一、引言
随着人们对可再生能源的需求日益增加，太阳能光伏发电系统作为一种环保且可持续发展的能源系统备受青睐。根据 GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》第 8.1.3 条规定，光伏方阵内就地升压变可选用高压（低压）预装式箱式变电站或变压器、高低压电气设备等组成的装配式变电站。因此，箱式变电站在光伏工程中得到广泛应用。箱式变电站有各种型式，工程中应选择设备性能良好、安全可靠性高的箱式变电站产品。
二、概况
大唐高要河台金矿大洞尾矿库区光伏发电项目位于于广东省肇庆市高要区河台镇，项目开发利用废弃尾矿上丰富的太阳能资源，满足地区电力需求，对节约常规能源和保护生态环境也具有积极的作用，对闭库的尾矿库具有防风抑尘的效果，对大气环境治理有明显的效果。光伏电站规划容量19MW。
三、箱式变电站概述
箱式变电站简称“箱变”，具有组装灵活、方便运输、便于操作，检修维护工作量小等特征，被广泛应用于光伏工程中。由于光伏电站占地面积广，光伏发电单元之间及光伏发电单元距离升压站之间相距较远，为降低光伏发电回路的电能损耗，减少光伏发电回路动力电缆的长度和数量，光伏电站一般采用若干光伏发电单元模块接线，就地升压方式。
箱变将光伏发电单元发出的电能升压至中压等级电压，再通过地埋电缆或架空集电线路送到升压站进行第二级升压。光伏箱变具有如下运行特征：
第一，变压器容量相对较小，空载时间长。随着光伏组件技术的提高，国内光伏发电单元从早期的1MW发展到目前的 3MW 及以上，变压器容量逐渐增大。
第二，低进高出的连接方式。光伏逆变器交流回路从箱变低压侧进线，高压侧 35kV 出线，进出线均采用电缆连接方式。目前多选用 0.8kV/35kV 的升压变压器升压，然后通过集电线路汇集至升压站 35kV 配电装置上。
第三，高压侧配置避雷器。高压侧避雷器与逆变器内部的过电压保护装置组成过电压吸收回路，在高压侧的绝缘设计上应充分考虑避雷器残余电压对高压侧电气设备的影响。
第四，使用环境恶劣。我国光伏资源丰富的地区很多都是在极端温差大、风沙盛行、空气湿度大、盐雾聚集等环境恶劣的地区，箱变在设计生产中还应考虑防尘、防雨、防凝露、防动物进入以及通风散热的要求。
第五，过载时间少。由于变压器容量通常按光伏逆变器额定容量相等或按最大持续出力选择，光伏箱变很少出现过载情况。
四、箱变类型
根据箱变产品结构特征及所采用元件的不同，用于光伏工程中的箱变主要分为美式箱变、欧式箱变和华式箱变三大类。
光伏用美式箱变：美式箱变简称“美变”，又称为组合式变压器。美变内部变压器均为油式变压器，是将升压变压器器身、高压负荷开关、无励磁分接开关、熔断器及相应保护设备组合而成的组合变压器，高压负荷开关及熔断器均安装于变压器油箱内，且变压器器身、散热片及油枕（部分美变厂家配置）一般露置于外界环境中,其典型特点是结构紧凑、体积小、造价低。
光伏用欧式箱变：欧式箱变简称“欧变”，又称为预装箱式变电站。欧变一般采用“品”字型或“目”字型布置，内部各功能区间区分明了，可根据需要选择采用油变或者干式变.欧变主要由高压开关设备室、低压开关设备室以及变压器室组成，高压设备室内一般安装高压真空负荷开关-熔断器组合电器及隔离开关进行控制保护，低压设备室配置有低压框架断路器、浪涌保护器、以及 0.4kV 配电系统等。欧变所有元件均封闭安装于一个整体外壳内，其典型特点是体积大、造价高、环境适应性好。
光伏用华式箱变：国内箱变厂家在吸收美变和欧变技术特征的基础上，改进衍生出一种新形式的华式箱变，简称“华变”。与美变相比，华变增加了高压隔离开关（带接地开关），与高压负荷开关形成机械闭锁关系，且负荷开关与熔断器不置于油箱中，在检修时形成可见断点。高、低压开关设备及测控保护装置均安装于封闭式外壳内，同时，在结构上保留了美变的散热优势，将变压器器身、散热片和油枕均外置于大气环境中。
以美变为基准，欧变投资高出美变约25%，华变高出约12%；相较于美变的定期试验维护等费用，欧变与华变均低于40%左右。
五、结论
综上所述，欧式箱变配置灵活，安装快速，可靠性要高于美式箱变，整体性能最优，但一次投资成本最高、体型最大，适用于高海拔、气候条件恶劣、少人值守地区，以及对外形要求高、对环保要求高的自然保护区、市区等地方。美式箱变体型小，结构紧凑，但配置不太灵活，电缆进出线施工较难，可靠性不如欧式箱变，适用于对外形要求不高、电站巡检方便的地区。华式箱变吸收了美式箱变与欧式箱变二者的特征，配置较灵活，安装较快速，可靠性较高，而且体型适中。
因本工程地形限制，布置高容量光伏发电单元较困难，故每个光伏发电单元容量较小。本工程采用额定容量为3.3MVA和2.9MVA的35kV就地升压变，高压侧配置断路器或负荷开关+熔断器。欧式箱变整体性能最优，但其体型大，光伏电站使用的数量多，成本过高，除采用干式升压变压器外，本工程不推荐采用欧式箱变；美式箱变高压侧开关均浸在油箱绝缘油内，油浸式负荷开关价格较低且应用于较多工程；华式箱变高压侧可配置断路器或隔离开关、熔断器和接地开关，检修时形成可见断点，安全性较好，且体型和价格适中，油浸式变压器器身、散热片和油枕均外置于大气环境中较利于散热。考虑本工程地形较复杂，光伏发电单元较多且较分散，对应箱变数量大。综合考虑，所建工程采用3.3MVA华变较为经济适用。
参考文献：
[1] 孙惠.大型并网光伏电站关键技术及存在问题综述【J】.科技创新与应用
