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1、上世纪70年代,我国从法、德等欧洲国家引进6KV10KV的组合配电装置,这种把配电变电所的三大部件（高业开关设备和控制设备,降压变压器和低压配电设备）以目字型或品字型排列组合安装在一个箱壳里，称之为预装箱式变电站,因为这种技术源于欧洲，所以通称欧式箱变（欧变）。随着我国城乡电力负荷密度的快速增长和电力科技水平的提高,中高电压系统直接深入负荷中心,使得工作在户外的高低压配电设备越来越多,预装箱式变电站就是其中的一种。由于预装箱式变电站成套性强,结构紧凑,对环境适应性强,而且能满足环网结线、双电源结线和终端变电站的各项技术要求,适用于城乡公共配电,住宅小区和施工现场的供配电,是继土建变电站后出现的

2、一种占地少、投资省和见效快的新型配电变电站，因而在配电系统很快得到推广应用。在市场经济的作用下，国内一批研发,生产制造预装箱式变电站的企业应运而生,以国产品牌满足我国电力发展需求，为箱变制造技术做出重大贡献。但多年的运行实践也暴露出部分国产设备存在比较严重的质量问题,主要表现在:1 箱体机壳在使用材料和壳体结构上对阻隔日照热辐射、箱壳内的通风散热和箱体密封要求处理不当,致使箱壳内部空气温度高达60以上（夏秋季节）且设备外绝缘受砂、尘、潮湿的作用也严重超出户内型电气设备的正常使用条件,因此运行中曾多次发生热型保护误跳闸,无功补偿电容器损坏率高以及设备外绝缘表面因泄露、污秽引起闪络放电乃至相间短路

3、的事故。2 预装箱式变电站的外壳等级是箱变制造的关键技术水平体现,是箱变结构设计先进性的重要标志。许多制造厂家无提供型式试验的温升试验数据和标志,盲目以变压器铭牌容量作为箱变额定容量,致使变压器长期超负荷运行,不仅缩减变压器使用寿命,还使箱内温度升高加剧,影响高、低压元件的稳定工作.3 作为引导我国箱式变电站的设计和生产步入标准化、系列化和规范化的国标高压/低压预装箱式变电站GB/T 17467-1998和充分体现电力系统使用工况具体要求并与IEC1330-1995高压/低压预装箱式变电站技术标准相互衔接，以统一电力系统的订货技术条件和使用要求的我国电力行业标准高压/低压预装箱式变电站选用导则

4、DL/T537-2002，都对箱式变电站的使用条件、元件要求、设计和结构、型式试验和出厂试验作出了明确规定。如：关于密封和散热通风方面的相关规定有：3.1 箱式变电站的外壳应设计成能在GB11022高压开关设备和控制设备的共同技术要求规定的正常户外使用条件下使用，从而达到箱壳内的高、低压开关设备和控制设备、电能计量设备、无功补偿装置等能够在规定的正常户内使用条件下使用。3.2 箱式变电站的外壳防护等级应不低于GB4208外壳防护等级（IP代码）的IP23D规定。3.3 箱式变电站应设足够的自然通风口，并采取必须的隔热措施，以保证在正常环境温度下，所有电器元件的温升不超过允许温升，否则应采取强制

5、通风或按额定外壳级别相应降低使用容量。3.4 处于污秽空气中的装置，其污秽等级应符合高低压设备和变压器，电能计量设备以及无功补偿装置相应标准的规定。3.5 箱式变电站的开关设备和控制设备的隔室应装设适当的驱潮装置，以防因凝露而影响电器元件的绝缘性能和对金属材料的腐蚀。由此可知标准对箱壳材料，结构设计的要求是：3.1.1 机械强度高，有抗紫外线辐射、抗暴晒性能和抗环境腐蚀的能力，至少能有1520年的使用寿命。3.1.2 密封性能好，具防尘，防潮的能力。使箱壳内部具备适合户内电器设备的运行环境。3.1.3 有良好的通风散热和隔绝日光热辐射的能力，使箱壳内部电器设备运行不超温。处理好外壳密封，防尘，

6、防潮和通风散热与隔热的关系，正是箱式变电站外壳材料选用、结构设计的关键技术。经验得知：当气温在30-40、壳内相对湿度达70%以上时，只要气温下降5即有凝露发生。因此当外壳设计达不到标准要求，则必须通过采取强制通风，选用优质低耗元器件及加大外绝缘爬距等措施予以弥补，当箱壳内有污秽和凝露存在时绝缘件还必须按严酷环境条件下的凝露和污秽等级条件（应按户内交流高压开关柜和元部件凝露及污秽试验技术条件DL/T539-93）做出厂试验。4 关于箱式变电站外壳等级的相关规定有：箱式变电站将变压器、高低压电器设备等发热元件组装在箱壳内，恶化了散热条件，所以标准将外壳级别定义为“在规定的正常使用条件下，变压器在

7、外壳内的温升和同一台变压器在相同负载下在外壳外的温升之差”，DL/T 537规定有四个额定外壳级别：级别0、10、20、30分别对应于0K、10K、20K、30K的最大温升差值（国标仅10、20、30三个额定外壳级别）。标准还规定“壳内的变压器，在额定电流状态下工作时，其温升要比无外壳条件下运行时高，可能会超过电力变压器温升GB1094.2或干式电力变压器GB6450规定的温度极限，因此变压器的使用条件应安装地点外部的使用条件和外壳级别来确定，并应据此计算变压器的使用容量和确定箱式变电站的最大额定容量。外壳等级必须通过温升实验来确认，所以标准规定的型式试验中明确指出温升试验的目的是校验箱式变电

8、站外壳设计的正确性，即能正常运行且不缩短站内元件的预期使用寿命。实验应证明变压器在外壳内的温升与同一台变压器在外壳外部测得得温升差值不大于外壳级别规定的数值。事实上，已经投运的许多箱变无温升试验数据，无额定外壳级别，以致不顾设备使用条件变化的现实，盲目用变压器铭牌容量做为箱式变电站的额定容量。其实这个额定值既无科学依据也无意义而且是有害的。多年来国产预装箱式变电站在城乡配电网的推广运用也是对制造技术水平和产品质量最实在的检验，对运行暴露出来的质量问题与标准的相关条文比照可知，产生问题的最直接原因就是对标准规定的违背，相关有权单位在准产认证和设备选用上违背标准规定，一些技术设备力量差的制造商在短

9、期利益驱使下绕过对先进技术的消化与创新，刻意模仿进口设备的外形，满足于“形似”而把箱变简单化为高低压开关柜加变压器的集装箱，并以低价或其他不法手段挤占市场，客观上阻碍了我国箱变技术的发展。参考文献：高压/低压预装箱式变电站 GB/T 174671998 高压/低压预装箱式变电站选用导则 DL/T 5372002作者简介：陈泾汶（1938） 男 福建闽侯 高级工程师 曾担任厦门电厂厂长、厦门市同安电力公司高级顾问。在农电及城网改造、高压实验、继电保护和设备运行管理方面具有丰富的理论与实践经验。黄以华（1976） 男 福建永定 工程师 毕业于北京电力高等专科学校、福州大学电力系统及自动化专业，曾参

10、与同安农网改造、输配电工程施工管理、电缆施工管理、工程项目管理工作。电气时代节能创想2006首届全国电气节能论文集文/江苏中电电气集团 刘文武附录2：变压器的负载损耗与箱式变电站的箱壳级别造成变压器在高温环境中运行的20K级、30K级箱式变电站的大量挂网运行, 是我国输变电 能耗居高不下及变压器寿命大幅度下降的重要原因,应该引起足够重视,并尽快予以解决。变压器的负载损耗随其运行温度的升高而增加。在同一负载条件下，运行温度每升高10，负载损耗增加约3.93%（对于铜质绕组）或4.23%（对于铝质绕组）。这是因为负载损耗与绕组的电阻成正比，而绕组的电阻随着温度的升高而成正比地增加。例如：铜的电阻温

11、度系数为0.00393/，铝为0.00423/。（详细计算见国家标准GB1094.1-1996）箱式变电站（又称欧变）的箱壳分为10级、20级、30级，其定义为:“变压器在外壳内部的温升超过同一变压器在外壳外部测的温升的差值,不应大于外壳级别规定的数值,例如10K,20K,30K”（引自GB/T17467-1998高压/低压预装式变电站，电力部标准DL/T-527-2002 增加0级箱壳,已经注意到运行温度增加10K的危害）。其物理含义为:一台变压器在同一负载条件下,当其在欧变箱壳内运行时,运行温度将被人为地抬高10、20、或30。其负载损耗将分别增加约3.93%、7.86%或11.79%（对

12、于铜质绕组）。（对于铝质绕组,则分别为4.23、8.46及12.69）我们知道,电能在产出并被使用的过程中，即从发电厂到用电设备的输送过程中,每一度电能至少要二次流经变压器,有的要三次、四次甚至五次流经变压器;如果变压器被安装到一个散热级别为30K的箱体内,其有载损耗将增加11.79（对于铜质绕组）,电能三次流经变压器时,损耗将增加约35.37! （对于铜质绕组）这是一个多么惊人的、可怕的数字! 这将造成多么严重的电能浪费! 不仅如此,变压器运行温度的升高,还会极大地降低变压器的使用寿命。随着运行温度的升高,变压器的绝缘材料将迅速老化,变压器的使用寿命降低。特别是当温度超过所允许的额定热点温度

13、时,变压器寿命将以温度每上升6、变压器寿命降低一倍的速度而急剧下降!（变压器6度法则） （详见国家标准GB/T15164-1994这就是说,目前在欧式箱变壳体内运行的变压器,其寿命将远远低于其设计寿命,而且很难准确预测其使用寿命!值得注意的是,目前我国电网中正在挂网运行着几十万台10级、20级、30级箱壳的欧式箱变!我国输变电能耗居高不下, 欧式箱变中正在运行的变压器的高能耗是值得高度重视的根源之一! 那么,如何避免欧式箱变所带来的上述俩大弊病呢? 对于干式变压器,应该配置散热功能较高的箱体,必要时在箱体上配置散热风机,以便尽量降低箱体内部运行温度。 对于油浸式变压器,最佳方案是选用零K级箱壳

14、的变电站。将变压器的散热片直接暴露在大气中,如同柱上变压器和美变一样,变压器在最佳的散热条件下运行,恢复了最初设计的负荷系数、负载损耗和使用寿命,是变压器经济运行的必要条件。“零K级箱壳”变电站不仅大大优于目前运行的欧式箱变,也优于传统的土建变电站。因为土建变电站室内温度恒高于室外至少8C。 箱式变电站是上世纪八十年代我国从欧盟国家引进的,故又名“欧式箱变”,简称“欧变”。那么,欧盟国家的输变电 能耗为何并未因此而升高?他们是如何解决以上问题的呢?欧盟国家与我国的国情存在着差异。任何引进的东西都有一个根据国情消耗吸收的过程,欧变引入我国后,有几个问题我们没有解决好:其一:欧盟国家大力推广“无油

15、化”,鼓励尽可能选用干式变压器, 不选或少选用油浸式变压器。而干式变压器必须在壳体内运行，只是要求壳体的散热级别要足够高。这就是箱式变电站在欧盟国家被大量选用的客观原因。对于少数配置油变的箱变，则用提高箱体散热级别和变压器“降荷运行”的措施来修正和控制变压器的运行温度。而我国的国情是:目前仍然大量选用油浸式变压器，而且箱体的散热性能又极差,“降荷运行”也没有真正落实! 其二:箱壳散热级别问题生产欧变的国外大公司（例如ABB,施耐德,西门子等）,他们的欧变箱壳散热性能较好,可达到10级。他们根据传导,辐射和对流的热力学原理,对箱壳的材料和结构做科学设计,以达到最佳的散热效果。欧变引入我国后,一些生产厂家以为箱壳“简单”，以为箱壳就是给变压器做一个“房子”，而且这个“房子”还需要“隔热保温”！片面地追求“外表美观”、“园林化”，错误地选用夹层彩钢板、石棉夹层钢（铝板及所谓“非