电装置、低压配电装置、配电变压器三部分电气组成，最常用的平面图布置形式是“目”字形，也有“品”字形的布置，因此相应的将箱变壳体分隔为高压室、变压器室、低压室。
1高压部分的设计
1.1高压柜的选择
按灭弧介质分类，可以将开关柜内的开关分为真空断路器、SF6负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关。对小型箱变高压室一般选用负荷开关柜,型号为XGN15-12（SF6）、HXGN17-12，此柜外形小、重量轻，且选用2～3面高压柜即可。而对于35 kV箱变及较大型的10kV箱变，高压室一般选用KYN61-40.5、KYN28-12、XGN2-12、KGN-12真空开关柜。
高压熔断器由熔断器座和熔件组成，用来开断变压器故障电流（全范围保护熔断器有过负荷保护功能），使故障变压器与电源断开。预装式變电站的熔断器与负荷开关及开关柜面板有机械连锁装置，熔断器开断故障瞬间，弹射出撞击顶针去跳开负荷开关。负荷开关与真空开关的最大区别是负荷开关额定电流与短路开断电流较小，而负荷开关要靠组合电器中的熔断器来开断额定短路电流。负荷开关的额定电流为630A,熔断器的额定电流最大只有125A,短路开断电流为31.5kA,而真空断路器则分别可达到1250A、3150A,31.5kA、40kA甚至更高。负荷开关柜为固定安装，空间较小，维修起来比较麻烦，而真空开关柜多选用手车式，并配有微机保护，真正做到了无人值守，全站智能化设计，保护系统采用变电所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，满足无人值班的要求。
选用开关柜时对于照明负荷、一般动力负荷及不重要的供电负荷选用负荷开关柜即可。而对于负荷较大，较重要的负荷则要选用真空开关柜。对于10kV开关柜若选用手车式，开关柜较少时单列布置，在柜前可设手车通道，箱变完全可以整体制作，整体运输。数量较多时需面对面双列放置，手车通道1500mm即可，但壳体需分散制作和运输。以本人曾设计的1台35kV箱变的为例，右侧为3面KYN61-45柜，中间为1台SC9-35/6300变压器，左侧为8面XGN12-12柜及4台控制屏,10kV柜面对面放置中间留有通道。箱变外形尺寸为3500X15500,箱变前设有手车水泥平台，利用专用轨道，可方便的将40.5kV手车抽出或插入。
1.2进出线方式
高压进线一般为电缆下进线，即通过电缆沟从箱变下部的基础内引入，通过塔形密封圈再进入开关柜的电缆室。但也有架空进线的方式，需采用户外专用穿墙套管引入母线，进入箱变内部再通过母线桥进入开关柜内部。出线则从高压柜的出线侧直接接入变压器的高压端，此段连接需用母排连接，高压室与变压器室之间穿过隔墙时需用母线套管通过，高压室内需保证母线防护等级达到IP30。
1.3开关柜的“五防”要求
箱变内的高压柜必须达到电力部门的安全标准，开关柜的前后门、左右封板必须达到完整的开关柜要求，并完全满足“五防”要求。
1.4高压柜的计量
箱变计量系统采用高压侧装设高精度、单独的互感器（0.2s级），使计量范围更广、计量精度更高，也可以采用低压计量方式。
2变压器部分的设计
2.1变压器容量的选择
箱变内的变压器可分为二大类，即干式变压器和油浸式变压器。在设计箱式站时，选择合适的变压器容量是一个重要的问题。如果变压器容量选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，不仅一次性投资大，空载损耗也大；若变压器容量选得过小，变压器负载损耗增大，经济上不合理，技术上也不可行，一方面变压器的最佳负载率(即效率最高时的负载率)不是在额定状态下，而是在40%～70%之间，负载率过高会使损耗明显增大；另一方面，由于变压器的容量裕度小，若负荷稍有增加，便需要更换大容量箱式站，频繁增容势必会增加投资，影响供电。选择箱式站容量，要以用户现有的负荷为依据，适当考虑负荷发展。如果负荷区在未来一定时问段内（以5年为例）的电力发展计划明确且基本上变动不大，我们在选择箱式站容量时，就可以把5年内的负荷变化情况考虑在内。根据算出的容量，就可以选择箱式站的容量，如果单台变压器的容量不够大，可以增加变压器的台数，在满足容量的前提下，变压器的容量和数量按照最经济原则确定。
2.2变压器的选择
干式变压器一般用树脂绝缘，靠自然风冷，大容量靠风机冷却，而油式变压器靠绝缘油进行绝缘，靠绝缘油在变压器内部的循环将线圈产生的热带到变压器的散热器（片）上进行散热。干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大型建筑、高层建筑上易采用；而油式变压器由于“出事”后可能有油喷出或泄漏，造成火灾，大多应用在室外，若用在箱变内需在箱变基础内建有积油坑。 对负荷的承受能力不同，一般干式变压器应在额定容量下运行，而油式变压器过载能力比较好。干式变压器的外形小、重量轻、可靠性高。由于干式变压器主要是为箱变类设备量身定做的，所以应该首选干式变压器。
2.3变压器室的散热
进行壳体结构设计时要充分考虑散热问题，作为主要发热源的变压器，设置在高、低压室的中部，只有两侧各开有2扇门，每个门上开有上下百叶窗，变压器室底部也开有足够的进风长条孔，顶盖的屋檐下也开有一圈长条孔，使冷风从箱变底板和门下百叶窗进入，热风从门上百叶窗和屋檐下流出，形成自然通风。设计时应充分考虑自然通风，然后再考虑强迫通风。变压器出厂时都配有温控器，根据变压器内部的温度变化，可以起到报警、风机启动、跳闸的功能。
2.4变压器室结构的设计
变压器室至少需装有4台50 W的风机，并装有温湿度控制器，可根据变压器外部的周围环境来自动启动风机降温，或自动加热来除湿。另外在设计变压器室时空间不能太狭小，两侧最少有400 mm的通道，以便于维修和有利于散热。
3低压部分的设计
3.1低压柜选型
低压室柜型分为GGD固定柜，GCS、GCK、MNS抽屉柜，一般为6面左右，两列布置，中间留有走廊，背对背放置，箱体较宽时应面对面放置。
低压柜内断路器标准配置如下：一台按变压器容量相配的（630～2000A）的智能断路器，用来做变压器过负荷保护、变压器速断保护、低压支路出线的后备保护、变压器断相、变压器对地短路的保护。按用户的要求，根据用户后台的规约可以配置遥信、遥控装置。支路出线断路器是根据用户的需求来选择和配置。为了满足电网电压需要，本着无功就地补偿原则，根据用户需求，可以配置10～250 kVa低压移相电容器。电容器的投、切是根据负荷cos的变化自动执行。电容器的补偿容量可按变压器容量的20～30%选择。
3.2对柜体的要求
低压柜必须是完整的单个低压柜，而且低压柜间须装设有隔板，两侧装有封板，柜前后设有前后门，低压柜的防护等级至少为IP30。
参考文献：
[1] DL/T537-93,6～35 kV箱式变电站订货技术条件[S].
[2] GB/T17467-1998,高压/低压预装式变电站[S].
关键词：欧式箱式变电站；电气设计
中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0118-02
欧式箱式变电站又称户外成套变电站，也称作组合式变电站，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。电网建设（改造）中，被广泛应用于城区、厂矿10～110 kV中小型变（配）电所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，特别适用于中小型电网用户，被誉为21世纪变电所建设的目标模式。箱式变是由高压配电装置、低压配电装置、配电变压器三部分电气组成，最常用的平面图布置形式是“目”字形，也有“品”字形的布置，因此相应的将箱变壳体分隔为高压室、变压器室、低压室。
1高压部分的设计
1.1高压柜的选择
按灭弧介质分类，可以将开关柜内的开关分为真空断路器、SF6负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关。对小型箱变高压室一般选用负荷开关柜,型号为XGN15-12（SF6）、HXGN17-12，此柜外形小、重量轻，且选用2～3面高压柜即可。而对于35 kV箱变及较大型的10kV箱变，高压室一般选用KYN61-40.5、KYN28-12、XGN2-12、KGN-12真空开关柜。
高压熔断器由熔断器座和熔件组成，用来开断变压器故障电流（全范围保护熔断器有过负荷保护功能），使故障变压器与电源断开。预装式變电站的熔断器与负荷开关及开关柜面板有机械连锁装置，熔断器开断故障瞬间，弹射出撞击顶针去跳开负荷开关。负荷开关与真空开关的最大区别是负荷开关额定电流与短路开断电流较小，而负荷开关要靠组合电器中的熔断器来开断额定短路电流。负荷开关的额定电流为630A,熔断器的额定电流最大只有125A,短路开断电流为31.5kA,而真空断路器则分别可达到1250A、3150A,31.5kA、40kA甚至更高。负荷开关柜为固定安装，空间较小，维修起来比较麻烦，而真空开关柜多选用手车式，并配有微机保护，真正做到了无人值守，全站智能化设计，保护系统采用变电所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，满足无人值班的要求。
选用开关柜时对于照明负荷、一般动力负荷及不重要的供电负荷选用负荷开关柜即可。而对于负荷较大，较重要的负荷则要选用真空开关柜。对于10kV开关柜若选用手车式，开关柜较少时单列布置，在柜前可设手车通道，箱变完全可以整体制作，整体运输。数量较多时需面对面双列放置，手车通道1500mm即可，但壳体需分散制作和运输。以本人曾设计的1台35kV箱变的为例，右侧为3面KYN61-45柜，中间为1台SC9-35/6300变压器，左侧为8面XGN12-12柜及4台控制屏,10kV柜面对面放置中间留有通道。箱变外形尺寸为3500X15500,箱变前设有手车水泥平台，利用专用轨道，可方便的将40.5kV手车抽出或插入。
1.2进出线方式
高压进线一般为电缆下进线，即通过电缆沟从箱变下部的基础内引入，通过塔形密封圈再进入开关柜的电缆室。但也有架空进线的方式，需采用户外专用穿墙套管引入母线，进入箱变内部再通过母线桥进入开关柜内部。出线则从高压柜的出线侧直接接入变压器的高压端，此段连接需用母排连接，高压室与变压器室之间穿过隔墙时需用母线套管通过，高压室内需保证母线防护等级达到IP30。
1.3开关柜的“五防”要求
箱变内的高压柜必须达到电力部门的安全标准，开关柜的前后门、左右封板必须达到完整的开关柜要求，并完全满足“五防”要求。
1.4高压柜的计量
箱变计量系统采用高压侧装设高精度、单独的互感器（0.2s级），使计量范围更广、计量精度更高，也可以采用低压计量方式。
2变压器部分的设计
2.1变压器容量的选择
箱变内的变压器可分为二大类，即干式变压器和油浸式变压器。在设计箱式站时，选择合适的变压器容量是一个重要的问题。如果变压器容量选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，不仅一次性投资大，空载损耗也大；若变压器容量选得过小，变压器负载损耗增大，经济上不合理，技术上也不可行，一方面变压器的最佳负载率(即效率最高时的负载率)不是在额定状态下，而是在40%～70%之间，负载率过高会使损耗明显增大；另一方面，由于变压器的容量裕度小，若负荷稍有增加，便需要更换大容量箱式站，频繁增容势必会增加投资，影响供电。选择箱式站容量，要以用户现有的负荷为依据，适当考虑负荷发展。如果负荷区在未来一定时问段内（以5年为例）的电力发展计划明确且基本上变动不大，我们在选择箱式站容量时，就可以把5年内的负荷变化情况考虑在内。根据算出的容量，就可以选择箱式站的容量，如果单台变压器的容量不够大，可以增加变压器的台数，在满足容量的前提下，变压器的容量和数量按照最经济原则确定。
2.2变压器的选择
干式变压器一般用树脂绝缘，靠自然风冷，大容量靠风机冷却，而油式变压器靠绝缘油进行绝缘，靠绝缘油在变压器内部的循环将线圈产生的热带到变压器的散热器（片）上进行散热。干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大型建筑、高层建筑上易采用；而油式变压器由于“出事”后可能有油喷出或泄漏，造成火灾，大多应用在室外，若用在箱变内需在箱变基础内建有积油坑。 对负荷的承受能力不同，一般干式变压器应在额定容量下运行，而油式变压器过载能力比较好。干式变压器的外形小、重量轻、可靠性高。由于干式变压器主要是为箱变类设备量身定做的，所以应该首选干式变压器。
2.3变压器室的散热
进行壳体结构设计时要充分考虑散热问题，作为主要发热源的变压器，设置在高、低压室的中部，只有两侧各开有2扇门，每个门上开有上下百叶窗，变压器室底部也开有足够的进风长条孔，顶盖的屋檐下也开有一圈长条孔，使冷风从箱变底板和门下百叶窗进入，热风从门上百叶窗和屋檐下流出，形成自然通风。设计时应充分考虑自然通风，然后再考虑强迫通风。变压器出厂时都配有温控器，根据变压器内部的温度变化，可以起到报警、风机启动、跳闸的功能。
2.4变压器室结构的设计
变压器室至少需装有4台50 W的风机，并装有温湿度控制器，可根据变压器外部的周围环境来自动启动风机降温，或自动加热来除湿。另外在设计变压器室时空间不能太狭小，两侧最少有400 mm的通道，以便于维修和有利于散热。
3低压部分的设计
3.1低压柜选型
低压室柜型分为GGD固定柜，GCS、GCK、MNS抽屉柜，一般为6面左右，两列布置，中间留有走廊，背对背放置，箱体较宽时应面对面放置。
低压柜内断路器标准配置如下：一台按变压器容量相配的（630～2000A）的智能断路器，用来做变压器过负荷保护、变压器速断保护、低压支路出线的后备保护、变压器断相、变压器对地短路的保护。按用户的要求，根据用户后台的规约可以配置遥信、遥控装置。支路出线断路器是根据用户的需求来选择和配置。为了满足电网电压需要，本着无功就地补偿原则，根据用户需求，可以配置10～250 kVa低压移相电容器。电容器的投、切是根据负荷cos的变化自动执行。电容器的补偿容量可按变压器容量的20～30%选择。
3.2对柜体的要求
低压柜必须是完整的单个低压柜，而且低压柜间须装设有隔板，两侧装有封板，柜前后设有前后门，低压柜的防护等级至少为IP30。
参考文献：
[1] DL/T537-93,6～35 kV箱式变电站订货技术条件[S].
[2] GB/T17467-1998,高压/低压预装式变电站[S].