(广东电网湛江廉江供电局广东湛江524100)
摘要:电网改造的目的是满足社会发展用电负荷增长的需要,是国家基础设施建设的重要组成部分。电网的改造和建设直接关系到社会经济的发展,是工业、农业和城乡居民生活、生产过程中重要的能源供应渠道。配电变压器是电力系统末端的关键配电设备,配电变压去的科学选择直接关系到配电网供电的安全性、稳定性、经济性和可靠性的运行,因此必须重视。
关键词:电网改造;配电变压器;配变选择;变压选型
引言
配电变压器是配电网中应用最为普遍的电力设备,其选择是相当复杂的过程[1]。它的型号及容量选择的合理性以及安装的规范性直接对其运行效益有着直接的影响,也直接关系到电力系统的稳定和安全,所以在配电网的建设和改造的过程中,对10kV配电变压器的科学选择和合理安装是必须重视的问题。
一、配电变压的容量及形式
配电变压安装绝缘介质的不同,分为干式变压和油浸式变压器两种,一般油浸式变压器变单台容量均在630kVA以下,油变维护方便、造价低,但是可燃、可爆,大多使用在工业、农业和居民配电。
干式变压器单台容量可以达到50~2500kVA,干变由于具有良好的防火性、环保性、阻燃、抗冲击,可安装在负荷中心区,以减少电压损失和电能损耗。但干变价格高,体积大,防潮防尘性差,而且噪音大。一般使用在配电网网架中的商业中心、高层建筑、车站、医院等场所配电。
干式变压器(简称干变)就是指绕组和铁芯不浸在绝缘油中的电力变压器,相对于油浸式电力变压器(简称油变),干变因没有绝缘油,也就没有因绝缘油导致的火灾"爆炸"污染等问题,故在电气规范中均不要求干变布置在单独房间内,油浸式电力变压器是指绕组和铁心浸在绝缘油中的电力变压器,如安装在室内使用时,油浸式变压器一般安装在单独的变压器房里,在配电网建设和改造过程中可依据使用场所不同选择不同绝缘介质的变压器。
以前在进行选择变压器容量选择时,大多普遍忽略的配变容量的分析环境节,配变容量选择的主要依据供电范围内的用户数量及供电片区内的工业、居民生活用电量历史运行数据,需要通过对用户数量及历史运行数据进行科学的负荷分析计算从而得到供电范围内的负荷预测结果,合理科学的选择变压器的容量。如果单纯从用户数量进行估算选取,在这样的情况下有可能导致变压器的损耗及投资都非常高。而且,如果变压器容量选取不合理,将产生非常严重的后果:在变压器容量过小的时候将导致配变长期处于中过载运行,过载损耗大,同时导致变压器严重发热,直接影响变压使用寿命,严重的将导致变压器烧毁。
二、油浸式变压器的选择
10kV油浸式配电变压容量为630kVA,油浸式变压器还可以分为普通硅钢变压器和非晶变压器,传统的变压器的铁芯是用硅钢片等材料叠装而成,普通油浸式电力变压器有S8、S9及S11三大类型。S9系列的电力变压器的特点是通过增加铁心有效截面积来降低铁芯内部磁通密度,变压器高低压绕组都采用大截面的铜导线,以达到降低绕组负载损耗、空载损耗和电流密度的目的。通过增加有效导磁材料的用量来降低变压器的用电损耗。
非晶合金材料相对硅钢片更加绿色,环保,节能。优点是节能效果明显、环保效应强节约城市建设用地及综合使用成本低,运行稳定和安全性能高。主要问题是部分安装在噪声敏感区域的非晶合金配变出现噪声扰民现象。为认真贯彻落实国家节能减排政策,发挥电力行业在节能减排工作中的引导作用,积极稳妥地在配网中选择非晶合金配电变压器。
户外安装使用时,一般采用油变,500kVA及以下的变压器可采用台架式安装,高压侧直接使用跌落式熔断器保护接线方式。
户内安装使用时,油变一般安装在单独的变压器室内(10kV油变一般容量80kVA油重就达100kg以上,宜装设在单独的防爆间内)。油变高压侧一般用电缆连接,某些情况下用铜排进行连接时,可能造成安装位置受限。油变低压侧与低压配电柜间的连接可用封闭式母线桥或电缆(桥架)连接,一般容量较大时一般采用封闭式铜排母线桥连接;变压器容量较小时一般采用电力电缆,用(封闭式)母线桥(桥架)常造成安装位置受限,变压器容量较大时,低压侧电缆须用多根并联,电缆并列时,电缆的安全载流量应乘以小于#的并列系数,每相根数多了其载流量下降明显,故容量较大时一般不采用!由于油变与低压总柜不在同一室内,有时油变与低压总柜间还隔有其他变压器室,使得安装油变与低压总柜间的电缆和铜排(桥架)等载流体的费用较大!某些情况下在计入低压电缆和铜排等载流体的费用后,油变与干变安装的经济性相当!在计入油变多用的房屋及占地等费用后,造成油变的安装造价高于干变,
三、干式变压的选择
在配网建设和改造中对于对配电房面积较小及单台容量要求较高的商业中心、高层建筑可选用干式变压器。
干式变压的特点:(1)难燃阻燃、无污染、无油、自熄防火;(2)高效率、低损耗(SC(B)9系列损耗比现行国标GB/T10228降低百分之十;(3)噪声小、机械强度高、抗裂、突发短路能力强;(4)重量轻、体积小、不需要单独安装在独立的变压器室内,节省占地面积,减少了土建造价。
在实际工程应用中,干式变压器的稳定安全运行状况,通常与变压器绕组绝缘安全性有着很大的联系。影响干式变压器绕组绝缘安全性能的主要原因是在运行中绕组线圈温度的控制情况,如果变压器绕组温度高于绕组绝缘耐温的情况,就会对干变绕组绝缘安全性能产生影响,因此,干式变压在选型中,在确认供电区域内用电需要选定变压容量后,剩下的就是对干变的温度控制系统主要从温控系统中的风机控制部分及绕组温度检测显示系统的选择。
户内安装时由于干式变压器自身结构的特殊性,户内安装时不要求单独设置变压器房,可与高低压配电柜共同布置在同一配电房中,变压高低压侧可以直接采用电缆连接。
干式变压器户外安装时,需加装防护级别比较高的金属外壳,当户外日晒高温时将引起干变外壳内过热影响干变绕组散热,因此现场除容量较小的预装式变电站(俗称箱变)外,一般不采用干变户外安装。
干变选型主要事项:
(1)选择完整配备干式变压器温度控制系统的干变,包括风机自动冷却控制系统、过温报警跳闸系统、温度显示系统等
(2)根据不同的使用环境要求,选择不同类型的外壳。通常选用IP20防护壳,可防止直径大于12毫米的固体物和小动物进入接近变压器,以防止造成短路停电等重大故障。
(3)选择合理冷却方式的干变:干变冷却方式分为自然空气冷却和风冷两种,空气自冷时变压器可在额定容量功率下长期运行,在风冷式变压能适当过载运行,在事故或者变压器改造过程中可以短时断续的过负荷运行。但由过负荷运行损耗将大幅度增大,处于非经济运行状态,高温对绕组绝缘存在一定的损害,故不应使其长时间连续过载运行。
结语
户外安装使用时,一般采用油变,500kVA及以下的变压器可采用台架式安装,高压侧直接使用跌落式熔断器保护接线方式。
户内使用时,对不受场地和对容量要求不高的场所可以采用油变,但需满足消防规范的要求。在对配电房面积较小及单台容量要求较高的商业中心、高层建筑可选用干式变压器,干式变压器可以高低压配电装置共同布置在一配电室内,节省用电面积。
参考文献:
[1]王京,马洪波.干式变压器技术的发展及其在电力生产中的应用综述[J].电力科学与工程,2007.05
[2]梁孝明.浅谈干式变压器的特点及选型的注意事项[J].价值工程2010.04
[3]赵军生,涂会田.合理选择配电变压器提升农网改造升级水平[J].农村电工,2012(10)
[4]刘加华,刘纯银.谈农村水电电网改造的规划与设计[J].江淮水利科技,2010(2)