農(nóng)村電網(wǎng)10kV電力變壓器的選用與安裝
在農(nóng)網(wǎng)改造中,合理選擇配電變壓器臺區(qū)、型號、容量及按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理安裝配電變壓器是保證變壓器經(jīng)濟運行、降低損耗、安全可靠供電的重要因素。
1、10kV配電變壓器臺區(qū)的選擇
在農(nóng)網(wǎng)新建或改造時,農(nóng)村配電變壓器臺區(qū)必須依據(jù)“小容量、密布點、短半徑”的原則,合理選擇配電變壓器的位置。
①對于村莊相對較孝用電戶數(shù)少、負(fù)荷又比較集中、需一臺配電變壓器供電的,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有負(fù)荷及發(fā)展規(guī)劃,盡量將配電變壓器安裝在負(fù)荷中心,從配電變壓器的低壓出線口到每個負(fù)荷點,盡量做輻射性向四周延伸,供電半徑以不超過500m為宜。
?、趯τ诖迩f較大、用電戶數(shù)多、負(fù)荷分布不均等情況的村莊,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分布及村莊規(guī)劃,采用短距離、小容量、多臺變壓器供電,同時還應(yīng)盡量避開車輛、行人較多的場所,且選擇便于更換和檢修設(shè)備的地方。
2、10kV配電變壓器型號的選擇
農(nóng)網(wǎng)改造前,我國農(nóng)村大部分采用高損耗SJ系列的變壓器供電,損耗比重大。近年來,國家新開發(fā)的新型節(jié)能型變壓器有S8和S9及S11三大類。
S9系列配電變壓器的設(shè)計以增加有效材料用量來實現(xiàn)降低損耗,主要是增加鐵心截面積以降低磁通密度,高低壓繞組均使用銅導(dǎo)線,并加大導(dǎo)線截面,降低繞組電流密度,從而降低空載損耗和負(fù)載損耗。
S9與S7系列變壓器相比,空載損耗平均降低10%,負(fù)載損耗平均降低25%。而S11系列變壓器是在S9系列的基礎(chǔ)上改進結(jié)構(gòu)設(shè)計,選用超薄型硅鋼片,進一步降低空載損耗而開發(fā)出來的,目前S11系列變壓器的空載損耗比S9系列降低了30%,但投資相對比較高。因此,從性價比來考慮,新建或改造變壓器時,一般應(yīng)選擇使用S9型低損耗變壓器,原來高損耗配電變壓器已全部淘汰,S7型系列配電變壓器也被更換。
3、10kV配電變壓器容量的選擇
過去,在選擇配電變壓器時,由于缺乏科學(xué)分析計算,“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在,只依據(jù)用電戶數(shù)大概來選擇變壓器容量,沒科學(xué)依據(jù),沒考慮到如果選擇容量過大,會出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象,這不僅會增加一次性投資,并且增加了空載損耗。如果選擇容量太小,會引起變壓器超負(fù)荷運行,過載損耗增加,最終導(dǎo)致燒毀變壓器。為此,在選擇配電變壓器容量時,應(yīng)按實際負(fù)荷及5～10年農(nóng)村電力發(fā)展計劃來選定,一般按變壓器容量的45%～70%來選擇。另外,考慮到農(nóng)村有其自身的用電特點,受季節(jié)性、時間性強及用電負(fù)荷波動大的影響,有條件的村莊可采用母子變壓器或調(diào)容變壓器供電,以滿足不同季節(jié)、不同時間的需求。
4、10kV配電變壓器臺架的安裝
我省在農(nóng)網(wǎng)改造中,大多數(shù)是使用雙桿柱上安裝變壓器(容量小于500kV•A),兩桿的間距為2m,變壓器在桿上傾斜不大于20mm,配電變壓器臺架用兩條2.4m的槽鋼固定于兩電桿上,臺架距地面不低于2.5m,臺架傾斜不應(yīng)大于臺高的1/100。變壓器腳底與臺架用4根螺絲上緊,同時變壓器的高、低壓柱頭要加裝防塵罩,變壓器要懸掛警告牌。另外安裝鐵件均需鍍鋅,并且100kV•A以上的變壓器要安裝一臺隔離開關(guān)。
5、跌落式熔斷器的安裝
配電變壓器的高、低壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)熔斷器。高壓側(cè)熔斷器的底部對地面的垂直距離不低于4.5m,各相熔斷器的水平距離不小于0.5m,為了便于操作和熔絲熔斷后熔絲管能順利地跌落下來,跌落式熔斷器的軸線應(yīng)與垂直線成15%～30%角。低壓側(cè)熔斷器的底部對地面的垂直距離不低于3.5m,各相熔斷器的水平距離不小于0.2m。
跌落式熔斷器開關(guān)熔絲的選擇按“配電變壓器內(nèi)部或高、低壓出線管發(fā)生短路時能迅速熔斷”的原則來進行選擇,熔絲的熔斷時間必須小于或等于0.1s。配電變壓器容量在100kV•A以下者,高壓側(cè)熔絲額定電流按變壓器容量額定電流的2～3倍選擇;容量在100kV•A以上者,高壓熔絲額定電流按變壓器容量額定電流的1.5～2倍選擇。變壓器低壓側(cè)熔絲按低壓側(cè)額定電流選擇。
6、避雷器的安裝
影響配電變壓器運行的外界因素大部分來自雷電事故。因此,變壓器裝設(shè)防雷裝置,應(yīng)選用無間隙合成絕緣外套金屬氧化物避雷器,其工頻電壓耐受能力強,密封性好,保護特性穩(wěn)定。一期農(nóng)網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)很多避雷器都安裝在變壓器上(高壓側(cè)瓷套管處),并且避雷器間用鐵板連接,這種做法是錯誤的。
高壓側(cè)避雷器應(yīng)安裝在高壓熔斷器與變壓器之間,并盡量靠近變壓器,但必須保持距變壓器端蓋0.5m以上,這樣不僅減少雷擊時引下線電感對配變的影響,且又可以避免整條線路停電進行避雷器維護檢修,還可以防止避雷器爆炸損壞變壓器瓷套管等。另外,為了防止低壓反變換波和低壓側(cè)雷電波侵入,應(yīng)在低壓側(cè)配電箱內(nèi)裝設(shè)低壓避雷器,從而起到保護配電變壓器及其總計量裝置的作用。避雷器間應(yīng)用截面不少于25mm2的多股銅蕊塑料線連接在一起。為避免雷電流在接地電阻上的壓降與避雷器的殘壓疊加在一起,作用在變壓器絕緣上,應(yīng)將避雷器的接地端、變壓器的外殼及低壓側(cè)中性點用截面不少于25mm2的多股銅蕊塑料線連接在一起,再與接地裝置引上線相連接。
7、接地裝置
在目前的農(nóng)網(wǎng)改造中,農(nóng)村小容量變壓器布點多,雷雨季節(jié)10kV配電變壓器經(jīng)常遭受雷擊,由于接地電阻過大,達不到規(guī)程規(guī)定值,雷電流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身殘壓過高,或在接地電阻上產(chǎn)生很高的電壓降,引起變壓器燒毀事故。因此,接地裝置的接地電阻必須符合規(guī)程規(guī)定值。對10kV配電變壓器:容量在100kV•A及以下,其接地電阻不應(yīng)大于10Ω;容量在100kV•A以上,其接地電阻不應(yīng)大于4Ω。接地裝置施工完畢應(yīng)進行接地電阻測試,合格后方可回填土。同時,變壓器外套必須良好接地,外殼接地運用螺栓擰緊,不可用焊接直接焊牢,以便檢修。
接地裝置的地下部分由水平接地體和垂直接地體組成,水平接地體一般采用4根長度為5m的40mm×4mm的扁鋼,垂直接地體采用5根長度為2.5m的50mm×50mm×5mm的角鋼分別與水平接地每隔5m焊接一處。
水平接地體在土壤中埋設(shè)深為0.6～0.8m,垂直接地體則是在水平接地體基礎(chǔ)上打入地里的。接地引上線采用40mm×4mm扁鋼,為了檢測方便和用電安全,用于柱上式安裝的變壓器,引上線連接點應(yīng)設(shè)在變壓器底下的槽鋼位置。
8、變壓器臺區(qū)引落線
新建和改造配電變壓器的引落線均應(yīng)采用多股絕緣線,其截面應(yīng)按變壓器的額定容量選擇,但高壓側(cè)引落線銅芯不應(yīng)小于16mm2,鋁芯不應(yīng)小于25mm2,杜絕使用單股導(dǎo)線及不合格導(dǎo)線。同時應(yīng)考慮引落線對周圍建筑物的安全距離。
高壓引落線與抱箍、掌鐵、電桿、變壓器外殼等距離不應(yīng)小于200mm,高壓引落線間的距離在引線處不小于300mm,低壓引落線間的距離及其它物體的距離不小于150mm。
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1、10kV配電變壓器臺區(qū)的選擇
在農(nóng)網(wǎng)新建或改造時,農(nóng)村配電變壓器臺區(qū)必須依據(jù)“小容量、密布點、短半徑”的原則,合理選擇配電變壓器的位置。
①對于村莊相對較孝用電戶數(shù)少、負(fù)荷又比較集中、需一臺配電變壓器供電的,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有負(fù)荷及發(fā)展規(guī)劃,盡量將配電變壓器安裝在負(fù)荷中心,從配電變壓器的低壓出線口到每個負(fù)荷點,盡量做輻射性向四周延伸,供電半徑以不超過500m為宜。
?、趯τ诖迩f較大、用電戶數(shù)多、負(fù)荷分布不均等情況的村莊,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷分布及村莊規(guī)劃,采用短距離、小容量、多臺變壓器供電,同時還應(yīng)盡量避開車輛、行人較多的場所,且選擇便于更換和檢修設(shè)備的地方。
2、10kV配電變壓器型號的選擇
農(nóng)網(wǎng)改造前,我國農(nóng)村大部分采用高損耗SJ系列的變壓器供電,損耗比重大。近年來,國家新開發(fā)的新型節(jié)能型變壓器有S8和S9及S11三大類。
S9系列配電變壓器的設(shè)計以增加有效材料用量來實現(xiàn)降低損耗,主要是增加鐵心截面積以降低磁通密度,高低壓繞組均使用銅導(dǎo)線,并加大導(dǎo)線截面,降低繞組電流密度,從而降低空載損耗和負(fù)載損耗。
S9與S7系列變壓器相比,空載損耗平均降低10%,負(fù)載損耗平均降低25%。而S11系列變壓器是在S9系列的基礎(chǔ)上改進結(jié)構(gòu)設(shè)計,選用超薄型硅鋼片,進一步降低空載損耗而開發(fā)出來的,目前S11系列變壓器的空載損耗比S9系列降低了30%,但投資相對比較高。因此,從性價比來考慮,新建或改造變壓器時,一般應(yīng)選擇使用S9型低損耗變壓器,原來高損耗配電變壓器已全部淘汰,S7型系列配電變壓器也被更換。
3、10kV配電變壓器容量的選擇
過去,在選擇配電變壓器時,由于缺乏科學(xué)分析計算,“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在,只依據(jù)用電戶數(shù)大概來選擇變壓器容量,沒科學(xué)依據(jù),沒考慮到如果選擇容量過大,會出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象,這不僅會增加一次性投資,并且增加了空載損耗。如果選擇容量太小,會引起變壓器超負(fù)荷運行,過載損耗增加,最終導(dǎo)致燒毀變壓器。為此,在選擇配電變壓器容量時,應(yīng)按實際負(fù)荷及5～10年農(nóng)村電力發(fā)展計劃來選定,一般按變壓器容量的45%～70%來選擇。另外,考慮到農(nóng)村有其自身的用電特點,受季節(jié)性、時間性強及用電負(fù)荷波動大的影響,有條件的村莊可采用母子變壓器或調(diào)容變壓器供電,以滿足不同季節(jié)、不同時間的需求。
4、10kV配電變壓器臺架的安裝
我省在農(nóng)網(wǎng)改造中,大多數(shù)是使用雙桿柱上安裝變壓器(容量小于500kV•A),兩桿的間距為2m,變壓器在桿上傾斜不大于20mm,配電變壓器臺架用兩條2.4m的槽鋼固定于兩電桿上,臺架距地面不低于2.5m,臺架傾斜不應(yīng)大于臺高的1/100。變壓器腳底與臺架用4根螺絲上緊,同時變壓器的高、低壓柱頭要加裝防塵罩,變壓器要懸掛警告牌。另外安裝鐵件均需鍍鋅,并且100kV•A以上的變壓器要安裝一臺隔離開關(guān)。
5、跌落式熔斷器的安裝
配電變壓器的高、低壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)熔斷器。高壓側(cè)熔斷器的底部對地面的垂直距離不低于4.5m,各相熔斷器的水平距離不小于0.5m,為了便于操作和熔絲熔斷后熔絲管能順利地跌落下來,跌落式熔斷器的軸線應(yīng)與垂直線成15%～30%角。低壓側(cè)熔斷器的底部對地面的垂直距離不低于3.5m,各相熔斷器的水平距離不小于0.2m。
跌落式熔斷器開關(guān)熔絲的選擇按“配電變壓器內(nèi)部或高、低壓出線管發(fā)生短路時能迅速熔斷”的原則來進行選擇,熔絲的熔斷時間必須小于或等于0.1s。配電變壓器容量在100kV•A以下者,高壓側(cè)熔絲額定電流按變壓器容量額定電流的2～3倍選擇;容量在100kV•A以上者,高壓熔絲額定電流按變壓器容量額定電流的1.5～2倍選擇。變壓器低壓側(cè)熔絲按低壓側(cè)額定電流選擇。
6、避雷器的安裝
影響配電變壓器運行的外界因素大部分來自雷電事故。因此,變壓器裝設(shè)防雷裝置,應(yīng)選用無間隙合成絕緣外套金屬氧化物避雷器,其工頻電壓耐受能力強,密封性好,保護特性穩(wěn)定。一期農(nóng)網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)很多避雷器都安裝在變壓器上(高壓側(cè)瓷套管處),并且避雷器間用鐵板連接,這種做法是錯誤的。
高壓側(cè)避雷器應(yīng)安裝在高壓熔斷器與變壓器之間,并盡量靠近變壓器,但必須保持距變壓器端蓋0.5m以上,這樣不僅減少雷擊時引下線電感對配變的影響,且又可以避免整條線路停電進行避雷器維護檢修,還可以防止避雷器爆炸損壞變壓器瓷套管等。另外,為了防止低壓反變換波和低壓側(cè)雷電波侵入,應(yīng)在低壓側(cè)配電箱內(nèi)裝設(shè)低壓避雷器,從而起到保護配電變壓器及其總計量裝置的作用。避雷器間應(yīng)用截面不少于25mm2的多股銅蕊塑料線連接在一起。為避免雷電流在接地電阻上的壓降與避雷器的殘壓疊加在一起,作用在變壓器絕緣上,應(yīng)將避雷器的接地端、變壓器的外殼及低壓側(cè)中性點用截面不少于25mm2的多股銅蕊塑料線連接在一起,再與接地裝置引上線相連接。
7、接地裝置
在目前的農(nóng)網(wǎng)改造中,農(nóng)村小容量變壓器布點多,雷雨季節(jié)10kV配電變壓器經(jīng)常遭受雷擊,由于接地電阻過大,達不到規(guī)程規(guī)定值,雷電流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身殘壓過高,或在接地電阻上產(chǎn)生很高的電壓降,引起變壓器燒毀事故。因此,接地裝置的接地電阻必須符合規(guī)程規(guī)定值。對10kV配電變壓器:容量在100kV•A及以下,其接地電阻不應(yīng)大于10Ω;容量在100kV•A以上,其接地電阻不應(yīng)大于4Ω。接地裝置施工完畢應(yīng)進行接地電阻測試,合格后方可回填土。同時,變壓器外套必須良好接地,外殼接地運用螺栓擰緊,不可用焊接直接焊牢,以便檢修。
接地裝置的地下部分由水平接地體和垂直接地體組成,水平接地體一般采用4根長度為5m的40mm×4mm的扁鋼,垂直接地體采用5根長度為2.5m的50mm×50mm×5mm的角鋼分別與水平接地每隔5m焊接一處。
水平接地體在土壤中埋設(shè)深為0.6～0.8m,垂直接地體則是在水平接地體基礎(chǔ)上打入地里的。接地引上線采用40mm×4mm扁鋼,為了檢測方便和用電安全,用于柱上式安裝的變壓器,引上線連接點應(yīng)設(shè)在變壓器底下的槽鋼位置。
8、變壓器臺區(qū)引落線
新建和改造配電變壓器的引落線均應(yīng)采用多股絕緣線,其截面應(yīng)按變壓器的額定容量選擇,但高壓側(cè)引落線銅芯不應(yīng)小于16mm2,鋁芯不應(yīng)小于25mm2,杜絕使用單股導(dǎo)線及不合格導(dǎo)線。同時應(yīng)考慮引落線對周圍建筑物的安全距離。
高壓引落線與抱箍、掌鐵、電桿、變壓器外殼等距離不應(yīng)小于200mm,高壓引落線間的距離在引線處不小于300mm,低壓引落線間的距離及其它物體的距離不小于150mm。
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