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箱式變電站建設運行中應注意的幾個問題
浏覽:     發布日期:2017-09-20

  摘要:文章從六個方面就箱式變電站設計、安裝施工、運行中存在的不足和安全隐患進行了分析,提出了一些解決方法、看法和建議,對箱變安全、可靠經濟運行有一定的積極作用。 
  
    關鍵詞 箱變 建設 運行 注意 問題 
   
  0 引言 
   
  箱式變電站是一種把高、低壓配電裝置和配電變壓器按一定的接線方式組裝成一體的預裝式變電站。具有環境适應性強、體積小、結構緊湊、建設驗收送電周期短、運行安全可靠、維護方便、占地面積小、投資少、見效快等特點。因此在城鄉電網中得到了廣泛的應用。特别是由于城市進程的加快、土地升值過快,城市規劃美化、安全要求高等多方因素,使得安裝方便、占地面積小的小容量箱式變電站(1000kVA以下)已成為用戶的首選。這就使市場需求逐年擴大,因此衆多廠家紛紛生産箱式變電站,各種各樣的箱式變電站在市場應運而生。 
  這樣在實際的工程設計設備選型、施工建設中的一些要求和驗收接電投運中,不免會出現一些問題和不足,從而使工程建設達不到預期效果,甚至存在一些安全隐患造成損失。 
   
  1 箱式變電站箱體存在的一些問題  
   
  1.1 箱體材料選用存在的防腐問題 
  (1)箱式變電站箱體現在選用金屬材料的較多。金屬箱體也有選用鋁材的,絕大多數首選的是鐵闆加填充物。鐵闆材一般選用的是鍍鋅鐵闆,由于箱變安裝地點往往條件較差,一般運行2-5年後箱體底部容易出現鏽蝕,有的還相當嚴重。這樣隻有修補和作防腐處理,但是越修補越容易出問題,損毀更快。 
  (2)為了防止鏽蝕,箱式變電站箱體也有選用水泥的,但重量較大,不易于運輸和安裝。所以較傾向于玻璃鋼等合成材料的箱體。玻璃鋼等合成材料的箱變箱體使用運行效果較好些。但價格較貴,費用較高。同時材質不容易鑒别,有些材質較差一些的也被箱變選用,運行效果就大打折扣了。


   
  1.2 箱體存在防火的問題 
  作為防火一是箱體材料的耐火阻燃能力,再是箱體對燃燒的隔阻能力。一些變電站的箱體選用鋼闆、鋁合金闆是防火的,但其鋼闆、鋁合金闆中間的填充物往往使用的是一些阻燃效果不好,或根本不阻燃的保溫材料,這樣就達不到阻燃的效果。按規程規定:箱式變電站的箱體填充物應使用玻璃纖維、石棉或合成材料,但合成材料應按IS01210:1990方法A進行阻燃試驗,符合要求方可。否則是不可以的。 
  變電站的箱體必須要内外封閉嚴密。特别是油浸變壓器隔間,按規程規定為一類防火隔間,既要耐火又要嚴格封閉隔離。一些變電站的箱體中的變壓器隔間在防火方面就有三個薄弱方面:一是選用小于2ram厚的鋼闆作隔闆,焊接縫隙不嚴,不符合防火的要求;二是沿箱體下底部或上部連接部分封閉不嚴,一旦着火順着連接縫隙和孔洞危及其它設備安全,三是變電站的箱體為了防水和好看頂部往往做成三角脊頂,一些箱體的隔闆和頂闆之間縫隙較大,甚至有的三角脊頂部根本沒有封堵,起不到防火作用。 
   
  1.3 存在着油浸變壓器箱體隔間防火導油設計薄弱環節 
  對于油浸變壓器,容量100kVA以上時儲油量應在100kg以上,容量1000kVA時儲油量應近1000kg,規程規定就有一個防火的問題。按規程DL/T537~2002規定“應采取措施防止油從箱式變電站内漏出,應将發生火災的可能性降至最小”。如果按此規定,發生着火時如果做到防止近1000kg的變壓器油從箱體内流出是比較困難的,因為變壓器間隔内本身就有一個與外界較大的散熱空氣流孔洞。如果發生火災時把油導出至地下安全儲油設備内應該是比較可行的。GB50229~1996的5.6.7條規定:屋内單台設備總油量為100kg以上的電氣設備,應設置貯油或擋油設施。按此規定箱式變電站油浸變壓器隔間應設置擋油或導油裝置。 
  裝設箱式變電站的場所一般都是地處繁華街道或特殊場所,為防止電氣設備事故殃及周邊,造成更大的事故發生,及時把變壓器油導出至安全地方應該是一個比較妥善的方法。 
   
  1.4 箱體存在防潮的問題 
  變電站箱體按規程規定:應防止水分的浸入。一些變電站的箱體底部封閉不夠嚴密,箱體下部基礎中間一般有600mm左右深的空間,相對比較潮濕,往往造成箱體内的潮濕度較高,特别是高、低壓開關隔間内凝露較多,有些箱變内部絕緣件出現閃絡故障,同時刀閘刀口出現氧化鏽蝕現象。有的變壓器隔間内為了自然通風散熱,底部留有較大的網孔狀通風面,加之變壓器隔間的上部封閉不嚴,潮濕侵入高、低壓開關室,也是造成高、低壓開關室潮濕的一個原因。 
   
  2 箱式變電站内部安全防護的問題 
   
  2.1 箱式變電站母線應用絕緣材料封閉,母線最好是采用封閉式母線 
  按規程規定:無絕緣裸導體距地面高度大于2.3m時應加裝不低于IP2X等級的防護裝置。箱式變電站高度一般不超過2.5m,再加上箱式變電站内設備安裝緊湊、密集,留有的操作、維護通道距離較小,所以采用全封閉母線是很有必要的。 
   
  2.2 箱式變電站内高低壓配電設備中帶電裸露導體部分應采取防護措施 
  箱式變電站配電設備隔間内的盤櫃較多,這些盤櫃側面和後面有許多是開啟式的,當人們維護、操作時可能觸及時應加裝防護裝置,否則,由于箱體内空間較小,留有安全隐患容易發生安全事故。這些盤櫃之間的連接線路相對比較多,線路布置走向應加裝相應的防護,以防出現損傷造成安全事故。特别是一些運行年限相對長一些的箱變,運行檢修中,容易造成人員觸電燒傷和設備事故。 
   
  2.3 箱式變電站高壓部分宜為全封閉絕緣組合電器。 
  我們現在應用的箱式變電站大多為35kV、10kV兩個電壓等級。由于這兩個電壓等級的設備相間距離相對較小,出現單相接地故障的次數占其故障總數的60%以上。為了減少故障時設備停電次數和停電時間,且其設備絕緣制造也較便宜,所以現行的運行系統基本上是小接地運行系統。規程規定該系統一般不加裝單相接地故障切除的繼電保護裝置,而是采用拉路查找方式,并且允許單相接地運行最長時間2h。這樣就大大地提高了該系統的供電可靠性。 
  然而這種小接地運行系統出現單相接地故障時有其三個固有的缺陷:一是當小接地運行系統出現單相接地故障時,其它兩非故障相對地電壓會升高,其最高會升高到線電壓,危及設備安全運行;二是單相接地故障大多數情況下都是斷續接地現象,這相就會很容易引起系統諧振發生,造成系統諧振過電壓,損壞系統設備;三是當出現接地故障時一般不采用裝設繼電保護裝置動作斷開線路,切除故障設備。這樣使單相接地故障在較長的時間内一直危害線路設備。

      由以上小接地系統固有缺陷我們知道,高壓配電設備是不具備采用I類設備的觸電防護條件,因為它沒有配置接地故障時快速切斷線路設備的繼電保護裝置。當采用高壓配電櫃時即為0類設備無防護運行,這樣出現接地故障時将會嚴重危害人身和設備安全。由于箱式變電站大多在人員稠密的公共場所,所以一旦造成損害,後果會很嚴重。因此采用Ⅱ類防護電氣設備十分必要。所以箱式變電站的高壓配電裝置選用六氟化硫等全絕緣組合電器将會有效防止高壓配電系統接地故障的危害。 
   
  3 箱式變電站接地問題 
   
  (1)要正确地選用低壓公共接地母線。《高壓/低壓預裝箱式變電站選用導則》DL/T537 2002第5.1條規定:接地導體應使用銅導體,其最小截面積不應小于30mm2。有些箱變為了節省成本選用鋁材質是不符合規程要求的。有些人認為這條線不通過工作電流,無足輕重,這是錯誤的。同時這條線有着有效降低故障接觸電壓,防止觸電傷害的重要作用。加大了這條線的截面積後,經過核算就可大大降低箱變内導電線路的選擇面積,因而降低總體造價,應該是比較合算的。 
  (2)箱式變電站的接地網應深埋在1m以下 
  箱式變電站基礎一般在10m2以下,尺寸相對較小,而其接地網則相對較大,要擴展到周邊較遠一些的地方,為了降低接地電阻還要加打一些垂直接地極。為了減小接地電壓分布不應向周邊造成其它損害,接地網應盡量埋深一些。 
  同時接地網與箱變的連接點,按照反措要求至少應在兩處以上牢固連接,且連接面積要符合要求。箱式變電站箱體内部按要求做好地電位連接,創造一個等電位環境,保護箱變運行和檢修安全。 
   
  4 箱式變電站應加裝安全防護遮欄 
   
  對于箱式變電站,低壓部分采取接地防護,出現接地故障時應在規定時間内自動切除故障,這部分應該是I類防護電氣設備。對于高壓設備如采用封閉絕緣組合電器應該是Ⅱ類防護電氣設備。配電變壓器裝設在封閉間隔單元内,這樣整個箱式變電站的觸電防護應該說是形成了一個完整的防護體系。但是對于處于人員密集的公共地帶的箱式變電站,還應該在其周圍加裝防護遮欄,一是防止出現電氣故障時造成對周圍的傷害,二是防止來自外界對箱變造成的機械傷害。因此裝設的這個防護遮欄應有三個要點:一是要有一定的機械強度;二是導電體遮欄應單獨加裝接地線與接地體相連,而不應和箱變共用一條接地引下線,且最好與其接地網的連接點有一定的距離;三是要與周圍的環境相協調,美觀好看。 
  對于箱式變電站的高壓配電設備如果采用是的開關櫃,沒有配接地故障時自動切除的繼電保護裝置,就要屬于0類防護設備。那麼加裝防護遮欄就尤顯重要了。這種情況還應注意以下幾個要點:一是遮欄應為絕緣體的較好;二是遮欄的防護等級應在IP2X以上;三是遮欄距離箱變箱體的距離相對較大一些,遮欄的高度相應高一些,在1.7m以上為好。以有效防止人們接觸到箱變。 
  一些在公共區域或街道上的箱式變電站沒有加裝防護遮欄,這是不正确的,還有的雖加裝了遮欄但不夠規範,不能起到相應的防護作用。 
   
  5 箱式變電站安裝存在的問題 
   
  (1)裝有油浸變壓器的箱式變電站的基礎下的空間部分沒能分隔,出現變壓器火災事故時變壓器油漏進該空間引起箱變各部分着火,造成較大的損失。變壓器安裝間隔下空間應單獨隔離起來,做成貯油池,一旦出現洩油故障由導油管導入其間,以防事故擴大。同時嚴禁高、低壓電纜從其間通過。這樣可有效防止火災危害其它設備。 
  (2)進出箱變的電纜孔洞較大,不能有效防止潮濕和異物進入。按規定要求進出箱變箱體的電纜應穿管,電纜管應進行封堵。同時對多餘電纜應按要求盤好放在下部空間内。進入箱變基礎的電纜入口也要做好封堵,特别是電纜溝縛設的電纜。電纜進入箱變基礎的入口還應注意防水,應在電纜溝上沿引入箱變基礎。 
  (3)一些箱變的基礎留有施工工藝孔,施工完成後沒能封堵,或封堵不嚴,或封堵設施損壞後給異物進入留有通道,對箱變造成危害。有些箱變開關間隔内的操作、維護站闆下留有進入基礎下部空間的活動開門,可以通過此處進行施工。這樣箱變基礎上就不用預留施工孔洞,從而減少了不必要的隐患。 
  (4)一些箱式變電站的基礎過高,進行相應的操作時很不方便,同時也不安全。一些箱變的箱門對着道路開門,人員進出時不安全。所以箱變門不宜向道路開門。基礎較高的箱變應加裝相應的活動站台的懸挂環,并加裝打設安全帶的挂環,并配置活動站台,以利進出箱變維護和操作。 
   
  6 箱式變電站運行存在的問題 
   
  (1)應防止箱變超負荷運行 
  箱變運行中最大的缺點就是散熱能力相對較差,超負荷運行會使箱變的熱量産生過多,熱量不能及時散出去将會嚴重影響箱變設備安全運行。所以應高頻度地監測箱變電流大小和三相負荷平衡情況,既不允許三相過負荷,也不允許單相過負荷運行。 
  箱變過負荷的理解絕不是僅僅以配變容量為界限,應根據環境溫度不同做好相應規定。環境溫度較高的夏天,配變的負荷一般不能超過80%,對于寒冷的冬天,配變最大負荷是可以按要求提高到額定容量運行。其實配變的負荷情況應以配變的溫度為最終判據,當配變溫度較高,散熱風扇開啟後配變溫度仍在高溫時,配變負荷就應該加以嚴格限制,降低負荷運行。 
  (2)箱式變電站運行靈活性較差也是其一個弱點,負荷較小時箱變運行經濟性較差。所以箱變在設計之初就應注意其安裝地點和高、低壓電源的聯絡。當負荷較小時,經核算确實使用聯絡電源較經濟時應及時報停,切換至聯絡電源供電。 
  也有在一台箱變中設置兩台配變的,分别裝在兩個隔間内。這樣箱變的運行方式就比較靈活了,負荷适應性也就較強了,同時也提高了供電可靠性。缺點是最初投資較高一些。 
  (3)箱式變電站一般都承諾免維修運行15年,但也應根據運行環境的情況進行相應的清掃。許多箱式變電站運行時間較長後積垢較多,因此造成絕緣子件閃絡故障較多;有些刀閘出現發熱故障較多。因而形成事故,造成較大損失。 
  (4)一些箱式變電站配置有較完整的信息采集、傳輸和在線測控功能,但是對于用戶的箱變并沒有得到相應的開發和應用,如果用戶箱變能和一些區域性的開閉所進行信息聯網,統一管理,這樣會使資源得到優化,取得較好的整體效益。

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