谈农村配电变压器的选择及安装技术

摘 要 结合抚州某地区农电网建设工程中的变压器选择及其安装技术进行讨论。

关键词 变压器;配电工程;安装技术

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)091-0164-01

农村10kV配电网络建设与改造过程中,配电变压器的选择及台架安装是一个重要环节,为了使配电变压器的分布达到结构合理、供电可靠、运行经济、维修方便,符合配电网络安全供电可靠性、连续稳定运行的要求,配电变压器的选择及台架的安装尤为重要。现就抚州某地区农村10kV电网建设与改造中,配电变压器的选择与台架安装的技术加以论述。

1 变压器的选择

农改中配电变压器的选择包括两方面,即变压器位置的选择和变压器型号及容量的选择。

1)变压器的定位选择由于农村村庄分布有如下特点:农村村庄大部分坐落在地势较平坦或丘陵地带;每个村庄居住几户到几十户村民,部分超过百户,很少超过300户以上的;村与村之间相隔较远,几百米到数公里以上;因此在农村配电变压器的建设与改造中,农村配电变压器的台区应按“小容量、密布点,短半径”的原则来选择,变压器台区应尽可能选择在负荷中心或重要负荷附近,还应尽量避开车辆、行人较多的场所,不得选择在水田边、沼泽地、低洼积水地带,不得太近农屋,不得选择在农作物地,不得选择在陡坡大的山坡上,应选择在地质较好、地势平坦,且便于更换和检修设备的地方,同时避开当地村民有风俗争议的地方。该地区采取一村一配电变压器台区的分布方式,有效地缩短了低压供电网络,减少了低压线损。改造后的低压台区400V供电半径一般不大于500m,个别农户的单相线路适当延长,这样,既减少了线路损耗,又提高了电压质量。

2)变压器的选择在农村供电系统中:配电变压器是主要供电设备,它肩负着高低压电源的转换,关系到整个高低压供电系统的可靠性、供电质量和经济运行,因此选择配电变压器,必须根据负荷的类型、大小与分布情况进行全面的考虑。

配电变压器型号的选择农网改造前,该地区农村大部分选用高损耗的变压器,而且相当一部分是村民集资购买70年代的变压器。统计表明,配电变压器的损耗约占配电网中总损耗量的30%以上,比例相当高,因此,必须选用新型的节能型变压器,原来高损耗配电变压器已全部淘汰。目前新建和改造的台区,主要采用S9型系列低损耗配电变压器,其线圈全部用铜导线绕制,器身和绝缘采用新的设计和工艺,其损耗值与S7型系列相比较,空载损耗可降低8%,短路损耗可降低25%左右,节能效果较为显著,S7型系列配电变压器也已逐步被更换,同时推广应用S11型配电变压器和干式变压器。

变压器容量的选择合理选择变压器的容量也是变压器经济运行的要求。近年来,随着农村经济的迅速发展,人民生活水平的不断提高,大量的家用电器已进入农民家庭。同时经过农网改造后的电能质量稳定,供电可靠性提高,刺激了农民消费的欲望,农村用电负荷大幅增加,昼夜用电的差距明显缩小。选择配电变压器容量时,应考虑农村用电的需求,适当选择比现有负荷较大的容量。容量不能选择太小,如果选择太小,稍微有农电负荷增加,将会引起变压器超负荷运行,那么过载损耗增加,长期运行的结果是烧毁变压器;如果配电变压器容量选择太大,将出现“大马拉小车”现象,变压器不能充分利用,空载损耗增加。因此,选择配电变压器容量时,应在现有用电负荷的基础上,按5~10a用电负荷增长来考虑,同时可根据用电负荷应占变压器容量的50%~70%来选择。农村配电变压器的容量宜在30~315kVA之间选择,若超过315kVA容量时,此时这个村庄相当大或用电负荷很大,应增加一台配电变压器,以缓解用电负荷的增长。

2 变压器台架的安装

变压器台架的安装,包括变压器的安装、跌落式熔断器及熔断开关的安装、避雷器的安装、带电夹头的安装及引下线的安装。乐昌地区农网改造,根据农村地形特点,以及南方雨水多、湿度大,全部变压器台架安装是使用双杆柱上式,主杆φ190×12000杆配副杆φ150×9000杆,或两根主杆φ190×10000杆;两杆之间不得跨越公路、人行道、水田、水沟等,两杆根开为3m,便于今后维修作业。

1)变压器的安装配电变压器采用柱上式安装,台架用两条槽钢固定于两电杆上,台架距地面高度要求达到2.7m,台架的水平倾斜不大于1/100,配电变压器安装在两槽钢中,底部放置两根枕木,以防止配电变压器滑脱及槽钢与变压器产生振动。在变压器油箱顶部用直径不小于25mm2的钢绞线与两杆缠绕一圈,缠绕方法为扭麻花的形式,再用花兰螺丝抽紧;变压器高压柱头加装防蛙罩,低压柱头出线用铜铝设备线夹与低压绝缘导线联接,并采用热收缩绝缘套管对裸露的导线部分进行绝缘处理;在槽钢处悬挂“禁止攀登、高压危险”警告牌,在变压器油箱处悬挂“某某村农网台变”牌。

2)跌落式熔断器、熔断开关的安装变压器的高、低侧引出线应分别装设熔断器,以保护配电变压器及方便于投切变压器。高压侧安装跌落式熔断器,熔断器的底部对地面的垂直高度不低于4.5m,各相熔断器的水平距离不应小于0.5m,为了便于操作和熔丝熔断后熔丝管能顺利跌落下来,跌落式熔断器的轴线应与地面垂直线成15°~30°倾角。

低压侧熔断开关的底部对地面的垂直高度不低于3.5m,各相熔断刀片的水平距离不小于0.2m,熔断刀片的轴线应与地面垂直线成10°~15°倾角,方便于操作。跌落式熔断器熔丝按“应能保证配电变压器内部或高、低压出线套管发生短路时迅速熔断”的原则来选择,要求熔丝的熔断时间必须满足小于或等于0.1s;同时还应考虑熔丝的机械强度要求,按规程规定:容量在100kVA及以下者,高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的2~3倍选择;容量在100 kVA以上者,高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的1.5~2倍选择。变压器低压侧熔丝按低压侧额定电流的1.3倍选择。

3)避雷器的安装避雷器是防止配电变压器遭受直击雷及雷电波破坏的有效保护设备,为使避雷器能有效地保护变压器,高压避雷器应装设在熔断器与变压器之间,并尽量靠近变压器,同时也便于检修;避雷器安装应垂直与地面,底部牢固地安装在角钢横担上。另外,为了防止反变换波和低压侧雷电波击穿配电变压器高压侧的绝缘,在低压侧也应装设低压避雷器。因无间隙合成绝缘外套金属氧化物避雷器的工频电压耐受能力强,密封性好,保护特性稳定,因此避雷器应选用无间隙合成绝缘外套金属氧化物避雷器。

为避免雷电流在接地电阻上的压降与避雷器的残压叠加在一起,作用在变压器绝缘上,应将避雷器的接地端、变压器的外壳及低压侧中性点分别用截面不小于25mm2的多股铜芯塑料线连接在不同的接地棒上,接地棒套上一根长约2m的硬质绝缘套管,再与接地装置引线相连接。

4)带电夹头的安装带电夹头由三角弧和手抽耳组成,主要是用来当维修跌落熔断器或在配电变压器上工作时,使跌落熔断器与线路电源侧有一明显断开点。三角弧安装在瓷横担外沿第二瓷裙上,对地垂直高度不小于6.5m,水平间距不小于0.5m。

5)引下线的安装新建和改造的变台的引下线均应采用多股绝缘导线,其截面应按变压器的额定容量及导线机械强度选择,高压侧引下线用铜芯塑料线时,截面不得小于16mm2,一般采用25mm2的铜芯塑料线;用铝芯塑料导线时,截面不得小于25mm2,一般采用35mm2的铝芯塑料线。低压出线采用铝芯塑料导线,其截面根据所输送的用电负荷来确定,且考虑到5～10a内负荷增长的要求,截面积不得小于35mm2。高压引下线T 接在线路电源上,在带电线夹瓷横担上缠绕一圈经绑扎后与三角弧连接;与手抽耳连接的引线应做成一个几层的圈圈后弯成“7”字形,再与手抽耳连接,另一端固定在跌落式熔断器横担上的瓷横担绕一圈经绑扎后与跌落式熔断器连接,跌落式熔断器的出线处一条引到避雷器,另一条引到配电变压器高压柱上。与设备连接的高压引线端头压接铜线耳或铜铝线耳;若铜与铝导体连接,应采用铜铝接头;高压引线与架空线的铜铝连接,宜采用铜铝线夹;所有连接处均用螺丝拧紧。低压出线穿上PVC管后与熔断开关连接。杜绝使用单股导线及不合格导线。

3 接地装置

接地装置的地下部分由水平接地体和垂直接地体组成,水平接地体采用φ12的园钢,埋长60m,垂直接地体则采用4根长度为2m的∠50×50×5mm2的角钢分别与水平接地体焊接。水平接地体在土壤中埋深为0.6～0.8m,垂直接地体则是在水平接地体基础上打入地里。接地棒的接地端与接地园钢焊接。为了检测方便和用电安全,接地棒的上端分别与避雷器及变压器中性点接地引下线连接用螺丝拧紧。配变接地装置的接地电阻必须符合规程规定值,当接地装置电阻过大时,必须采取降阻的方法,防止变压器遭受雷击时雷电流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身残压过大,或在接地电阻上产生很高的电压降,引起变压器烧毁事故。因此对容量在100kVA及以下的10kV配电压器,其接地不应大于10Ω;对容量在100kVA以上的10kV配电变压器,其接地电阻不应大于4Ω。接地装置施工完毕应进行接地电阻测试,合格后方可回填土。同时,变压器外壳必须良好接地,外壳接地应用螺栓拧紧,不可用焊接直接焊牢,以便检修。

4 结束语

总之,施工企业应当根据自身情况和工程特点,正确选择变压器以及按规范要求进行安装才能保证配电网络的安全性、供电的可靠性、以及连续稳定的运行。

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