箱式变电站设计中存在的问题及解决方案

箱式变电站设计中存在的问题及解决方案

摘要：本文结合国内箱式变电站产品实际情况，指出了箱变设计、施工建设及运行中可能存的在隐患，详细介绍了箱变设计中普遍存在的结构布局不合理、防锈等方面存在的问题，通过对这些设计问题的分析，提出了相应的解决措施和建议方案。这些措施和建议方案将给国内外箱式变电站的设计者、施工者、使用者提供新的设计思路和经验。

关键词：箱式变电站；问题；方案 引言

箱式变电站又称预装式变电站，也称作组合式变电站，是按一定的接线方式组装成一体的预装式变电站，包含一次设备、二次设备、交直流系统、计量设备、通讯设备等，因其具有环境适应性强、结构紧凑、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、运行安全可靠、免

维护等优点，受到广泛重视和应用。农网建设(改造)中，被广泛应用于城区、农村10到110kV中小型变(配)电所、厂矿及流动作业用变电所的建设与改造，这就使市场需求逐年扩大，因此国内众多生产变压器、开关柜及设备集成厂家纷纷效仿生产箱变，造成市场上箱变产品质量参差不齐，再加上一味追求价格低廉，这样在实际的工程设计、施工建设及运行中，不免会出现一些问题和安全隐患。

一、设计存在问题及解决方案

1、忽略箱变运输条件

采用箱变的场所，很多是交通不太方便或建站可用空间比较小的地方，在箱变设计时，若忽略了运输条件，会造成箱变无法正常运到工地。有时会出现箱变运到半路，需要修路、砍树、疏导交通等工作，影响了用户的施工工期和造成没必要的经济损失。因此，在箱变设计时要弄清楚运输条件，当常规产品设计模式不能满足要求时，要采用非标模式设计，如采用拼装式（组合式）箱变模式。

2、盲目套用房屋模式标准

有些设计单位或用户习惯于房建模式的变电站，拿房建模式的变电所的设计标准，将箱变的操作通道和检修通道盲目加大，造成箱变体积过大，成本加大，并且不便于运输和现场安装施工。有时为了运输要求不得不将箱体分成很多运输单元，需要现场对接，加大了现场施工工作量，体现不到箱变的优点；另外，若对接缝处理不好，又存在漏雨的隐患。在实际工程设计时，要结合实际工程，如断路器手车或其他可抽出设备在抽出检修状态时，通道能满足设备抽出检修的要求即可。另外，对于低压箱变和小型化箱变可以设计成箱外检修（箱内操作）或箱内检修（箱外操作）的模式。

3、箱变检修困难

由于箱式变电站在生产厂家制造时，考虑到制造成本及箱体体积，在箱式变电站设计时，将箱式变电站的检修空间缩小，导致不利于设备维护检修，特别是事故抢修，很多人认为这是箱式变电站的先天不足，是无法克服的缺点。其实，应在设计产品时，考虑对其进行优化设计，如将大的主设备元器件设计成抽出式，便于设备的户内及户外维护检修，户外检修可以利用箱变的箱变外门，将箱变

外门设计成翻盖门，下雨维护检修时，可以拉开当作遮雨棚。这样既能满足箱变小型化要求，又能满足设备的检修方便。

4、简单的将开关柜装到箱体外壳内

将用于户内的35kV开关柜和10kV开关柜装到箱体外壳内，就变成了箱变，其实是将一个铁外壳取代了房屋，无技术含量可言，也达不到箱变节省成本的目的。国内已相继开发出固定间隔式箱变，即按照进出线单元将元器件镶嵌到箱变间隔框架内，结构型式类似固定柜。这种结构型式简单，配置适应现代化流水线及工装，便于工厂化、批量化生产。

5、不能完全满足无人值班设计

为了减少运营费用和提高设备运行可靠性，现在中低压变电站都在追求无人值班设计，很多箱变生产厂家设计的箱变，不能真正满足无人值班要求，如箱变内选用的空调或除湿设备不具备通讯功能和遥控功能，造成用户无法对设备实时远方监控，若空调或除湿设备在运行中损坏，用户不能及时知道信息和对环境设备进行维护，从而可能导致变电站电气主设备运行条件不能满足其运行环境要求而出现故障，造成重大经济损失。因此，在产品设计时需对重要设备选用智能设备或带故障遥信接点，满足用户实现远方监控功能。另外，根据资金情况，箱体内应配装烟雾报警系统及远程图像监控系统，将报警信号及图像上传至调度所进行24小时监控，可防止火灾、爆炸等事故的发生和蔓延。

6、不考虑上工程二期的方便性

很多项目，用户结合实际负荷和将来负荷，同时考虑到资金状况，往往会在箱变内先上本期设备，预留二期设备位置。有些厂家为了节省成本或其他原因，在设计时未能充分考虑用户上二期设备的施工方便性，造成用户上二期时施工非常困难，不便于设备的安装调试。有时甚至需要重新做一个箱体，增加了设备投资及二期设备的施工周期。

7、箱体表面防锈处理亟待解决

箱变外壳材料对于箱变生产厂家设计选材特别重要，箱体材料的选择除了要考虑防锈、防腐、防雨问题，同时还要考虑强度和便于运输（运输损坏易于修复）。现在市场上主流材料是钢板，对于寒冷地区采用双层钢板内加保温材料，但钢板

对喷漆处理工艺要求较高，如喷户外汽车漆，但现场运输及安装过程中若出现磕碰，补漆效果很差，容易出现锈蚀。另外，金属外壳不管采用什么材料，由于箱体较大不可能进行整体喷漆，因此总是不能保证箱体的整体外观，导致箱变的整体外观效果较差。目前，有些厂家也有尝试采用防锈铝板，因受其板材尺寸限制，需要拼接，外观效果不好，也需要特殊防雨处理，费工费时；也有的在钢结构外壳上加一层非金属材料，类似箱变穿了一层外衣，箱变散热效果不好。现在，国内一些厂家开始使用敷铝锌板箱体、外观CCA防腐木板条，该工艺不但具有防腐作用，还具有防凝露效果。另外，通过国外技术引进，国内一些厂家在箱变外壳材料中开始应用“GRC”外壳，即玻璃纤维增强水泥材料外壳，其抗太阳辐射能力强，又不易产生凝露并且散热效果较好。通风问题上，可以通过自然通风和自动控制的强制通风设备来解决。

8、箱变防雨设计大量采用防水胶

箱变的防雨一直是困扰箱变生产厂家的一个主要问题，尤其是箱变分节数量在两节以上的箱变，存在现场对接缝较多，施工难度较大，对接缝处理较难的问题。目前，大多数箱变生产厂家对顶部对接和侧立柱对接，普遍采用涂防水密封胶来防止箱变漏雨或渗水。这样做是有缺陷的，首先是防水密封胶的质量参差不齐，在箱变价格激烈竞争的背景下，很难确保防水密封胶的质量；其次，在长期的风吹日晒下，防水密封胶容易老化，使用寿命一般在2、3年左右，这就难免出现箱变运行一段时间后会出现漏雨或渗水现象。另外，对接缝采用防水密封胶处理，外观质量较差，普遍出现在对接处防水密封胶表面凸凹不平、美观性较差。要想根治箱变漏雨或渗雨问题，就要从箱体顶部及对接立柱结构设计上下功夫。首先，在箱变顶部对接处和侧立柱对接处分别采用不同的结构件进行锁接，而此结构件的设计就很重要，如采用“回水沿”和对接盖板的相互重叠原理，并对结

构件的锁接进行防锈处理，来保证对接处的长期防雨要求。其次，在箱体顶部对接盖板处，采用“神马”专用密封条（使用寿命在20年以上）进行镶边、压接后进行锁接。另外，在箱体对接立柱处也采用“神马”专用密封条进行镶边、压接后进行锁接。通过箱体结构设计的改进和采用“神马”密封条替代防水密封胶，很好的解决了箱变的防雨问题。

结束语：

国家能源局召开会议已明确提出要通过3年左右时间进行农网改造升级工程建设，使没有改造过的农村电网基本改造到位，并解决新的农村电网供电能力不足问题，农村居民生活用电得到较好保障，农业生产设施用电问题得到基本解决。另外，早在国家电网公司2010年1月的“一号文件”中就曾重点提及“加大城市配电网和农村配电网建设和改造力度，特别要加大中低压配电网投资比例，提早部署新一轮农网改造项目。”由此可见，新一轮农网改造即将开始，必将为箱变的应用提供更大的空间，而箱变的产品质量显得尤为重要。因此，在进行箱变产品的开发和设计时，要充分把握箱变的特点，发挥其优势、完善其不足，使箱变产品能更好的满足市场需求。

参考文献：

[1]高延鸿，罗丹等.35kV箱式变电站的应用与工程设计特点[C].西藏自治区科协第四届学术年会,2013,（09）：40-45

[2]肖云骧，杨志刚.箱式变电站-敷铝锌板箱体、外观CCA防腐木板条作用讨论[J].中国电力电气，2013（15）：100-104