探討農(nóng)網(wǎng)改造工程中35kV箱式變電站的建設(shè)

陳恢軍

（湖南衡陽(yáng)電業(yè)局，湖南 衡陽(yáng)421000）

1 農(nóng)網(wǎng)改造對(duì)建站模式的需求

在“兩網(wǎng)一同價(jià)”的政策性規(guī)定下，供電企業(yè)的電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本受到很大的限制，尤其是在農(nóng)網(wǎng)改造過(guò)程中，存在著投資有限、涉及地域廣闊、供電線路過(guò)長(zhǎng)、建設(shè)項(xiàng)目分散等問(wèn)題。在這種情況下，如何使用有限的資金在短時(shí)間內(nèi)完成農(nóng)網(wǎng)改造，是供電企業(yè)面臨的重大問(wèn)題。

供電企業(yè)目前探討一種新的建設(shè)模式，希望既能實(shí)現(xiàn)農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)的快速化、標(biāo)準(zhǔn)化，滿足可靠性要求，又能降低建設(shè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。采用箱變模式，把變電站建設(shè)這樣一個(gè)傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目按照成熟的系統(tǒng)集成模式來(lái)運(yùn)作，成為供電企業(yè)解決當(dāng)前問(wèn)題的方法之一。

按照箱變的建設(shè)方式，工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)管理成為一種完全的系統(tǒng)集成方式，供貨方和使用方的工作內(nèi)容發(fā)生了很大的變化，箱變的供貨方承擔(dān)了常規(guī)站建設(shè)時(shí)的大部分工作，從技術(shù)組織到產(chǎn)品組裝，從運(yùn)輸?shù)桨惭b調(diào)試，從工廠試驗(yàn)到投運(yùn)試驗(yàn)等工作都由生產(chǎn)廠家配合供電企業(yè)完成，對(duì)于作為使用方的供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，就如同需要某種家電產(chǎn)品，在市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)回家插上電源即可使用一樣方便，這樣，供電企業(yè)可以從大量繁瑣的工作中解脫出來(lái)，有更多的精力和時(shí)間從事其它工作。

從圖1可以看出采用箱式變電站以后，供電企業(yè)的工作量大大減輕，箱式變電站也作為一個(gè)成熟的系統(tǒng)集成產(chǎn)品而在變電站建設(shè)過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用。

2 箱式變電站的建設(shè)

2.1 箱式變電站的特點(diǎn)

從某種意義上講，箱式變電站是一個(gè)工程項(xiàng)目系統(tǒng)集成的產(chǎn)品，它之所以得到廣泛的應(yīng)用，就在于它高度集成了變電站所需的一次高壓設(shè)備、二次繼電保護(hù)設(shè)備、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)通訊設(shè)備、直流電源設(shè)備、計(jì)量抄表設(shè)備、電容補(bǔ)償設(shè)備、環(huán)境控制設(shè)備、事故照明設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)完整的變電站系統(tǒng)。箱式變電站在國(guó)內(nèi)的大量使用得益于中國(guó)進(jìn)行的規(guī)模巨大的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，特別是農(nóng)網(wǎng)改造工程啟動(dòng)后，箱式變電站的科研開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造技術(shù)及規(guī)模等都進(jìn)入了高速發(fā)展期，系統(tǒng)集成技術(shù)及制造技術(shù)都已經(jīng)成熟，產(chǎn)品也在實(shí)際的運(yùn)行考驗(yàn)中不斷地改進(jìn)和提高，現(xiàn)在箱式變電站產(chǎn)品已經(jīng)成功地應(yīng)用于城網(wǎng)、農(nóng)村10～110kV變(配)電站、廠礦及流動(dòng)作業(yè)用變電站的建設(shè)與改造，特別適合于農(nóng)村電網(wǎng)改造。

2.1.1 技術(shù)先進(jìn)安全可靠

箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，側(cè)板一般采用非金屬材料或者經(jīng)過(guò)防腐處理，主體框架采用冷軋鋼板與槽鋼以增強(qiáng)整體框架的強(qiáng)度，外漏的鋼構(gòu)件均采用特殊的防腐處理，能夠保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不生銹。箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，一次及二次設(shè)備運(yùn)行不受外界自然氣候及外界污染影響，可保證在-40～+55℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。箱變內(nèi)一次設(shè)備采用單元式全封閉高壓開(kāi)關(guān)柜，配置干式變壓器、干式互感器、真空斷路器(配彈簧操作機(jī)構(gòu))等國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠的設(shè)備，無(wú)裸露帶電部分，為全工況、全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守方式。

2.1.2 自動(dòng)化程度高

全站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方式設(shè)計(jì)，保護(hù)裝置采用微機(jī)型保護(hù)裝置，分散安裝于各個(gè)間隔內(nèi)，后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際情況可以安裝在箱變內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，也可以安裝在戶外值班室內(nèi)實(shí)現(xiàn)“有人值守”方式，可以實(shí)現(xiàn)全站的“四遙”管理，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，能對(duì)箱變內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制和遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警，滿足無(wú)人值班的要求，根據(jù)需要還可實(shí)現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.1.3 工廠化制造

全站設(shè)計(jì)時(shí)，只需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì)，就可以選擇廠家來(lái)進(jìn)行箱變的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)工作。箱變內(nèi)集成的所有設(shè)備在工廠內(nèi)安裝、調(diào)試合格后才能送達(dá)工地使用，真正實(shí)現(xiàn)了變電站建設(shè)的工廠化，大大縮短了設(shè)計(jì)、組織、施工周期。而且現(xiàn)場(chǎng)安裝相當(dāng)簡(jiǎn)單，只需將箱體定位，連接箱體之間的電纜，接入高壓電纜，作傳動(dòng)試驗(yàn)。整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間，大大縮短了建設(shè)工期。

2.1.4 集成方式靈活

箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱體均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。一方面，可以全部采用全箱式箱變，其35kV及10kV設(shè)備、保護(hù)控制設(shè)備全部在箱內(nèi)安裝;也可采用半箱式箱變，10kV設(shè)備、保護(hù)控制設(shè)備安裝在箱變內(nèi)，35kV設(shè)備安裝在戶外，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊站改造，即原有35kV設(shè)備不動(dòng)，僅安裝一個(gè)10kV箱變即可達(dá)到無(wú)人值守的要求。使用單位可根據(jù)實(shí)際情況自由組合一些模式，以滿足安全運(yùn)行的需要。

2.1.5 投資省見(jiàn)效快

箱式變電站較同規(guī)模常規(guī)變電所減少投資20%～40%，以35kV單主變4000kVA規(guī)模變電所計(jì)算，土建工程(包括征地費(fèi)用)箱式變電站要比常規(guī)變電所節(jié)約100余萬(wàn)元。若從竣工投產(chǎn)角度分析，保守估計(jì)按每站提前4個(gè)月投運(yùn)計(jì)算，若平均負(fù)荷為2000kW，售電利潤(rùn)0.10元/kWh，三個(gè)月可增加凈利潤(rùn)60余萬(wàn)元。從運(yùn)行角度分析，在箱式變電站中，由于采用的是技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠的設(shè)備，減少了日常的維護(hù)工作量，每年可節(jié)約運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用10萬(wàn)元左右，整體經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

2.1.6 占地面積小

以4000kVA單主變規(guī)模變電所為例，建設(shè)一座常規(guī)35kV變電所，大約需占地3000m2左右，而且需要進(jìn)行大規(guī)模的土建工程。而選用箱式變電站，全箱式即所有設(shè)備設(shè)在箱體內(nèi)，占地面積僅為同規(guī)模變電所占地面積的1/5。半箱式即除主變及電容在戶外，其它設(shè)備設(shè)在箱體內(nèi)，占地面積僅為同規(guī)模變電所占地面積的1/3，可充分利用街心、廣場(chǎng)及工廠角隅安裝投產(chǎn)。

2.1.7 外形美觀，易與環(huán)境協(xié)調(diào)

箱變?cè)O(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了工業(yè)品的簡(jiǎn)潔大方，在保證供電可靠性前提下，選擇箱式變電站的外殼組合顏色，與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)一致，適應(yīng)現(xiàn)在越來(lái)越高的審美要求。

2.1.8 使用靈活，轉(zhuǎn)移方便

箱式變電站完成其供電任務(wù)后可以完整轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)地方移作它用，也可以用作臨時(shí)性的工作電源，供大型建筑或道路橋梁長(zhǎng)距離施工用電。

2.2 箱式變電站建站的實(shí)例

某供電企業(yè)三個(gè)35kV變電站的箱式變電站模式建站工作。2003年，某供電企業(yè)高壓電網(wǎng)建設(shè)任務(wù)十分繁重，工程技術(shù)人員和預(yù)算資金大部分都投入到此項(xiàng)工作中，然而作為扶貧項(xiàng)目的農(nóng)網(wǎng)建設(shè)，35kV變電站的建設(shè)又是一項(xiàng)迫在眉睫的工作。在當(dāng)時(shí)時(shí)間緊迫、資金缺額較大、人員嚴(yán)重不足的情況下，某供電公司決定采用箱式變電站的模式建設(shè)這三個(gè)變電站。由于項(xiàng)目建設(shè)之前規(guī)劃合理、技術(shù)組織和項(xiàng)目管理得當(dāng)，箱式變電站的生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)箱變生產(chǎn)直至就位和箱變內(nèi)全部接線與保護(hù)通道測(cè)試，全站技術(shù)工作完成較快，上述三個(gè)變電站已于2003年底順利投產(chǎn)。

從三個(gè)變電站建設(shè)的過(guò)程來(lái)看，這三個(gè)變電站的建設(shè)均采用市場(chǎng)上成熟的變電站系統(tǒng)集成產(chǎn)品，大大減輕了供電企業(yè)的工作負(fù)擔(dān)，縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)、組織、安裝工期，節(jié)省了投資，建成后整個(gè)變電站布局合理，體現(xiàn)了箱式變電站在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)中的積極作用。下面就三個(gè)變電站按常規(guī)建設(shè)與采用箱式變電站模式建設(shè)作一經(jīng)濟(jì)對(duì)比，如表1所示。

從表1可以看出，采用箱式變電站建設(shè)模式，對(duì)某變電站這種規(guī)模的變電站，不僅縮短了建設(shè)工期，而且可節(jié)約投資110萬(wàn)元左右，占總投資18%(按初設(shè))。

表1 35kV變電站建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

3 采用箱式變電站建站需注意的問(wèn)題

近年來(lái)在變電站建設(shè)的過(guò)程中采用箱式變電站模式的比較多，結(jié)合筆者在實(shí)際運(yùn)用中的經(jīng)驗(yàn)，在采用箱式變電站建設(shè)方案的同時(shí)，有幾點(diǎn)問(wèn)題需注意：

3.1 整體規(guī)劃：箱式變電站作為一種集成式變電站建設(shè)的方案，在不同工程項(xiàng)目中的集成方式和集成內(nèi)容不同，生產(chǎn)廠家承擔(dān)的工作量不同，涉及到的服務(wù)范圍不同，所以在變電站建設(shè)之前，一定要做好全站的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，合理安排全站的設(shè)備集成、平面布置及進(jìn)出線方式。另外，在工程的項(xiàng)目管理上注意采取科學(xué)的系統(tǒng)集成項(xiàng)目管理方法，合理安排監(jiān)理方、施工方、供貨方之間的工程進(jìn)度，做到協(xié)調(diào)一致、分工協(xié)作。

3.2 防雷問(wèn)題：箱式變電站的箱體一般為全金屬框架，對(duì)內(nèi)部的電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，本身就處在一個(gè)大的屏蔽體內(nèi)，加之箱變內(nèi)進(jìn)出線處都加裝有避雷器，雷電進(jìn)入的幾率不大，然而實(shí)際應(yīng)用中，細(xì)節(jié)處的防雷問(wèn)題一定要引起注意，如有必要在電纜出線戶外電線桿上加裝避雷器，另外如變壓器的有載調(diào)壓信號(hào)大部分是電纜直接引入，而這部分較容易構(gòu)成雷電進(jìn)入的通道，所以需要在箱變內(nèi)的相應(yīng)接口部分添加防雷措施。

3.3 接地問(wèn)題：箱式變電站內(nèi)集成的設(shè)備較多，各種不同設(shè)備要求的接地形式不同，實(shí)際運(yùn)行中，較容易發(fā)生計(jì)算機(jī)的串口燒毀現(xiàn)象，經(jīng)檢查，系由接地問(wèn)題造成，后臺(tái)計(jì)算機(jī)的外殼和通訊電纜一定要按照規(guī)定可靠接地與屏蔽。

3.4 防銹問(wèn)題：由于箱式變電站是戶外金屬設(shè)備，在雨季或溫差變化劇烈的環(huán)境中存在銹蝕的可能，考察箱變的運(yùn)行方式，外門(mén)板是打開(kāi)次數(shù)較多的元件，銹蝕的可能性最大，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造時(shí)需考慮采用非金屬材料或者鋁合金材料避免生銹。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中分析了農(nóng)網(wǎng)改造過(guò)程中變電站建設(shè)工廠化、成套化的新途徑，并闡述了箱式變電站在建設(shè)應(yīng)用中的相關(guān)問(wèn)題，最后也說(shuō)明了箱式變電站在農(nóng)網(wǎng)改造中的積極因素。

[1]熊作勝.關(guān)于35kV箱式變電站的技術(shù)改進(jìn)[J].電氣時(shí)代，2001-03-15.