箱式城網(wǎng)改造應(yīng)用分析論文

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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?cè)趹?yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：箱式變動(dòng)靜態(tài)無功補(bǔ)償運(yùn)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(jìn)入。外形尺寸與配變?nèi)萘浚暗蛪哼M(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yīng)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(shí)與電源有明顯斷開點(diǎn)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(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器。開關(guān)為彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，可手動(dòng)或電動(dòng)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(fù)荷保護(hù)。

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(tái)。為保證電壓質(zhì)量可安裝SZ9型有載調(diào)壓變壓器，實(shí)現(xiàn)有載自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓。變壓器額定容量Se可按供電半徑500m內(nèi)供電臺(tái)區(qū)內(nèi)的最大負(fù)荷Pmax和經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)β計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算一般選用315～630kVA為宜。選擇兩臺(tái)配變時(shí)，應(yīng)滿足一臺(tái)配變檢修或事故時(shí)，另一臺(tái)也能保證對(duì)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(jìn)出線配電柜。進(jìn)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(hù)，LMK1-0.66型電流互感器，每路出線通過電纜出線。

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

2.1靜補(bǔ)償

靜補(bǔ)償?shù)姆秶菍?duì)配變的無功功率損耗進(jìn)行補(bǔ)償。變壓器無功功率損耗包括勵(lì)磁損耗和漏磁損耗兩部分，其值為：

式中△Q0——變壓器勵(lì)磁損耗，△Q0=I0%/100·Se（kvar）；

I0%——變壓器空載電流百分?jǐn)?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?jǐn)?shù)，小容量雙繞組變壓器UK%=6.5%～10.5%，取6.5%；

β——變壓器負(fù)載系統(tǒng)，β=S/Se=0.4～0.6，取0.5；

S——變壓器平均負(fù)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(bǔ)償容量Q1=7%～8%Se計(jì)算。靜補(bǔ)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償電容器組用總空開NM-160S控制，用RDA快速熔斷器保護(hù)，因此靜補(bǔ)償隨變壓器一同投入或退出運(yùn)行，又叫隨器補(bǔ)償方式。

2.2動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式是隨負(fù)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(dòng)進(jìn)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(hù)電路及驅(qū)動(dòng)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(duì)三相0.4kV容量1～40kvar電容器組進(jìn)行無觸點(diǎn)投切，一組KCS3F調(diào)節(jié)器，能夠分相對(duì)0.15kV單相1～10kvar星接的電容器組進(jìn)行無觸點(diǎn)投切，以補(bǔ)償單相不對(duì)稱無功負(fù)荷。兩組電容器隨無功負(fù)荷逐級(jí)投入。

城網(wǎng)用電負(fù)荷的平均功率因數(shù)較高，無功補(bǔ)償前一般在0.9左右，無功補(bǔ)償后，要求補(bǔ)償?shù)?.96，否則會(huì)發(fā)生過補(bǔ)償，使動(dòng)態(tài)電容器組不能投入，造成浪費(fèi)。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償Q2可按下式計(jì)算：

式中Pmax——配變有功最大負(fù)荷（kW）；

tgφ1——無功補(bǔ)償前負(fù)荷平均功率因數(shù)角的正切值；

tgφ2——無功補(bǔ)償后功率因數(shù)角正切值。

3箱式變的應(yīng)用

涿鹿城鎮(zhèn)是我縣政府所在地，是我縣經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)區(qū)，人口密集、生產(chǎn)、生活用電負(fù)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(yīng)用了箱變供電，先后投運(yùn)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(jì)劃連同線路配網(wǎng)自動(dòng)化工程一起實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。箱變投入后，已初步收到良好效果。

3.1箱變安裝地點(diǎn)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(duì)，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(jìn)出線，唯一露出地面的就是箱體它取代了雙桿變臺(tái)，美化了街道環(huán)境，又在負(fù)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(bǔ)償裝置技術(shù)條件比較先進(jìn)，不會(huì)發(fā)生過補(bǔ)償現(xiàn)象，電容器組的投運(yùn)率較高，使用電負(fù)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(dú)向一個(gè)供電臺(tái)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(shí)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(hù)管理。配變高壓側(cè)用負(fù)荷開關(guān)控制，能帶負(fù)荷投切變壓器，開關(guān)能電動(dòng)合閘，可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)。配變用熔斷器保護(hù)，也可以實(shí)現(xiàn)交流微機(jī)保護(hù)，因此用箱變供電可靠性較高，但箱變開關(guān)有失壓保護(hù)，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(hù)。

3.4減少箱變供電的投資費(fèi)用

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

3.5箱變的運(yùn)行

箱變?cè)谕度脒\(yùn)行前，應(yīng)對(duì)柜內(nèi)開關(guān)、隔離開關(guān)等設(shè)備進(jìn)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(duì)配變開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行交接試驗(yàn)，保護(hù)定值進(jìn)行整定，全部合格后方可投入運(yùn)行。箱變投入運(yùn)行后，應(yīng)定期巡視檢查，并加強(qiáng)維護(hù)管理工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以保證箱變?cè)O(shè)備的安全運(yùn)行。