浅析箱式变压器的质量控制及经济效益

于红涛

摘 要：本文主要对箱式变压器的发展、分类以及优缺点进行了介绍，并对箱式变压器的常见问题进行了讨论分析，提出相关的解决方案，以利于箱式变压器的发展和推广应用，同时提高箱式变压器的经济效益。

关键词：箱式变压器；发展；优缺点；常见问题

中图分类号：F407 文献标识码：A

箱式变压器是城市配电网以及负荷密集场的主要变压器，在现代生活中广泛应用于住宅小区、商业中心、机场、企业、厂矿以及医院和学校等。逐步替代了蛛网式架空电网箱变压器以及传统的集中降压、长距离配电。环保安全性更高，并且更加美观、小巧智能化。

一、箱式变压器的发展

箱式变压器，即组合式变压器，于20世纪90年代初从美国引入我国，由于其结构紧凑、运行灵活、安全可靠、安装快捷、维护简单、环保绿色，并且箱体本身具有较好的防腐蚀性能，运行不受外界环境的影响，整个箱体无裸露带电部分，因此迅速为广大供电部门和用户所接受。如今，我国城市电网中大约有2000多台箱式变压器在运行，并且运行状况良好。但是，我国国情与变压器的标准与美国的供电体制及变压器技术标准存在较大的差异，再加上箱式变压器的价格问题，使得箱式变压器在刚引入我国一段时间里中，进展比较缓慢。而到目前，我国箱式变压器研制与应用局面有了突飞猛进的发展，我国能够批量生产箱式变压器的厂家也上升到近百家，同时零部件配套的企业也有数十家。

二、箱式变压器的分类及优缺点

箱式变压器分为美式和欧式两种类型。我国通常使用的是欧式箱式变压器。

（一）美式箱式变压器及其优缺点

美式箱式变压器主要由变压器、低压桩头箱体、10kV的环网开关和10kV电缆插头等部件组成。接线形式为一路或两路10kV的进线，选用容量为500kVA-800kVA的单台变压器，低压出线电缆为4-6路。美式箱变具有体积小、便于安装、便于伪装；容易与住宅环境相协调；低压电缆长度可以缩短，能够降低线路的损耗以及供电配套造价相对较低的优点。

（二）欧式箱式变压器及其优缺点

欧式箱式变压器主要部件包括变压器、低压电容器、10kV环网开关柜、低压开关等，相当于将Ⅲ型站的设备紧凑的安装在金属箱体内。接线形式有两种，一是单台配变形式一两路10kV进线，单台变压器的容量为500kVA-800kVA，低压出线电缆为4-6路；二是两台配变形式一两路10kV进线，每台变压器容量均为500kVA-800kVA，低压出线电缆为8-12路。欧式箱变负荷能力，供电可靠性较强；噪音较低；辐射较美式箱变低，具有一定的屏蔽作用；能够设置配电自动化装置。但是欧式箱变的体积较大，是美式箱变的3倍，对安装有一定影响。

三、箱式变压器的结构特点及优缺点

箱式变压器的结构包括了高压开关系统、变电站综合自动化系统、铠装母线、直流电源和一次设备等，并将其合理布置在封闭、能够移动的钢结构箱体内，实现了机电一体化的全封闭运行。箱式变压器的结构特点及优点在于：

第一，结构紧凑，占地面积少。箱式变压器的大部分高压配置设备都被合理的设置在了封闭的箱体内，由于对各个设备之间的布局进行了合理的设计与优化，从而缩小了设备之间的绝缘距离，使变压器机构变得紧凑，也就缩小了变压器的占地面积。

第二，安装方便，容易建成。设计人员需要根据变电站的实际要求对箱式变压器进行设计和安装，设计出箱外设备的布置以及一次主接线图，通过设计选择合适的变压器型号与规格，制造厂家根据要求对箱式变压器进行组装。

第三，降低了成本。箱式变压器经济适用性高，主要体现在成本较低；属于前期投资，实现提前收益；同时箱式变压器处于封闭的箱体内，运行与维护的费用相对较低。

第四，箱式变压器的组合方式较灵活。由于箱式变压器的结构十分紧凑，并且没一个箱体相对独立，能够进行多种形式的组装，灵活性较强。同时电气设备元件也具有独立性和通用性。

第五，具有较高的安全性与可靠性。箱式变压器的箱体材料和制作工艺先进，具有良好的防腐蚀能力，并且箱内装有空调以及出事设备，使得变压器的运行不会受到外界环境条件的影响，保证了变压器运行的可靠性。同时，箱式变压器的金属导体、设备间的接触部分与绝缘部分都处于封闭的环境，这也保证了变压器的安全性。

第六，具有较高的自动化。箱式变压器的自动化程度较高，具有微机保护与综合系统，能够实现远距离的操控，如遥控、遥调、遥信以及遥测。并且通过每一个智能单元的独立运行，保证了继电保护装置、自动保护装置的安全与可靠，实现了运行参数的实施监测与控制，有利于危险警报与事故的处理。

第七，美观协调。箱式变压器的外观设计美观，体积不大，能够与环境和谐一致。

箱式变压器的缺点在于：第一，美式箱式变压器的负荷开关浸在油里，油一旦被电弧碳化和分解就会产生乙炔等有害气体，这就导致变压器的性能下降，增加事故的发生；同时美式箱变的检修不方便，断开点观察较难。第二，由于美式箱变本身不带低压保护和计量，因此我国在箱式变压器生产时，为满足实际需要加装了低压配电柜。第三，箱式变压器由于长时间在太阳下暴晒，对塑壳断路器的散热造成了严重的影响，导致断路器不能进行正常的开断负载、短路电流、并容易造成高压侧故障。

四、箱式變压器常见问题及解决方案

（一）外观设计不合理，与环境不相协调

箱式变压器外观设计的合理性十分重要，如果只片面考虑制作成本，选择质量不合格的制作材料，不考虑与环境的协调关系，将会对变压器的安全运行以及整个环境的协调造成影响。因此，应选择合适的厢式变压器外壳材料，根据环境和使用要求进行箱式变压器的外观设计。

（二）整体布局缺乏科学性

不科学合理的整体布局，将导致空间的浪费，增加了制造的难度。因此，箱式变压器的变压器室、高压室以及低压室要按照一定的形状进行布局。如品字形或者目字形等，品字形在台数较多时，能够增加布置的紧凑性；而目字形接线比较方便，隔室也较少。

（三）高压柜防护措施不到位

由于接线方式与保护装置的不到位，常常引发高压柜出现故障或者事故现象。为了实现大范围的保护，便于频繁的操作，因此必须对高压柜进行严格的防护措施。高压柜通常必须具有严格的防护措施与较高的防护等级，可带接地开关与高压显示装置。其中断路器通常为真空断路器，并且具有保护装置；同时还应选择结构简单、操作方便的负荷开关。

（四）变压器室通风散热措施不够

变压器的通风散热十分重要，是维持供电安全稳定运行的关键，变压器散热不良，散热措施不到位，就将引起故障的发生、发生断电停电现象，甚至引发安全事故。因此，需要加强变压器室的通风散热措施。如在变压器室增设空调，或者在顶盖下设置风扇抽风，或者将风扇设置在基础通风口，以便将冷空气从坑道内送入变压器室。

（五）太阳暴晒引起箱体温度过高

箱式变压器送至现场后，由于环境因素以及缺少防晒隔热措施，会造成箱体的温度过高，同时也造成箱体内部散热不良，增加设备的负荷，这都将影响变压器运行的稳定性与安全性。因此，在变压器送达现场后还应对变压器增加隔热措施。如在变压器的四周增加隔热材料，或者采用双层夹板结构，或者在顶盖上采用带有空气垫法气楼结构与隔热的气楼结构。

（六）低压配电接线不紧凑

低压配电室由进线柜、回路馈电柜、电容器柜和计量柜等组成，通常有4-8台，由于设备与线路较多，时常发生线路冗长不紧凑，占用大量空间以及线路损耗的问题。因此，为了对空间进行充分利用，低压柜的设计与接线方式应该尽可能紧凑。

（七）缺少防雨、防潮的措施

雷雨季节，由于厢式的运行环境变差，箱门或者低压电缆孔洞封堵不严，就容易造成箱变低压部分绝缘距离的降低，造成短路或者接地故障。因此，需要在雷雨季节加强箱式变压器的湿度检查，湿度较高时必须停电进行处理，同时还要保证箱体内防潮加热装置的正常运行。

五、箱式变压器产生的经济效益

（一）投资及维护成本

相比传统的变压器，箱式变压器的优势明显，不仅占地面积较少，同时也避免了传统蛛网式架空电网箱式变压器以及传统的集中降压、长距离配电的较大资金投入。由于传统的变压器等电力配送设施往往暴露在外面，外界环境因素对其的影响较大，容易引发故障、造成事故或者造成一定的经济损失。箱式变压器的运用，由于设备封闭在箱体内部也就避免了环境条件对其内部的较大影响，从而也就降低了由于线路维护、维修等造成的资金投入。

（二）减少了不必要的电能损耗

箱式变压器的应用替代传统的配电方式，将复杂、老化的线路替换，不仅能够满足用户的用电需求，同时也减少了电能的不必要损耗。如某区由于原有线路老化、绝缘破损，造成了电量的严重丢失，回收率仅占40%左右。线路改造后，投入箱式變压器，此工程完成后，电量的回收率达到了65%。此外，箱式变压器的应用，还能够减少原有多台变压器造成的空载损耗以及负载损耗，减少不必要的电能消耗和经济损失。

结语

箱式变压器设计方案以及制造工艺需要根据现场的需要进行。目前我国的箱式变压器的制造，在吸收国外先进生产制造技术的基础上，结合我国的实际需要制造出了物美价廉的箱式变压器。不仅具有先进性，同时也符合环保节约的理念。箱式变压器具有较多的优点，并且运行具有较高的稳定性与安全性，同时投资少，维护费用相对较低，具有良好的经济效益。因此，箱式变压器具有可观的运用前景。

参考文献

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