1　箱式變電站的特點(diǎn)
(1)設(shè)備趨于無(wú)油化：
在箱式變電站中，主變壓器、直配變或站用變、TV、TA一般都采用干式，斷路器采用真空斷路器，采用無(wú)油設(shè)備將有效地避免常規(guī)變電站設(shè)備難以根治的滲漏問(wèn)題，變電站可實(shí)行狀態(tài)檢修，減少維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)行環(huán)境好，特別適用于污染嚴(yán)重地區(qū)，運(yùn)行費(fèi)用低，整體效益可觀。
(2)占地小型化：
由于我國(guó)可耕地面積非常少，建設(shè)箱式變電站減少占地面積，設(shè)備布置集中，一般箱式變電站較常規(guī)變電站的占地面積能減少50以上。
(3)布置簡(jiǎn)單化：
變電站注油設(shè)備改為無(wú)油設(shè)備，設(shè)備區(qū)域小而布置集中，越來(lái)越趨于簡(jiǎn)單化、小型化，設(shè)備保護(hù)不需要就地顯示功能，所有電氣信號(hào)、數(shù)據(jù)采集均傳輸?shù)街髡撅@示，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。
(4)二次微機(jī)化：
箱式變電站二次均采用微機(jī)自動(dòng)化保護(hù)裝置，具備遙控、遙信、遙測(cè)功能，根據(jù)主變?nèi)萘恳部蓪?shí)現(xiàn)"四遙"。使變電站運(yùn)行水平達(dá)到較高的智能化程度，操作簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)。
2　箱式變電站在我省的應(yīng)用概述
在農(nóng)網(wǎng)改造工程中我省先后有7個(gè)35kV電源點(diǎn)采用了箱式變電站，目前已投入運(yùn)行的有2座，在建的有5座。在設(shè)備配置上我們盡量采用無(wú)油化，TV、TA、補(bǔ)償裝置、開(kāi)合設(shè)備等選用無(wú)油設(shè)備，為了節(jié)約投資在主變選用上仍用油浸變壓器，這樣既能節(jié)省投資又增加了主變的帶載能力，我省的箱式站都采用這種主變外置的模式，在保護(hù)配置和通訊方式上和常規(guī)站相同。
3　大同鵲兒山箱式變電站工程實(shí)例
(1)鵲兒山站方案的確定：
原35kV鵲兒山變電站位于大同市左云縣東北部，擔(dān)負(fù)著鵲兒山鎮(zhèn)、管家堡鄉(xiāng)、張家場(chǎng)鄉(xiāng)的供電任務(wù)，主要是供給煤礦用電，負(fù)荷性質(zhì)很重要。多年來(lái)由于小煤窯的盲目開(kāi)采，致使該地區(qū)形成很多采空區(qū)。1999年5月我變電站運(yùn)行人員突然發(fā)現(xiàn)站區(qū)及附近地帶地質(zhì)有明顯下沉現(xiàn)象，站內(nèi)建筑物多處出現(xiàn)裂紋，已經(jīng)危及人身和設(shè)備的安全。變電站出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉后，我們進(jìn)行了兩個(gè)月的監(jiān)視和土法測(cè)量，發(fā)現(xiàn)變化越來(lái)越大，必須立即采取臨時(shí)補(bǔ)救措施，對(duì)變電站房屋進(jìn)行加固處理以保證運(yùn)行人員的安全。為查明變電站基礎(chǔ)下沉原因，我公司先后聘請(qǐng)了省、地有關(guān)地質(zhì)部門(mén)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，探明此站下方有五個(gè)采煤區(qū)，屬于嚴(yán)重采空區(qū)域，必須改址另建。
鵲兒山變電站周?chē)?0km半徑范圍內(nèi)全部是煤礦采空區(qū)，在此范圍內(nèi)的所有建筑物均有不同程度的下沉現(xiàn)象，給改建變電站站址的選擇帶來(lái)很大困難。根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況，如果變電站選在10km以外的非采空區(qū)內(nèi)，變電站將偏離負(fù)荷中心，加大了供電半徑，不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)綜合比較新站站址只能選在采空區(qū)內(nèi)。在采空區(qū)內(nèi)建變電站地基處理相當(dāng)困難，一是采空區(qū)面積大基礎(chǔ)處理成本過(guò)高；二是由于是采空區(qū)地質(zhì)在不斷發(fā)生變化，無(wú)法做長(zhǎng)期處理，只能采取過(guò)渡方案處理；三是站內(nèi)地面載荷要盡量減小。
由于上述三個(gè)因素的存在，在確定變電站再建方案時(shí)我們必須考慮以上因素，必須做好再次搬遷的準(zhǔn)備。要搬遷只有建箱式變電站才能滿足要求。箱式站與常規(guī)站比較雖然具有運(yùn)行方便、搬遷容易等優(yōu)點(diǎn)，但綜合造價(jià)要比常規(guī)站高，因此要對(duì)箱式站進(jìn)行改型優(yōu)化，以降低工程造價(jià)。箱式站的改型我們考慮了三個(gè)方面：一是主變要利舊并置于箱體外，不采用干變，能節(jié)約資金；二是10kV、35kV設(shè)備按電壓等級(jí)分別置于兩個(gè)箱體，便于安裝和管理；三是要滿足無(wú)人值班和實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的要求。
(2)鵲兒山箱式站的設(shè)計(jì)思路：
在考慮綜合造價(jià)和使用方便的同時(shí)，對(duì)鵲兒山箱式站的設(shè)計(jì)進(jìn)行了集中優(yōu)化，改建規(guī)模和原站要相同以滿足當(dāng)?shù)毓╇娦枨螅谠O(shè)備選型上要盡量考慮利舊和改型以降低造價(jià)。
①接線方式：站內(nèi)不設(shè)母線架構(gòu)，35kV進(jìn)線過(guò)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)箱體，10kV電纜出線，35kV單母接線、10kV單母分接線均設(shè)在箱體內(nèi)部。
②變電站二次采用綜合自動(dòng)化，具有"四遙"功能，滿足無(wú)人值班要求。二次組屏要盡量減少，箱內(nèi)設(shè)保護(hù)屏3面、直流屏2面、交流屏、電能表屏各1面、通信柜1面。
③箱體內(nèi)-次設(shè)備盡量利舊，開(kāi)關(guān)柜要具有"五防"功能，主變利用油浸2×3150kVA，載波設(shè)備利舊，電容器、TA、TV采用干式置于箱體內(nèi)，其余設(shè)備選用滿足功能要求的國(guó)產(chǎn)設(shè)備。
④站內(nèi)采用直流操作，選用全封閉鉛酸免維護(hù)蓄電池，控制系統(tǒng)采用微機(jī)技術(shù)，具有與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊接口(RS232)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控功能，采集直流屏有關(guān)狀態(tài)量及模擬量以數(shù)字通訊方式發(fā)出，為站內(nèi)各類(lèi)繼電保護(hù)、通訊和各種直流操作機(jī)構(gòu)提供可*的直流電源。
(3)鵲兒山箱式站設(shè)備選型的原則：
①主設(shè)備盡可能不采用注油設(shè)備，但由于變電站投資有限，因此主變?nèi)岳f，不進(jìn)行增容可滿足要求；斷路器、TV、TA、站變無(wú)油化。
②二次采用集中布置的綜合自動(dòng)化設(shè)備，滿足無(wú)人值班和實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化要求。
③站內(nèi)通信手段仍采用擴(kuò)頻和載波雙通道，并利用原設(shè)備，節(jié)省投資，降低造價(jià)。
④由于站址仍選在采空區(qū)內(nèi)，在設(shè)備選型時(shí)要考慮再次搬遷的因素，站內(nèi)圍墻采用空心墻，以減少地面壓力。
4　箱式變電站與常規(guī)站的性能比較
以大同鵲兒山站選用的汕頭金暉隆開(kāi)關(guān)有限公司生產(chǎn)的YB-40.5/12型箱式變電站為例，箱變具有以下功能：
(1)箱內(nèi)開(kāi)關(guān)柜滿足"四全"功能，即"全絕緣、全隔離、全封閉、全工況"，柜內(nèi)絕緣隔板使用"SMC"材料，開(kāi)關(guān)柜配有帶電顯示裝置。
(2)箱體內(nèi)綜合考慮照明、事故照明、通風(fēng)、防沙、散熱及保溫措施，在每個(gè)單元柜內(nèi)均裝設(shè)加熱器，由自動(dòng)溫度、濕度控制儀控制。為滿足正常運(yùn)行維護(hù)要求，并加裝溫度、濕度、測(cè)量顯示表計(jì)及加裝凝露器、煙霧報(bào)警裝置，并將濕度、煙霧報(bào)警探頭信號(hào)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。并考慮安裝載波機(jī)及擴(kuò)頻設(shè)備的位置。
(3)變電站二次設(shè)備集中放入一個(gè)具有溫度調(diào)節(jié)的間隔內(nèi)，而且采用中間有隔熱層的隔門(mén)，玻璃觀察窗均采用雙層玻璃以確保在運(yùn)行中溫度、濕度完全符合微機(jī)保護(hù)裝置的使用條件，以確保保護(hù)裝置正?？?運(yùn)行。
(4)箱體采用雙層密封，內(nèi)部裝有加熱器和通風(fēng)裝置，并裝有溫度、濕度自動(dòng)控制儀，當(dāng)?shù)蜏?、高濕時(shí)，加熱器接通并啟動(dòng)通風(fēng)，當(dāng)?shù)蜏囟?、低濕度時(shí)只接通加裝裝置，可保證預(yù)裝式變電站內(nèi)部溫度濕度保持在一定范圍內(nèi)，以確保在任何情況下，箱體內(nèi)的高低壓電氣設(shè)備不產(chǎn)生影響運(yùn)行的凝露產(chǎn)生，達(dá)到了電力部門(mén)運(yùn)行的要求。箱體頂部制成"∧"形，便于排水。
(5)箱體底架采用熱軋型鋼，柜架采用冷彎型鋼，兩者組裝在一起，并進(jìn)行嚴(yán)格的防腐蝕處理。頂板、側(cè)壁選用雙層彩色復(fù)合隔熱板，再鉚以鋁合金型材加以裝飾，既保證了高強(qiáng)度和耐久性，又增加了美感。
(6)箱體裝有防盜、防火、煙霧報(bào)警裝置。當(dāng)箱體門(mén)被撬時(shí)，報(bào)警鈴立即長(zhǎng)鳴，并同時(shí)將信號(hào)發(fā)至中央控制室。
(7)箱體內(nèi)裝有一次系統(tǒng)模擬圖，根據(jù)需要可制成完全連動(dòng)的模擬系統(tǒng)圖。這樣當(dāng)一打開(kāi)箱體門(mén)時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況可以一覽無(wú)遺。
(8)箱式變電站供電可*性高。由于箱式變電站均采用戶(hù)內(nèi)設(shè)備，配置微機(jī)保護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，并滿足縣調(diào)自動(dòng)化運(yùn)行要求。
(9)箱式變電站占地面積小。35kV鵲兒山變電站除兩臺(tái)主變及35kV進(jìn)線刀閘布置在室外，其余一、二次設(shè)備均安裝在兩個(gè)箱體內(nèi)，站內(nèi)基礎(chǔ)、架構(gòu)較少，廠區(qū)建筑少。
(10)箱式變電站易于運(yùn)行，維護(hù)工作量小。由于箱變開(kāi)關(guān)均采用戶(hù)內(nèi)真空斷路器，電容器、TA、TV均采用干式產(chǎn)品，所有絕緣材料均采用阻燃性材料，符合供電設(shè)備的無(wú)油化要求，將火災(zāi)危險(xiǎn)控制到最低點(diǎn)。且設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)需日常維護(hù)。
(11)箱式變電站美觀無(wú)污染。箱體材料在-40℃～＋40℃間，可保證20年不老化、不腐蝕、不漏雨。
5　箱式變電站與常規(guī)站的經(jīng)濟(jì)比較
(1)土建費(fèi)箱式站大約30萬(wàn)元，常規(guī)站大約70萬(wàn)元，能節(jié)省投資40萬(wàn)元。
(2)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)箱式站無(wú)油設(shè)備多投資大，大約需150萬(wàn)元而常規(guī)站需投資100萬(wàn)元，箱式站比常規(guī)站多投資50萬(wàn)元。
(3)安裝費(fèi)箱式站需30萬(wàn)元，常規(guī)站由于有室外架構(gòu)等安裝費(fèi)要比箱式站投資大，大約需40萬(wàn)元。
(4)土地占用箱式站要比常規(guī)站節(jié)約土地50以上，可節(jié)約資金20萬(wàn)元。
從以上四個(gè)方面看綜合造價(jià)箱式站要比常規(guī)站低，在同容量同設(shè)備的前提下可節(jié)約投資20萬(wàn)元。