箱式变电站在农网改造升级过程中的应用

张鸽

(国网西藏电力有限公司，西藏 850000)

1 引言

当前西藏自治区农村电网工程建设分布广泛，用电地点和施工点比较分散，海拔较高，存在很多人为和自然因素的影响，施工和变电站管理难度较大，由于人员素质问题，使得农村电网终端变电站(非箱式变电站)的工程施工很多没有完全按照相关工程建设的工艺和技术规范进行施工，在变电站投运后存在很多问题，为将来运行维护单位的运维带来了极大的工作量，同时使得故障率很高，给安全可靠性供用电带来的较大的影响，针对以上情况做以下主要问题分析。

2 箱式变电站概述

箱式变电站，简称“箱变”，箱式变电站又称户外变电站，也称做组合式变电站，通常主体为三相油浸式电力变压器，并将高低压开关、电能计量、防雷保护等组件合理布置，紧凑连接，放置于一个钢结构箱式房内，融为一体，它具备了变电、配电功能，又有计量装置，是一座完整的、占地面积小、占用空间少、安装方便的受电变配电站。随着配电装置向成套化方向快速发展，箱变以其独有的特点，非常适应于农村10kV、35kV规模的终端变电所的新建工作。西藏具有地域广阔，高原地区特殊气候特点，平均海拔在4000米左右，多山、多无人区，很多变电站建设在人口稀少的地方，施工建设较为困难。人口分布扩散的地方，适合箱式变电站的建设和应用，箱式变电站设备基本实现无油化，主变采用油浸式变压器，是在降低投入成本的同时，也增加主变的带负载能力。

3 箱式变电站的特点

箱式变电站以其显著优点，在农网建设(改造)中应用。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、维护量小等优点，在农网建设(改造)中，应用于农村10～35kV中小型变电所的建设与改造，还具有易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量等特点，因此特别适用于农村电网的建设和改造。

4 在西藏农网升级过程中使用箱式变电站原因

(1)分析西藏农村的特点:西藏自治区包括7个地区(市)和73个县(市区)，全区共有683个乡(镇)、5931个村、54.31万户，农村人口居住分散。长期以来，西藏地区的农牧民生活用能依靠薪柴、薪草、畜粪和草皮等的方式，大量自然资源被消耗，自然灾害频繁发生，给西藏本来就脆弱的生态环境带来了巨大的压力。近些年来西藏的生态环境有恶化的趋势，具体表现在:草地生态系统日趋恶化，荒漠化面积不断扩大，森林的生态调节能力下降，生物多样性受到严重威胁。西藏生态环境脆弱，治理难度大，一旦遭受破坏，恢复将要付出更大代价。

(2)西藏农村电网主要存在的问题是:农村的可持续发展受到电力供应制约，在西藏地区的农村供电与城市供电有很大差异，农村人口居住分散，负荷密度低，用电量小;农网供电线路长，放射性供电网络比重大。农网供电质量差、农村用电水平低，是西藏农村用电的突出问题。第一，电网结构薄弱，难以保证电网的安全运行和正常供电，影响农村经济发展和生活水平提高。电网结构薄弱的具体表现:一是电网结构呈放射状，抵御事故和自然灾害的能力低;二是电源结构不合理，骨干电源单一，电厂事故直接危及电网安全;三是设备老旧，技术装备落后，故障率高;四是外力破坏和自然灾害频繁。第二，供电能力和可靠性差、线损高、电压质量低，已成为制约农村发展的“瓶颈”。以西藏拉萨七县一区为例，目前大多数的农村电网电源线均为单回线，不符合N－1安全稳定原则，而且，联络线沿线的地理环境较差，故障率较高，这些都严重影响电网的安全稳定运行。第三，西藏电力农村电网建设运营成本高，效益差，处于严重亏损状态，增加的企业的负担。

(3)使用箱试变电站的原因:第一，西藏农村电网在建设过程中，土地的使用工作越加不好协调，选用箱式变电站无房建工程量，减少了占地面积，设备布置集中，箱式变电站符合国家节约土地的政策。同时减少了建设的资金投入和建设周期，较一般常规变电站能节约资金40%，建设周期较常规变电站减少50%，使其能做到尽快建设、尽快运行、尽快为农村经济建设发挥最大的作用。第二，箱式变电站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，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，设备运行受自然气候环境及外界污染影响较小。箱体内一次设备采用单元真空开关柜、干式互感器、真空断路器(弹簧操作机构)等国内技术领先设备，产品无裸露带电部分，为全绝缘结构，全站基本可实现无油化运行(西藏地区除了主变)，采用无油设备将有效地避免常规变电站设备难以根治的渗漏问题。第三，西藏农网分布很分散，采用箱式变电站后减少了设备维护的工作量和减少了维护费用，降低成本;第四，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，在西藏以往的农村电网建设和后期维护过程中，存在建设质量、设备质量和维护资金不足等问题，造成目前很多已建成的农网存在很大的安全隐患，随着农村用电量的不断加大，十二五期间农村将有很大的发展，经济要发展电力要先行，目前西藏农村电网已经开始了新一轮农村电网改造升级工作，建议可优先考虑采用箱式变电站，即35kV及10kV设备全部箱内安装，组成全箱式变电所;也可以采用35kV设备室外安装，10kV设备及控保系统箱内安装，这种组合方式。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。第五，首先区内各县域的电力管理部门不一，有水电局代管的、有电管站性质的、由发改委代管的;其次各县上没有专业的电力管理技术人才，这些给农村电网的安全可靠运行带了极大的安全隐患，使用箱式变电站:一是可以降低故障率;二是减少了运行维护的工作量和运行维护成本;三是接线方式简单事故处理比较方便，专业技术相对要求较低;四是变电站内二次采用综合自动化，具有“四遥”功能，满足无人值班的要求;五是开关有“五防”功能，电容器、电压互感器、电流互感器等相关设备均应在箱体内，防止误操作事故的发生;六是采用直流操作，选用全封闭免维护蓄电池，控制系统采用微机技术，具有与综合自动化的通讯接口，实现遥测、遥信、遥控功能，能够及时发现设备的异常运行状态。

5 箱试变电站在西藏使用过程中可能遇到的问题及建议

(1)箱式变电站在西藏较多适用于较为偏僻的地方，在运行和维护工作上存在很大的问题，建议在建设后较好的落实各项运行维护单位、维护人和维护费用;

(2)高原气候特殊，建议在设备选型上面要尽量考虑到利旧和高原型设备，以降低成本和保证设备的可靠运行;

(3)西藏农网变电站一般而言电压等级为35kV、10kV，建议接线方式要简单，站内不设母线架构，35kV进线过隔离开关进入箱体内，35kV一般采用单母线接线方式，10kV接线方式一般采用单母线分段接线方式，10kV出线采用电缆出线至架空线上。

(4)箱式变电站受体积及制造成本所限，出线间隔的扩充裕度很小，目前西藏自治区各县由于没有相对专业人员和组织机构，对自己将来电力需求预测不准，在进行性箱式变电站的设计和预算的时候很容易出线小马拉大车或大马拉小车的现象发生，降低了实际使用箱式变电站的优越性，建议在进行计划建设前选择负责人的单位对县内实际情况尽心全面的实际调研，而不是空头编造或直接调用以往数据，应该做到到达现场实际采集数据;

(5)西藏地区海拔高，紫外线强，建议在选择液晶显示装置应考虑高温和强紫外线;

(6)箱式变电站一般均为无人值班变电站，虽然有报警装置，但是任然存在火灾情况的发生，建议在以后的建设过程中考虑灭火系统;

(7)由于箱式变电站的空间小，不利于设备的检修，建议在设备运行前做好设备的交接工作，并做到定期和不定期对设备进行全面巡视检查;

综上所述，箱式变电站本身还存在很多的不足和缺点，但是在农村电网的建设过程中，综合考虑其优点大于常规变电站，相比优点较多，展望未来箱式变电站的生产、建设、运行、维护和管理工作水平都将会有很大的提高。

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