美式箱变在城市10kV配电网中的应用分析

张晓明

(广东电网公司珠海香洲供电局,广东 珠海 519000)

1 概述

目前，随着我国城市化进程的加快，城市土地的附加值越来越大，越来越多的房地产开发商为充分利用土地资源，将原应设置在楼宇内的10kV变电所改为户外箱变，以达到提高土地利用率的目的。其中美式箱变使用比例较高，在珠海地区约占配电供应站30%以上，占户外箱式变电站50%，而且有越演越烈的趋势。而美式箱变自身设计缺陷，诸如操作空间小、设备更换不便、表计不能明抄、变压器不能调压等等，就目前来讲，都是难以克服难题以及诱发事故发生的根源。所以美变的过滥使用，在给客户带来价廉物美的电气产品的同时，却给电网运行及检修部门带来了极大的不便，增大事故发生几率，增大供电部门的管理难度。

2 户外箱变的种类、特点

目前，我国城市电网中挂网运行的户外组合式变电站主要有2种型式：欧洲式户外箱式变电站简称欧式箱变、美国式的户外箱式变电站简称美式箱变。

欧式箱变内各个功能室各自独立，并设置向外开起的铁门，设计上与砖混式变电所有异曲同工之处，所选用设备均可互换。而美变则不同，早期的美变是有鲜明的军工产品特点的，据相关资料介绍，七十年代未八十年代初，美军为适应沙漠以及野战需用而向相关电气生产厂家订购一批体积小、安装方便的简装一体式供电站，出于军事目的，当然设计上就因简就陋，箱体内无计量装置和电容无功补偿装置。

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由于美式箱变体积小、结构紧凑、仅为同等容量欧式箱变的三分之一，故从上世纪的九十年代未，国内开始引进了这种设计新颖、外观美观、结构简便、占地面积小的户外箱变。在珠海，由于土地越来越少，特别是主城区土地更是尺土寸金，故这种安装方便、与同类欧式箱变比价格低廉的户外箱变越来越受到客户的青睐，目前在主城区内工厂、商场、酒店、农副市场等周边随处可以见到类似产品。

3 美式箱变的运行分析

与欧式箱变比较，美式箱变鲜明特点就是体型小，结构简单，箱体内变压器与高压开关组合在一体，难于进行有载调压，只能满足对供电质量要求不高的一般用电户。

早期产品不装计量表记及无功电容补偿装置，容量一般在630kVA及以下。2000年代后，随着科学发展、技术创新、产品更新换代，国内电气厂商在引进、消化基础上不断对原产品进行升级改造，以最大限度适应市场需要，其中最大改造部分是将箱体扩大，在内部预留低压计量表计位置，增加了电容无功补偿装置，但其本身结构设计上缺陷，技术上是难于克服的，以下就这方面的问题浅谈自己的见解，供参考。

3.1 高压开关操作不便

美式箱变中的高压开关采用多位置负荷开关，终端采用二位置负荷开关，环网采用四位置负荷开关，通过旋转开关位置实现分合闸，由于操作孔在箱体凹入部分，操作人员需贴近柜体，增加操作难度及风险。

3.2 低压开关操作不便

由于空间狭小，低压开关分合闸操作时稍有不慎就会碰到开关上端头铜母线，增加操作人员危险。另外，由于位置狭窄，更换设备也很不便，尤其是需频繁更换的电容器组。

3.3 抄表不便

由于表计装在箱体内，电力部门抄表工每次抄表均需将箱变门打开，因表计装在箱变低压室狭窄空间内，如在光线不足或阴雨天气，容易造成错读、误读，增大数据抄错几率。

3.4 散热效果差

由于空间狭小，大部分箱变又无装设强力通风装置，目前在用的基本上是采用自然通风。在南方，特别是珠三角地区，夏季时间长，温度高，局部地区达420C或以上，装在户外箱变内温度常达600C温度或以上，如此高的温度极易使设备老化程度加快，而且珠三角地区每年的三、四、五月份湿度很大，达到90%甚至到100%，很容易造成相间短路。

4 美式箱变、欧式箱变的性价比

以上谈了美变在实际运行中带来的一系列问题，但是为和市场占有率还如次高呢？笔者认为价格占有很大的分量，以上就厂家提供的变压器容量从125kVA开始至1000kVA止，高压一进一出，低压标准配置欧式箱变与美式箱变报价列表1。

从表1中可看出，剔除美变结构上诸多技术上缺陷，美变与欧变比，价格上有很大的优势，容量在315KVA时，欧变与美变价格最接近，但从315KVA至125KVA，315KVA至1000KVA每递减、递增一个级别，价格就相应递增一个级别，价格相差越来越大，相差幅度从1.9万至6.7万逐步递增。

对很多用户来说，对这两种箱变，有些是根本不懂、有些是似懂非懂，在这样情况下，价格是占有关键因数，试想美变占地面积又小，且外观还挺美观，而且一项工程能少花几万钱，那和乐而不为呢？这也是美变占有半壁江山的原因。

5 美式箱变的适用范围

随着这几年美式箱变普及使用，以及使用过程中所带来的一系列问题，综合运行、检修、计量单位意见，笔者认为，应限制在一定范围内，或至少因在工程技术人员在设计时告会用户，所选用设备的利与弊，笔者认为选用美变时至少应考虑以下方面问题：

5.1 容量问题：建议容量控制在630KVA及以下时，主要考虑箱体本身散热问题、回路出线问题。

5.2 环境问题：建议装设在通风、通气、遮阴位置，高出自然地面0.6米或以上，基础底部设通风孔，如有条件，应在箱变顶部1米左右设遮阴棚（可种载爬藤类植物），夏天时可避免酷热阳光直射，减少箱体温度。

5.3 计量及回路问题：建议控制在单一计量类别的用户，出线回路控制在4回路及以下，不需频繁操作开关的用电户，。

5.4 高压设置问题：建议按终端负荷考虑，美变内高压开关设置与欧变、砖混结构变电所采用高压柜不一样，

结语

综上所述，在选择户外箱式变电站选型时，特别是在引进外国产品，如本文提到的美式箱变时，要有适应中国国情的问题。中国地大物博，南方、北方、内地、沿海，气候相差很大，故选用设备时，一定考虑当地气候条件，选用性价比优越的、运行安全、可靠的电气产品。

[1]丁雪峰;郑梅。美式箱变在住宅小区配电中的应用[J].中国科技信息,2008.

[2]范杰 浅议美式箱式变电站在配电网中的应用[J].青海电力,2006.