1 前言
箱式變電站是一種將中壓開關設備、變壓器、低壓配電設備按照一定接線方案組合成一體的成套配電設備。它與常規的土建變電站相比，具有占地面積小、現場安裝工作量少、安裝周期短、可以自由移動、減少線路損耗、投資少等優點。因此，在國外得到了廣泛應用，而目前在國內，隨著城鄉電網改造，箱式變電站得到更多用戶的認可。
2 類型
箱式變電站分為兩大流派：歐式箱變和美式箱變。歐式箱變是將中壓開關設備、變壓器、低壓配電設備各自分隔并排列成“目”字型或“品”字型，美式箱變則以變壓器為主體，將負荷開關、后備保護熔斷器、分接開關和變壓器裝在變壓器油箱內，插入式熔斷器、電纜和低壓配電部分圍繞變壓器油箱排列，構成整體布置。歐式箱變的優點是結構靈活，適應性強；中壓開關設備可以采用SF6環網柜、真空環網柜、壓氣式環網柜等。高壓側主接線方案靈活，變壓器可以采用S9、S10等油浸變壓器或SCB9等干式變壓器；低壓配電設備則完全可以根據用戶要求量身定做，可以選用各種類型的低壓配電設備如GGD、PGL，低壓側主接線可以包括進線柜、任意路數的出線柜以及無功補償，缺點是體積偏大。而美式箱變的優點是體積小，由于變壓器油箱即是美式箱變外殼的一部分，因此散熱條件好，缺點是結構局限性太大，往往無法滿足用戶各種各樣的需求，由于這兩大流派各有優缺點，國內箱變制造廠家在市場競爭的壓力下，逐漸將這兩大流派的技術特點加以融合，開發出一些派生類型。盡管類型有所不同，但基本原理大同小異，因此下面以歐式箱變為例進行探討
3 技術要求
箱式變電站一般用于戶外，因此在結構上必須采取一系列措施，要防止凝露，否則會引起閃絡放電；要防發熱，否則輕則引起設備功率下降，重則燒毀設備；要防腐蝕，因為外殼在戶外風吹雨淋之下很容易受到腐蝕；要防水，否則雨水進入箱式變電站后，會影響設備正常工作；要防爆炸，主要是從人身安全方面考慮。由于箱式變電站經常用在生活小區等場所，還要考慮它的外觀，增加美學特點，甚至還要進行人性化設計，如不能太高，以免影響人們的視線，也不能太低，以免有人爬到變電站頂上，造成危險。
4 構成
4.1 箱體
箱體的主要作用是一個容器，其中放入中壓開關設備、變壓器和低壓配電設備。它主要由底座、側板、隔板門和頂蓋等部分組成。箱體內分為高壓室、變壓器室及低壓室。底座以上的圍板、隔板、門及頂蓋通過焊接或緊固件連接在一起。底座和頂蓋骨架一般由角鋼或槽鋼焊接而成。有些箱體外殼還覆以經特殊防火處理的木板，使它更好地與現代建筑群相協調。在我國，箱體材料五花八門，有普通冷軋板、鋁板、熱鍍鋅鋼板、鋁合金板、夾層彩鋼板和非金屬板等。其中非金屬板性價比較高，因為這種材料機械強度高、耐熱、防潮、阻燃、耐腐蝕、易成形、抗紫外線、裝飾性強、造價低、且不需進行表面油漆等處理，減少了環境污染。箱體的設計至關重要，因為它是整個變電站的骨架。所以，我們在設計時必須考慮周全，明確何處加通風孔，何處加風扇，何處加安裝梁，何處加固定支架等等。
4.2 中壓開關設備
目前國內使用較普通的有壓氣式環網柜和真空環網柜，如HXGN15、HXGN17等，高端用戶可選用SF6環網柜。SF6環網柜分兩種類型：一種是將高壓供電母線、開關等密封在一個壓力容器中，該容器內充滿略大于大氣壓的SF6絕緣氣體，如ABB公司的safe環網柜；另一種是將高壓開關密封在頂上單元中，頂上單元內充滿略大于大氣壓的SF6絕緣氣體，而高壓供電母線、接地刀、熔斷器等采用空氣絕緣，如ABB公司的uniswitch環網柜。對于終端變電站，采用負荷開關—熔斷器組合電器；對于環網供電的變電站，一般至少由三個間隔組成，即兩個環網進出線間隔和一個變壓器回路間隔。當然，若用戶提出要求，也可采用斷路器柜，但我們仍建議采用環網柜，因為環網柜結構簡單、可靠性高、造價低、保護特性好。當變壓器發生故障時，必須及時切除故障區域，這時斷路器開斷時須經歷保護動作、斷路器動作和燃弧熄變幾個階段，所需時間在40ms左右。而負荷開關與熔斷器配合，可在10ms內切除故障。
4.3 變壓器
箱式變電站中用的變壓器為降壓變壓器，一般將10kV電壓降至380V/220V，供用戶使用。變壓器的容量一般為50～1600kVA，常用的容量為250～630kVA，由于價格因素，大多采用油浸變壓器。在防火要求嚴格的場合，可采用干式變壓器。歐式箱變一般將變壓器放在封閉的箱體內，為了解決散熱問題，常采用自然通風和強迫通風兩種。從整體運行費用和可靠性考慮，應采用自然通風，即利用整個箱變箱體上的通風孔、管道、百頁窗等構成空氣循環系統。強迫通風一般采用帶自動測溫控制的排風扇。對于高級用戶，也可采用空調系統。由于箱式變電站用于戶外，為防止日照使變壓器室溫度上升，可采取雙層夾板結構，頂蓋采用帶空氣墊的氣樓結構，使用隔熱材料等技術措施。

4.4 低壓配電設備

根據使用場合不同，一次主接線圖五花八門，典型方案由進線柜、出線柜、計量柜和無功補償柜組成。進線柜中裝有主開關，可采用M、F、DW15、ME、AH等型號，用于控制整個低壓系統的供電和保護；出線柜中裝有分路開關，可采用TG、NS、SM30、DZ20等型號，用于控制低壓出線端的供電和保護，計量柜主要用于對用戶消耗電能的計費，內裝計量電度表，由于涉及經濟利益的計算，該柜須采取防竊電措施，如采用鉛封等；無功補償柜主要是對供電系統的功率因數進行補償，內裝電容器和自動投切裝置等。

5 前景

箱式變電站自問世以來，發展極為迅速。現在國外已大量采用箱式變電站，在美國，箱式變電站已占90％以上。隨著我國城市現代建設的飛速發展，

6 技術參數

序號No.

項目

單位

參數

高壓單元

額定頻率

HZ

50或60

額定電壓

kV

6

10

35

工作電壓

kV

6.9

11.5

40.5

工頻耐受電壓 對地和相間/隔離斷口

kV

32/36

42/48

95/118

雷電沖擊耐壓 對地和相間/隔離斷口

kV

60/70

75/85

185/215

額定電流

A

315、400、630

額定短時耐受電流

kA

12.5（2s)、16(2s)、20(2s)

額定峰值耐受電流

kA

31.5、40、50

低壓單元

額定電壓

V

380、220

主回路額定電流

A

100～3200

額定短時耐受電流

kA

15、30、50

額定峰值耐受電流

kA

30、63、110

支路電流

A

10～800

分支回路數

路

1～6

補償容量

Kvar

0～360按變壓器容量的15%～20%補償