浙江浙一电气有限公司

### 从通用到定制：矿用专用箱变的进化之路

#### 一、通用型箱变的起源与局限性
箱式变电站（简称“箱变”）起源于20世纪中叶，是电力行业为解决传统土建变电站建设周期长、占地面积大、灵活性差等问题而研发的标准化配电设备。其核心结构是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置集成于防潮、防火、防尘的钢结构箱体内，实现“高压受电—变压器降压—低压配电”的一体化功能。

**通用型箱变的特点**：
1. **标准化设计**：采用欧式或美式结构，模块化组件便于批量生产。
2. **适用场景广泛**：适用于住宅小区、城市公用变、商业区等固定场景。
3. **成本优势**：通过规模化生产降低单位成本，适合大规模部署。

**在矿山场景中的局限性**：
- **环境适应性差**：矿山环境恶劣，存在粉尘、振动、潮湿等问题，通用箱变的防护等级（如IP33）难以满足需求。
- **功能单一**：矿山用电设备负荷波动大，需频繁启停，通用箱变缺乏动态无功补偿和过载保护能力。
- **移动性不足**：矿山开采需随工作面迁移，通用箱变体积大、重量重，难以快速拆装。

#### 二、矿用专用箱变的定制化需求驱动
随着矿山智能化、绿色化发展，对箱变的定制化需求日益迫切，主要体现在以下方面：

**1. 环境适应性定制**
- **防护等级提升**：采用IP54及以上防护标准，外壳材料升级为不锈钢或防腐镀锌钢板，厚度增加至2.5mm—3mm，表面喷涂防锈底漆和面漆。
- **防爆设计**：针对煤矿瓦斯环境，箱体内部采用防爆电器元件，电缆接头密封处理，防止电火花引发事故。
- **温湿度控制**：内置空调和除湿装置，确保箱内温度稳定在-20℃至+50℃，湿度低于70%。

**2. 功能模块化定制**
- **动态无功补偿**：根据矿山电机负载特性，配置智能电容补偿装置，补偿容量按变压器容量的40%—60%设计，分10个控制回路自动投切。
- **过载保护**：采用微机综合保护装置，实现过流、速断、零序保护，保护定值可远程设置。
- **移动式结构**：设计为可拆卸模块化结构，箱体底部安装滑轮或轨道，便于快速迁移。

**3. 智能化升级**
- **远程监控**：集成物联网传感器，实时监测箱内温度、湿度、电流、电压等参数，数据上传至云端平台。
- **故障诊断**：通过大数据分析预测设备故障，提前发出预警，减少停机时间。
- **无人值守**：支持“四遥”功能（遥测、遥信、遥控、遥调），实现远程操作和自动化管理。

#### 三、矿用专用箱变的技术突破与实践案例
**1. 结构创新：预制舱式箱变**
某企业研发的预制舱式矿用箱变，采用模块化设计，将高压开关柜、变压器、低压配电柜等设备集成于独立舱体内，舱间通过电缆快速连接。其特点包括：
- **标准化生产**：舱体尺寸、接口、布线方式统一，缩短现场安装周期至5—8天。
- **经济运行**：通过优化变压器损耗（如采用非晶合金铁芯），降低空载损耗20%以上。
- **高可靠性**：舱体密封设计，防护等级达IP65，适应矿山粉尘环境。

**2. 功能定制：移动式智能箱变**
在露天煤矿应用中，某企业推出的移动式智能箱变具备以下特性：
- **快速部署**：箱体采用轻量化设计，重量较传统箱变降低30%，可通过卡车整体运输。
- **自动化控制**：配置PLC控制系统，实现负荷自动分配和电压调节。
- **环保节能**：采用干式变压器，无油污染，噪音低于65dB，符合绿色矿山要求。

**3. 行业应用案例**
- **山西某煤矿**：部署定制化箱变后，供电可靠性提升至99.9%，年停电时间减少80%。
- **内蒙古某露天矿**：采用移动式箱变，随开采面迁移效率提高50%，设备利用率提升30%。

#### 四、未来趋势：从定制到“按需生产”
随着矿山智能化需求升级，矿用专用箱变将向更深度定制化发展：
1. **AI驱动设计**：通过AI算法分析矿山用电数据，自动生成最优箱变配置方案。
2. **能源管理集成**：融合光伏、储能系统，构建“源网荷储”一体化微电网。
3. **全生命周期服务**：提供从设计、生产、安装到运维的全流程定制化服务，降低客户总拥有成本（TCO）。

#### 结语
矿用专用箱变的进化之路，是电力设备从“通用产品”向“场景化解决方案”转型的缩影。通过环境适应性、功能模块化、智能化三大维度的定制化创新，箱变已从简单的配电设备升级为矿山能源管理的核心枢纽。未来，随着技术的持续突破，矿用箱变将进一步推动矿山行业向安全、高效、绿色方向迈进。