箱变优缺点.docx
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箱变优缺点.docx
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箱变优缺点
箱变优缺点
住宅小区箱式变电站供电几
个问题的探讨
摘要:
根据美式及欧式箱式变电站的主要特点,分析了在住宅小区供电中型式的确定、布点方案及容量确定等问题,并提出了相应的对策措施。
关键词:
箱式变电站美式及欧式布点方案容量
箱式变电站是社会经济发展和城市建设的必然产物。
随着近二十多年的经济发展,城市供电的格局发生了较大的变化,过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大大制约了城市供电,并降低了供电企业的经济效益。
原因是供电半径过大,线路损耗随着用电负荷的增加而大大增加,同时供电质量也大大降低。
要减少线路损耗,保证供电质量,就得提高供电电压,这是众所周知的事实。
为此,国家在城网建设中,要求高压直接进入市区,深入负荷中心。
有资料显示,将供电电压从380V上升到10kV,可以减少线路损耗60%,减少总投资和用铜量52%,其经济效益相当可观。
要实现高压深入负荷中心,箱式变电站是最经济、方便、有效的设备之一。
箱式变电站,是集高压开关柜、变压器、低压开关柜于一体,并在制造厂内装配完成的预装式变电站。
由于箱变具有成套性强、体积小、占地少、能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗、缩短送电周期、选择灵活、对环境适应性强、安装方便、运行安全可靠及投资少及见效快等一系列优点;所以箱变有着广阔的使用范围,它适用于城市公共配电、高层建筑、住宅小区、公园、高速公路等,还适用于油田、工矿企业及施工场所等。
它是继土建变电所之后崛起的一种崭新的变电站,在我区的住宅小区建设中,为提高城建形象,改善居住环境,各有关部门纷纷要求取消架空线路。
对此,除广泛采用高、低压电缆外,在城区用地十分紧张、以土建方式建造变电站非常困难的情况下,采用10kV箱式变电站是一种优化选择方案。
来源:
输配电设备网
现笔者就住宅小区箱式变电站供电几个问题进行一些探讨。
1、箱式变电站型式的选择
1.1欧式箱变特点
根据产品结构不同及采用元器件的不同,箱变分为欧式箱变和美式箱变两种典型形式。
门,其所需占地面积仅是欧式箱变的1/4,体积仅为同容量欧式箱变的1/5-1/3。
来源:
输配电设备网
1.3 两类箱变的比较
从保护方面,欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。
发生一相熔断器熔断时,用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸,避免缺相运行,要求负荷开关具有切断转移电流能力。
低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护,美式箱变高压侧采用熔断器保护,而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能,容量较小。
当高压侧出现一相熔丝熔断,低压侧的电压就降低,塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作,低压运行不会发生。
从产品成本看,欧式箱变成本高。
从产品降价空间看,美式箱变还存在较大降价空间,一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心,另一方面,美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外,占用高压室空间。
美式箱变体积比较小,布置紧凑,,高低压室内为开关,一股容量为800kVA以下;欧式箱变体积大,南高压室、变压器和低压室组成,高低压室配置开关柜,容量可以做到20000kVA。
因此可以说同容量的两种箱变相比较,美式箱变的结构更为合理。
在住宅小区中,容量较小时选择美式箱变,容量较大时选择欧式箱变。
2、箱变布点;方案探讨
来源:
在传统的城镇双杆式公用变布置中,由于住户用电容量偏小,住宅层数较低,一直采用小容量、多布点的原则。
配变容量根据住户数而定,初装容量一般100-250kVA,最终容量400kVA以下。
住宅小区的箱变布置是否也采用同样的原则呢?
经过认真分析,我们认为箱式小区变以规划布点为主,以大容量为优化方案,确定最终容量、一步到位。
这是基于以下几点考虑:
2.1为美化环境、少占绿地
由于双杆式配变台区的10kV线路、低压线路是架空的,因此即便少放一台配变,由于电源必须供人每户居民,其架空线路并不会减少,况且多放一台配变也不占地面绿地,也就是说,对于双杆式配变台区而言,台区的多少对环境的总体影响基本不变,因此其比较适用多布点的原则。
而对于箱变而言,其进出线均为电缆,唯一露出地面的电力设备是箱式变压器,因此箱变数量当然是越少越好。
由于客户的供电容量是确定的,因此,箱变数量减少,就意味着单台箱变的容量就要增大。
2.2 箱变多少,对线损影响不大
双杆台区小容量、多布点的一大优点是减少低压线路的供电半径、减少导线电流,从而达到减少低压线路线损的目的。
对于箱变,根据合理布点的原则,其一般放置在二幢或几幢房子的中间的绿地上,供电半径不过几十米,由于可供布置的环境的限制,供电半径几乎与箱变数量无关。
每个箱变低压出线3-6回,通过电缆排管供至每幢楼旁的电缆分支箱,每个分支箱再出4-8回供电至每一梯户的电能表箱处,每一电能表再供电至每一用户。
对于双杆变而言,其低压出线一般为左右二回出线,因此,当线路上的用户数增加时,其线路上流过的电流同时增大,而对于箱变而言,随着供电用户数的增加,箱变出线回路数也同时增加,但每一回出线的供电负荷基本不变。
所以,无论箱变数量多少,低压线路的损耗基本保持不变。
相反,由于配变数量减少,在可比的情况下,铁损反而下降。
2.3由小区特点决定
在住宅小区箱变布点时,我们并非为了大容量而使用大变压器,就如上述所言,采用合理布点的原则,即先确定一个合理的供电范围,再根据供电范围内的用电负荷情况计算配变容量,并根据此容量一步到位。
2.4节约投资
一台630kVA箱变需资金约为21万元,即333元/kVA:
而一台315kVA的箱变也需18万元,即571元/kVA。
这是由于,箱变内的负荷开关等设备成本所占比例较高,因此,单台箱变的容量越大,其每一千伏安的成本就越低。
2.5 可靠性分析
箱变采用环网供电,可靠性较高,无论是使用二台小容量的箱变,还是采用一台大容量的箱变,其对用户的供电可靠率基本一致。
如低压有特别重要的用户,可通过电缆分支箱切换。
2.6电压分析
以S9型配变为例,100-500kVA配变的阻抗电压均为4%,630-1600kVA配变的阻抗电压也仅为4.5%。
也就是说,当小容量的配变和大容量的配变均处于同等负荷率的情况下,其在配变上的电压损失是一致的。
事实上,如果采用二台250kVA配变替代一台500kVA,由于500kVA所带用户数是每台250kVA配变所带用户数的一倍,因此,500kVA用户用电的同时率要低于250kVA用户用电的同时率,即当出现最高负荷时,500kVA配变的负荷率要小于每台250kVA配变负荷率,因此,当出现最高负荷时,500kVA配变上的电压损耗要比每台250kVA配变都小。
由于每回低压出线的负荷基本上都是一样的,则电压在低压线路上的损耗是一样的,因此,采用大容量的箱变,其电压要优于小容量配变。
来源:
输配电设备网
3、箱式变电站容量的确定
箱式变电站容量的确定应根据实际负荷的大小来确定,一般采用需要系数法进行计算。
比如一,幢25层一梯六户的高层住宅,在户外设置一台箱变。
每户的负荷按7kW考虑,需要系数可根据表1所列选用。
来源:
输配电设备网
此次供电每台箱变供电用户150户,据此,每台配变的负荷为7kW×150×0.33=346.5kW,以功率因数补偿至0.9计,则配变容量为385kVA,取整为400kVA。
4 使用中需注意的其他几个问题
(1)由于箱变是免维护设计,在维护上不是很方便,因此在开关设备的选择上我们应优先选择性能比较优良的,变压器选用性能好、低损型的,如现在推荐使用的卷铁心S11型。
(2)无论美式还是欧式箱变散热都不是尽善尽美的,尤其是在太阳直晒比较严重的地区,温度升高,影响塑壳断路器分断,使得断路器不能正常开断负载及短路电流,易引发故障,因此散热装置是必要的,尤其要在箱式变基础中做成散热池,以增加对流。
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