箱式變電站

箱式變電站適用於住宅小區、城市公用變、繁華鬧市、施工電源等，用户可根據不同的使用條件、負荷等級選擇箱式變。箱式變電站自問世以來，發展極為迅速，在歐洲發達國家已佔配電變壓器的70%，美國已佔90%。中國城市現代化建設的飛速發展，城市配電網的不斷更新改造，必將得到廣泛的應用。

對於箱式變電站，中國自20世紀70年代後期，從法國、德國等國引進及仿製的箱式變電站，從結構上採用高、低壓開關櫃，變壓器組成方式，這種箱變稱為歐式箱變，形象比喻為給高、低壓開關櫃、變壓器蓋了房子。從20世紀90年代起，中國引進美國箱式變電站，在結構上將負荷開關，環網開關和熔斷器結構簡化放入變壓器油箱浸在油中。避雷器也採用油浸式氧化鋅避雷器。變壓器取消油枕，油箱及散熱器暴露在空氣中，這種箱變稱為美式箱變，形象比喻為變壓器旁邊掛個箱子 ^[1]  。

箱式變電站（簡稱箱變）是一種把高壓開關設備配電變壓器，低壓開關設備，電能計量設備和無功補償裝置等按一定的接線方案組合在一個或幾個箱體內的緊湊型成套配電裝置。它適用於額定電壓10/0.4KV三相交流系統中，作為線路和分配電能之用。

與同容量的歐式箱變相比較，美式箱變的結構更為合理。由於歐式箱變是將變壓器及普通的高壓電器設備裝於同一個金屬外殼箱體中，變壓器室温很高，引起散熱困難，影響出力；另一方面在箱體中採用普通的高壓負荷開關和熔斷器、低壓開關櫃，所以歐式箱變體積較大。美式箱變與歐式箱變結構上不一樣。從佈置上看，其低壓室、變壓器室、高壓室不是目字型佈置，而是品字型佈置。從結構上看，這種箱式變分為前、後兩部分前面為高、低壓操作間隔，操作間隔內包括高低壓接線端子，負荷開關操作柄，無載調壓分節開關，插入式熔斷器，油位計等；後部為注油箱及散熱片，將變壓器繞組、鐵芯、高壓負荷開關和熔斷器放入變壓器油箱中。

避雷器也採用油浸式金屬氧化物避雷器。變壓器取消油枕，採取油加氣隙體積恆定原則設計密封式油箱，油箱及散熱器暴露在空氣中，沒有散熱困難。低壓斷路器採用塑殼斷路器作為主斷路器及出線斷路器。由於結構簡化，這種箱式變電站的佔地面積和體積大大減小，由於其體積很小再加上只是一側開門，其所需佔地面積僅是歐式箱變的1/4，體積僅為同容量歐式箱變的1/5-1/3。美式箱變高壓側採用熔斷器保護，低壓側採用塑殼自動空氣斷路器保護，與中國10kV配變保護方式相同。高壓熔斷器保護變壓器內部故障，自動空氣斷路器保護低壓側線路的過電流、短路、欠電壓故障。美式箱變存在的缺點。由於負荷開關浸在油裏，油被電弧碳化、分解，產生乙炔等有害氣體，使得性能下降，曾發生事故。看不到明顯斷開點，檢修不方便。因為美國低壓保護及計量方式與中國不同，美式箱變本身不帶低壓保護和計量。為滿足國內用户的需要，國產箱變在低壓側加裝低壓配電櫃。由於箱式變長期處於太陽的直曬下，影響塑殼斷路器的散熱，使得斷路器不能正常開斷負載及短路電流，易引發高壓側故障 ^[2]  。

1、箱體結構：

歐式變電站的箱體是由：底座、外殼、頂蓋三部分構成。底座一般用槽鋼、角鋼、扁鋼、鋼板等，組焊或用螺栓連接固定成形；為滿足通風、散熱和進出線的需要、還應在相應的位置開出條形孔和大小適度的圓形孔。箱體外殼、頂蓋槽鋼、角鋼、鋼板、鋁合金板、彩鋼板、水泥板等進行折彎、組焊或用螺釘、鉸鏈或相關的專用附件連接成形。

不管那種材料的箱變殼體，按標準要求必須具備：防曬、防雨、防塵、防鏽，防小動物（如蛇）等進入的五防功能。歐式變電站的殼體為防止炎熱夏季強烈的日光輻射，其頂部一般都設有導熱係數較低的隔熱材料作填料。常用的填料有：岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。

在統一設計的傳統“組合式變電站”中，一般在殼體中也填充隔熱填料，這種方法大多數設計者已不在採用，這是因為：隔熱填料雖然能防止炎熱夏季強烈的日光輻射，同時也阻礙了變壓器運行時產生大量熱量的散發，所以設計者們除保留在殼體上衝百葉窗孔的方法外，同時採用加大散熱面積、加強空氣對流的方法散熱，同時還可減少製造成本。

歐式箱變的表面處裏：歐式箱變表面處裏的方法較多，中國北方大多采用傳統的噴漆、烤漆、噴塑等方法進行處理；在中國南方經濟發達地區，除採用上述方法外，還在水泥板結構的殼體外貼上彩色瓷磚，或貼貼面等方法進行表面處理，特別是置於住宅小區的箱變外觀，與當地建築物的風格更加協調、統一。

2、高壓配電裝置結構：

歐式箱變高壓配電裝置，從進線方式上分為：終端型、環網型兩種；從進線方位上分可分為：從箱體頂部架空進線（傳統箱變用此法較多）和利用高壓電纜溝從地下進出線，這是現代設計較為普遍的採用方法。

以SF6氣體為滅弧介質的SF6系列負荷開關較多，其成本高於FN-10系列高壓負荷開關。這類開關結構、有帶熔斷器、不帶熔斷器、接地開關等，但一般都裝有帶電顯示器；操作機構一般為手動，也有電動操作的。帶熔斷器的，當迴路出現短路故障能自切斷開關，保護電路及變壓器、開關等設備。

還有以真空為滅弧介質的真空開關，這類開關可以單獨使用、也可與熔斷器配用，還可與SF6系列負荷開關串接使用，不過這樣將使成本增大，如用户無特別要求不須這樣使用。

高壓計量：高壓配電裝置中，如用户有高壓計量要求的，還須設置高壓計量櫃。

中國各地供電部門，對高壓或低壓計量問題沒有統一的要求。西北地區供電規程規定：變壓器容量大於160KVA時，必須採用高壓計量；高壓計量櫃開關必須由供電部門控制。北京、天津等華北地區供電部門則認為：箱式變電站計量應以低壓側為好，這樣，可以提高供電可靠性，減少高壓計量帶來的不穩定因素，對變壓器本身的損耗，可折算成電費，由用户承擔。

箱式變電站高壓計量櫃的結構一般由：CT、PT、及計量表計，遙控、遙測裝置等構成。

3、變壓器室結構：

歐式箱變都設有獨立的變壓器室，變壓器室主要由：變壓器，自動控温系統，照明及安全防護欄等構成。

變壓器運行時，將在箱變中產生大量的熱量向變壓器室內散發，所以變壓器室的散熱、通風問題是歐式箱變設計中應重點考慮的問題；變壓器運行時，源源不斷的產生大量的熱量，使變壓器室的温度不斷升高，特別是環境温度高時，温度升高更快，所以只靠自然通風散熱往往不能保證變壓器可靠、安全運行；歐式箱變設計中，除變壓器容量較小的箱變採用自然通風外，一般都設計了測温保護，用強制排風措施加以解決。該系統主要由測量裝置，測變壓器室温、油温均可。然後通過手動和自動控制電路，對排風扇是否需要投入，按變壓器可靠、安全運行温度的設定範圍進行設置控制。

歐式箱變中，變壓器既可選用油浸式變壓器，也可採用乾式變壓器，但由於乾式變壓器價格較高，所以在用户沒有特別要求的情況下，應首選油浸式變壓器、以降低製造成本。變壓器容量一般在100-1250KVA為宜，最大不應超過1600KVA。

4、低壓室結構設計：

歐式箱變的低壓室按工礦企業或住宅小區的使用場合的不同，在設計結構上應有所不同。一般對於工礦企業使用的歐式箱變，應對動力供電、照明供電進行分開設計。在採用低壓計量時，一般情況下，供電局要求對照明用電進行分開計度，這主要是因為照明用電的單位價格，普遍高於動力用電。在住宅小區使用的變電站在結構設計上，則不須考慮動力用電的問題。

歐變低壓室的輸出路數，在結構設計上根據變壓器容量大小和用户使用需求的不同而不同。變壓器容量小，用户需求輸出路數較少的可少設；而變壓器容量大，用户要求輸入出路數多的，可考慮設計路數多一些，還可考慮按帶走廊操作形式進行佈局。

中國的箱變最初是從歐式箱變發展而來的，其體積往往比較龐大。隨着中國對外經濟的開放，市場經濟的大力發展，大約在90 年代，美式箱變在中國市場打入了美式箱變，並以其獨有的特點在中國市場獲得了迅速的發展。中國從南到北，從東到西，幾乎到處都可以看到這種美式箱變的身影，而且大都是國內廠家仿造的產品，其質量可以説參差不齊。通過這些年的應用和實踐，有必要對美式箱變結合中國國情進行認真分析，給予正確定位，以此來推動中國箱變的技術和市場發展。

美式箱變的主要特點：

過載能力強，允許過載2倍2個小時，過載1.6倍7個小時而不影響箱變壽命。

採用肘式插接頭，可以十分方便高壓進線電纜的連接，並可在緊急情況下作為負荷開關使用，即可帶電拔插。

採用雙熔斷器保護，插入式熔斷器（BAY—o—net）為雙敏熔絲（温度、電流）保護箱變二次側發生的短路故障。後備限流保護熔斷器（ELSP）保護箱變內部發生的故障，用於保護高壓側。

變壓器一般採用高燃點油（FR3）。

高壓負荷開關保護用熔斷器等全部元件都與變壓器鐵芯、繞組放在同一油箱內。

美式箱變，其箱體採用防腐設計和特殊噴漆處理，可適用於各種惡劣環境，如多暴風雨和高污染地區。其箱體在噴漆前經過八道預處理工序，然後進行七道噴漆和烘烤工序才算完成，可見其對防腐的慎重態度。而國內生產的美式箱變殼體幾乎沒有進行特殊處理，基本上是採用酸洗後，靜電噴塗處理，甚至有的企業連酸洗處理都不進行，更有甚者，在外表面上只進行噴漆處理，可想而知，其外殼的防腐能力如何。即便是靜電噴塗處理，由於底表面進行處理時往往會出現一些死角，而靜電噴塗在這些沒有處理好的部位上很難噴塗上粉末，所以必然留下鏽蝕的隱患。由於箱變要長年累月的在風吹、雨淋、日曬的户外環境中工作，如果表面處理不好，鏽蝕將是十分嚴重的。這一問題是十分重要的，也是國內幾十年來一直十分關注、重視、研究的課題，所以有許多廠家採用一些其它技術來解決這— 問題。關於防護問題，美式箱變的變壓器油箱和散熱片部分裸露在外邊，其目的就是為了改善散熱條件。但是，由於其直接暴露在陽光下，在陽光的熱輻射下，會不會影響温升，還沒有詳細介紹。此外，裸露在外的部分很容易受到外力的碰撞、敲擊而遭到損壞。如果一旦損壞，變壓器油就會大量流失，後果不堪設想，所以一些國內廠家在散熱片部位又包上一層鋼板，以求得增加防護能力。

美式箱變的負荷開關是放入到變壓器油箱內。油浸式三相聯動開關可分為二位置（終端式）、四位置（環網式）兩種，由於此負荷開關是放在變壓器油箱中，其關合位置只能根據外部操作面板的指示來判斷，而且其操作要通過專用的絕緣操作杆來進行，所以其操作較比複雜。從這一點來看，其操作很不方便。此外，由於看不見負荷開關的開斷觸頭（即明顯斷開點），所以在開斷後，給人們一種不放心的感覺。此外，其負荷開關一旦發生故障，更換、維修都將是十分困難。負荷開關一般採用真空斷路器。

美式箱變安裝使用後，基本上無須維護，但國內所生產的產品由於多種原因，箱變的維護工作卻是不可缺少的。

由於外殼的表面處理技術問題，應加強檢查其鏽蝕情況；

美式箱變在油箱中填充的油一般為FR3絕緣油，其燃點可達312℃，並且具有優良的電熱特性、絕緣強度高、潤滑性好、熄弧能力強、無毒、可以進行生物分解，因此最大程度地減少了對環境和健康的危害。FR3絕緣油不象傳統礦物油那樣會形成沉澱物，而國內生產的美式箱變絕大部分填充的都是25#普通礦物油。此外，一般情況下美式箱變的油箱上部都充有惰性氣體，以防止空氣中的水份交換到油中去。而國產的美式箱變可能還沒有企業進行此項工作，時間一長，油的性能就要降低，加之其密封性能達不到7個Psig的要求，所以必須定期換油。

美式箱變無油温保護，只有一個温度計來顯示油温，當油温太高時，依靠插入式熔斷器來進行保護，還有一個壓力釋放閥，用來釋放油箱內太大的壓力。因此，應該經常檢查在此兩種情況下熔斷器是否正常運行，及外殼是否發生滲漏油現象。

由於美式箱變的油箱裸露在外部，因此應經常進行巡視，以防止在外力碰撞下受到損害而發生滲漏油。

國產箱變同美式箱變相比增加了接地開關、避雷器，接地開關與主開關之間有機械聯鎖，這樣可以保證在進行箱變維護時人身的絕對安全。國產箱變每相用一隻熔斷器代替了美式箱變的兩支熔斷器做保護，其最大特點是當任一相熔斷器熔斷之後，都會保證負荷開關跳閘而切斷電源，而且只有更換熔斷器後，主開關才可合閘，這一點是美式箱變所不具備的。

國產箱變一般採用各單元相互獨立的結構，分別設有變壓器室、高壓開關室、低壓開關室，通過導線連成一個完整的供電系統。

變壓器室一般放在後部。為了方便用户維修、更換和增容的需要，變壓器可以很容易的從箱體內拉出來或從上部吊出來。由於變壓器放在外殼內，其有利的因素是可以防止陽光直接照射變壓器而產生的温升，同時也可以有效地防止外力碰撞、衝擊及發生觸摸感電事故；其不利因素是對變壓器的散熱提出了較高的要求。高壓開關室內安裝有獨立封閉的高壓開關櫃，櫃內一般安裝有產氣式、壓氣式或真空式負荷開關—熔斷器組合電器，其上安裝的高壓熔斷器可以保證任一相熔斷器熔斷都可以使其主開關分閘，以避免缺相運行。此外還裝有接地開關，其與主開關相互連鎖，即只有分開主開關後，才可合上接地開關，而合上接地開關後，主開關不能關合，以此來保證維護時的安全。在櫃內還裝有高壓避雷器，整個開關的操作十分方便，只須使用專用配套手柄，就可實現全部開關的關合分斷。同時還可以通過透明窗口觀察到主開關的分合狀態。

低壓開關櫃：一般低壓開關櫃內都裝有總開關和各配電分支開關、低壓避霄器、電壓和總電流、分支電流的儀表顯示，同時，為了更好的保護變壓器運行安全，往往採取對變壓器上層油温進行監視的措施。當油温達到危險温度時，其可以自動停止低壓側工作（斷開低壓側負荷），當然其動作值可以根據要求自行設定。

外殼及防護：國產箱變的各開關櫃分別製成獨立櫃體，安裝到外殼內，可以很方便的更換和維護，同時也提高了防護能力和安全性。其鋼板外殼均採用特殊工藝進行防腐處理，使其防護能力可以達到20年以上。同時，上蓋採用了雙層結構以減少陽光的熱輻射，其外觀可以按照用户要求配上各種與使用環境相協調的顏色，以達到與自然環境相適應相點綴的效果。

其它方面：美式箱變和國產箱變均可以增加計量補償等方面的功能，只不過是體積稍有增大而已。此外，國產箱變也可以採取肘式電纜頭進行進線電纜插接。順便指出，國產箱變的變壓器一般均採用S9全密封低損耗變壓器，而國外有的產品已經採用非晶合金做變壓器鐵芯，以求得降低損耗。在國內非晶合金變壓器已經有小批量生產，換句話説，就是一次性投資較大，但其帶來的經濟效益還是相當可觀的。

國產卧式箱變更準確的講，應稱為歐美一體化箱變，更為貼切。卧式箱變的外觀形同歐式箱變，但體積卻大大小於歐式箱變，略大於美式箱變。這是因為卧式箱變的變壓器、負荷開關及低壓出線方式基本與美式箱變相同、但它有獨立的變壓器室。由於高、低壓出線均在側壁，所以變壓器室不需考慮防護欄等設施。因卧式箱變體積小、緊湊的結構特點，使一些設計者對其頂蓋設計也大大簡化（不加隔熱層等），僅保留了自然通風散熱冷卻運方式。使置於箱變體內的變壓器的散熱水平大大降低 ^[3]  。

箱式變電站主要由多回路高壓開關係統、鎧裝母線、變電站綜合自動化系統、通訊、遠動、計量、電容補償及直流電源等電氣單元組合而成，安裝在一個防潮、防鏽、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化，全封閉運行，主要有以下特點：

箱體部分採用國內領先技術及工藝，外殼一般採用鍍鋁鋅鋼板，框架採用標準集裝箱材料及製作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不鏽蝕，內封板採用鋁合金扣板，夾層採用防火保温材料，箱體內安裝空調及除濕裝置，設備運行不受自然氣候環境及外界污染影響，可保證在-40℃～+40℃的惡劣環境下正常運行。箱體內一次設備採用全封閉高壓開關櫃（如：xgn型）、乾式變壓器、乾式互感器、真空斷路器，彈簧操作機構、旋轉隔離開關等國內技術領先設備，產品無裸露帶電部分，為全封閉、全絕緣結構，完全能達到零觸電事故，全站可實現無油化運行，安全性高，二次採用微機綜合自動化系統，可實現無人值守。

全站智能化設計，保護系統採用變電站微機綜合自動化裝置，分散安裝，可實現"四遙"，即遙測、遙信、遙控、遙調，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護功能齊全，可對運行參數進行遠方設置，對箱體內濕度、温度進行控制和遠方煙霧報警，滿足無人值班的要求；根據需要還可實現圖像遠程監控。

設計時，只要設計人員根據變電站的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設備的設計，就可以選擇由廠家提供的箱變規格和型號，所有設備在工廠一次安裝、調試合格，真正實現變電站建設工廠化，縮短了設計製造週期；現場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯絡、出線電纜連接、保護定值校驗、傳動試驗及其它需調試的工作，整個變電站從安裝到投運大約只需5～8天的時間，大大縮短了建設工期。

箱式變電站由於結構比較緊湊，每個箱均構成一個獨立系統，這就使得組合方式靈活多變，一方面，我們可以全部採用箱式，也就是説，35kv及10kv設備全部箱內安裝，組成全箱式變電站；也可以僅用10kv開關箱，35kv設備室外安裝，10kv設備及控保系統箱內安裝，對於這種組合方式，特別適用於農網改造中的舊站改造，即原有35kv設備不動，僅安裝一個10kv開關箱即可達到無人值守的要求。總之，箱式變電站沒有固定的組合模式，使用單位可根據實際情況自由組合一些模式，以滿足安全運行的需要。

箱式變電站較同規模常規變電所減少投資40%～50%，以35kv單主變4000kva規模變電所計算，土建工程（包括徵地費用）箱式變電站要比常規變電所節約100餘萬元；若從竣工投產角度分析，保守估計按每站提前4個月投運計算，若平均負荷2000kw，售電利潤0.10元/kw.h，三個月可增加淨利潤60餘萬元；從運行角度分析，在箱式變電站中，由於先進設備的選用，特別是無油設備運行，從根本上徹底解決了常規變電所中的設備滲漏問題，變電站可實行狀態檢修，減少維護工作量，每年可節約運行維護費用10萬元左右，整體經濟效益十分可觀。

以4000kva單主變規模變電所為例，建設一座常規35kv變電所，大約需佔地3000m左右，而且需要進行大規模的土建工程；而選用箱式變電站，主變箱和開關箱兩箱體佔地面積最小可至100m，包括35kv其他設備總佔地面積最大為300m，僅為同規模變電所佔地面積的1/10，可充分利用街心、廣場及工廠角隅即可安裝投產，符合國家節約土地的政策。

箱體外殼採用鍍鋁鋅鋼板及集裝箱製造技術，外形設計美觀，在保證供電可靠性前提下，通過選擇箱式變電站的外殼顏色，從而極易與周圍環境協調一致，特別適用於城市建設，如：城市居民住宅小區、車站、港口、機場、公園、綠化帶等人口密集地區，它既可作為固定式變電所，也可作為移動式變電所，具有點綴和美化環境的作用。

箱式變電站外殼採用鋼板或者合金板，配有雙層頂蓋，隔熱性好。外殼及骨架全部經過防腐處理，具有長期户外使用的條件。外形及色彩可與環境相互協調一致。安裝方便，在箱式變電站的基礎下面設有電纜室，而在低壓室內設有人孔可進入電纜室進行工作。從體積上看，歐式箱變由於內部安裝常規開關櫃及變壓器，產品體積較大。美式箱變由於採用一體化安裝體積較小。

歐式箱變高壓側採用負荷開關加限流熔斷器保護。發生一相熔斷器熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關三相同時分閘，避免缺相運行，要求負荷開關具有切斷轉移電流能力，低壓側採用負荷開關加限流熔斷器保護。美式箱變高壓側採用熔斷器保護，而負荷開關只起投切轉換和切斷高壓負荷電流的功能，容量較小。當高壓側出現一相熔絲熔斷，低壓側的電壓就降低，塑殼自動空氣開關欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發生。從產品成本看，歐式箱變成本高。從產品降價空間看，美式箱變還存在較大降價空間，一方面美式箱變三相五柱鐵心可改為三相三柱鐵心，另一方面，美式箱變的高壓部分可以改型後從變壓器油箱內挪到油箱外，佔用高壓室空間 ^[2]  。

箱式變電站的型式可以分為普通和緊湊型兩類。普通型箱式變電站有ZBW型和XWB型等，緊湊型箱式變電站有ZB1—336型和GE箱式變電站等。箱式變電站10KV配電裝置不用斷路器，常用的有FN5—10型或FN7—10型負荷開關加熔斷器和環網供電裝置，並從鄰近架空線支接到變壓器高壓端。根據產品結構不同及採用元器件的不同，分為歐式箱變和美式箱變兩種典型風格。

ZBW-10/0.4KV型户外組合式變電站是由高壓室、變壓器室、低壓室三者組成一體的預裝式成套變配電設備。適用於環網、雙線、終端供電方式，且三種方式互換性極好。進線方式採用電纜。高壓室採用完全可靠的緊湊設計，具有全面的防誤操作連鎖功能，可靠性高，操作檢修方便。高壓室可兼容終端負荷開關、空氣環網開關、SF6環網櫃等。Satons變壓器可採用油浸式變壓器、乾式變壓器。變壓器室採用温度控制，可採用自然通風或頂部強迫通風。低壓室設有計量和無功補償，可根據用户需要設計二次迴路及出線數，滿足不同需要。

GE箱式變電站與國內組合式箱式變電站的不同之處在於，它是在變壓器的基礎上發展而形成的。GE箱式變電站將變壓器芯體，高壓負荷開關，熔斷器等設備結構簡化，放入同一注油鐵箱中。體積小，結構緊湊，佔地面積僅為國內同容量箱式變電站的1/3左右。全密封、全絕緣結構，無須絕緣距離，可靠地保證人身安全。高壓電纜接入絕緣性能良好的套管，套管與肘型電纜插頭相接，將帶電部分密封在絕緣體內。肘型電纜插頭可以在變壓器滿載狀況下進行帶電插拔，起相當於負荷開關的作用，其品種比較多，具體應用時需要謹慎選擇。在箱體外殼上焊有一些壁掛，用於固定支座式絕緣套管接頭，當拔下肘型電纜插頭時可插到支座式套管接頭上。

（一）拼裝式變電站。拼裝式變電站將高、低壓成套裝置及變壓器裝入金屬箱體，高、低壓配電裝置間還留有操作走廊。這種型式的箱式變體積較大，已較少使用。

（二）組合裝置型變電站。組合裝置型變電站的高、低壓配電裝置不使用現有的成套裝置，而是將高、低壓控制、保護電器設備直接裝入箱內，使之成為一個整體。由於總體設計是按免維護型考慮的，箱內不需要操作走廊。這樣可以減小箱式變的體積，這種型式是歐式箱變，是普遍採用的型式。

（三）一體型變電站。一體型變電站就是所謂的美式箱變。它是在簡化高、低壓控制、保護裝置的基礎上，將高、低壓配電裝置與變壓器主體一齊裝入變壓器油箱，使之成為一個整體。這種型式的箱式變體積更小，其體積近似於同容量的普通型油浸變壓器。僅為同容量歐式箱變體積的1/3左右。

1、6⑽/0.4(0.7）kV預裝（組合、箱式）變電站

2、礦用組合（箱式）變電站

3、6⑽/0.4kV預裝（組合、箱式）變電站

4、35/6⑽kV組合（箱式）變電站

進線方式可採用電纜線或架空絕緣線，按照使用環境和不同用途任意選擇。作為公用箱式變電站時，箱式變電站的低壓出線視變壓器容量而定，一般不超過4回，最多不超過6回，也可以一回總出線，到臨近的配電室再進行分支供電。作為獨立用户用箱式變電站時，可以採用一回路供電。

箱式變電站箱殼門應向外開，應有把手、暗閂和鎖，暗閂和鎖應防鏽。變壓器室應以自然通風為主，給出箱內温度和變壓器出力關係曲線。變壓器室根據需要可以加裝室温監視裝置和自啓動的通風冷卻裝置，以保證變壓器在規定環境條件下滿負荷運行。變壓器應能從箱頂部或側門進出。箱式變電站噪音水平不應大於規定的變壓器噪音水平。箱殼不論採用金屬的或非金屬的材料，箱體金屬框架均應有良好的接地，有接地端子，並標明接地符號。

箱式變電站以自然風循環冷卻為主。因此，在其周圍不能違章堆物，尤其是變壓器室門不應堵塞，還應經常清除百葉窗通風孔上附着物，以確保所有電氣設備不超過最大允許温度。低壓斷路器跳閘後，應檢查跳閘原因後方可試送。若送不成功必須徹底尋找故障原因，排除後才能送電，防止事故擴大。箱式變壓器高壓配電室內應裝設氧化鋅避雷器，裝設方式必須便於試驗及拆裝更換。

箱式變電站接地和零線共用一接地網。接地網一般在基礎四角打接地樁，然後連成一體。箱式變電站與接地網必須有兩處可靠的連接。箱式變電站運行後，應經常檢查接地連接處，因不鬆動、無鏽蝕。定期測量接地電阻值，接地電阻應不大於4Ω。箱式變電站高壓配電裝置中的環網開關、變壓器、避雷器等設備應定期巡視維護，發現缺陷及時整修，定期進行絕緣預防性試驗。箱式變電站停用時間超過3個月，再投運前應進行全項預防性試驗。更換無開斷能力的高壓熔斷器，必須將變壓器停電，操作時要正確解除機械連鎖，並使用絕緣操作棒。箱式變電站所有的進出線電纜孔應封堵，防止小動物進入造成事故。

箱式變電站放置的地坪應選擇在較高處，不能放在低窪處，以免雨水灌入箱內影響設備運行。澆製混凝土平台時要在高低壓側留有空檔，便於電纜進出線的敷設。開挖地基時，如遇垃圾或腐土堆積而成的地面時，必須挖到實土，然後回填較好的土質並夯實後，再填三合土或道渣，確保基礎穩固。

一、變壓器的運行

1、變壓器在額定使用條件下，全年可按定容量運行。

2、變壓器上層油温不宜超過85度，温升限值為60度。

3、變壓器各繞組負荷不得超過額定值。

4、變壓器三相負荷不平衡時，應監視最大電流項的負荷。

5、變壓器允許的運行方式：

a、變壓器的外加一次電壓可以較額定電壓高，一般不超過該運行分接頭額定電壓的5%。

b、變壓器運行時，瓦斯繼電器保護應投入信號和接入跳閘。

c、值班員在投運變壓器前，應仔細檢查，確認變壓器在完好狀態，具備帶電運行條件（接地線是否拆除，核對分接開關位置和測量絕緣電阻）。

d、在大修、事故搶修和換油後，宜靜止48小時，待消除油中氣泡後方可投入運行。

e、變壓器壓力釋放器在運行中產生非常壓力時，釋放器自動釋放，油箱壓力正常後，釋放器的閥蓋應自動的封閉。如釋放器動作，閥蓋就把指示杆頂起，須手動壓復位，此時微動開關動作，必須搬動扳手使機械復位，以備下次動作再發信號。釋放器接點宜作用於信號。

6、變壓器有下列情況時應立即停運：

a.內部響聲很大且不均勻，並伴有爆裂、電擊聲。

b.油温超過105度。

c.負荷及冷卻裝置正常時温度不正常上升很快。

d.變壓器嚴重漏油，油麪急劇下降。

e.壓力釋放器發出信號。

f .套管有嚴重裂紋、破壞和放電。

二、斷路器的運行

1、觀察分、合閘位置是否正確無誤,機構動作是否正常，並做好記錄。

2、觀察斷路器內部有無異常響聲，嚴重發熱等異常現象，如發現問題，需查明原因，必要時應及時請求調度退出運行，進行清查檢修。

3、運行中的斷路器機構箱不得擅自打開，利用停電機會進行清掃、檢查及缺陷處理，所進行的維護項目均應記入有關記錄。

4、電動儲能機構完成一次儲能後，就將儲能開關斷開，此次儲能只用於此次的合閘，下次合閘前再進行儲能。當停電時需要檢修試驗合閘，可使用手動儲能。

三、隔離開關的運行

1、觀察隔離開關支持瓷瓶是否清潔、完整、無裂紋及破損、放電痕跡。

2、觀察機械連鎖裝置是否完整可靠。

3、檢查個引線接應無過熱、無變色、無氧化、無斷裂等現象。

4、隔離開關卡澀時，不可用強力拉合，以免隔離開關損傷或損壞接地連鎖裝置。

箱式變電站（簡稱箱變）一般由高壓室、變壓器室和低壓室組成。箱變產品是一種比較簡易的變配電裝置，其變壓器部分的選擇，均可按一般通則處理，容量一般不超過1250kVA。

第一種，主要用在城市的住宅小區、以及街道，當用電高峯期。需要增加電壓時候，就需要用到我們的設備-箱式變電站了。

第二種，主要用於臨時性的供應電量，比如在工地，在已有建築物的情況下，我們需要改造用電設備。在野外作業的時候也是經常用到箱式變電站的，比如：工地、碼頭、機場等等。

⑴簡單照明，公用配電情況下，箱變高壓接線方案中不必設高壓計量，僅設低壓計量或無計量，無需補償。饋出迴路4～6回，採用塑料斷路器控制和保護；

⑵動力照明公用配電情況下，箱變配出迴路有所增加，達8～12回，此外，應有無功補償功能；

⑶自維用電及特殊情況。

箱式變電站佔地面積小。一般箱式變電站佔地面積僅為5~6㎡，甚至可以減少3~3.5㎡。適合於在一般負荷密集的工礦企業、港口和居民住宅小區等場所，可以使高電壓供電延伸到負荷中心，減少低壓供電半徑，降低損耗。低壓供電線路較少，一般為4~6路。縮短現場施工週期，投資少。

採用全密封變壓器和SF6開關櫃等新型設備時，可延長設備檢修週期，甚至可達到免維護要求。外形新穎美觀，可與變電站周圍的環境相互協調。城市供電部門，對自維箱變（250kVA或315kVA以上），規定必需採用高壓計量，還有的場合，配出迴路較多包括設置備用迴路。這些情況下，設計者結合用電實際參考生產廠家選樣本，進行優化設計。

箱式變電站用於高層住宅，豪華別墅，廣場公園，居民小區，中小型工廠，礦山、油田，以及臨時施工用電等場所，作配電系統中接受和分配電能之用。符合GB/T17467《高壓/低壓預裝式變電站》的標準和SD320《箱式變電站技術條件》。

1、海拔高度：1000m及以下。

2、環境温度：－25℃～+40℃。

3、風速：不超過35m/s。

4、空氣相對濕度：不超過90%（+25℃）。

5、地震水平加速度：不大於0.4m/s，垂直加速度：不大於0.2m/s。

6、使用地點：不應有導電灰塵及對金屬、絕緣物有害的腐性、易燃、易爆的危險物品。

7、安裝地點無劇烈震動，垂直斜度不大於3度。

箱式變電站在安裝、驗收、交接性試驗、試車、運行與維護等方面除應遵守電力部門要求執行的各項規定外。還應注意以下事項：用户收貨時應按有關規定仔細檢查，對於不馬上安裝的產品，應按正常使用條件規定，存放於適當的場所。產品應採用專用吊具底部起吊。產品水平安放在事先做好的基礎上，裝好四隻地腳螺栓（可採用二次澆灌法），然後將產品底座與基礎之間的縫隙用水泥沙槳抺封，以免雨水進入電纜室。通過高、低壓室的底封板接入高、低壓電纜。電纜與穿管之間的縫隙密封防水。箱式變電站高壓側無論是採用架空進線還是電纜進線，均應在變電站附近設置高壓側進線的明顯可見的斷口（如跌落式熔斷器等）。從而向維修操作人員明確顯示變電站內是否帶電。以確保維修操作人員的安全。產品安裝就位後應做好可靠接地：電站底座槽鋼上的兩個主接地端子、變壓器中性點及外殼、避雷器下樁頭等均應分別由安裝部門直接接地。所在接地應共用一組接地裝置，其接地電阻應小於4歐姆，從接地網引至接地引線應不少於兩條。

箱式變電站在安裝完畢或維修後，投運前應進行如下檢驗和試驗。產品在安裝完畢或維修後，投運前應進行如下檢驗和試驗。變電站內是否清潔。操作機構是否靈活。主要電器的通斷是否靈活可靠。電器輔助觸頭的通斷是否可靠準確。表計及繼電器動作是否準確無誤。儀表及互感器的變比及接線極性是否正確。所有電器安裝螺母是否擰緊，安裝是否牢固可靠。母線連接是否良好，其支持絕緣子，夾持件是否安裝可靠。電器的整定值是否符合要求，熔斷器熔心規格是否正確。主電路及輔助電路的接點是否符合電氣原理圖要求。產品內部保護接地系統的電阻應小於0.01歐姆。各部分應根據相應的電壓等級進行耐壓試驗。

箱式變電站中所有元件按各自規定的技術要求進行維護。若選用的變壓器為油浸式，每年應按規定至少進行一次油樣分析檢查。運行中的高壓開關設備，經20次帶負荷或2000次無負荷分合閘操作後，應檢查觸頭情況和滅弧裝置的損耗程度，發現異常應及時檢修或更換。低壓開關設備自動跳閘後，應檢查分析跳閘原因，待排隊故障後，方能重新投運。避雷器每年應在雷雨季節到來之前進行一次預防性試驗。檢修高壓開關設備或整體維修時，必須先切斷變電站進線電 ^[2]  。

由於美國單位用電量較大，且不採用高壓計量方式，故進口產品一般不具高壓計量，低壓間隔內也不設各種儀表和配電斷路器；進口產品往往由代理商來經營運作，而代理商一般不具備生產、改裝能力。為了滿足用户極簡單的用量要求。不得不到開關廠外協生產低壓配電裝置。由於可利用空間小，僅能配出4個迴路的低壓計量。不能在產品本體實現高壓計量、低壓補償以及多回路配出。

美國變壓器容量等級與中國不同，中國從250～800kVA有6個容量等級可選（250，315，400，500，630，800）。而美國產品從250～800kVA僅有3個容量等級（300，500，750）。這為設計選擇容量帶來困難。例如630kVA容量可滿足情況下，就得設計750kVA容量，不僅增加了設備投資還使用户增容費增加了20%；美國箱變廠家均未在國內設立維修中心，一旦設備出現事故，很難在短時間內處理解決。

美國箱式變電站箱體分為帶操作走廊（工作人員在箱內操作）和不帶操作走廊（工作人員在箱外操作）兩種。箱式變電站可以是一個整體型箱殼，也可以是兩個、三個或多個箱體組成的分體型箱殼。箱體應有足夠的機械強度，在運輸、安裝中不應發生變形。應力求外型美觀、色彩與環境協調。箱殼高、低壓室應設有照明燈，應有防塵、防凝露措施，高低壓室濕度不應超過90%（25℃），變壓器室應通風良好。箱殼應有防曬、防雨、防鏽、防小動物進入等措施或裝置。

由於“美式箱變”具有諸多優點，但進口產品又存在諸多問題，中國推出國產ZGS（B）9“美式箱變”，已正式投入生產、運行。ZGS（B）9俗稱“美式箱變”具有國內傳統箱式變電站（俗稱歐式箱變）的結構特徵和功能，而又不同於歐式箱變，它吸收了美式箱變的結構特點，將高壓負荷開關，插入式熔斷器，後備限流式熔斷器，變壓器本身，無勵磁分接開關等高壓元器件組合在密封的油箱時，由變壓器油或高燃點絕緣液作為絕緣介質，因此結構尺寸可以大為縮小，同時提高了產品絕緣強度，使得組合式變壓器具有體積小，價格低，重量輕，噪聲低，運行安全可靠，損耗低等優點，廣泛應用於住宅小區、商業中心、車站、機場、廠礦、碼頭、公園等重要場所。

箱變微機綜保裝置國內外同行多年應用經驗基礎上，結合國內綜合自動化系統的實際特點，開發研製的集保護、監視、控制、通信等多種功能於一體的電力自動化高新技術產品，是構成智能化開關櫃的理想電器單元。該產品內置一個由二十多個標準保護程序構成的保護庫，具有對一次設備電壓電流模擬量和開關量的完整強大的採集功能（電流測量通過保護CT實現）。

由於箱變承受高壓，故要一款保護裝置要保護環網櫃。環網櫃使用微機保護裝置越來越盛行，由於箱變體積小，且造價低廉，故需有一款性價比較高且實用的微機保護裝置。

適用範圍：主要適用於10KV等用户工程；

保護單元：線路、主變後備、電動機、電容器、電抗器、備自投、PT、非電量；

產品外觀：100mm以內超薄機身特別要適用於環網櫃等櫃體，

產品材質：合金外殼，抗電磁干擾測試符合國家標準；

操作迴路：不帶防跳、可與各種自帶防跳的開關配合使用；

通訊：自行選配帶、或不帶RS485通訊接口；

箱式變電站，是當前農網改造和今後變電站建設的主要方向，但就某些方面還存在着一些不足，具體表現在：

(1)防火問題：箱式變電站一般為全密封無人值守運行，雖然全部設備無油化運行且裝有遠方煙霧報警系統，但是箱體內仍然存在火災隱患，如：電纜、補償電容器等，一旦突發火災，不利於通風，也不利於火災的撲救，因此應考慮設計自動滅火系統，但這樣會增加箱式變電站的製造成本。

(2)擴容問題：箱式變電站由於受體積及製造成本所限，出線間隔的擴展裕度小，如想在原箱體中再增加1～2個出線間隔是比較困難的，必須再增加箱體才能做到。

(3)檢修問題：由於箱式變電站在製造時考慮製造成本及箱體體積所限，使箱式變電站的檢修空間較小，不利於設備檢修，特別是事故搶修，這是箱式變電站的先天不足，是無法克服的缺點。

總之，展望未來，箱式變電站在我國廣大城市、農村、工礦企業、公共建築設施中會得到廣泛的應用，它將以其物美價廉的優點被越來越多的人們所使用，使我國的電網運行水平再上一個新台階 ^[2]  。