中國電建集團海南電力設計研究院有限公司的研究人員卞在平、陳元琦等，在2019年第2期《電氣技術》雜志上撰文指出，隨著城市電力負荷的快速增長及供電范圍的不斷擴大，為了滿足用電量逐年大幅增長的要求，在現有配電電壓等級情況下，新增配電變壓器是解決電力供給側問題的有效途徑。由于濱海城市商品街區位置受限及商戶協調困難等方面原因，給配電變壓器的新增布點帶來了巨大困難。

為此，本文提出在濱海城市因地制宜地采用單管式柱上變壓器，其最大的特點是變壓器和綜合配電箱安裝于同根鋼管上，極大地節省了城市占地面積，并通過與傳統臺架變壓器、箱式變壓器不同方面的對比及實例分析，證明該變壓器安裝形式在海南濱海城市的應用是切實可行的。

隨著海南自由貿易區的穩步推進，三亞作為國際濱海旅游城市，其靈活可靠的終端配電建設顯得尤為重要。為了滿足日益旺盛的電力需求，解決不斷擴大的供電范圍問題，在現有配電電壓等級情況下，合理增加新變壓器是一種十分有效的途徑。

目前，三亞商品街土地資源緊缺且空間線路走廊狹窄，低壓變壓器的安裝形式分為臺架變壓器和箱式變壓器。其中，臺架變壓器采用雙水泥桿安裝形式，其配電箱和變壓器分上、下層安裝，其占地空間較大，需要對周圍綠色植物進行砍伐從而降低安全隱患，而箱式變壓器包括箱體和基礎兩大部分，整體占地面積較大，易造成鋪面視角不足的影響。在商鋪密集、線路走廊受限的街區，傳統的臺架變壓器和箱式變壓器的安裝形式顯然不符合美麗城市的要求。

為了兼顧居民用電需求和市容市貌，本文提出在濱海城市商品街區采用單管式柱上變壓器，對3種配變形式進行對比，并以三亞某商品街區采用單管式柱上變壓器為例，進行經濟效益分析，證明該配變形式在濱海城市應用是切實可行的，為其在城市商品街區的推廣提供一定的參考價值。

1 變壓器形式

1）臺架變壓器

臺架變壓器（以下簡稱臺架變）主要包括變壓器、綜合配電箱、臺架、雙水泥桿等材料。變壓器安裝在雙水泥桿中間，利用變壓器臺擔支撐，容量一般為50～500kVA。水泥桿的高度一般為12m或15m，變壓器臺架的綜合配電箱橫擔底部對地距離不應小于1.9m，即對地凈空距離為1.9m。

2）箱式變壓器

箱式變壓器（以下簡稱箱變）主要由變壓器、高低壓電壓控制設備及基礎構成，其中變壓器集中在箱式殼體中，容量一般為315～800kVA，主要應用于城市居民生活區地段，但現澆混凝土基礎施工需要占用較大的施工場地，會給城市環境、居民生活、交通帶來一定的影響。

3）單管式柱上變壓器

單管式柱上變壓器（以下簡稱鋼管變）即將單根鋼管替換臺架變的雙水泥桿，變壓器和綜合配電箱安裝于同根臺擔，隔離開關、避雷器或斷路器安裝于鋼管頂部，整體結構緊湊，鋼管底部需基礎支撐，變壓器的容量一般為50～500kVA。

2 配變形式的對比分析

針對濱海城市商品街區商鋪樓房密集的特點，本文將通過占地空間、抗臺風能力、材料、工期等4個方面，對臺架變、箱變、鋼管變這3種配變形式進行對比。

2.1 占地空間

臺架變以雙水泥桿為主，其根開（電桿根開為在平面上桿與桿的中心間距）一般為2.85m，高度接近3層樓；美式箱變長度可達到3m，不可避免地遮擋住部分鋪面，從而影響視覺。3種變壓器形式的占地空間如圖1至圖3所示。

圖1 臺架變占地空間

臺架變、箱變占地空間大，不利于在狹窄街道新增布點。鋼管變與臺架變最主要的區別在于變壓器和配電箱水平安裝于同根臺擔，極大節省了占地面積，且整體高度約為5.5m，明顯小于水泥桿，避免了街道邊綠色植物的砍伐，對美麗城市的綠化起到一定的作用。同時變壓器距離地面約為2.5m，從而降低對鋪面的視角影響，有利于解決城市商品街區配電變壓器的布點難問題。

圖2 箱變占地空間

圖3 鋼管變占地空間

2.2 抗臺風能力

海南省沿海地區為臺風高發地區，而臺風經常使得濱海城市飽受摧殘，尤其是中低壓配電網中的用電設備遭到嚴重破壞。利用普通水泥桿的臺架變，由于電桿及設備高度的增加，增大了風壓面積和風壓高度系數，對電桿強度提出更高的要求，臺架變采用高強度電桿造價高，經濟性較差，因此對臺風登陸地區，老舊水泥桿容易受到強臺風的摧殘，造成水泥桿斷裂等嚴重災害，如圖4所示。

圖4 受臺風摧殘的水泥桿

鋼管桿高度及設備安裝高度較低，整體風壓面積小，其底部通過地腳螺栓與基礎相連接，同時滿足強度和抗傾覆的要求，運行安全可靠，抗風能力較強。

變壓器與電感器設計手冊 第4版

￥78.1

購買

2.3 材料

針對電纜上下桿情況，臺架變需要開列電纜保護套管，而鋼管變的高低壓電纜均可從鋼管內部直接穿越接至變壓器和配電箱，分別如圖5和圖6所示。

圖5 電纜穿過保護管

圖6 電纜穿過鋼管桿

相同條件下，電纜上、下桿長度取決于電桿高度。由于鋼管變只有單根鋼管，高度小于臺架水泥桿，且變壓器和綜合配電箱均安裝于同根臺擔，故臺架變的電桿、電纜、橫擔等材料的數量近似為鋼管變材料的兩倍。因此，安裝鋼管變可在一定程度上節省電纜及相關材料的用量。

2.4 工期

常見臺架變的單根水泥桿重量大于1t，箱變整體重量更是大于水泥桿，需要使用大型貨車及吊車對上述兩種變壓器形式進行運輸及安裝。鋼管桿重量約480kg，遠小于水泥桿和箱變，在重量方面具有不可比擬的優勢，能一定程度地減少人力物力的投入，也為設備的運輸及安裝提供了極大便利。

一般來講，箱變的基礎應比箱體外觀尺寸略大，即四周多出0.8～1m，而鋼管變的基礎一般為臺階基礎，整體尺寸較小。

綜上所述，鋼管變運輸方便，安裝簡便，相比于箱變基礎其施工難度和施工時間相應減少，施工期間可在一定程度上降低對周圍居民生活的影響，有利于縮短整個工程的工期。

3 經濟效益分析

根據《20kV及以下配電網工程定額和費用計算規定》，在變壓器容量為500kVA的相同條件下，臺架變、箱變、鋼管變3種配變形式的投資對比見表1。

表1 投資對比表

表1中“本體工程費”用包括設備購置費、建筑工程費及安裝工程費。“其他費用”包括建設場地征用及清理費、項目建設管理費、項目建設技術服務費、生產準備費。“靜態投資”為本體工程費、其他費用、基本預備費的總和。而“總投資”為“靜態投資”與“建設期貸款”利息之和。

在配變容量相同的情況下，臺架變的本體工程為271元/kVA，箱變的本體工程為439元/kVA，鋼管變的本體工程為243元/kVA。在靜態投資方面，鋼管變為282元/kVA，在3種配變形式中最低。在總投資方面，箱變總投資最大，臺架變次之，鋼管變最小。綜合鋼管變的社會效益和經濟效益，采用鋼管變更為合理。

本文以三亞某商品街區實際工程為例，證明鋼管變在濱海城市應用的切實可行性。該工程新建S13-500kVA單管式柱上變壓器一臺，高壓線路路徑總長0.07km，其中：采用穿管直埋敷設ZRC-YJV22- 8.7/15kV-3×70mm2電纜0.07km；低壓線路敷設ZRC- YJV22-0.6/1kV-4×240mm2電纜0.085km；新建一進三出壁掛式電纜分接箱3臺。

本工程建成后，根據測算結果，單位電量分攤金額45.556元/MW?h（含稅）。總投資內部收益率為11.6%，總投資投資回收期為7.6年。本項目具有一定的財務抗風險能力，且建設條件良好，財務指標滿足要求，社會效益和經濟效益顯著。

結論

本文針對濱海城市商品街區商鋪樓房密集、用電量逐年增大的特點，提出了在人口流動較大的街道采用鋼管變的方案，區別于傳統臺架變，鋼管變最大的特點是變壓器和綜合配電箱被安裝于同根鋼管，極大地節省了占地面積，解決了因城市電力線路通道受限、商戶協調導致的新增布點難的問題。

通過與傳統臺架變和箱變在占地面積、抗臺風能力、材料、工期4個方面的對比可知，鋼管變不僅可以滿足商品街用戶負荷迅速增長的需求，而且使其在濱海城市中電力線路通道受限的商品街區得到更廣泛的應用。