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110KV配电变压器的选择与使用


1 10KV配电变压器的型式选择
1. 1 油浸式和干式配电变压器
   油浸式变压器的价格便宜,关键部件全部密封在变压器油中,其绝缘和冷却效果好,适应能力强,在配电网中应用广泛。其缺点是变压器油具有可燃性,防火要求高,用于变电所(用于10KV以及以下电源经配电变压器降压后对设备供电,亦及配电室)需单独设立配电变压器室,占地面积大;抗短路能力差;如果密封不良渗漏油严重,影响设备运行,同时污染环境;绝缘按A级绝缘设计、制造,耐温等级低;充油设备需定期检查、维护。
干式配电变压器占地面积小,可以与SF6断路器及真空开关设备同室布置,抗过载能力强,阻燃性好,可选耐温等级高,抗短路能力强,免维护,在变电所应用广泛。其缺点是:对环境要求高,密封性差,不宜在室外使用;价格偏高;比同等级的油浸式配电变压器损耗较大;维修不方便;如果损坏或电源故障冷却效果差。
根据其特点、设计规范和运行经验,油浸式配电变压器主要适用于杆上架设、箱式变压器和单独设立配电变压器室的配电式与配电所;干式配电变压器主要适用于室内配电。
1.2 单相配电变压器的应用
单相配电变压器体积小,可单杆架设,很容易深入负荷中心供电;单相配电变压器本身损耗低,又因为可靠近居民端供电,大大减少了低压线路的损耗;由于单相配电变压器出现为3根(不同于三线四线),节约了低压线路的投资成本。因此,单相配电变压器符合小容量密布点的指导思想,近几年来在配电网的已广泛使用,主要用于城市居住区、别墅区、路灯和农村小范围相对集中居住地区。但是由于单相配电变压器容量小,只能单相输出等因素,在小动力零散分布地区和城市多层、高层建筑密集的小区不能合理、经济的使用。
2 10KV变电所配电变压器负载的选择
  10KV变电所主要变压器容量的选择,除了要计算负载容量外,还应确定配电变压器的负荷率。配电变压器的负荷率是影响配电变压器容量、台数和电网结构的重要参数,其值为
    T=变压器最大负荷(kv·A)/变压器额定容量(kv·A)·100%
目前对负荷率T的取值有两种不同的观点和做法。一种认为T值越大好,取负荷率;另一种相反,认为T值小好,取低负荷率。T的具体取值和变电所变压器台数N有关。
  关于高负荷率。当N为2时,T为65%左右;当N为3时,T为87%左右;当N为4时,T为100%左右。取高负荷率是根据配电变压器负荷能力中的绝缘老化理论,允许配电变压器短时间过负荷而不会影响到配电变压器的使用寿命。大体上过负荷1.3倍,延续时间2小时。这种取值按“N-1”准则,在最高负荷时,当变电所有1台配电变压器故障停运,其余配电变压器必须承担全部负荷而过载运行,过负荷率1.3。
  关于低负荷率。当N为2时,T为50%左右;当N为3时,T为67%;当N为4时,T为75%左右。这种观点与高负荷率截然不同。在最高负荷时,当变电所有1台配电变压器故障停运(“N-1”)时,剩余配电变压器可以承担全部负载而不过负荷。
  两种负载率的选择都有其合理的地方,主要差别有以下几点:
(1)选择高负荷率的电网投资比选低负荷率节省。低负荷率带电网配电变压器容量选择较大,相应配套的一、二次设备参数等级增加,必然带来投资增加,运营成本增大。但选择低负荷率时,可以更合理配置接线方式,配电变压器增容周期也较长。
(2)低负荷率电网的可靠性禾安全性高于高负荷率电网。高负荷率电网虽然也能满足“N-1”的要求,但是设备超载对电网安全稳定运行不利,通过其他变电所转移负荷的方式不一定可行。
(3)配电变压器低取负荷率可以简化网络接线,减少联络线路数量,对简化继电保护和自动装置有利。
3 因地制宜选择配电变压器
在江苏省建设厅和经贸委颁布的《35KV以及以下端变电所(配电房)建设标准》(DGJ32/14--2005)中,关于变压器台数、容量有下列规定:
  第3.1.4条:变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。应符合下列条件之一时,宜装设2台及以上变压器:具有一级或二级负荷;季节性负荷变化较大;集中负荷较大。
第3.3.1条:装有2台以及上主变压器的变电所,当断开1台时,其余变压器容量应满足一级及二级负荷用电。其余变压器容量不宜小于总负荷60%
目前,城市住宅小区大都满足地3.1.4条规定,建设10KV变电所时,应考虑装设2台以上变压器。地3.3.1条规定中,对配电变压器容量选择标准是比较低的。当然,标准是强制执行标准,该要求是必须达到的最低标准。
当变电所在建筑物内部,以及对防火防爆有特殊要求,或占地面积较小无法单独设立配电变压器的,应选用干式配电变压器。在选用干式配电变压器时,冷却方式采用自然空气循环和强迫空气循环(带冷却风机)。正常条件下,自然空气冷却时,配电变压器连续运行,配电变压器可以持续输出150%额定容量。
选用干式配电变压器,变电所主变压器选择容量时,可以根据高负荷率的方案选取。2台主变压器(N-2),负荷率取65%(T=65%),低压采用单母线分段接线方式;3台主变压器时(N=3),负荷率取87%(T=87%),低压应采用单母线四分段接线方式。
应当选用箱式变电站,或当变电所为独立设置时,可以设立单独的配电变压器室。对防爆防火没有特殊要求时,可采用油浸式变压器(S11型或非晶合变压器)
选用油浸式配电变压器,变电器价格低,空载损耗也比较小,但过载能力较差。主变压器选择容量时,可以根据低负荷率的方案选取。2台主变压器时(N=2),负荷率取50%(T=50%,低压采用单母线分段接线方式);3台主变压器时(N=3),负荷率取67%(T=67%,低压采用单母线四分段接线方式)。
对于线路或变电所单台变压器的选择,也应根据负荷特性和现有低损耗配电变压器的特点,结合负荷增长情况,通过计算和经济技术比较(考虑增容投资、新增布点的实际难度),选择稍大容量等级的配电变压器也是有利于安全、可靠和经济运行的。

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