箱式变电站与土建房屋式变电站在电力运行中的对比.docx

箱式变电站与房屋式变电站在铁路生产中的应用对比分析郑州供电段电力技术科 马强摘要：结合铁路电力生产实际，从现场施工和日常运用入手，对箱式变电站和房屋式变电站的结构和技术特性等进行了应用对比分析，提出了两者的优劣性。关键字：变电站 应用 对比 分析1 前言随着铁路现代化发展步伐的日益加快，各种新型生产用电设备迅猛增加，电力变电站做为电能重要的传输设备，承担着电压变换和电能再分配的双重任务，在生产实践中，采用什么样的变电站形式，既安全又投资最省，一直以来都是电力运行工作者面临的一个问题。目前，我国10kV/0.4kV等级的变电站主要为房屋式变电站（简称房屋变）和箱式变电站（简称箱变），实际应用中选择什么结构形式的变电站，对于铁路用电单位的用电安全和投资影响巨大，因此结合两种变电站的特点进行应用对比分析很有必要。2 箱变的特点2.1 箱变的结构和型式箱变是一种比较新型的电力设备。它在电气结构布置上一般分为“品”字形和“目”字形两种，高压配电装置、变压器和低压配电装置等部分分别安装于相互独立的空间当中。箱变外壳一般采用电镀铝（钢）板材料，框架采用集装箱结构材料，外壳夹层采用防火保温材料，箱体内通常还安装有温度调节装置和除湿装置。图1 品字形箱变 图2 目字形箱变来源:箱变10kV进线侧通常不使用断路器，普遍采用负荷开关加熔断器加环网供电装置形势，10kV电源一般是从邻近架空线路“T”接到变压器高压端，根据使用环境和不同的用途，进线方式可采用电缆线或架空绝缘线。箱变的低压出线一般情况下视变压器的容量而定，变压器容量在400kVA及以下时为4回，最多不超过6回；变压器容量在400kVA以上至1250kVA时，设置610回低压出线比较合适，以后变压器容量每提高1档，则低压出线数量增加1回。2.2 箱变具有以下几方面的优势（1）整体尺寸较小，占用土地面积较少。以400kVA变压器规模的变电站为例，建设一座房屋式变电所，大约需占地45平方米左右，而箱变占地面积最小可降至12平方米，可减少2/3的土地占用。（2）可以工厂化生产，缩短了施工周期。由于箱变所有设备可以在工厂里一次安装、调试合格，现场安装仅需进行箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验等简单工作，大大缩短了施工周期。（3）由于普遍采用了全密封型设备和新型高压环网柜等新设备，延长了维护周期，有的甚至达到了免维护水平，节省了运行维护成本。2.3 箱变存在的不足（1）一次性投资较大。箱变因采用了大量的有色金属材料和新型设备，生产成本较高。目前，购置1座容量为400kVA的箱变，一般需要投资1520万元，而普通的房屋变仅需1012万元。（2）空间狭窄，设备更换困难。首先，由于箱变是按照给定的设计方案图进行建造的，预留的空间非常有限，投入使用后，不能随着负荷增加而对变压器等大型设备进行增容改造；另外，生产厂家出于压缩成本的考虑，设备在生产时仅以满足电气安全距离为基础，往往牺牲了检修、维护的容间，给投运后设备的维护造成了一定的不便。（3）寿命短。虽然箱变在设计和建造过程中采用了很多新材料和新技术，但是与普通房屋变相比，在耐用性方面仍显不足。箱变外壳等金属部件易受环境的污染，尤其是钢铁部件长期暴露在雨、雾、霜、露的环境中，锈蚀现象较为严重，缩短了箱变的整体使用寿命。（4）抵御外界影响的能力较低。箱变大多数都被安装在地理环境比较狭窄和偏僻的地区，经常临近道路、河流、住宅楼等。这些因素加大了箱变受遭受外界影响的可能性。例如，道路附近就容易受到车辆的碰撞，河流附近容易受到洪水的冲刷和浸泡，住宅楼附近易受人为损害等。3 房屋变的特点3.1 房屋变的结构和型式 房屋变一般有以下几种结构方式：（1）独立式变电站。设备设置在单独的建筑物内，设置有隔离开的高压间和低压间。（2）附设式变电站。变电站设在用电建筑的旁侧或毗连，变电站的一面墙或两面墙与用电建筑的墙共用。（3）建筑内变电站。这种变电站全部设备设置于用电建筑的内部。 图3 独立式变电站 图4 附设式变电站3.2 房屋变具有以下几方面的优势（1）节约投资，配套方便。土建房屋技术成熟，材料易购，价格低廉。电气方面可以采用普通的、方便观察和现场维护的设备。这些通用型电气设备不但价格不高，而且配套起来非常容易，有利于现场安装和维护。（2）操作安全，技改方便。由于房屋变的操作空间和安全距离都比较宽敞，再加上采用了自然通风冷却方式，所以非常有利于作业人员设备检修和维护，同时也最大限度的保证了工作当中的人身和设备的安全，更为将来可能的设备技改预留了空间。（3）使用寿命长。房屋的使用寿命较长，普通砖混结构房屋的使用期限一般为50年，如果采用钢筋混凝土结构则使用期将更长。（4）抵御环境影响的能力比较强。由于房屋建筑本身特点，决定了它抵御外界干扰和影响的能力比较强，在耐寒、耐曝晒、抗震、抗风雨雪、抗暴、防火和隔离噪声等方面均优于箱变。3.3 房屋变存在的不足（1）占用土地面积较大，对场地的要求较高，土地征用和规划审批手续较为复杂。（2）施工周期较长。土木建筑施工的周期一般较长，施工中还要考虑现场天气的影响，再加上电气设备的安装、调试，总体施工时间需30天左右，是箱变的710倍。（3）电气设备较为笨重，安装技术要求较高。由于大量采用了普通型式的设备，这些设备大多外型尺寸和自重都较大，逼近需耗费大量的人力；在设备安装过程中，对施工人员的整体技术素质要求也较高。（4）房屋产权的归属不易界定。电气设备一般由铁路供电段负责检修和维护，但其不具备房屋的维修能力，须将房屋部分转交给房产建筑管理部门或用电单位维护，使用、维护脱节。（5）不易与周围环境相协调。由于建设年代、投资金额和施工单位等不同原因，变电站一般很难与周围的生产环境设施和房屋建筑协调一致，影响用电单位的整个环境美化。4 应用分析4.1 箱变适用范围综合上述分析，箱变适用如下情况：（1）对工期要求比较紧张的场所。（2）临时用电场所。在铁路建设施工当中，都需使用临时施工用电，使用期限一般在1个月2年不等，施工完毕后这些电力设备也就失去存在的必要了，如果按常规建设正式的变电站，不经济。（3）地质、气候或生产环境条件不适合进行土建施工的场所。（4）日常电力设备维护工作有困难的场所。一些铁路单位的生产或办公场所由于不能长时间停电等各种原因，开展对电力设备的周期性维护有困难，可采用具有有免维护功能的箱变。（5）与周围环境或建筑物协调性比较高的场所。铁路机关单位、运输窗口单位、家属住宅小区、景观道路等对环境协调性要求较高的场所可采用箱变。4.2 房屋变的适用范围（1）永久或长期的生产和办公场所。如果用电场所属于永久性或长期使用的，如运输调度中心、机车及车辆检修库、大型车站的站舍和候车室、编组场信号楼、驼峰自动化系统等，均宜采用房屋变。（2）土地面积较大，施工时间比较充裕的场所。（3）电力配套投资比较有限的场所。（4）环境对电力设备影响较大的场所。如海拔较高的地区，由于空气击穿电压的降低，需要更大的绝缘空间和气体放电间隙，宜采用房屋变。（5）能与用电单位的建筑很好结合的场所。如果能在用电单位的建筑设计当中充分考虑供电设施的布置，则宜采用房屋变。5. 结论综上所述，无论采用哪一种变电站形式，首先都要与现场用电实际紧密结合，既要满足用电的需要，又要考虑到供电设施的运行安全，尤其是与铁路行车密切相关的重点场所，应当把供电稳定性和可靠性做为首要目标；其次，要认真对用电场所进行实地勘察，认真听取用户意见，在满足用电需要的基础上，充分利用现场条件，合理投资，尽量减轻劳动强度，提高劳动生产率，为铁路运输事业的全面发展提供强有力的电能支持。3