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配電變壓器簡介及容量選擇
配電變壓器,簡稱“配變”。指配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。有些地區(qū)將35千伏以下(大多數(shù)是10KV及以下)電壓等級的電力變壓器,稱為“配電變壓器”,簡稱“配變”。安裝“配變”的場所與地方,既是變電所。
配電變壓器,指用于配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。中國變壓器產(chǎn)品按電壓等級一般可分為特高壓(750KV及以上)、超高壓(500KV)變壓器、220-110KV變壓器、35KV及以下變壓器。配電變壓器通常是指運行在配電網(wǎng)中電壓等級為10-35KV、容量為6300KVA及以下直接向終端用戶供電的電力變壓器。
配電電力變壓器是一種靜止的電氣設備,是用來將某一數(shù)值的交流電壓(流)變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓(電流)的設備。當一次繞組通以交流電時,就產(chǎn)生交變的磁通,交變的磁通通過鐵芯導磁作用,就在二次繞組中感應出交流電動勢。二次感應電動勢的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關,即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能,因此,額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值,它是表征傳輸電能的大小,以kVA或MVA表示,當對變壓器施加額定電壓時,根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。較為節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器,其最大優(yōu)點是,空載損耗值特低。最終能否確??蛰d損耗值,是整個設計過程中所要考慮的核心問題。當在產(chǎn)品結(jié)構布置時,除要考慮非晶合金鐵心本身不受外力的作用外,同時在計算時還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)。國內(nèi)生產(chǎn)電力變壓器較大的廠家有特變電工、山東明大、特變魯明變壓器等。
配電變壓器的容量選擇
在配電變壓器運行中,有因容量過大而欠載運行的,也有因過載或過電流運行而導致設備過熱,甚至燒毀的情況。這種裝置容量選擇失當?shù)模绊懥穗娏ο到y(tǒng)供電的可靠性和經(jīng)濟性。
變壓器的容量是在負荷統(tǒng)計的基礎上選定的。由于負荷預計不容易做準,—般按預計的最大負荷選擇。這樣選的結(jié)果,往往容量設置偏大,給電力系統(tǒng)的運行帶來不利影響。若按經(jīng)濟運行選擇,就是利用變壓器的銅損與鐵損相等的條件,導出變壓器的最大經(jīng)濟負載率及變壓器額定容量與最大負荷比。由于實際運行負荷不一定就是負荷統(tǒng)計出的最大負荷,且負荷是隨機的,運行效率是變動的,其經(jīng)濟運行效益很難實現(xiàn)。
當前在配電系統(tǒng)中正在利用新型低損耗變壓器替換高能耗變壓器,單鐵損一項就降低大約40%。由于配電變壓器數(shù)量大,負荷變動也大,其經(jīng)濟效益是十分顯著的。
如何充分利用變壓器的設置容量,而又不損害變壓器的正常使用壽命,應該成為選擇配變壓器容量的主要依據(jù)。
推薦的辦法是:根據(jù)負荷預計出的最大負荷Smax及典型日負荷曲線,按照國際電工委員會(IEC)標準(1972年)一油浸變壓戰(zhàn)負載導則,選擇配電變壓器容量。該標準已被中國采用。該方法的優(yōu)點是考慮了變壓器正常過負荷能力,在不縮短變壓器壽命印前提下,充分利用變壓器設置容量。這從減小投資,改善配電網(wǎng)的運行條件,其經(jīng)濟效益也顯著的。
根據(jù)該方法編制的計算機程序,已計算六種典型日負荷曲線相應的配電變壓器容量選擇表,荷負曲線的負荷參考類型為。
I:澆地、麥場用;
H:村付業(yè);照明、場院用;
皿:付業(yè);照明、澆地、場院用;
IV:地、縣工業(yè)用;
V:帶有工業(yè)負荷的村綜合負荷;
VI:城鎮(zhèn)工業(yè)綜合負荷.
附表的使風方法如下
①確定負荷類型,選定典型日負荷曲線。
②確定等值空氣溫度θδ;IEC標準中的環(huán)境溫度不是環(huán)境的平均溫度,而是等值空氣溫度,其含意是:在的時間間隔內(nèi),在負載下,如維持θδ不變,則絕緣的劣化等于空氣溫度自然變化時的絕緣劣化;這里為了方便,建議:江南地區(qū)取22℃、24℃江北地區(qū)取20℃,西北、東北地區(qū)取16℃、18℃。
根據(jù)預計出的最大負荷值(千伏安),查表確定所選變壓器的額定質(zhì)量Sn。
例如:負荷曲線I,年等值空氣溫度為9℃;最大負荷1000千伏安,應選的800千伏安的配電變壓器。
④根據(jù)環(huán)境條件及負菏類型,確定工作變壓器的正常過負荷能力。
例如VI類負荷曲線,年等值空氣溫度為22℃,工作變壓器的額角容量為315千伏安,該變壓器能帶的最大負荷為340千伏安。
應該說明的是:按照上述方法選擇變壓器容量,在實際運行中還應接受最大負荷持續(xù)運行允許時間的約束;才能保證安全。如果超過允許時間則仍有燒毀變壓器的危險。該允許時可根據(jù)自然循環(huán)油浸變壓器繞組最高溫度計算式得到。為了方便;附表已計算出最大荷極限運行時間τmaxe計算條件是:環(huán)境最溫度為35℃,繞組最熱點溫度不超過140。
例如:附表IV年等值空氣溫度為20℃罰負荷極限運行時間為17小時,由六個表可出,當最大負荷與額定容量之比3dl。低在1.17及以下時,最大負荷極限制,即不會有過熱的危險。