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箱式变在城网改造工程中的应用

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/18 1:38:19   

 关键词:  继电保护 改造

刘新民河北涿鹿县电力局(075500)

摘要:该文介绍了ZBW-10/0.4kV箱式变的结构和电气设备的选择,以及箱式变在应用中应注重的事项。

要害词:箱式变;动静态无功补偿;运行

1箱式变的结构及电气主接线

ZBW-10/0.4kV箱式变,是由高压室、变压器室、低压室、电容器室箱体结构组成,各室设有封闭门加锁。箱体采用特种钢板或铝合金板制作,能防止雨水和污物进入。外形尺寸与配变容量,及低压进出线回路数而定。以630kVA箱变为例,长×宽×高为3.7×2.5×2.4m3(见图1)。箱变的电气主接线可按配电方式分为终端式和高压环网式。

2箱式变电气设备的选择

配电室头内,设有GA-10型进线柜和配变控制柜两面。柜内设备的额定电压不小于10kV,额定电流不小于配变10kV侧额定电流的2倍。10kV电源从进线柜用高压电缆引入。柜内装有电缆头和HY5W-12.7/50金属氧化物避雷器,柜正面装有GSN-10型感应式电压指示灯。配变控制柜内,装有带接地连锁的10kV隔离开关P,它作为配变检修时与电源有明显断开点并安全接地。配变高压侧选用FZRN25-12D/T200-31.5型户内交流高压负荷开关—熔断器组合电器。开关为弹簧储能机构,可手动或电动跳、合闸,作为配变投、切使用。熔断器的熔丝额定电流按配变高压侧额定电流的1.5倍选择,作为配变高压侧过负荷保护。

变压器室内,安装S9型或干式10/0.4kV低损耗变压器1~2台。为保证电压质量可安装SZ9型有载调压变压器,实现有载自动或手动调压。变压器额定容量Se可按供电半径500m内供电台区内的最大负荷Pmax和经济负载系数β计算:

经计算一般选用315~630kVA为宜。选择两台配变时,应满足一台配变检修或事故时,另一台也能保证对用户正常供电的n-1原则。

低压配电室内,安装有BDL-1型低压进出线配电柜。进线柜内装有HD13B三相隔离开关和ME1-160S/220万能总开关,LHK1-0.66型电流互感器。出线柜内装有HD13B隔离开关和CM-400L/330D型断路器,开关内有过载、短路的过流保护,LMK1-0.66型电流互感器,每路出线通过电缆出线。

补偿器室内,装有低压无功补偿柜,其无功补偿方式采用静动态相结合的补偿方式。

2.1静补偿

静补偿的范围是对配变的无功功率损耗进行补偿。变压器无功功率损耗包括励磁损耗和漏磁损耗两部分,其值为:

式中△Q0——变压器励磁损耗,△Q0=I0/100·Se(kvar);

  I0——变压器空载电流百分数,小容量变压器I0=2~10,取6;

  △QK——变压器漏磁损耗,△QK=UK/100·Se(kvar);

  UK——变压器短路电压百分数,小容量双绕组变压器UK=6.5~10.5,取6.5;

  β——变压器负载系统,β=S/Se=0.4~0.6,取0.5;

  S——变压器平均负荷输出容量(kVA);

  Se——变压器额定容量(kVA);

双绕组小容量变压器的无功功率损耗:

所以,无功静补偿容量Q1=7~8Se计算。静补偿电容器组选用三相BSMJ-0.45-Q-3。

三角接线的并联自愈式电容器,它能消除电网三次谐波的影响。电容器组包括动态补偿电容器组用总空开NM-160S控制,用RDA快速熔断器保护,因此静补偿随变压器一同投入或退出运行,又叫随器补偿方式。

2.2动态补偿

无功动态补偿方式是随负荷的无功电流的大小,由无功功率调节器KCS使电容器组自动进行投切,KCS无功功率调节器主要由大功率反并联晶闸管模块、隔离电路触发电路、同步电路、保护电路及驱动电路等组成,由电流互感器二次反映无功电流量。一般安装一组KCSIA调节器,对三相0.4kV容量1~40kvar电容器组进行无触点投切,一组KCS3F调节器,能够分相对0.15kV单相1~10kvar星接的电容器组进行无触点投切,以补偿单相不对称无功负荷。两组电容器随无功负荷逐级投入。

城网用电负荷的平均功率因数较高,无功补偿前一般在0.9左右,无功补偿后,要求补偿到0.96,否则会发生过补偿,使动态电容器组不能投入,造成浪费。动态无功补偿Q2可按下式计算:

式中Pmax——配变有功最大负荷(kW);

  tgφ1——无功补偿前负荷平均功率因数角的正切值;

  tgφ2——无功补偿后功率因数角正切值。

3箱式变的应用

涿鹿城镇是我县政府所在地,是我县经济较发达区,人口密集、生产、生活用电负荷较大,又较集中,供电可靠性要求较高,低压电网供电很适宜箱变供电。2003年,在涿鹿城镇城网改造工程中,率先应用了箱变供电,先后投运了630kVA的箱变六座:一座10kV电源环网式、五座终端式,而且还计划连同线路配网自动化工程一起实现调度自动化。箱变投入后,已初步收到良好效果。

3.1箱变安装地点的确定

在商业区街道旁安装箱变因影响街道美观用户非常反对,安装在楼房大门口影壁后面或几幢楼房中间地面上较好。为防止积雨水箱变基础高出地面0.3m,由于箱变结构紧凑占地面积又小,又是电缆进出线,唯一露出地面的就是箱体它取代了双杆变台,美化了街道环境,又在负荷中心处,用户比较满足。

3.2提高电能质量

由于箱变的无功补偿装置技术条件比较先进,不会发生过补偿现象,电容器组的投运率较高,使用电负荷的功率因数保持在0.96左右,降低了10kV系统及以上线路电能损耗,也改善了低压电网的电压质量。

3.3提高了供电可靠性

箱变的出线路数较多,每座箱变可以单独向一个供电台区供电,通过电缆向几座楼房配电箱供电和街道的低压线路供电。几座箱变通过低压线路连接起来环网供电,可以充分利用箱变的配变容量,某座箱变的配变停电检修时可以由另一座箱变供电。箱变内的电气设备不受外界环境影响,便于维护治理。配变高压侧用负荷开关控制,能带负荷投切变压器,开关能电动合闸,可以实现配网自动化,实现遥控、遥信、遥测。配变用熔断器保护,也可以实现交流微机保护,因此用箱变供电可靠性较高,但箱变开关有失压保护,为减少因检修停电造成开关跳闸,为减少操作次数,可以退出失压保护。

3.4减少箱变供电的投资费用

投资费用,一座630kVA的箱变有五路出线的投资费用为13.5万元,每kVA造价为214元,其中箱变中的配变、配变10kV控制柜和低压无功补偿柜费用比例较大,因此,单台配变的容量越大,箱变每kVA的造价越低,它适应于供电台区用电负荷在315kVA及以上区域。为了降低工程造价,电容器补偿容量,配变容量必须经计算确定。

3.5箱变的运行

箱变在投入运行前,应对柜内开关、隔离开关等设备进行调整,检查操作是否灵活,设备的接线是否牢固,外壳接地是否可靠,并对配变开关等设备进行交接试验,保护定值进行整定,全部合格后方可投入运行。箱变投入运行后,应定期巡视检查,并加强维护治理工作,发现问题及时处理,以保证箱变设备的安全运行。

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