箱式城網(wǎng)改造應用分析論文

時間:2022-06-21 10:37:00

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箱式城網(wǎng)改造應用分析論文

摘要:該文介紹了ZBW-10/0.4kV箱式變的結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備的選擇,以及箱式變在應用中應注意的事項。

關(guān)鍵詞:箱式變動靜態(tài)無功補償運行

1箱式變的結(jié)構(gòu)及電氣主接線

ZBW-10/0.4kV箱式變,是由高壓室、變壓器室、低壓室、電容器室箱體結(jié)構(gòu)組成,各室設(shè)有封閉門加鎖。箱體采用特種鋼板或鋁合金板制作,能防止雨水和污物進入。外形尺寸與配變?nèi)萘浚暗蛪哼M出線回路數(shù)而定。以630kVA箱變?yōu)槔L×寬×高為3.7×2.5×2.4m3(見圖1)。箱變的電氣主接線可按配電方式分為終端式和高壓環(huán)網(wǎng)式。

2箱式變電氣設(shè)備的選擇

配電室頭內(nèi),設(shè)有GA-10型進線柜和配變控制柜兩面。柜內(nèi)設(shè)備的額定電壓不小于10kV,額定電流不小于配變10kV側(cè)額定電流的2倍。10kV電源從進線柜用高壓電纜引入。柜內(nèi)裝有電纜頭和HY5W-12.7/50金屬氧化物避雷器,柜正面裝有GSN-10型感應式電壓指示燈。配變控制柜內(nèi),裝有帶接地連鎖的10kV隔離開關(guān)P,它作為配變檢修時與電源有明顯斷開點并安全接地。配變高壓側(cè)選用FZRN25-12D/T200-31.5型戶內(nèi)交流高壓負荷開關(guān)—熔斷器組合電器。開關(guān)為彈簧儲能機構(gòu),可手動或電動跳、合閘,作為配變投、切使用。熔斷器的熔絲額定電流按配變高壓側(cè)額定電流的1.5倍選擇,作為配變高壓側(cè)過負荷保護。

變壓器室內(nèi),安裝S9型或干式10/0.4kV低損耗變壓器1~2臺。為保證電壓質(zhì)量可安裝SZ9型有載調(diào)壓變壓器,實現(xiàn)有載自動或手動調(diào)壓。變壓器額定容量Se可按供電半徑500m內(nèi)供電臺區(qū)內(nèi)的最大負荷Pmax和經(jīng)濟負載系數(shù)β計算:

經(jīng)計算一般選用315~630kVA為宜。選擇兩臺配變時,應滿足一臺配變檢修或事故時,另一臺也能保證對用戶正常供電的n-1原則。

低壓配電室內(nèi),安裝有BDL-1型低壓進出線配電柜。進線柜內(nèi)裝有HD13B三相隔離開關(guān)和ME1-160S/220萬能總開關(guān),LHK1-0.66型電流互感器。出線柜內(nèi)裝有HD13B隔離開關(guān)和CM-400L/330D型斷路器,開關(guān)內(nèi)有過載、短路的過流保護,LMK1-0.66型電流互感器,每路出線通過電纜出線。

補償器室內(nèi),裝有低壓無功補償柜,其無功補償方式采用靜動態(tài)相結(jié)合的補償方式。

2.1靜補償

靜補償?shù)姆秶菍ε渥兊臒o功功率損耗進行補償。變壓器無功功率損耗包括勵磁損耗和漏磁損耗兩部分,其值為:

式中△Q0——變壓器勵磁損耗,△Q0=I0%/100·Se(kvar);

I0%——變壓器空載電流百分數(shù),小容量變壓器I0%=2%~10%,取6%;

△QK——變壓器漏磁損耗,△QK=UK%/100·Se(kvar);

UK%——變壓器短路電壓百分數(shù),小容量雙繞組變壓器UK%=6.5%~10.5%,取6.5%;

β——變壓器負載系統(tǒng),β=S/Se=0.4~0.6,取0.5;

S——變壓器平均負荷輸出容量(kVA);

Se——變壓器額定容量(kVA);

雙繞組小容量變壓器的無功功率損耗:

所以,無功靜補償容量Q1=7%~8%Se計算。靜補償電容器組選用三相BSMJ-0.45-Q-3。

三角接線的并聯(lián)自愈式電容器,它能消除電網(wǎng)三次諧波的影響。電容器組包括動態(tài)補償電容器組用總空開NM-160S控制,用RDA快速熔斷器保護,因此靜補償隨變壓器一同投入或退出運行,又叫隨器補償方式。

2.2動態(tài)補償

無功動態(tài)補償方式是隨負荷的無功電流的大小,由無功功率調(diào)節(jié)器KCS使電容器組自動進行投切,KCS無功功率調(diào)節(jié)器主要由大功率反并聯(lián)晶閘管模塊、隔離電路觸發(fā)電路、同步電路、保護電路及驅(qū)動電路等組成,由電流互感器二次反映無功電流量。一般安裝一組KCSIA調(diào)節(jié)器,對三相0.4kV容量1~40kvar電容器組進行無觸點投切,一組KCS3F調(diào)節(jié)器,能夠分相對0.15kV單相1~10kvar星接的電容器組進行無觸點投切,以補償單相不對稱無功負荷。兩組電容器隨無功負荷逐級投入。

城網(wǎng)用電負荷的平均功率因數(shù)較高,無功補償前一般在0.9左右,無功補償后,要求補償?shù)?.96,否則會發(fā)生過補償,使動態(tài)電容器組不能投入,造成浪費。動態(tài)無功補償Q2可按下式計算:

式中Pmax——配變有功最大負荷(kW);

tgφ1——無功補償前負荷平均功率因數(shù)角的正切值;

tgφ2——無功補償后功率因數(shù)角正切值。

3箱式變的應用

涿鹿城鎮(zhèn)是我縣政府所在地,是我縣經(jīng)濟較發(fā)達區(qū),人口密集、生產(chǎn)、生活用電負荷較大,又較集中,供電可靠性要求較高,低壓電網(wǎng)供電很適宜箱變供電。2003年,在涿鹿城鎮(zhèn)城網(wǎng)改造工程中,率先應用了箱變供電,先后投運了630kVA的箱變六座:一座10kV電源環(huán)網(wǎng)式、五座終端式,而且還計劃連同線路配網(wǎng)自動化工程一起實現(xiàn)調(diào)度自動化。箱變投入后,已初步收到良好效果。

3.1箱變安裝地點的確定

在商業(yè)區(qū)街道旁安裝箱變因影響街道美觀用戶非常反對,安裝在樓房大門口影壁后面或幾幢樓房中間地面上較好。為防止積雨水箱變基礎(chǔ)高出地面0.3m,由于箱變結(jié)構(gòu)緊湊占地面積又小,又是電纜進出線,唯一露出地面的就是箱體它取代了雙桿變臺,美化了街道環(huán)境,又在負荷中心處,用戶比較滿意。

3.2提高電能質(zhì)量

由于箱變的無功補償裝置技術(shù)條件比較先進,不會發(fā)生過補償現(xiàn)象,電容器組的投運率較高,使用電負荷的功率因數(shù)保持在0.96左右,降低了10kV系統(tǒng)及以上線路電能損耗,也改善了低壓電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

3.3提高了供電可靠性

箱變的出線路數(shù)較多,每座箱變可以單獨向一個供電臺區(qū)供電,通過電纜向幾座樓房配電箱供電和街道的低壓線路供電。幾座箱變通過低壓線路連接起來環(huán)網(wǎng)供電,可以充分利用箱變的配變?nèi)萘浚匙渥兊呐渥兺k姍z修時可以由另一座箱變供電。箱變內(nèi)的電氣設(shè)備不受外界環(huán)境影響,便于維護管理。配變高壓側(cè)用負荷開關(guān)控制,能帶負荷投切變壓器,開關(guān)能電動合閘,可以實現(xiàn)配網(wǎng)自動化,實現(xiàn)遙控、遙信、遙測。配變用熔斷器保護,也可以實現(xiàn)交流微機保護,因此用箱變供電可靠性較高,但箱變開關(guān)有失壓保護,為減少因檢修停電造成開關(guān)跳閘,為減少操作次數(shù),可以退出失壓保護。

3.4減少箱變供電的投資費用

投資費用,一座630kVA的箱變有五路出線的投資費用為13.5萬元,每kVA造價為214元,其中箱變中的配變、配變10kV控制柜和低壓無功補償柜費用比例較大,因此,單臺配變的容量越大,箱變每kVA的造價越低,它適應于供電臺區(qū)用電負荷在315kVA及以上區(qū)域。為了降低工程造價,電容器補償容量,配變?nèi)萘勘仨毥?jīng)計算確定。

3.5箱變的運行

箱變在投入運行前,應對柜內(nèi)開關(guān)、隔離開關(guān)等設(shè)備進行調(diào)整,檢查操作是否靈活,設(shè)備的接線是否牢固,外殼接地是否可靠,并對配變開關(guān)等設(shè)備進行交接試驗,保護定值進行整定,全部合格后方可投入運行。箱變投入運行后,應定期巡視檢查,并加強維護管理工作,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,以保證箱變設(shè)備的安全運行。