組合干式變壓器的設計

摘要：介紹了組合式干式變壓器中干式變壓器、高壓系統和低壓系統的設計，以及設計中需要注意的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：組合干式變壓器；高壓系統；低壓系統組合干式變壓器由干式變壓器、高壓室和低壓室組成，其中干式變壓器位于后面，稱(chēng)為“后倉”，高壓室位于前面，稱(chēng)為“前倉”。因為干式變壓器，高壓室和低壓室是一體的，所以叫組合干式變壓器。由于其結構緊湊、體積小、安裝快捷、操作方便、保溫充分、密封充分、承重中心深，被廣泛應用于住宅區、工業(yè)公園、商業(yè)中心和高層建筑。組合干式變壓器的設計包括干式變壓器、高壓系統和低壓系統的設計。1干式變壓器的設計干式變壓器的設計原理與普通油浸式變壓器基本相同。芯材可以是高磁導率的硅鋼片，也可以是非晶合金。核心結構可以是層壓的或軋制的。繞組材料可以是銅線(xiàn)或箔型。在干式變壓器的設計中，應注意組合式干式變壓器的接線(xiàn)組別。根據我電網(wǎng)的實(shí)際情況(10kV中性點(diǎn)絕緣)，應采用Dyn，因為高壓側為D接線(xiàn)，零序電流和三次諧波可以在D接線(xiàn)中流動(dòng)，不會(huì )造成輸出電壓畸變和三相負載不平衡引起的中性點(diǎn)漂移。但Yyn不適合接線(xiàn)，因為Yyn在三相負載不平衡時(shí)容易引起中性點(diǎn)漂移，影響輸出電壓質(zhì)量。2高壓系統的設計2.1高壓系統進(jìn)、出線(xiàn)方式的設計高壓系統的接線(xiàn)方式有環(huán)網(wǎng)式、端子式和端子雙回路式。環(huán)網(wǎng)型是“一進(jìn)二出”，一個(gè)電源進(jìn)，一個(gè)從干式變壓器低壓側出，另一個(gè)通向另一個(gè)干式變壓器或其他電器，為另一個(gè)干式變壓器或其他電器供電。端子型是指“一進(jìn)一出”，一個(gè)從干式變壓器低壓側引出。終端雙環(huán)式是指“一進(jìn)一出一備”，一個(gè)從干式變壓器低壓側引出，一個(gè)為備用電源。當主電源出現故障時(shí)，備用電源供電。2.2高壓系統中負載開(kāi)關(guān)的選擇干式變壓器的負載開(kāi)關(guān)有四位開(kāi)關(guān)和兩位開(kāi)關(guān)。四位開(kāi)關(guān)為“t”、“v”和“I”。t型和V型開(kāi)關(guān)可用于環(huán)網(wǎng)組合干式變壓器。有600A和200A開(kāi)關(guān)。負荷開(kāi)關(guān)的電流值是根據系統通過(guò)的電流值，即環(huán)網(wǎng)總回路的電流值來(lái)確定的，而不是干式變壓器的容量。負載開(kāi)關(guān)的短路電流根據組合干式變壓器安裝位置的短路容量確定。200A負載開(kāi)關(guān)配有200A系統套管和彎頭電纜插頭。彎頭電纜插頭和電纜頭的尺寸根據用戶(hù)埋設的電纜直徑確定。例如，120mm2電纜的電纜頭型號為“A09”，200A系統的電纜直徑在35 ~ 35 ~ 150 mm2之間。銅電纜配有銅壓接連接器，鋁電纜配有銅鋁壓接連接器。600A負荷開(kāi)關(guān)配有600A系統套管和“T”型接頭，600A系統的電纜直徑在180-350 mm2之間。I型負荷開(kāi)關(guān)用于終端雙回路組合干式變壓器?！皌”、“v”、“I”開(kāi)關(guān)的連接方式及位置圖見(jiàn)圖1。圖1開(kāi)關(guān)的連接方式2.3高壓系統中熔斷器的設計干式變壓器的保護是通過(guò)將BAY-O-NET和ELSP串聯(lián)實(shí)現的。當過(guò)載、二次故障和油溫過(guò)高時(shí)，插入式保險絲會(huì )熔斷。由于這類(lèi)事故發(fā)生率較高，所以設計為外掛式，外部可更換。干式變壓器在大電流下短路時(shí)，備用保險絲熔斷。因為這種事故的發(fā)生率很小，所以固定在油箱里 #p#分頁(yè)標題#e#

插入式熔斷器和備用熔斷器根據各自的安秒特性進(jìn)行選擇，不同容量組合的干式變壓器之間要注意插入式熔斷器和備用熔斷器的相互配合。插入式熔斷器和備用熔斷器的安秒特性曲線(xiàn)如圖2所示。比如容量為500kVA的組合式干式變壓器，10kV高壓側額定電流為28.87A，考慮干式變壓器油溫升對熔斷器長(cháng)期工作電流的影響，以及干式變壓器合閘時(shí)涌流對熔斷器的影響，選擇插入式熔斷器為65A，備用熔斷器為100A。根據安秒特性曲線(xiàn)，干式變壓器合閘時(shí)的涌流(一般為額定電流的12倍)不會(huì )熔斷插件式熔斷器，100A后備熔斷器的較小熔斷電流為610A，后備熔斷器在插件式熔斷器之前不會(huì )熔斷。圖2熔斷器的安秒特性2.4高壓系統中負荷開(kāi)關(guān)的隔離設計為了減少運行負荷開(kāi)關(guān)時(shí)電弧對干式變壓器油的分解作用，負荷開(kāi)關(guān)可以設計安裝在一個(gè)先立的腔室內，在這個(gè)腔室內注入高燃點(diǎn)油(難熔油)，同時(shí)在干式變壓器油箱內注入普通25#油， 既解決了操作負荷開(kāi)關(guān)引起的干式變壓器油老化問(wèn)題，又解決了整個(gè)干式變壓器油箱使用難熔油引起的散熱問(wèn)題。負荷開(kāi)關(guān)的隔離設計是在干式變壓器油箱左側安裝負荷開(kāi)關(guān)，用專(zhuān)用套管和密封條將負荷開(kāi)關(guān)與干式變壓器油箱隔離。 油位計、壓力表、油塞、溫度計等。也安裝在負載開(kāi)關(guān)室內，可通過(guò)壓縮空氣進(jìn)行測試，以確保它們之間沒(méi)有泄漏。難燃油和普通干式變壓器油的特性見(jiàn)表1。3低壓系統設計低壓系統配置的設計一般是根據用戶(hù)的具體要求，不同的用戶(hù)有不同的要求。比如主進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)的型號、電流值，出線(xiàn)開(kāi)關(guān)的數量、電流值、型號等。介紹干式變壓器低壓配置的選擇。3.1主開(kāi)關(guān)的選擇主開(kāi)關(guān)一般采用智能萬(wàn)能式斷路器，可實(shí)現過(guò)載、欠壓、短路、接地等故障保護。斷路器的額定電流值是根據干式變壓器低壓側的額定電流來(lái)選擇的，較好選擇接近干式變壓器低壓側的額定電流，以提高斷路器的保護性能。智能萬(wàn)能斷路器的電流整定值可在額定電流的0.6-1倍之間調節。例如500kVA干式變壓器0.4kV低壓側額定電流為721.7A，斷路器額定電流值可選擇為800A，實(shí)際電流整定值可根據負載情況設定。智能萬(wàn)能斷路器有多種保護性能供用戶(hù)選擇，可以

選二段保護，也可選三段保護。智能型萬(wàn)能式斷路器有多種型號，產(chǎn)的有CW1、AH系列、HSW1系列等，進(jìn)口的有M系列、F系列等。3.2分路開(kāi)關(guān)的選取分路開(kāi)關(guān)一般選塑殼斷路器，分路開(kāi)關(guān)電流值及路數的選取根據用戶(hù)配置要求，一般分路出線(xiàn)為4～6路，電流為200～400A。分路開(kāi)關(guān)根據負載的不同可分為配電保護型、電動(dòng)機保護型，和家用及類(lèi)似分析保護型。選用時(shí)要加以注意。表1 難燃油與普通干式變壓器油的特性3.3主進(jìn)開(kāi)關(guān)與分路開(kāi)關(guān)的選擇性保護在輻射式配電系統中，選擇性保護是指有故障的負載或饋電回路從電網(wǎng)斷開(kāi)，而非故障回路繼續保持供電。在圖3中，當A點(diǎn)短路時(shí)，只有靠近A點(diǎn)QF3斷路器動(dòng)作，而上方斷路器QF不動(dòng)作，保證非故障回路Q(chēng)F1、QF2繼續供電。這種選擇性保護要求QF斷路器具有過(guò)載長(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)三段保護特性。非選擇性保護是指當A點(diǎn)短路時(shí)，QF3、QF同時(shí)動(dòng)作，使QF1、QF2全部停電。3.4低壓系統無(wú)功補償的設計由于感性電器設備的增加，造成功率因數降低，降低了干式變壓器的效率，因此有必要對組合干式變壓器進(jìn)行無(wú)功補償，提高功率因數，提高干式變壓器的效率。組合干式變壓器無(wú)功補償的方式是集中就地補償。補償的容量是干式變壓器容量的10～30左右，對于小于15kvar的補償采用一次性全容量投切，對于大于15kvar的補償采用全自動(dòng)分段投切。全自動(dòng)分段投切無(wú)功補償根據觸點(diǎn)投切的方式分為有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)，有觸點(diǎn)是指無(wú)功補償通過(guò)接觸器來(lái)控制電容的投切，電容的投切是根據功率因數的大小來(lái)確定，接觸器的吸合頻率較高。無(wú)觸點(diǎn)是指無(wú)功補償通過(guò)大功率模塊即可控硅來(lái)控制電容的投切，電容的投切是根據無(wú)功功率的大小來(lái)確定，投切合理，而且可控硅可實(shí)行電壓過(guò)零觸發(fā)，投入無(wú)浪涌電流，分斷時(shí)不產(chǎn)生高電壓，無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花，無(wú)振動(dòng)無(wú)諧波干擾。兩種投切各有優(yōu)點(diǎn)，根據實(shí)際情況選擇。有觸點(diǎn)投切價(jià)格便宜，安裝方便，性能較差；無(wú)觸點(diǎn)投切性能好，價(jià)格較貴。圖3 配電系統接線(xiàn)示意圖4結束語(yǔ)綜上所述，組合干式變壓器設計時(shí)應優(yōu)先考慮Dyn接線(xiàn)。根據高壓系統供電方式選取高壓進(jìn)出線(xiàn)方式（環(huán)網(wǎng)型、終端型或終端雙回路型）。負荷開(kāi)關(guān)電流值的選取要根據環(huán)網(wǎng)系統電流，而不是根據干式變壓器的額定電流。插入式熔絲和后備熔絲的選取要根據各自安秒特性，選取時(shí)要注意兩熔絲之間的配合。設計低壓系統時(shí)要注意主進(jìn)開(kāi)關(guān)與分路開(kāi)關(guān)的配合，當選擇全選擇性保護時(shí)，主進(jìn)開(kāi)關(guān)要具有過(guò)載長(cháng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)三段保護特性。通過(guò)正確的設計、合理的配置，組合干式變壓器能夠很好地滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的要求。 來(lái)源：北京電力密云供電公司#p#分頁(yè)標題#e#