三相配電干式變壓器接線(xiàn)組別選擇新標準的探討
文摘:從技術(shù)和運行經(jīng)驗出發(fā),論述了家標準《供配電系統設計規范》和建筑行業(yè)標準《民用建筑電氣設計規范》中關(guān)于10(6)/0.38 ~ 0.22千伏配電干式變壓器接線(xiàn)組別選擇的新規定,并提出了應注意的問(wèn)題。[關(guān)鍵詞:配電干式變壓器接線(xiàn)組選擇標準參考家標準GB50052-95 《供配電系統設計規范》,其中規定:“在TN、TT系統接地型低壓電網(wǎng)中,配電干式變壓器應選用d、yn11接線(xiàn)組的三相干式變壓器”。90年代中期修訂家標準《三相油浸式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》時(shí),用GB/T 6451-1995代替GB6451.1~6451.5-86,制定家標準GB/T 10228-1997 《干式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》時(shí),D、yn11和Y、yn0兩個(gè)不同的連接組同時(shí)列為10 (6)/0,但實(shí)際上,自從1990年學(xué)習蘇聯(lián)先進(jìn)技術(shù)以來(lái)因此,如何在當前城市配電網(wǎng)發(fā)展規劃和城鄉配電網(wǎng)改造中正確實(shí)施家標準GB 5000,從歷史回顧和技術(shù)分析入手,分析Y、yn0接線(xiàn)和D、yn11接線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn),從而說(shuō)明制定新標準的依據和實(shí)施的必要性,為同行研究提供參考。
1.從當年采用的Y,yn0連接組及其優(yōu)缺點(diǎn)出發(fā)。1.配電干式變壓器接線(xiàn)組1953年以前,舊中干式變壓器的制造能力在解放前很弱。配電干式變壓器大多從外進(jìn)口,內外制造商都有自己的標準。當時(shí)10(6)/0.38~0.22kV三相配電干式變壓器分別采用D、d0、Y、d11或Y、d1接線(xiàn),應注意以下三點(diǎn): (1)我早期使用的配電干式變壓器一、二次繞組至少有一個(gè)采用D接線(xiàn);(2)到目前為止,世界上大多數家仍然使用D,yn1或D,yn11連接組,一般不使用Y,yn0連接組;(3)技術(shù)上講,歐美家使用的D,yn1和前蘇聯(lián)使用的D,yn11沒(méi)有區別。當時(shí)為了向蘇聯(lián)學(xué)習,一律采用D和yn11是無(wú)可非議的。2.Y,yn0接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)當年Y,yn0三相干式變壓器推廣時(shí),認為該接線(xiàn)組在制造和運行上具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)干式變壓器高壓繞組由D接線(xiàn)改為Y接線(xiàn)后,相電壓下降1/3,有利于節約絕緣材料。如果采用圓柱形繞組,中性點(diǎn)在較外層,相間距離也可以減小,從而相應地減輕磁軛的重量。如Y接或D接繞組采用圓柱形繞組,由于Y接時(shí)絕緣材料的減少,間接減輕了高壓繞組線(xiàn)的重量。(2)Y接繞組的抽頭可以放在中性點(diǎn)側,三相抽頭之間的工作電壓很低,可以共用一套抽頭開(kāi)關(guān),結構簡(jiǎn)單。但D接繞組必須將三相抽頭分開(kāi),導致抽頭開(kāi)關(guān)制造復雜,增加了制造成本,但質(zhì)量不如Y接可靠,間接增加了油箱尺寸,增加了充油量。(3)小容量配電干式變壓器的高壓Y型接線(xiàn)繞組采用圓柱形結構,制造簡(jiǎn)單。如果接D,圓柱形繞組必須分成兩段,以便在每相繞組中間抽出抽頭;否則,龍頭會(huì )從油箱中引出,這樣既費工又不可靠。(4)Y、yn0接線(xiàn)組的配電干式變壓器與同容量同規格的D、yn11接線(xiàn)組的配電干式變壓器相比,空載損耗和負載損耗較小,有利于降低配電網(wǎng)中的功率損耗。根據家GB/T 6451-1995表1中的過(guò)渡標準,無(wú)勵磁調壓的10(6)/0.4kV三相干式變壓器兩種不同接線(xiàn)的空載損耗、負載損耗和空載電流%的比較見(jiàn)表1。(1) Y,yn0連接有利于降低配電干式變壓器的制造成本。某干式變壓器廠(chǎng)家10/0.38~0.22kV 500kVA三相配電干式變壓器采用Y,yn0或D,yn11接線(xiàn),制造成本對比見(jiàn)表2。3.Y,yn0接線(xiàn)組的主要缺點(diǎn)(1)抑制諧波的能力差。低壓電網(wǎng)中的諧波源主要包括:由于干式變壓器鐵心磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性和負載中電力電子器件產(chǎn)生的諧波對,yn11接線(xiàn)組的三次諧波電流可以在D接線(xiàn)的繞組中循環(huán),更有利于抑制。而Y,yn0接線(xiàn)組由于抑制諧波能力差,不適合TN或TT接地型低壓電網(wǎng)。(2)三相不平衡負載會(huì )使低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)偏移,影響三相電壓平衡。Y,yn0接線(xiàn)組的配電干式變壓器在0.38/0.22kV三相四線(xiàn)制低壓電網(wǎng)中運行時(shí),通過(guò)零線(xiàn)的零序電流為三相電流之和,會(huì )引起低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)偏移。根據計算,當零線(xiàn)電流為額定電流的25%時(shí),中性點(diǎn)偏移約為額定電壓的7.08%,不會(huì )嚴重影響三者的不平衡 #p#分頁(yè)標題#e#
(3)Y、yn0接線(xiàn)的三相配電干式變壓器零序電抗大,限制了低壓側短路電流,不利于快速切除故障。以1000kVA干式變壓器為例,干式變壓器低壓側出口端單相短路電流只有7kA左右,需要保證單相短路電流的保護
敏度為1.5~2,干式變壓器低壓側總開(kāi)關(guān)的整定電流就不宜大于3.5~4.5kA,但整定電流在3.5~4.5kA以下時(shí),很難對空氣斷路器進(jìn)行合理整定,上下級保護之間的配合很難達到合理的選擇性動(dòng)作。二、 新標準為什么規定在TN及TT接地型式的低壓電網(wǎng)中宜采用D,yn11結線(xiàn)組的配電干式變壓器 1、TN及TT接地型式低壓電網(wǎng)的接線(xiàn) TN低壓電網(wǎng)中有一點(diǎn)直接接地,電氣設備的外露部分用保護線(xiàn)與該點(diǎn)直接連接,有以下三種接法。(1) TN-S系統 整個(gè)系統的中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是分開(kāi)的。(見(jiàn)圖1) (2) TN-C-S系統 系統中有一部分中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是合一的。(見(jiàn)圖2)(3) TN-C系統 整個(gè)系統的中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是合一的。(見(jiàn)圖3)
TT低壓電網(wǎng)中有一個(gè)直接接地點(diǎn),電氣設備的外露可導電部分接至電氣上與電力系統接地點(diǎn)無(wú)關(guān)的接地極上。(見(jiàn)圖4)
2、貫徹新標準選用D,yn11接線(xiàn)組別配電干式變壓器的必要性與可能性
先談?wù)剺诵抻啎r(shí)為什么作出新規定,1986年11月中電工技術(shù)學(xué)會(huì )工業(yè)與建筑應用專(zhuān)業(yè)委員會(huì )通過(guò)的《關(guān)于低壓電網(wǎng)防觸電設計問(wèn)題的建議》第七條明確提出:“在TN系統中應采用D,yn11結線(xiàn)干式變壓器?!?992年頒發(fā)的建筑行業(yè)標準JGJ/T 16-92《民用建筑電氣設計規范》第4.3.3條又規定: “具有下列情況之一者,宜選用接線(xiàn)為D,yn11型的干式變壓器: (1)三相不平衡負荷超過(guò)每相額定功率15%以上者。(2)需要提高單相短路電流值,確保低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Wo裝置動(dòng)作靈敏者。(3)需要限制3次諧波含量者?!睆膯?wèn)題的提出,到家標準的確定,大約經(jīng)歷了10年左右的實(shí)踐。 其次,由于我實(shí)施改革開(kāi)放政策以來(lái),低壓電網(wǎng)負荷性質(zhì)和對供電質(zhì)量的需求也發(fā)生了很大的變化,主要是: (1)近年來(lái),家用電器應用的普及,引起低壓電網(wǎng)負載的諧波分量顯著(zhù)增大; (2)電力電子技術(shù)在自動(dòng)控制方面的應用,晶閘管整流元件也會(huì )產(chǎn)生諧波; (3)城市電網(wǎng)的發(fā)展和高層建筑物的增加,單相照明負荷的比例也增加,導致低壓電網(wǎng)中三相負荷不平衡程序的增加; (4)要求盡快切除網(wǎng)絡(luò )的故障元件以提高供電可靠性。因此,原來(lái)由Y,yn0結線(xiàn)的干式變壓器供電還可以的低壓電網(wǎng)往往難以適應,要求改由D,yn11結線(xiàn)的干式變壓器來(lái)供電。這就是GB50052-95上述規定的必要性。選用D,yn11結線(xiàn)組還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),其零序阻抗要比Y,yn0結線(xiàn)組小很多,有利于單相接地短路故障的快速切除,受到了運行單位的歡迎。大家很關(guān)心D,yn11結線(xiàn)的10(6)/0.4kV三相干式變壓器的供貨問(wèn)題,據了解已有不少廠(chǎng)家如沈變、保變、上海變、北京變、三門(mén)變、上海置信公司等均可供貨,且多數廠(chǎng)家的報價(jià)與Y,yn0結線(xiàn)的同容量產(chǎn)品是相同的,也為貫徹GB50052-95提供了有利條件。 3、應注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1) 由于D,yn11與Y,yn0不同結線(xiàn)組配電干式變壓器的二次側電壓存在相位差,不允許并聯(lián)運行。因此對采用低壓雙電源供電的用戶(hù),應檢查確定兩低壓電源之間是否存在相位差,避免并聯(lián)后由于相位差造成環(huán)流等異常。 (2) 對由Y,yn0結線(xiàn)的干式變壓器改為D,yn11結線(xiàn)的干式變壓器后,其低壓電網(wǎng)的保護方式和整定值也需相應地予以改變。 (3) 低壓電網(wǎng)中的照明負荷和其它電力負荷,一般可由同一臺干式變壓器供電,但當接有較大功率的沖擊性負荷而會(huì )引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變時(shí),將對照明產(chǎn)生不良的影響,應考慮將照明負荷改由單先的干式變壓器供電?!騾?考 文 獻1、家標準GB50052-95《供配電系統設計規范》2、建筑行業(yè)標準JGJ/T 16-92《民用建筑電氣設計規范》3、家標準GB/T 6451-1995《三相油浸式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》家標準GB/T 16228-1997《干式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》#p#分頁(yè)標題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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