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箱式變電站的選型與應用

發布時間:2021-12-02 13:30:31 | 瀏覽次數:

隨著城網改造的不斷推進,城網改造的領域不斷擴大,特別是在城市居民住宅小區配電網建設中,箱式變電站以其工廠化建設,設計施工周期短而獨具魅力。
1、工程概況
湖北省漢江集團水電公司民康小區,居住區用地面積約3.25萬m2,住宅區居住面積1.92萬m2,共有居民559戶,約1789人,民康小區3線入地工程是城網改造的試點項目,根據改造要求,從供電安全、環境美觀、供電效率等諸多因素考慮,選擇10kV箱式變電站與電纜線路構成其配電系統。
2、箱變的選型
2.1兩種箱變技術經濟比較
箱式變電站按結構主要有歐式箱變和美式箱變。歐式箱變體積大,造價低而美式箱變體積小,結構緊湊,約為同容量歐式箱變的1/3~1/5,外形美觀,盡管造價略高,但美式箱變具有供電可靠、結構合理、安裝迅速、靈活、操作方便等特點,既可用于戶外,又可用于戶內。
美式箱變與歐式箱變不同在于美式箱變是將變壓器鐵芯、高壓負荷開關、保護用熔斷器等設備統一設計,放在同一注油箱中,具有以下特點:
(1)體積小、結構緊湊,僅為國內同容量箱變的1/3左右;
(2)全密封、全絕緣結構,無需絕緣距離,可靠保護人身安全;
(3)既可用于環網,又可用于終端,轉換十分方便,提高了供電可靠性;
(4)過載能力強;
(5)損耗小,可選擇S9或SH型;
(6)高壓電纜頭采用公司的產品,可操作200A負荷電流,在緊急情況下可帶電插拔作為負荷開關操作,并具有隔離開關操作方便靈活的特點;
(7)采用雙熔絲保護,降低運行成本;
(8)選用高燃點油(燃點高達312℃)可置于建筑物內;
(9)箱體采用防腐設計和特殊噴漆處理,可廣泛適用于各種惡劣環境,如多暴風雨和高污染地區,與環境渾然一體。
綜合以上考慮,結合民康小區綠化美觀、節能環保等要求,優先選擇美式箱變。
2.2箱變中配變的選型
2.2.1幾種配變經濟分析比較
選擇美式箱變后,與箱變配套的配變的技術特點對整個低壓電網的電壓質量、經濟效益及供電可靠性都具有舉足輕重的影響。
自國家明令淘汰S7系列,S9系列變壓器和SH非晶態系列變壓器是目前國產最新節能變壓器,S9變壓器與現行國家標準GB/T6451-1995的規定值相比,總損耗下降了15~25,而國產SH非晶態合金變壓器的空載損耗僅為S9型同容量變壓器的20,比現行國標GB/T10228-1997規定數值降低3/4。
因為居民小區利用小時較少,即輕載運行時間長,年空載損耗占變壓器總損耗比重較大,所以SH型非晶態合金變壓器適合居民小區的用電特點,節能效用顯著。
根據經濟比較分析,SH型非晶態合金變壓器適合居民小區用電特點,節能效果顯著。SH與S9相比,雖然一次性投資大,但在3~6年內即可收回投資差額部分,在11~12年即可收回變壓器成本費。故優選SH型非晶態合金變壓器。筆者所在民康小區,經過經濟分析比較,最終選擇一臺SH型配變,2臺S9型配變與箱變配合使用,分別是上海置信公司YBW-1.1-500/10箱變(變壓器采用SH-400/10)和上海ABB公司ZGSBZ-400/10型箱變(變壓器采用S9-400/10)。
2.2.2配變容量確定
箱變容量的選擇對綜合投資效益有很大影響。變壓器容量選得過大,出現"大馬拉小車"現象,不僅一次性投資大,空載損耗也大。變壓器容量選得過小,變壓器負載損耗增大,經濟上不合理,技術上也不可行,一方面變壓器的最佳負載率(即效率最高時的負載率),不是在額定狀態下,而是在40~70之間,負載率過高,損耗明顯增大;另一方面,由于變壓器容量裕度小,負荷稍有增加,便需更換大容量箱變,頻繁增容勢必會增加投資,影響供電。
選擇箱變容量,要以居民小區現有的負荷為依據,適當考慮負荷發展,選擇箱變容量按照5年電力發展計劃確定。
當5年內電力發展明確,變動不大且當年負荷不低于變壓器容量的30時:
SN=KS·∑PH/cosφ·η
式中SN--箱變在5年內所需配置容量,kVA
∑PH--5年內的有功負荷,kW
KS--同時率,一般為0.7~0.8
cosφ--功率因數,一般為0.8~0.85
η--變壓器效率,一般為0.8~0.9
根據公式一般把KS=0.75,cosφ=0.8,η=0.8
SN=0.75∑PH/0.8×0.8=1.2∑PH
實例:民康小區按照50W/m2設計,則
PH=50×19200=960kW
SN=1.2×960=1152kW
故民康小區選擇3臺400kVA箱變。
3、箱變的安裝
(1)箱變位置應逼近負荷中心,根據小區負荷分布情況,計算出負荷矩,以此確定負荷中心,將箱變安裝在負荷中心附近,這樣,可縮短供電半徑,可減少基建投資,減少電能損耗≤12,提高電壓質量()運行維護方便,其低壓(400V)供電半徑≤500m;
(2)箱變使用地點不允許有強烈震動和沖擊,不允許有較大的電磁感應強度,對于箱變地埋線路,應布置好各回路出線的敷設路徑,并滿足對地下設施的安全距離,且不影響供電區長遠發展;
(3)使用地點不得有爆炸危險的物質,周圍介質中不能含有腐蝕金屬與破壞絕緣的氣體及導電介質;
(4)箱體安裝垂直傾斜角不應超過5°,戶外風速不超過35m/s,空氣相對濕度不得超過90(25℃);
(5)箱變安裝不需建設控制室和相應廠房,10kV設備無架構,占地面積小,現場只需按廠家提供的箱變基礎尺寸,制做一基鋼筋混凝土基礎;
(6)吊裝根據標準重量及有關安全規程選用適當的起重設備,起吊鋼絲繩之夾角小于60°,起吊時應用繩索對角拉住箱變,以保證其平穩就位;
(7)箱式變壓器出廠時已調試好,只需將箱變高壓及低壓電纜與箱變連接;
(8)箱體及主變周圍應設置避雷針,并保證設備在其安全保護范圍之內,在預制地基前應首先埋好接地網,其接地電阻應小于4Ω,箱體就位后,應將箱體接地端子與之接牢;
(9)由于箱式變已達到無人值守的技術要求,可不設后臺設備,運行時,要考慮加強防盜。
4、結論
通過對箱式變技術經濟分析比較,選擇了技術經濟性能最佳的產品,所居住的民康小區改造后,小區無架空線,使小區綠化環境美觀大方。目前,箱式變運行良好,維護簡單,安全、適用、經濟、美觀,取得較好的社會效益、環境效益和經濟效益。
箱式變體積小、占地面積少、布置靈活、安裝方便、節能環保、噪音小,有利于改善和美化環境,它必將隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高而大量運用于住宅小區的建設上,獲得大規模的發展。(


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