什么是配電變壓器
配電變壓器,簡稱“配變”,指配電系統中根據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。有些地區將35千伏以下(大多數是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。配電變壓器宜采用柱上安裝或露天落地安裝。詳細介紹了其安裝方式、安裝注意事項、供配方式、容量選擇、運行維護等。
配電電力變壓器是一種靜止的電氣設備,是用來將某一數值的交流電壓(流)變成頻率相同的另一種或幾種數值不同的電壓(電流)的設備。當一次繞組通以交流電時,就產生交變的磁通,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的多少有關,即電壓大小與匝數成正比。主要作用是傳輸電能,因此,額定容量是它的主要參數。額定容量是一個表現功率的慣用值,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,根據它來確定在規定條件下不超過溫升限值的額定電流。較為節能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器,其最大優點是,空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值,是整個設計過程中所要考慮的核心問題 。當在產品結構布置時,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。國內生產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。
配電變壓器分類
配電變壓器根據絕緣介質的不同,分為油浸式變壓器和干式變壓器;根據調壓方式的不同,分為無勵磁調壓變壓器和有載調壓變壓器。
1、油浸式變壓器按外殼型式分為:
1)非封閉型油浸式變壓器:主要有S8、S9、S10等系列產品,在工礦企業、農業和民用建筑中廣泛使用。
2)封閉型油浸式變壓器:主要有S9、S9-M、S10-M等系列產品,多用于石油、化工行業中多油污、多化學物質的場所。
3)密封型油浸式變壓器:主要有BS9、S9-、S10-、S11-MR、SH、SH12-M等系列產品,可做工礦企業、農業、民用建筑等各種場所配電之用。
2、干式變壓器按絕緣介質分為:
1)包封線圈式干式變壓器:主要有SCB8、SC(B)9、SC(B)10、SCR-10等系列產品,適用于高層建筑、商業中心、機場、車站、地鐵、醫院、工廠等場所。
2)非包封線圈干式變壓器:主要有SG10等系列產品,適用于高層建筑、商業中心、機場、車站、地鐵、石油化工等場所。
配電變壓器結構
配電變壓器結構包含了鐵心、繞組及絕緣油三部分,繞組是變壓器的電路,鐵心是變壓器的磁路。二者構成變壓器的核心即電磁部分。
1、鐵心
鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高、厚度為0.35或0.5mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成,鐵心分為鐵心柱和鐵軛兩部分,鐵心柱套有繞組,鐵軛閉合磁路之用。鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種。
2、繞組
繞組是變壓器的電路部分,一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。繞組套裝在變壓器鐵心柱上,低壓繞組在內層,高壓繞組套裝在低壓繞組外層,低壓繞組和鐵芯之間、高壓繞組和低壓繞組之間,都用絕緣材料做成的套筒分開,以便于絕緣。
3、絕緣油
變壓器油的成份是很復雜的,主要是由環烷烴、烷烴和芳香烴構成,在配電變壓器中變壓器油起兩個作用:一是在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。二是變壓器油受熱后產生對流,對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。常用的變壓器油有10號、25號和45號三種規格,其標號表示油在零下開始凝固時的溫度,例如“25號”油表示這種油在零下25℃時開始凝固。應該根據當地的氣候條件選擇油的規格。
配電變壓器的安裝方式
正常環境下面配電變壓器宜采用柱上安裝或露天落地安裝。工廠、車間、市郊生活區的配電變壓器,根據具體情況可安裝在室內 。配電變壓器柱上安裝或露天落地安裝的組成及特點
柱上安裝:
(1)單柱
變壓器、高壓跌落式熔斷器和高壓避雷器裝在同一根電桿上。結構簡單,安裝方便,用料少,
占地少,適用于安裝50KVA以下的配電變壓器。
(2)雙柱
由高壓線終端電桿和另一根副桿(長約7.5M)組成。比單柱式堅固,可安裝63-315KVA的配電變壓器
露天落地安裝變壓器直接放在高度不低于2.5M磚石壘成的臺(墩)上。拆裝變壓器方便,變壓器容量不受限制。
配電變壓器安裝的安全技術要求
1、柱上安裝的配電變壓器的安全技術要求
⑴變壓器底座距地面不應小于2.5m,所有的鐵件要接地。
⑵裸露導電部分距地面的高度應在3.5m以上。
⑶變壓器底座應與臺架固定,上部應用金具與電桿固定。⑷變壓器的上引線和下引線均應采用多股絕緣線。高壓跌落式熔斷器距地面不應小于4m,高壓熔斷器中間相與邊相距離不應小于0.5m,高壓熔斷器的瓷件中心線與垂線間的夾角為250-300。⑸應懸掛“禁止攀登,高壓危險!”的警告牌。
2、露天落地安裝的配電變壓器安全技術要求
⑴落地式變壓器的基礎應高出地面0.2m,如在積水地區,變壓器周圍應設在排水溝道;變壓器四周設置磚石圍墻,其圍墻高度不低于1.8m,圍墻的門應采用耐火材料制成,且設計在變壓器低壓側一方,門應向外開,并在門上裝鎖。不宜采用竹、木圍欄。
⑵變壓器采用臺(墩)式安裝,其臺(墩)高度不應低于2.5m⑶室外裝設兩臺以上變壓器,其外殼相隔的距離不應小于1.25m。
⑷變壓器外殼應妥善地。
⑸變壓器距可燃性建筑物的距離不應小于5m,距耐火建筑物的距離不應小于3m。
⑹在圍墻或臺(墩)上,懸掛“止步,高壓危險”的警告牌。
3、室內安裝的配電變壓器的安全技術要求
⑴室內應有良好的自然通風。
⑵變壓器室的耐火等級應為一級。
⑶變壓器外廓距后墻壁、側墻壁凈距不應小于0.6m,距門凈距不應小于0.8m;變壓器室的門窗均應向外開,且門窗的下方應有百葉窗。
配電變壓器供配方式
10KV高壓電網采用三相三線中性點不接地系統運行方式。
用戶變壓器供電大都選用D/yn11結線方式的中性點直接接地系統運行方式,可實現三相四線制供電。
配電變壓器常見故障及處理
1.三相負荷不平衡或季節性過負荷
配變三相負荷不平衡從調查結果來看大量的存在,特別是在農村,電力負荷的大部分為單相負荷,且負荷變化大,因此,有許多配電變壓器三相的負荷不平衡,使三相不能對稱運行,產生零序電流。。這一方面使變壓器的損耗增大,另一方面降低了變壓器的有效容量。以上兩種情況將導致變壓器過熱、絕緣油老化,使繞組絕緣水平降低,最終也將導致變壓器損壞。可采取如下措施:
①調查配電變壓器的負荷情況,包括一天24小時的負荷與一年4個季節的負荷,弄清負荷的大致情況,并盡量地調整好三相負荷,使之接近對稱運行;
②調整用電峰谷時間,減少過負荷情況;同時要及時給變壓器增容,避免變壓器長期過負荷運行。
2.接地不良
遭受雷擊配電變壓器的防雷保護工作一般都做了,但仍存在兩個問題:①避雷器接地不良;②只重視高壓側裝設避雷器,而忽視低壓側也需裝設避雷器的問題(尤其是多雷地區)。如果避雷器接地不良,發生過電壓時,避雷器不能很好地泄放電流,就會使變壓器的絕緣損壞;如果低壓側未裝設避雷器,當高壓側避雷器向大地泄放很大的雷電流時,在接地位置上產生電壓降,此電壓在經變壓器外殼的同時也作用在低壓側繞組的中性點,而低壓側繞組通過低壓線路的波阻抗接地。可采取如下措施:
①查清與避雷器有關的接地不良處,按要求重新進行改接。注意先要把避雷器的接地線直接與變壓器的外殼、低壓側中性點連接在一起,然后共用接地裝置。其接地電阻不亦超過4Ω;②對于多雷區,低壓側要增設一組低壓避雷器。
3.滲油漏油
配電變壓器中變壓器油的滲漏現象也較多。由于滲漏,使變壓器內的油量減少,油位降低,造成空氣與水汽的滲入,加快了油的氧化而使其劣化,使油的粘度變大,對流速度降低,影響變壓器的散熱,使溫升較高,這又進一步加速油的劣化。同時劣化后的油酸性增強,導致繞組的絕緣電阻降低,甚至對絕緣起到破壞作用,長此以往,必然導致變壓器損壞。可采取如下措施:①查清滲漏油的地方,并作好處理;②查看變壓器油是否劣化變質,對油進行簡單分析。如果變壓器油由初期的淡黃色逐步變成橙色,棕色,且油的粘度較大,說明變壓器油已劣化,必須對其進行凈化處理或更換;③當變壓器油未劣化變質時,查看油位是否過低。如果過低,則加油至變壓器儲油柜所標刻度處;④檢查繞組的絕緣電阻。