低压预装箱式变电站技术研究

引言：在低压预装箱式变电站中，主要是将高压开关设备、变压器、低压开关设备等集成在一个密封的箱体中，以此减少占地面积，提高设备的紧凑性和整体性。这种集成化设计将使变电站布局更加合理，减少现场安装的工作量。因此要对这种技术加以重视，并不断投入到实际应用中。

1. 低压预装箱式变电站的技术特点

这种变电站在实际应用中，主要有以下特点：（1）良好的防护性能。此变电站的箱体设计，通常采用特殊的材料与结构，具备良好的隔热性能，能够有效阻隔外界热量，维持箱内温度。同时隔音效果显著，可有效减少设备运行噪音对周边的影响。防尘方面，可防止灰尘侵入，防止对电气元件造成损害。另外，优越的防潮性能可确保在潮湿环境下设备不受影响，防腐蚀特性使其能长久使用。且箱体能够抵御外界的冲击振动，保证设备正常运行。（2）灵活的组合方式。依据不同需求进行多样化配置。如在满足不同容量供电需求时，可选择单台变压器运行，也可采用多台变压器并联方式。还能根据高低压两侧的接线方式，选择合适的开关设备和保护装置。这种灵活组合的特性，大大提高变电站的灵活适应性，使其能更好地应对各种复杂的供电场景。（3）智能化控制。此变电站配备先进的智能化控制系统，可实现远程监控，让工作人员在远端便能掌握变电站的运行状况；故障诊断功能可迅速精准地发现设备问题，为工作提供帮助；自动保护功能会在异常情况发生时，迅速采取措施，保障设备安全。（4）集成化设计。将高压开关设备、变压器、低压开关设备等集成在一个箱体中，大幅度减少占地面积，使变电站的空间布局更加紧凑。并且有效提高设备的整体性，让变电站的布局更加合理[1]。

2. 关键部件选型

在低压预装箱式变电站中，变压器作为核心部件，其选型应考虑额定容量、额定电压、阻抗电压、损耗参数等因素。高压开关设备选型要严格符合相关标准和规范。在常用的高压开关设备中，断路器具有更强的灭弧能力，能够在复杂的电力环境下迅速切断故障电流，但成本相对较高。负荷开关适用于切断和接通正常负荷电流，结构简单、成本低，在一些对灭弧能力要求不高的场合能够发挥重要作用。对于低压开关设备，熔断器额定电流应与被保护设备的额定电流精准匹配。接触器需要依据负载特性和控制要求确定。断路器则应具备足够的分断能力。而其他部件，电缆应具备良好的导电性能和绝缘性能。绝缘材料要具备良好的绝缘性能和耐热性能。冷却系统要根据变压器的容量和散热要求进行科学设计。

3. 低压预装箱式变电站的设计要点

3.1 总体布局

在总体布局设计上，应用各设备运行时会产生热量，若设备之间间距过小，会影响散热效果，导致设备温度过高，进而影响其性能和寿命，还可能因热量积聚引发安全隐患，比如加速绝缘材料老化等。同时，良好的通风条件能保证箱体内部空气流通顺畅，及时带走热量，维持设备在适宜的温度环境下运行。所以，在规划布局时，应严格确保设备之间留有合适的间距，并且充分考虑通风散热的便利性，避免设备在运行过程中出现相互干扰的情况。另外，应合理规划各部件的布局。此方面需要依据设备的功能和操作要求进行细致安排。通常高压开关设备会被安置在箱体的一侧，低压开关设备则位于另一侧，而变压器处于中间位置。这样的布局安排有多方面的优势。从操作维护的角度来看，这种方式可方便工作人员进行日常的操作和维护工作。当需要对高压开关设备进行检查、维修或者操作时，工作人员可以在箱体的一侧集中进行相关作业，不会受到其他设备的阻碍；同样，对于低压开关设备的维护也较为便捷。而变压器位于中间，起到衔接平衡作用，有利于整体结构的稳定合理性。这种布局方式能使各设备在箱体内各司其职，有条不紊地发挥各自的功能，保障变电站的正常运行[2]。

3.2 电气接线

电气接线设计需要合理配置保护装置。当故障发生时，保护装置要及时发挥作用，切断故障电流，保障设备以及人员的安全。此过程关系到整个变电站能否稳定运行以及人员生命财产安全。为实现此目标，设计过程应充分考虑短路电流的计算和限制。其中，短路电流的准确计算为变电站的安全防护绘制精准地图，只有清楚可能出现的电流情况，才能有效进行后续的保护装置配置等工作。

在选择接线方案时，要紧密结合用电情况。常见的接线方式有不同的特点和适用场景，比如单母线接线相对简单，适用于供电可靠性要求不是极高的场合；而双母线接线适合对电力供应稳定性要求较高的环境。因此根据实际的用电需求和供电方式挑选合适的接线方案，是确保变电站能够高效、安全运行的重要前提。

3.3 散热与通风

当低压预装箱式变电站内部设备开始工作时，会源源不断地产生大量的热量。在狭小密闭的空间里，热量若无法及时散发出去，设备温度会迅速升高，性能会受到影响，甚至可能出现故障，进而影响整个电力系统的正常运行。因此，为了有效应对热量积聚的问题，可在箱体上设置通风孔。这些通风孔为箱内外的空气交流提供通道。通过合理布局通风孔，能够让外界的冷空气有机会进入箱内，同时将箱内的热空气排出，形成空气的对流，加速热量或缺。其中，风扇可主动地推动空气流动，将箱内的热空气迅速抽出，或者将外界的冷空气吹入，进一步增强空气流通的效果。在一些对散热要求较高的场合，还会采用多个风扇组合的方式，保证各个角落的热量都能得到有效驱散。在此期间，还应合理设计散热通道。此通道能够引导热量有序流动，避免热量在某些部位积聚。如果散热通道设计不合理，即使有通风孔和风扇，热量也可能会在局部区域堆积，导致部分设备温度过高，影响其正常运行。在实际的工程中，设计师需要综合考虑各种因素，如设备的功率、发热量、箱体的尺寸和结构等，精心规划散热与通风系统。通过精确计算和反复试验，确定不同位置，设计出最优的散热通道布局，确保低压预装箱式变电站在运行过程中，内部的热量能够得到及时有效地散发，使设备始终保持在适宜的温度环境下工作，保障电力系统的安全稳定运行。

3.4 防护与接地

在电力系统中，接地设计应保证各设备之间始终保持良好的电气连接，只有接地可靠，才能为整个变电站的安全稳定运行提供保障。当出现漏电等异常情况时，可靠的接地能将电流安全地导入大地，避免对人员和设备造成严重危害。在防护方面，箱体的密封性能要良好，能有效防止灰尘、水分等进入箱内。因为一旦有灰尘和水分侵入，可能会影响设备的正常运行，甚至引发短路等故障。同时，还应设置必要的防护栏杆和警示标志，以此起到明显的警示作用，防止人员误触带电设备，减少安全事故的发生风险 [3]。

结论：综上所述，低压预装箱式变电站作为配电设备，在城市电网改造、工矿企业和农村电网升级等领域发挥出重要作用。实际应用中，应不断推动技术创新和优化设计，促使低压预装箱式变电站借助智能化、节能环保等理念，构建出更加高效、可靠、绿色的电力系统。

参考文献：

[1] 范学铭 , 刘唯宾 , 张泉勇 , 等 .10kV 高压 / 低压预装式变电站能耗影响与节能评价的建议 [J]. 电气开关 ,2025,63(02):98-103+107.

[2] 张建成 . 箱式变电站高、低压侧内部故障电弧试验之比较 [J]. 电气开关 ,2022,60(05):122-124.

[3] 孔繁婷, 王阳, 杨浩, 等. 高压/ 低压预装式变电站损耗测量方法研究[J].电气传动 ,2022,52(14):65-69.

作者简介：彭鹏，1976.10，男，汉，本科，甘肃省平凉市崆峒区，工程师，研究方向：电工电器方面，高低压配电柜 < 高压：KYN28、KYN61，低压：MNS、GCS、GGD、GGJ、XL-21，箱式变电站 > ，电力变压器 < 干式变压器、油浸变压器 > 。