20世紀(jì)80年代中期，我國陸續(xù)從法國、德國等歐洲國家進(jìn)口預(yù)裝箱式變電站(俗稱"歐式箱變")，1995年又從美國引入組合式變壓器(俗稱"美式箱變")；20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)各地推廣應(yīng)用，改進(jìn)研發(fā)，陸續(xù)生產(chǎn)出各種符合我國供用電法規(guī)要求的箱式變電站，箱式變電站得到了迅速發(fā)展。
2002年，上海地鐵莘莊線軌道交通工程率先使用箱式牽引變電站（美國POWELL公司生產(chǎn)），由此箱式牽引變電站正式進(jìn)入國內(nèi)的軌道交通領(lǐng)域。
箱式牽引變電站的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的變電站相比，箱式變電站的優(yōu)勢十分明顯：采用lingxian設(shè)計(jì)和加工工藝，質(zhì)量能得到充分保證；箱體內(nèi)一次設(shè)備為全絕緣結(jié)構(gòu)，全站可實(shí)現(xiàn)無油化運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行anquan可靠；全站智能化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化程度高，滿足無人值班的要求；所有設(shè)備均可在工廠內(nèi)安裝、調(diào)試合格，能實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)工廠預(yù)制化；箱式牽引變電站結(jié)構(gòu)比較緊湊，箱體內(nèi)形成多個(gè)duli系統(tǒng)，可根據(jù)需要靈活組合；箱式牽引變電站較同規(guī)模常規(guī)牽引變電站減少投資40％～50％；箱式牽引變電站與土建變電站相比，占地約為1/20，工期約為1/7；箱式牽引變電站土建工作僅包括安裝基礎(chǔ)的建設(shè)，土建設(shè)計(jì)工作量??；箱式牽引變電站安裝地點(diǎn)到負(fù)荷zhongxin距離小，提高了供電質(zhì)量，并且降低了線路成本；箱式牽引變電站可以根據(jù)牽引負(fù)荷的實(shí)際情況合理確定位置，無須與車站合建；箱式牽引變電站能適應(yīng)多種環(huán)境的需要，meihua環(huán)境。
箱式牽引變電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
箱式牽引變電站的設(shè)計(jì)須具備如下性能：fangshai、防雨、防雪、防滲漏、防腐蝕、防鹽霧、防塵、防盜，抗沖擊、防小動(dòng)物（蛇、鼠）進(jìn)入等。箱變殼體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，隔熱性能優(yōu)良，防火阻燃，應(yīng)能承受因內(nèi)部故障電弧而引起的沖擊力，并且其形狀和顏色要盡量與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。
箱體框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
箱式牽引變電站的框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求運(yùn)輸、安裝不變形、不傾斜，且能抵抗7級烈度dizheng。箱體根據(jù)設(shè)備平面布置要求布設(shè)槽鋼，并預(yù)留箱體吊裝位；側(cè)墻框架預(yù)留安裝空調(diào)室外機(jī)等設(shè)備的安裝條件；箱體底部設(shè)電纜夾層，用于敷設(shè)箱體內(nèi)的低壓、控制電纜；天花板與箱頂之間預(yù)留相關(guān)線纜管道的敷設(shè)條件。
墻體和箱頂均采用雙層板設(shè)計(jì)，其夾層內(nèi)一般都設(shè)有導(dǎo)熱系數(shù)較低的防火保溫隔熱材料作填料（如巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等）。箱頂要求不能積水積物并具有足夠的強(qiáng)度，具備頂部檢修、清掃的條件。一般在設(shè)計(jì)箱頂時(shí)，要求箱頂中間要比箱頂四周略高，成一定角度，以便雨雪等物不積存在柜頂。
箱體的材料選擇和表面處理
箱式牽引變電站表面處理的方法較多，可以采用噴漆、烤漆、噴塑等方法進(jìn)行處理，也有在水泥板結(jié)構(gòu)的殼體外貼上彩色瓷磚或貼面。
箱體外殼一般采用敷鋁鋅鋼板、冷軋鋼板，但鋼板存在表面防護(hù)層的附著力差、壽命短等問題，這也制約了普通鋼板在戶外型箱變上的應(yīng)用。如今更多的廠家開始嘗試采用新材料或新工藝來解決這樣的問題。不銹鋼板、鋁合金板開始被大量應(yīng)用,并且非金屬外殼(如玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、聚苯乙烯復(fù)合板等)的采用也是一種趨勢。
箱體的通風(fēng)散熱方案設(shè)計(jì)
箱變的熱量主要來自兩個(gè)方面：一個(gè)是箱變內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量；一個(gè)是外界太陽輻射經(jīng)箱體傳入箱內(nèi)的熱量[2]。箱式牽引變電站目前存在著隔熱、散熱通風(fēng)、密閉防塵三大問題，這三大問題互相影響和制約。箱體設(shè)計(jì)成密閉箱體內(nèi)溫升過高影響高低壓設(shè)備和元器件的正常運(yùn)行；而要降低溫度就得加強(qiáng)通風(fēng)散熱，這就需要解決anquan防護(hù)和防塵等問題。
從材料上改進(jìn)。國外箱體材料多用玻纖加水泥合成材料，這種材料耐熱抗壓，抗ziwaixian輻射，防潮阻燃耐腐蝕，且不易產(chǎn)生凝露，易于加工成型。國內(nèi)也有不少企業(yè)致力于新材料的應(yīng)用，并開發(fā)出多種非金屬材料的箱體。例如：玻璃纖維絲增強(qiáng)材料的gaoqiang度特種水泥、金邦板等。
采用損耗較低，發(fā)熱量較小的變壓器。整個(gè)箱體內(nèi)供電設(shè)備發(fā)熱量zuida的當(dāng)屬變壓器。降低變壓器的發(fā)熱量能夠顯著提高箱式牽引變電站的負(fù)載能力，這對當(dāng)前國產(chǎn)變壓器的研發(fā)工作提出了更高的要求。增加吹風(fēng)lengque的設(shè)備。給箱體增設(shè)足夠的百葉窗以便空氣流通；墻體采用波紋板式結(jié)構(gòu)，zengda散熱面積的同時(shí)還加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；采用電動(dòng)風(fēng)機(jī)加強(qiáng)箱體內(nèi)空氣流通，提高散熱效率；箱體內(nèi)安裝空調(diào)及chushi裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染等影響，可保證在－40℃～＋40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。
采用微增壓馬達(dá)裝置，使箱體內(nèi)處于微增壓狀態(tài)，能youxiao防止灰塵的進(jìn)入；并且在進(jìn)風(fēng)口設(shè)置空氣過濾裝置，保證箱體內(nèi)空氣清潔度。對箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良。各個(gè)設(shè)備的發(fā)熱量并不相同，合理布置設(shè)備位置和箱體結(jié)構(gòu)，能zuida限度地gaishan箱體內(nèi)環(huán)境溫度分布，從而保護(hù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
采用能適應(yīng)高溫運(yùn)作的元件。隨著科技的發(fā)展，各種新材料的誕生和運(yùn)用，能夠提高元件能夠適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。
箱體的防凝露方案設(shè)計(jì)
箱式牽引變電站的外殼很多采用鋼板，鋁板等金屬結(jié)構(gòu)，由于氣溫變化，箱內(nèi)外的溫差引起箱式變電站內(nèi)部發(fā)生凝露現(xiàn)象，破壞電器絕緣甚至導(dǎo)致變壓器的閃絡(luò)。如果箱式牽引變電站在潮濕和有腐蝕性氣體的環(huán)境中或沿海多煙霧地區(qū)運(yùn)行，箱體還會(huì)容易被腐蝕和氧化，使其anquan性降低，zengda了運(yùn)行中的故障發(fā)生率。
為了防止凝露現(xiàn)象的發(fā)生，一種辦法是在箱體內(nèi)部加裝加熱器、通風(fēng)裝置和溫濕度控制儀。當(dāng)箱內(nèi)環(huán)境處于低溫、高濕狀態(tài)，接通加熱器并開啟通風(fēng)；當(dāng)箱內(nèi)環(huán)境處于低溫、低濕狀態(tài)，只接通加熱器，使得箱內(nèi)溫濕度保持在一定范圍內(nèi)，以確保箱體內(nèi)電氣設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生凝露。但這種辦法的效果很大程度上取決于智能控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，效果有時(shí)并不夠理想。現(xiàn)在更多廠家致力于通過改變箱體材料或者箱體結(jié)構(gòu)來解決。比如采用金屬絕熱材料夾芯板以及雙層通道式結(jié)構(gòu)的箱體等。
箱體的安裝
箱式牽引變電站在工廠完成箱體組裝、設(shè)備安裝、接線、實(shí)驗(yàn)、調(diào)試等工作，運(yùn)到現(xiàn)場只需要完成箱體安裝和電纜的連接，就可開通送電。箱體可采用吊車或者其他牽引設(shè)備安裝到預(yù)埋的地基位置。箱體四角焊有g(shù)ao qiang du起吊件，起吊時(shí)應(yīng)遵守相應(yīng)起吊作業(yè)規(guī)范，起吊時(shí)須按箱變外殼上標(biāo)明部位起吊。一般來說長度低于10m，或總重低于25T的箱體的起吊可直接利用箱體上的起吊件，特殊長度的箱體的起吊需要設(shè)計(jì)專用的起吊工具。
土建地基上需預(yù)留千斤頂安放位置，以便箱體就位時(shí)調(diào)整位置。箱體安裝到位后，外殼底部與基礎(chǔ)結(jié)合處需要用水泥漿抹封，以防蟲、水進(jìn)入電纜室。所有電纜進(jìn)入套管后，其縫隙bixu密封，以防蟲、水進(jìn)入。在箱式牽引變電站的基礎(chǔ)下面設(shè)有電纜室，而在箱體內(nèi)部底板上開設(shè)有人井孔，可供人員進(jìn)入電纜室進(jìn)行安裝維護(hù)。
箱式牽引變電站的應(yīng)用
箱式牽引變電站是箱式變電站中具有代表意義的產(chǎn)品，是軌道交通工程的重要組成部分。由于軌道交通線路沿線每一兩座車站就需設(shè)置一座牽引變電站，牽引變電站實(shí)現(xiàn)箱式化具有更加深遠(yuǎn)的意義。
箱式牽引變電站在國外已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用。比如說圣地亞哥的地鐵系統(tǒng)、美國達(dá)拉斯地區(qū)的輕軌系統(tǒng)、賓夕法尼亞東南部捷運(yùn)局等等。另外英國、法國的電氣化鐵路都大量使用了箱式牽引變電站。國內(nèi)的天津開發(fā)區(qū)新交通洞庭路試驗(yàn)線、北京5號線正線供電系統(tǒng)擴(kuò)容改造工程以及香港東部和西部鐵路也使用了箱式牽引變電站。下面簡單對國內(nèi)兩個(gè)箱式牽引變電站項(xiàng)目舉例說明：天津開發(fā)區(qū)新交通洞庭路試驗(yàn)線項(xiàng)目。天津開發(fā)區(qū)新交通項(xiàng)目共設(shè)6座直流箱式牽引變電站。該項(xiàng)目于2006年11月投入使用，到目前運(yùn)行正常，采用國產(chǎn)直流箱式變電站，主要由以下因素決定：變電站的現(xiàn)場環(huán)境要求牽引變電站占地面積盡可能??；國內(nèi)已具備國產(chǎn)化直流箱變的能力；進(jìn)口直流牽引箱變成本高，不利于工程維護(hù)；箱式牽引變電站本身比土建變電站具有的優(yōu)勢。天津開發(fā)區(qū)新交通項(xiàng)目直流箱式牽引變電站的順利投產(chǎn)運(yùn)行，標(biāo)志著直流牽引箱式變電站國產(chǎn)化取得了初步的成功。
北京5號線正線供電系統(tǒng)擴(kuò)容改造工程。北京5號線正線供電系統(tǒng)擴(kuò)容改造是基于北京城市規(guī)模不斷發(fā)展，人口數(shù)量迅速增長的需要。選擇箱式牽引變電站的原因是：近幾年國內(nèi)箱式變電站發(fā)展迅速，國內(nèi)越來越多城市交通項(xiàng)目采用了箱式變電站，國產(chǎn)化箱式變電站的市場已經(jīng)成熟；并且由于變電站選址在高架橋下面，要求變電站占地面積盡可能小。該箱體采用集裝箱式外殼設(shè)計(jì)，大量采用波紋板夾層設(shè)計(jì)，內(nèi)襯保溫巖棉；根據(jù)箱體內(nèi)設(shè)備散熱量，合理配置空調(diào)、風(fēng)機(jī)和散熱風(fēng)口；采用自然通風(fēng)和強(qiáng)迫通風(fēng)并行的方式，冷空氣從箱體下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入箱體，由箱體上部出風(fēng)口排出；箱體內(nèi)設(shè)置泄壓通道及可拆卸泄壓裝置；采用吊頂式空調(diào)，美觀實(shí)用，節(jié)省空間；箱體內(nèi)部承重梁，支撐梁設(shè)計(jì)合理，主要連接點(diǎn)采用滿焊hanjie工藝，保證箱體具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。箱體到達(dá)現(xiàn)場后，可采取起吊就位或用滑動(dòng)導(dǎo)軌就位；箱體外側(cè)預(yù)留千斤頂頂升位置，便于調(diào)整箱體位置；箱體就位后，可hanjie在預(yù)先做好的地基上?，F(xiàn)在該項(xiàng)目箱式牽引變電站已經(jīng)投入使用，運(yùn)行狀況良好。
隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的jiakuai，負(fù)荷密度越來越高，城市用地越來越緊張，箱式牽引變電站將成為輸變電主要設(shè)備之一。且目前在我國箱式牽引變電站的應(yīng)用僅占整個(gè)市場的10%左右，而國外已達(dá)到的70-90%，可見箱式牽引變電站其社會(huì)效益顯著，市場前景廣闊。隨著國產(chǎn)箱式牽引變電站的生產(chǎn)技術(shù)和工藝不斷積累、提高和完善，箱式牽引變電站必然將會(huì)成為牽引變電站的發(fā)展方向。
