美式箱變

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。

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，美國COOPER公司率先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。

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。

1結構緊湊、體積小、安裝方便、靈活；

2全絕緣、全密封結構、安全可靠、免維護，可靠保護人身安全；

3高壓側採用雙熔斷器保護，其中插入式熔斷器熔絲為雙敏熔絲（温度、電流）、後備熔斷器為限流熔斷器，降低了運行成本；

4高壓進線採用電纜接插件結構，全絕緣、安全可靠、操作方便；

5既可用於環網，又可用於終端，轉換十分方便，提高了供電的可靠性

6變壓器為三相三柱或三相五柱等結構，鐵芯採用階梯接縫工藝或卷鐵芯工藝，噪聲低、損耗低、抗短路和過載能力強。

7採用真空乾燥和真空注油的特殊工藝

8箱體可根據運行環境的要求採用防腐設計和特殊噴漆處理，具有“三防”功能，即防凝露、防鹽霧、防黴菌的功能，並能滿足高温、高濕環境下的防腐要求。

組合式美式箱變是將變壓器器身、高壓負荷開關、熔斷器等元件一同放在變壓器油箱內,因浸在油中,元件體積大為縮小,結構更為緊湊,安裝方便、靈活。全絕緣、全密封結構、安全可靠、操作方便、免維護。廣泛應用於住宅小區、高業中心、廠礦企業、機場、車站、學校等場所。

優點：體積小，結構緊湊;全密封油箱，全絕緣設計，運行安全可靠;環網和終端供電均可使用，運轉方便，供電可靠;過載能力強，抗突發短路性能優越;抗衝擊性能好;節能，低損耗，不高於新S9損耗值;電纜頭可操作200A負荷電流，機械壽命和電氣壽命長。

缺點：供電可靠性低；無電動機構，無法增設配電自動化裝置；無電容器裝置，對降低線損不利；噪音較Ⅲ型站和Ⅴ型站要高，因為Ⅲ型站和Ⅴ型站是將變壓器安放在室內，起到隔音的作用；另外，將Ⅲ型站和Ⅴ型站的集中一電磁輻射分解成多點輻射；由於不同容量箱變的土建基礎不同，使箱變的增容不便；當箱變過載後或用户增容時，土建要重建，會有一個較長的停電時間，增加工程的難度 ^[1]  。

據美國COOPER 公司的美式箱變資料介紹，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。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。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。

①城市公用配電系統，在住宅小區，繁華街道負荷增加時，需要增加變壓器容量。

②施工工地的臨時供電：已有建築物情況下，需要改造或增加用電設備，野外作業和室外作業場所的供電，如油田、採礦、港口碼頭、車站等。

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。

美式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）。　由於美式箱變承受高壓，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，由於環網櫃體積小，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。 美式箱變微機綜保裝置要求

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；

美式箱變箱體主要由底座、側板、隔板、門和頂蓋等部分組成。 箱體內分為高壓室、變壓室和低壓室。高壓室採用完善可靠的緊湊型設計，具有全面的防誤操作連鎖功能，可靠性高，檢修方便，高壓開關設備可採用終端負荷開關， 環網開關櫃等。變壓器室可安裝容量為1600Kvar以下，電壓為12/0.4KV的油浸式或乾式變壓器，並設有隔離防護網，變壓器室可採用自然通風或強迫通風，根據需要加裝自動温度控制器， 室温監視和自動啓閉的通風裝置。 低壓室配有配電、計量、無功補償等標準方案，可根據需要設計二次控制迴路及出線數。