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技術(shù)文章

美式箱式的工作原理與它的主要特點(diǎn)是什么

閱讀：511發(fā)布時(shí)間：2016-4-20

美式箱變

中國的箱變zui初是從歐式箱變發(fā)展而來的，其體積往往比較龐大。隨著中國對(duì)外經(jīng)濟(jì)的開放，市場經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，大約在90 年代，美國COOPER公司在中國市場打入了美式箱變，并以其*的特點(diǎn)在中國市場獲得了迅速的發(fā)展。中國從南到北，從東到西，幾乎到處都可以看到這種美式箱變的身影，而且大都是國內(nèi)廠家仿造的產(chǎn)品，其質(zhì)量可以說參差不齊。通過這些年的應(yīng)用和實(shí)踐，有必要對(duì)美式箱變結(jié)合中國國情進(jìn)行認(rèn)真分析，給予正確定位，以此來推動(dòng)中國箱變的技術(shù)和市場發(fā)展。
美式箱變的主要特點(diǎn)：
過載能力強(qiáng)，允許過載2倍2個(gè)小時(shí)，過載1.6倍7個(gè)小時(shí)而不影響箱變壽命。
采用肘式插接頭，可以十分方便高壓進(jìn)線電纜的連接，并可在緊急情況下作為負(fù)荷開關(guān)使用，即可帶電拔插。
采用雙熔斷器保護(hù)，插入式熔斷器（BAY—o—net）為雙敏熔絲（溫度、電流）保護(hù)箱變二次側(cè)發(fā)生的短路故障。后備限流保護(hù)熔斷器（ELSP）保護(hù)箱變內(nèi)部發(fā)生的故障，用于保護(hù)高壓側(cè)。
變壓器一般采用高燃點(diǎn)油（FR3）。
高壓負(fù)荷開關(guān)保護(hù)用熔斷器等全部元件都與變壓器鐵芯、繞組放在同一油箱內(nèi)。
美式箱變外殼的防腐和防護(hù)：
據(jù)美國COOPER 公司的美式箱變資料介紹，其箱體采用防腐設(shè)計(jì)和特殊噴漆處理，可適用于各種惡劣環(huán)境，如多暴風(fēng)雨和高污染地區(qū)。其箱體在噴漆前經(jīng)過八道預(yù)處理工序，然后進(jìn)行七道噴漆和烘烤工序才算完成，可見其對(duì)防腐的慎重態(tài)度。而目前國內(nèi)生產(chǎn)的美式箱變殼體幾乎沒有進(jìn)行特殊處理，基本上是采用酸洗后，靜電噴涂處理，甚至有的企業(yè)連酸洗處理都不進(jìn)行，更有甚者，在外表面上只進(jìn)行噴漆處理，可想而知，其外殼的防腐能力如何。即便是靜電噴涂處理，由于底表面進(jìn)行處理時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一些死角，而靜電噴涂在這些沒有處理好的部位上很難噴涂上粉末，所以必然留下銹蝕的隱患。由于箱變要長年累月的在風(fēng)吹、雨淋、日曬的戶外環(huán)境中工作，如果表面處理不好，銹蝕將是十分嚴(yán)重的。這一問題是十分重要的，也是國內(nèi)幾十年來一直十分關(guān)注、重視、研究的課題，所以有許多廠家采用一些其它技術(shù)來解決這— 問題。關(guān)于防護(hù)問題，美式箱變的變壓器油箱和散熱片部分裸露在外邊，其目的就是為了改善散熱條件。但是，由于其直接暴露在陽光下，在陽光的熱輻射下，會(huì)不會(huì)影響溫升，還沒有詳細(xì)介紹。此外，裸露在外的部分很容易受到外力的碰撞、敲擊而遭到損壞。如果一旦損壞，變壓器油就會(huì)大量流失，后果不堪設(shè)想，所以一些國內(nèi)廠家在散熱片部位又包上一層鋼板，以求得增加防護(hù)能力。
美式箱變的高壓負(fù)荷開關(guān)：
美式箱變的負(fù)荷開關(guān)是放入到變壓器油箱內(nèi)。油浸式三相聯(lián)動(dòng)開關(guān)可分為二位置（終端式）、四位置（環(huán)網(wǎng)式）兩種，由于此負(fù)荷開關(guān)是放在變壓器油箱中，其關(guān)合位置只能根據(jù)外部操作面板的指示來判斷，而且其操作要通過的絕緣操作桿來進(jìn)行，所以其操作較比復(fù)雜。從這一點(diǎn)來看，其操作很不方便。此外，由于看不見負(fù)荷開關(guān)的開斷觸頭（即明顯斷開點(diǎn)），所以在開斷后，給人們一種不放心的感覺。此外，其負(fù)荷開關(guān)一旦發(fā)生故障，更換、維修都將是十分困難。負(fù)荷開關(guān)一般采用真空斷路器。
關(guān)于美式箱變的維護(hù)
美式箱變安裝使用后，基本上無須維護(hù)，但國內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品由于多種原因，箱變的維護(hù)工作卻是*的。
由于外殼的表面處理技術(shù)問題，應(yīng)加強(qiáng)檢查其銹蝕情況；
美式箱變在油箱中填充的油一般為FR3絕緣油，其燃點(diǎn)可達(dá)312℃，并且具有優(yōu)良的電熱特性、絕緣強(qiáng)度高、潤滑性好、熄弧能力強(qiáng)、無毒、可以進(jìn)行生物分解，因此zui大程度地減少了對(duì)環(huán)境和健康的危害。FR3絕緣油不象傳統(tǒng)礦物油那樣會(huì)形成沉淀物，而國內(nèi)生產(chǎn)的美式箱變絕大部分填充的都是25#普通礦物油。此外，一般情況下美式箱變的油箱上部都充有惰性氣體，以防止空氣中的水份交換到油中去。而國產(chǎn)的美式箱變可能還沒有企業(yè)進(jìn)行此項(xiàng)工作，時(shí)間一長，油的性能就要降低，加之其密封性能達(dá)不到7個(gè)Psig的要求，所以必須定期換油。
美式箱變無油溫保護(hù)，只有一個(gè)溫度計(jì)來顯示油溫，當(dāng)油溫太高時(shí)，依靠插入式熔斷器來進(jìn)行保護(hù)，還有一個(gè)壓力釋放閥，用來釋放油箱內(nèi)太大的壓力。因此，應(yīng)該經(jīng)常檢查在此兩種情況下熔斷器是否正常運(yùn)行，及外殼是否發(fā)生滲漏油現(xiàn)象。
由于美式箱變的油箱裸露在外部，因此應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行巡視，以防止在外力碰撞下受到損害而發(fā)生滲漏油。
國產(chǎn)箱變

國產(chǎn)箱變同美式箱變相比增加了接地開關(guān)、避雷器，接地開關(guān)與主開關(guān)之間有機(jī)械聯(lián)鎖，這樣可以保證在進(jìn)行箱變維護(hù)時(shí)人身的安全。國產(chǎn)箱變每相用一只熔斷器代替了美式箱變的兩支熔斷器做保護(hù)，其zui大特點(diǎn)是當(dāng)任一相熔斷器熔斷之后，都會(huì)保證負(fù)荷開關(guān)跳閘而切斷電源，而且只有更換熔斷器后，主開關(guān)才可合閘，這一點(diǎn)是美式箱變所不具備的。
國產(chǎn)箱變一般采用各單元相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，分別設(shè)有變壓器室、高壓開關(guān)室、低壓開關(guān)室，通過導(dǎo)線連成一個(gè)完整的供電系統(tǒng)。
變壓器室一般放在后部。為了方便用戶維修、更換和增容的需要，變壓器可以很容易的從箱體內(nèi)拉出來或從上部吊出來。由于變壓器放在外殼內(nèi)，其有利的因素是可以防止陽光直接照射變壓器而產(chǎn)生的溫升，同時(shí)也可以有效地防止外力碰撞、沖擊及發(fā)生觸摸感電事故；其不利因素是對(duì)變壓器的散熱提出了較高的要求。
箱式變電站
箱式變電站
高壓開關(guān)室內(nèi)安裝有獨(dú)立封閉的高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)一般安裝有產(chǎn)氣式、壓氣式或真空式負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器，其上安裝的高壓熔斷器可以保證任一相熔斷器熔斷都可以使其主開關(guān)分閘，以避免缺相運(yùn)行。此外還裝有接地開關(guān)，其與主開關(guān)相互連鎖，即只有分開主開關(guān)后，才可合上接地開關(guān)，而合上接地開關(guān)后，主開關(guān)不能關(guān)合，以此來保證維護(hù)時(shí)的安全。在柜內(nèi)還裝有高壓避雷器，整個(gè)開關(guān)的操作十分方便，只須使用配套手柄，就可實(shí)現(xiàn)全部開關(guān)的關(guān)合分?jǐn)?。同時(shí)還可以通過透明窗口觀察到主開關(guān)的分合狀態(tài)。
低壓開關(guān)柜：一般低壓開關(guān)柜內(nèi)都裝有總開關(guān)和各配電分支開關(guān)、低壓避霄器、電壓和總電流、分支電流的儀表顯示，同時(shí)，為了更好的保護(hù)變壓器運(yùn)行安全，往往采取對(duì)變壓器上層油溫進(jìn)行監(jiān)視的措施。當(dāng)油溫達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí)，其可以自動(dòng)停止低壓側(cè)工作（斷開低壓側(cè)負(fù)荷），當(dāng)然其動(dòng)作值可以根據(jù)要求自行設(shè)定。
外殼及防護(hù)：國產(chǎn)箱變的各開關(guān)柜分別制成獨(dú)立柜體，安裝到外殼內(nèi)，可以很方便的更換和維護(hù)，同時(shí)也提高了防護(hù)能力和安全性。其鋼板外殼均采用特殊工藝進(jìn)行防腐處理，使其防護(hù)能力可以達(dá)到20年以上。同時(shí)，上蓋采用了雙層結(jié)構(gòu)以減少陽光的熱輻射，其外觀可以按照用戶要求配上各種與使用環(huán)境相協(xié)調(diào)的顏色，以達(dá)到與自然環(huán)境相適應(yīng)相點(diǎn)綴的效果。
其它方面：美式箱變和國產(chǎn)箱變均可以增加計(jì)量補(bǔ)償?shù)确矫娴墓δ?，只不過是體積稍有增大而已。此外，國產(chǎn)箱變也可以采取肘式電纜頭進(jìn)行進(jìn)線電纜插接。順便指出，國產(chǎn)箱變的變壓器一般均采用S9全密封低損耗變壓器，而國外有的產(chǎn)品已經(jīng)采用非晶合金做變壓器鐵芯，以求得降低損耗。在國內(nèi)非晶合金變壓器已經(jīng)有小批量生產(chǎn)，換句話說，就是一次性投資較大，但其帶來的經(jīng)濟(jì)效益還是相當(dāng)可觀的。
國產(chǎn)臥式箱變更準(zhǔn)確的講，應(yīng)稱為歐美一體化箱變，更為貼切。臥式箱變的外觀形同歐式箱變，但體積卻大大小于歐式箱變，略大于美式箱變。這是因?yàn)榕P式箱變的變壓器、負(fù)荷開關(guān)及低壓出線方式基本與美式箱變相同、但它有獨(dú)立的變壓器室。由于高、低壓出線均在側(cè)壁，所以變壓器室不需考慮防護(hù)欄等設(shè)施。因臥式箱變體積小、緊湊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使一些設(shè)計(jì)者對(duì)其頂蓋設(shè)計(jì)也大大簡化（不加隔熱層等），僅保留了自然通風(fēng)散熱冷卻運(yùn)方式。使置于箱變體內(nèi)的變壓器的散熱水平大大降低。其散熱成為值得探討的問題。

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