付倩寧

（中國煤炭中煤科工集團武漢設計研究院 湖北 武漢 430064）

35kV智能移動箱變（工業(yè)型）是將（除主變壓器外）的一二次設備：35kV和10kV斷路器、電流互感器、電壓互感器、保護通信系統(tǒng)、后臺監(jiān)控等在工廠內(nèi)安裝調(diào)試好裝入一個可移動、密封、防潮、防銹的雙層箱體內(nèi)。從而實現(xiàn)了變電站建設中一二次系統(tǒng)的集成化、裝配模塊化、建設過程工廠化、施工簡單化。實現(xiàn)了建設中無房、無墻、無電纜溝、無構(gòu)架、無人值守。

1 35kV智能移動式箱變的特點

1.1 安全性能高

箱變外殼無帶電部分，為全封閉、全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達到零觸電事故，全站可實現(xiàn)無油化運行，安全性高。

1.2 供電機動性好

隨著用電設備的移動，移動式箱變可方便組裝拆卸并根據(jù)需要進行移動。對于用電設備地點經(jīng)常發(fā)生變化的特殊供電，移動式箱變能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

1.3 自動化程度高

箱變按照智能化設計，保護系統(tǒng)采用變電站微機綜合自動化裝置，分散安裝，可實現(xiàn)“四遙”功能，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護功能齊全，可對運行參數(shù)進行遠方設置，對箱體內(nèi)濕度、溫度進行控制和遠方煙霧報警，滿足無人值班的要求。

1.4 工廠預制化

只要設計人員根據(jù)變電站的實際要求，作出一次主接線圖，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號，所有設備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實現(xiàn)變電站建設工廠化。現(xiàn)場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡、出線電纜連接、保護定值校驗等。整個變電站從安裝到投運大約只需5～8天的時間，大大縮短了建設工期。

1.5 組合方式靈活

箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個箱均構(gòu)成一個獨立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變。總之，箱式變電站沒有固定的組合模式，使用單位可根據(jù)實際情況自由組合一些模式，以滿足安全運行的需要。

1.6 占地面積小

以5000kVA單主變規(guī)模變電所為例，建設一座常規(guī)35kV變電所，大約需占地3000m2左右，而且需要進行大規(guī)模的土建工程；而選用箱式變電站，僅為同規(guī)模變電所占地面積的1/10，這完全符合國家節(jié)約土地的政策。

1.7 投資省見效快

箱式變電站較同規(guī)模常規(guī)變電所減少投資40%，以35kV單主變5000kVA規(guī)模變電所計算，土建工程(包括征地費用)箱式變電站要比常規(guī)變電所節(jié)約100余萬元。從運行角度分析，在箱式變電站中，由于先進設備的選用，特別是無油設備運行，從根本上徹底解決了常規(guī)變電所中的設備滲漏問題，變電站可實行狀態(tài)檢修，減少維護工作量，每年可節(jié)約運行維護費用10萬元左右。

1.8 外形美觀，易與環(huán)境協(xié)調(diào)

箱體外殼采用鍍鋁鋅鋼板及集裝箱制造技術(shù)，外形設計美觀，在保證供電可靠性前提下，通過選擇箱式變電站的外殼顏色，從而極易與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，特別適用于城市建設。具有點綴和美化環(huán)境的作用。

2 露天煤礦生產(chǎn)特點

露天煤礦的特點是礦藏離地表淺近、儲量豐富。故可將覆蓋在礦體上面的土石剝離后進行開采。

露天煤礦開采就是按一定工藝過程，將掩蓋在煤炭上部的表土及周圍部分的巖石剝除掉，而把煤炭資源開采出來。每個具體露天礦場的形狀，各不相同，長寬約數(shù)百米至數(shù)公里，深自數(shù)十米至數(shù)百米。

露天煤礦生產(chǎn)具有自身的特殊性。具體地講有以下幾點：1）露天煤礦生產(chǎn)具有季節(jié)性。露天煤礦生產(chǎn)是在露天場所進行的,受季節(jié)氣侯的影響,如雨季和冬季。2）露天煤礦生產(chǎn)具有變動性。露天煤礦的作業(yè)地點和環(huán)境始終處于動態(tài)中,如采掘線的推進、排土場的發(fā)展、道路的頻繁更替。3）露天煤礦生產(chǎn)具有開放性。露天煤礦生產(chǎn)很難成為封閉式生產(chǎn)或工廠化生產(chǎn),其采場和排土場始終與外界相連,因此,具有開放的特點。4）露天煤礦的生產(chǎn)具有機動性。露天煤礦生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)就是運輸環(huán)節(jié)。而以汽車運輸工藝為主的露天煤礦的運輸卡車和生產(chǎn)指揮車又具有很強的機動性。

3 35kV智能移動式箱變的應用方案

鑒于露天煤礦的特殊性，采用智能移動式箱變具有很大的優(yōu)越性。新疆紅沙泉露天礦規(guī)模10.0Mt/a，首采區(qū)由西向東推進剝離開采。首采區(qū)東西距離約2.4km，南北距離約1.3km。露天礦的采掘用電負荷主要包括單斗挖掘機、液壓挖掘機、鉆機等，總安裝負荷達到17000kW。采掘設備會隨著工作面的推進而移動，為之配套的供電設備也要隨著采掘設備的移動而移動。針對以上特點，該露天礦采掘設備供電采用如下供電方案：

由露天礦110kV主變電站引2回35kV架空線路至采場的首采區(qū)，沿首采區(qū)形成采場環(huán)坑線，一回沿首采區(qū)北部穩(wěn)定邊幫架設，稱北環(huán)坑線，導線LGJ-240，距離1.5km，一回沿首采區(qū)南部穩(wěn)定邊幫架設，稱南環(huán)坑線，導線 LGJ-240，距離 3.6km。雙回路35kV電源在采場聯(lián)絡，保證電源的可靠性。選用 3臺 8000kVA、35/10kV智能移動式箱變，分別“T”接在左右環(huán)網(wǎng)上。供單斗挖掘機、液壓挖掘機和鉆機等10kV設備及低壓變壓器用電。其中北部邊幫設置1臺35kV智能移動式箱變，南部邊幫設置2臺35kV智能移動式箱變。

3.1 智能移動式箱變的配置

3.1.1 系統(tǒng)規(guī)模

3臺35kV智能移動式箱變規(guī)模配置相同。每臺箱變的35kV部分設置進線1回，并配置計量單元，內(nèi)設1臺8000kVA的有載調(diào)壓型變壓器，10kV部分為單母線不分段，設置進線1回，饋線4回，PT及避雷器及所用變1回。

3.1.2 箱變布置

箱變的35kV部分設置一個獨立的可移動式箱體。10kV部分設置一個獨立的可移動式箱體，主變部分設置可折疊、可拖動、組裝式底架。

3.1.3 單元柜設置

35kV箱變內(nèi)選用施耐德SF1六氟化硫斷路器，開關柜采用ZKYN-40.5型金屬鎧裝中置式開關柜，單排布置，并設置有檢修走廊。10kV箱變內(nèi)選用德國特瑞德原裝進口ISM永磁機構(gòu)真空斷路器，開關柜采用TXGN-12交流金屬封閉開關柜，單排布置，并設置有檢修走廊。

3.1.4 保護裝置

設置微機保護系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，工業(yè)型保護安裝在相應的開關柜上。

3.1.5 電源系統(tǒng)

采用交流控制系統(tǒng)，所有開關均為交流220V操作，10kV部分設置站用變壓器，配置UPS電源，供給控制保護系統(tǒng)不間斷電源。

3.1.6 輔助系統(tǒng)

箱變內(nèi)設置完善的輔助系統(tǒng)：五防系統(tǒng)，溫控、凝露系統(tǒng)、煙霧報警系統(tǒng)、開門報警系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。

3.1.7 連接方式

圖1 35kV智能移動式箱變系統(tǒng)圖

35kV采用架空進線，電纜出線，10kV進出線采用電纜進出線，進線設置專用電纜壓帽防護結(jié)構(gòu)，出線采用全銅防爆型戶外電纜連接器，箱體側(cè)面出線，無需設置電纜溝，方便箱變的拖動。

智能移動式箱變系統(tǒng)圖參見插圖1。

4 35kV智能移動式箱變的應用前景和展望

雖然智能移動式箱變性能優(yōu)越，近年來應用廣泛，也是當前和今后變電站建設的主要方向，但就某些方面還存在著一些不足，具體表現(xiàn)在：

4.1 防火問題

箱變一般為全密封無人值守運行，雖然全部設備無油化運行且裝有遠方煙霧報警系統(tǒng)，但是箱體內(nèi)仍然存在火災隱患，如：電纜、補償電容器等，一旦突發(fā)火災，不利于通風，也不利于火災的撲救，因此應考慮設計自動滅火系統(tǒng)。

4.2 擴容問題

箱式變電站由于受體積及制造成本所限，出線間隔的擴展裕度小，必須再增加箱體才能做到。

4.3 檢修問題

由于箱式變電站在制造時考慮制造成本及箱體體積所限，使箱式變電站的檢修空間較小，不利于設備檢修。

總之，展望未來，箱變在我國廣大城市、農(nóng)村、工礦企業(yè)、公共建筑設施中會得到廣泛的應用，它將以其物美價廉的優(yōu)點被越來越多的人們所使用，使我國的電網(wǎng)運行水平再上一個新臺階。

［1］中國煤炭建設協(xié)會.GB50197-2005.58-61煤炭工業(yè)露天礦設計范[S].