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箱式变压器适用于住宅小区、城市公用变、繁华闹市、施工电源等,用户可根据不同的使用条件、负荷等级选择箱式变。箱式变电站自问世以来,发展极为迅速,在欧洲发达国家已占配电变压器的70%,美国已占90%。中国城市现代化建设的飞速发展,城市配电网的不断更新改造,必将得到广泛的应用。
对于箱式变电站,中国自20世纪70年代后期,从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站,从结构上采用高、低压开关柜,变压器组成方式,这种箱变称为欧式箱变,形象比喻为给高、低压开关柜、变压器盖了房子。从20世纪90年代起,中国引进美国箱式变电站,在结构上将负荷开关,环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕,油箱及散热器暴露在空气中,这种箱变称为美式箱变,形象比喻为变压器旁边挂个箱子。
箱式变电站外壳采用钢板或者合金板,配有双层顶盖,隔热性好。外壳及骨架全部经过防腐处理,具有长期户外使用的条件。外形及色彩可与环境相互协调一致。安装方便,在箱式变电站的基础下面设有电缆室,而在低压室内设有人孔可进入电缆室进行工作。从体积上看,欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器,产品体积较大。美式箱变由于采用一体化安装体积较小。
欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断器熔断时,用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸,避免缺相运行,要求负荷开关具有切断转移电流能力,低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。美式箱变高压侧采用熔断器保护,而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能,容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断,低压侧的电压就降低,塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作,低压运行不会发生。从产品成本看,欧式箱变成本高。从产品降价空间看,美式箱变还存在较大降价空间,一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心,另一方面,美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外,占用高压室空间。
“美式箱变”的问题
由于美国单位用电量较大,且不采用高压计量方式,故进口产品一般不具高压计量,低压间隔内也不设各种仪表和配电断路器;进口产品往往由代理商来经营运作,而代理商一般不具备生产、改装能力。为了满足用户极简单的用量要求。不得不到开关厂外协生产低压配电装置。由于可利用空间小,仅能配出4个回路的低压计量。不能在产品本体实现高压计量、低压补偿以及多回路配出。
美国变压器容量等级与中国不同,中国从250~800kVA有6个容量等级可选(250,315,400,500,630,800)。而美国产品从250~800kVA仅有3个容量等级(300,500,750)。这为设计选择容量带来困难。例如630kVA容量可满足情况下,就得设计750kVA容量,不仅增加了设备投资还使用户增容费增加了20%;美国箱变厂家均未在国内设立维修中心,一旦设备出现事故,很难在短时间内处理解决。
美国箱式变电站箱体分为带操作走廊(工作人员在箱内操作)和不带操作走廊(工作人员在箱外操作)两种。箱式变电站可以是一个整体型箱壳,也可以是两个、三个或多个箱体组成的分体型箱壳。箱体应有足够的机械强度,在运输、安装中不应发生变形。应力求外型美观、色彩与环境协调。箱壳高、低压室应设有照明灯,应有防尘、防凝露措施,高低压室湿度不应超过90%(25℃),变压器室应通风良好。箱壳应有防晒、防雨、防锈、防小动物进入等措施或装置。