4.3电力变压器室
4.3.1电力变压器对环境条件的要求
①变压器周围严禁有灰尘、腐蚀性气体。
②变压器室必须是砖墙,不得用木质类材料做墙。屋顶也不准用木类、油毡类材料。
③变压器室门要用金属制成并向外开,门外要写有“高压危险”字样。门用铁锁,铁锁要采取防雨措施(如用塑料布包扎)。
④对于6~10kV、800kVA及其以上的变压器,变压器下边应有储油坑,坑内铺上卵石,地面向坑边要稍有倾斜。
⑤变压器室门侧下方应有通风道,墙上高处应装有通风孔。
⑥变压器室内要装有照明灯。
⑦变压器室屋顶应装有变压器吊芯用的吊环。
⑧变压器室必须干净,不得堆放其他物品,特别是易燃、易爆物品。
4.3.2电力变压器运行要求
① 运行中的变压器低压侧电压不应与额定电压相差±5%。
②变压器最大不平衡电流(中性线电流)不得超过低压侧额定电流的25%。
③ 一般变压器不提倡满负荷运行,因其经济运行负荷率为40%~70%,因此,各相电流不得超过额定电流。
④变压器上层油温不得超过85℃。
⑤变压器油绝缘强度要合格:35kV以上的变压器,新油为40kV/2.5mm,运行中的油为35kV/2.5mm;6~10kV的变压器,新油为30kV/2.5mm,运行中的油为25kV/2.5mm。不合格者要及时更换或过滤。
⑥变压器不得有漏油、渗油现象,变压器器身要干净,不得有油垢、灰尘。油标内的油位应正常。
⑦ 装有防爆管的变压器,防爆管端部玻璃应完整无缺,不得有裂纹现象。
⑧变压器呼吸器内吸潮剂(硅胶)要经常检查,发现潮湿要及时更换。
⑨ 装有压力式温度计的变压器,从感温元器件(感温包)到表头的一段连线(毛细管,里边是空心的),不得有压扁、折断现象。
⑩变压器外壳及中性点与室外接地极相接,接地电阻不得大于4Ω。
⑪变压器保护装置应满足选择性的要求,即当低压侧母线短路时,低压侧的短路保护装置应可靠地先动作,切断低压侧总电源,高压侧短路保护装置不宜动作。但当变压器低压线圈和从低压瓷瓶到低压短路保护装置前一段线路发生短路时,高压短路保护装置应迅速动作,切断高压电源。
⑫小容量变压器,高压侧短路保护装置一般选高压熔断器,低压侧短路保护装置有的选熔断器,有的选自动空气开关。高压侧熔丝额定电流是按变压器高压额定电流乘上一定倍数来计算。一般6~10kV变压器,100kVA及其以下者,按其额定电流2~3倍计算;100kVA以上者,按其额定电流1.5~2倍计算。低压侧熔丝额定电流按变压器低压侧额定电流计算或略大一点。
⑬变压器运行时,其声音应正常,不应有“吱吱”放电声或爆豆声。发现声音异常必须及时检查原因,并妥善处理,必要时要及时进行更换。
⑭变压器室的高度与变压器高度、进线方式和通风方式等有关。根据通风要求,变压器室的地坪分抬高和不抬高两种。前者是变压器安装在抬高的地坪上,下面留有进风洞,一般地坪抬高高度为0.8m、1.0m、1.2m三种。则变压器室的高度一般为4.8~5.7m;地坪不抬高时,变压器装在混凝土地面上,这时变压器室的高度一般为3.5~4.8m。地坪是否需要抬高要根据通风条件进行计算确定。
10kV变配电所对变压器的要求如下:
在一类高、低层主体建筑内,严禁设置装有可燃性油的电气设备的变配电所。在二类高、低层主体建筑内,不宜设置装有可燃性油的电气设备的变配电所。如受条件限制可采用难燃性油变压器,并设在首层靠外墙部位或地下室,不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或出口的两旁,还应采取相应的防火和排油措施。
大、中型城市除居住小区的杆上变压器变电所外,民用建筑中采用露天或半露天的变电所。如确因需要设置时,宜选用带防护外壳的成套变电所。配电变压器宜选择装设两台及以上的变压器。有大量一级负荷或虽为二级负荷但按保安需要设置时(如消防等)及季节性负荷变化较大时或集中负荷较大时,常采用两台以上电力变压器。如图4-7所示。
图4-7变压器室外形图
变压器外廓(防护外壳)与变压器室墙壁和门的净距不应小于表4-2所列数值。干式变压器的金属网状遮栏高度不低于1.7m。
表4-2变压器外廓(防护外壳)与变压器室墙壁和门的净距
油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距见表4-3。
表4-3 油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距
对于就地检修的室内变压器,变压器室的室内高度可按吊芯所需的最小高度再加700mm,宽度可按变压器两侧各加800mm确定。设置于室内的干式变压器,其外廓与四周墙壁的净距不应小于0.6m,干式变压器之间的距离不应小于1m。
厂区内的屋外配电装置,其周围设置的围栏高度不应小于1.5m。配电装置中电气设备的栅栏高度不小于1.2m,最低栏杆至地面的净距不大于200mm。
4.3.3变压器数量的确定
1.主变压器台数的确定
一般不超过两台,在下列情况下,可设置两台以上变压器。
在有一、二级负荷时可设置两台或两台以上主变压器;在低压电力网能取得足够的备用电源时,可设置一台主变压器;对于大型枢纽变电所,可设置2~4台主变压器。
2.配电变压器形式的选择
当选用三相变压器提供动力和照明共同用电,用户系统有调压要求时,应选用有载自动调压电力变压器。对于新建的电力变电所建议采用有载自动调压变压器,有利于网络运行的经济性。虽然暂时投资稍高一些,但是在短时间内就可以收回所附加的投资。
当要求有三种电压的变电所,而且通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上时,主变压器宜采用三绕组变压器。如为满足220kV、110kV、35kV 要求时,通常出现下列情况时可设专用变压器。
当动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时,可设专用变压器。当季节性负荷容量较大时,可设专用变压器。接线为Y,yno的变压器,当单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压绕组额定电流的25%时,宜设单相变压器。出于功率需要的某些特殊设备(如容量较大的X光机等)宜设专用变压器。
具有下列情况之一者,宜选用接线为D, yn11型变压器。①三相不平衡负荷超过变压器每相额定功率的15%以上者;② 需要提高单相短路电流值,确保低压单相接地保护装置动作灵敏者;③ 需要限制三次谐波含量者。
设置在一类高、低层中的变压器,应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器;二类高、低压层主体建筑中也宜如此,否则应采取防火措施。特别潮湿的环境不宜设置浸渍绝缘干式变压器。
低压为0.4kV变电所中单台变压器的容量不宜大于1000kVA,当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器。设置在2层以上的三相变压器,应考虑垂直于水平运输对通道及楼板荷载的影响,如采用干式变压器,其容量不宜大于630kVA。居住小区变电所内单台变压器容量不宜大于630kVA。
就地检修的室内油浸变压器,室内高度可按吊芯所需的最小高度再加0.7m计算;宽度可按变压器两侧各加0.8m确定。多台干式变压器布置在同一房间内时,变压器防护外壳间的净距不应小于表4-4给出的数据。
表4-4变压器防护外壳间的最小净距
注:B为变压器室门的宽度。
并联电容器装置(包括断路器、并联电容器、串联电抗器及其配套设备等三相组合体,以下简称装置)的选择,必须执行国家的技术经济政策,并应合理选择其电压和容量,保证电压质量和安全、经济地运行。本标准适用于变电所和配电所中星形联结,且其额定电压为6~63kV和额定容量为0.3~60MVA 新建或扩建工程的工程设计。装置的电压、容量的选择应符合国家现行有关标准的规定。
3.变电所变压器的容量和台数
变压器容量和台数与变压器的过载能力、负荷情况(负荷等级、负荷均衡程度)及供电的可靠性、经济性、灵活性等因素有关。
变压器绕组的A 级绝缘在长期使用中,虽然电气临度无显著变化,但其机械临度却逐渐降低,因而遇到偶然震动易发生破裂而被击穿。且随着温度的升高,绝缘的机械临度与电气临度的损伤和老化将越来越严重。根据试验,对自然循环油冷变压器的绕组温度在95℃时,变压器的工作年限为20年。而当温度为120℃时,则为2.2年。若为145℃时,则仅能工作3个月。据此规定,变压器在规定环境温度下正常工作时间为20年,说明变压器具有一定的过载能力。
变压器在24h 运行时,负荷不可能完全达到额定容量,很多时间是低于,基至远低于额定容量,标准中规定变压器运行时周围最高温度为40℃,最高日平均气温为30℃。而实际上,即使最热地区也不可能全年都固定维持在这个温度上。选择变压器容量时,一般均考虑了系统发生故障时变压器应能过负荷运行的安全系数,而在正常工作时达不到额定值。
4.总降压变电所变压器数量及容量的选择
根据对变压器过负荷能力、投资、可靠性与灵活性综合考虑的结果,总降压变电所中设置两台变压器是有好处的。两台变压器的备用方式有两种。
(1)明备用,即一台工作,一台备用。两台变压器均按100%计算负荷选择。
(2)暗备用,每台变压器都按计算负荷的70%选择。正常运行时两台变压器各承担50%的最大负荷,负荷率=50%+20%=70%,则完全满足运行要求;而在故障时,由于变压器负荷率≤0.75,可以过负荷 1.4倍,一台变压器可承担全部最大负荷。这种备用方式既能满足正常工作时经济性的要求,又能在故障情况下承担全部负荷,是较合理的备用方式,因此应用较广泛。
5.车间变电所变压器容量的选择
车间变电所采用一台容量不大于1000kVA的变压器备用。只有在用电设备容量大、负荷集中且运行也合理时方可选用更大容量的变压器。当符合下列条件之一时,可考虑采用两台变压器。从供电可靠性考虑,当无条件采用低压联络或采用低压联络不经济时;从经济性考虑,因负荷变化大,需在低负荷状态切除一台变压器以减少变压器电能损耗时;从运行和检修的灵活性考虑,作为全厂性的车间变电所容量在1000kVA以上时。应拟订几个方案进行技术经济比较,从中选出最优方案。
4.3.4变压器的安装
本部分主要包括10kV及以下变、配电设备的安装,其中包括:配电室引入线的做法,变压器室的布置母线安装,开关柜安装,墙上低压电器安装及电容器的安装等。除设计有特殊要求外,一般要求如下:
①变、配电工程中的各种铁件均需做防锈处理并做好接地;除镀锌外,均刷樟丹油一道、灰油漆两道。
② 母线均应涂刷有色油漆,涂色要求按表4-5规定。
表4-5 10kV及以下三相交流铜、铝母线排涂色表
③ 铜母线连接应采用机械连接,搭接部分表面应刷锡。铝母线可采用机械连接或焊接。焊接时,焊缝应饱满。
④ 母线水平安装时,用卡板固定;垂直安装时,用夹板固定。
⑤ 凡多股导线与电气设备端子连接时,均应用接线钳子,严禁不经端子直接接入。
⑥ 当铜导线与铝接线端子压接时,应将铜导线刷锡或加垫锡箔纸。
⑦ 当导线或接线端子截面大于电气设备的接线槽时,应采用铜连接板过渡。连接板的截面应不小于导线截面。连接板与铝接线端子连接处应刷锡。
⑧所有接线端子与电气设备连接时,均应加垫圈和弹簧垫圈。
⑨ 母线间距应均匀一致,最大允许误差为5mm。
⑩ 母线调直应采用木质工具,切断母线时,严禁用电、气焊切割。
⑪开关柜的基础型钢安装前应直,埋设固定后,其水平误差每米应小于1mm,但全长总误差不应大于5mm。
⑫配电柜应安装牢固,各柜连接紧密,无明显缝隙,垂直误差每米不大于1.5mm,水平误差每米不大于1mm,但总误差不大于5mm,柜面连接应平直整齐。
⑬电缆引入电缆沟时,应尽量从电缆沟的纵向(顺沟方向)引入,以避免电缆弯曲半径过小。引入室内或电线沟内的,应剥去麻皮。
如图4-8、图4-9所示为户外地台和杆上安装变压器实物图。
图4-8 户外地台安装变压器实物图
图4-9 户外杆上安装变压器实物图
如图4-10、图4-11所示为变压器平面、立面安装图,图4-12所示为电缆安装做法图,图4-13所示为杆上安装做法图,图4-14所示为地上安装做法图。
图4-10变压器平面安装图
图4-11变压器立面安装图
图4-12变压器室电缆头及支架安装做法图
图4-13 室外杆上变压器安装做法图
图4-14 室外地上变压器安装做法图