摘要：伴随着国家电网朝向安全、优质、经济、绿色以及高效智能的方向发展，箱式变电站的运行安全备受关注。现阶段，箱式变电站已经广泛应用于城市供电、农村10kv-110kv中高压小型变（配）电所、工矿企业和流动作业变电所之中，切实提升了配电线路末端的供电质量，特别适用于城市建设、农村电网技术升级改造等工程领域中。文章主要就箱式变电站设计方案的优化与实现展开分析。
关键词：箱式变电站；设计方案；优化；实现
箱式变电站分为美式和欧式两种。在美式箱式变电站中，变压器与其他部件放置在变压器油箱内，变压器作为相之间的绝缘介质。部件的体积减小了。箱体装有压力释放阀等监测仪表。欧式箱式变电站是将高压开关柜和低压配电装置布置在不同的隔间中，通常箱式变电站高压侧的额定电压为3.6kV-40.5kV。随着智能电网建设的加快，传统的变压器和配电产品已不能满足电网建设的需要，智能变电站已成为市场的热门产品。
1 箱式变电站概述
箱式变电站因其组合灵活、迁移方便、施工周期短、占地面积小、免维护等优点而广受好评。广泛应用于10-110kV中小型变电站建设。由于易渗透到负荷中心，适合于农村电网改造。箱式变电站的主要形式有装配式、组合式和整体式。装配式是将高低压成套设备安装在金属箱内，配电设备之间有操作走廊。由于它的体积很大，现在很少使用。组合式高低压配电装置将高低压控制设备直接连接到箱内。整体设计基于免维护的考虑，可以减少箱式的体积。整体式是一种美式箱式变压器。在对高低压控制装置进行简化的基础上，将高低压配电装置和变压器安装在变压器油箱内。箱式可变容积小，仅为同容量欧式箱式可变容积的1/3。箱式变电站技术先进安全，自动化程度高，工厂预制，组合方式灵活。箱式变电站应用中，应部分采用国内先进技术，机架采用标准容器材料，具有良好的防腐性能。内封板采用铝合金扣板，设备运行不受外界污染。箱内一次设备采用国内先进的真空成套开关设备、干式变压器等工艺设备。产品完全绝缘，全站无油运行。全站智能化设计采用综合自动化装置。每个单元都有独立的操作功能，控制箱内的温度和湿度。箱式变电站的设计只需要根据变电站的实际要求进行主接线的设计。设备在工厂里安装一次。现场安装只需要盒定位、电缆连接、传输测试等工作。该变电站仅用了5天时间就安装并投入运行。时间。箱式变电站结构紧凑，可全部采用箱式，35kV设备安装在户外，10kV设备安装在箱内。适用于农村电网旧网改造。安装10kV开关箱可满足无人值守的要求。与相同规模的综合自建变电站相比，美式变电站的投资减少了45%。不建设房屋的箱式变电站的使用符合国家土地资源节约政策。
2智能箱式变电站设计
2.1箱式变电站结构设计
箱式变电站的结构分为产品型和网状布置。壳体材料分为金属材料和非金属材料。本设计采用GRC玻璃纤维增加工业非金属外壳。具有耐腐蚀性强，使用寿命长等优点。欧式箱式变电站的结构分为变压器室、高低压室，主要由底座、隔门等组成。底座和顶盖骨架采用槽钢焊接。金属外壳通常由普通钢板等制成。金属外壳为框架结构，外壳为GG双面钢板，钢板内填充保温材料，以减少太阳辐射对变电站温度的影响。许多高端别墅区域都在金属外壳的外面用木板装饰，使其与周围环境高度协调。顶盖通常设计成一个斜面，在顶盖底部周围设计百叶通气孔，实现散热。废旧金属外壳采用新型复合材料。GRC复合材料是20世纪70年代发明的一种材料。它使用玻璃纤维作为增强材料，并通过喷涂工艺制造。具有强度高、耐腐蚀等优点。采用新型复合材料制成的非金属壳体具有壳体、抗外露和保温性能好的优点。该材料使用寿命长，经济美观。在不同的环境下，陶瓷产品通过不同的形状可以得到不同的图案。
2.2箱式变电站智能终端设备设计
2010年，电网公司提出了一项建设智能电网的计划。总体发展目标是建设特高压电网主干网采购，打造国际领先的信息化、交互式智能电网。全面覆盖传统电力系统的所有领域。箱式变电站的智能化是今后的发展目标。箱式变电站实现了信息共享，设备信息可以联网。未来将大力发展清洁能源，变电站智能化将成为发展趋势。智能箱式变电站的整体功能主要由工艺设备和终端设备组成。监控模块如变压器将采集到的数据通过局域网传输到通信管理机。根据后台规则，将数据传输到管理站。管理站分析数据并做出响应判断。当变压器被非法打开时，可以通知管理者，管理者可以立即处理变压器故障。该设计提供了一个变压器恒温器与三个温度传感器。该温控器采用RS485通讯结构，实现对变压器状态的远程在线监测。通过短信报警功能，可以将变压器故障通知管理人员。变压器内部温控器利用变压器来监测变压器的室内温度。湿度高时，在变电站温度较高时启动风机散热，湿度高时启动除湿装置。箱式变电站产品安装在户外。高压工作功率通常由电压互感器提供。然而，由于其输出额定容量小，该设计使用安装在箱式变电站外壳顶部的太阳能电池板来发电。太阳能电源和PT电源自动切换为运行电源。其原理是逆变器将电池的直流电流转换为交流电源。当白天阳光强烈时，多余的能量会给电池充电。太阳能控制逆变器控制光伏电池将太阳能转换为计算机。电池通过逆变器将直流电源转换为交流电源。
2.3配电监控系统设计
智能箱式变电站内部设计，配有电气监控终端。终端设备通过网络收集数据并传送数据。管理站可以通过监控管理平台对箱式变电站的电流、变压器运行、变电站内的温湿度进行监控。当开关值发生变化时，可以通过手机短路平台通知管理员。配电监控系统可以帮助用户实时了解设备的运行状态，有助于提高电气设备异常后的响应速度，节约维护成本。系统由智能采集单元、交互机、远程服务器等组成。本系统客户端支持多个账号使用，用户可以使用手机短信切换手机数据采集器报警情况。配电监控系统的硬件由数据集中通信器和管理站计算机组成。数据采集器采用STM32系列CPU芯片作为中央处理器，ADM2483系列芯片作为收发器，与无线通信模块协同传输数据。配电监控系统由硬件数据采集平台和软件平台两部分组成。监控系统由收发器和软件管理平台组成。数据收发器主要是一个数据传输模块，由STM32系列CPU和LD03-10B05开关电源模块组成。外部AC220电源由LD03电源模块转换，外部输入RS-485信号通过无线通信模块，数据通过移动网络传输。
3箱式变电站设计中注意问题
箱式变电站在农村电网建设中得到广泛应用。例如，一个新的终端变电站使用三相双绕组调压变压器，35kV架空线路，并使用35kV真空负荷隔离器和快速熔断器以降低成本。无相运行时，实现联动开断，电缆出线6次，35kV母线采用单线部分分段接线形式，电压等级35±5%/0.4kV。改进后的箱式变电站结构简单，使用方便，设备成本低。加装电风扇，有利于散热，潮湿时可加热箱内空气。设备的工作状态由单片机自动控制，并根据温湿度传感器信息发出控制命令。增加了工作状态指示灯，使维护人员能够快速了解变电站电路的工作状态。
总之，箱式变电站是近年来农村电网建设的主要方向。其经济、实用的优点得到了广泛的推广和应用。目前在设计和施工中存在维护空间小等问题，存在不足，需要在今后的发展中加以改进。
参考文献
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