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箱式變電站的基本原理

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。它適用于額定電壓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。由于歐式箱變是將變壓器及普通的高壓電器設備裝于同一個金屬外殼箱體中,變壓器室溫很高,引起散熱困難,影響出力;另一方面在箱體中采用普通的高壓負荷開關和熔斷器、低壓開關柜,所以箱式變體積較大。美式箱變與歐式箱變結構上不一樣。從布置上看,其低壓室、變壓器室、高壓室不是目字型布置,而是品字型布置。從結構上看,這種箱式變分為前、后兩部分前面為高、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;后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。

避雷器也采用油浸式金屬氧化物避雷器。變壓器取消油枕,采取油加氣隙體積恒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。低壓斷路器采用塑殼斷路器作為主斷路器及出線斷路器。由于結構簡化,這種箱式變電站的占地面積和體積大大減小,由于其體積很小再加上只是一側開門,其所需占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。美式箱變高壓側采用熔斷器保護,低壓側采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。由于負荷開關浸在油里,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。為滿足國內用戶的需要,國產箱變在低壓側加裝低壓配電柜。由于箱式變長期處于太陽的直曬下,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。

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