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摘要:10kV配电网升压改造至20kV是个漫长而复杂的过程,可见会有相当长的一段时间存在10kV、20kV双电压混供的情况。为了让电力用户的配电设备,既满足现有网络的要求,又能在电网升级后能顺利进行切换,提出了配电变压器、开关柜等设备的选型方法。
装置等设备的选型方法。
关键词:20 kV配电网;设备选型y
引言
20kV和10kV相比,在技术性和经济性方面都有着较为明显的优势,将20 kV 确立为中压配电网的电压等级是我国电网将来的发展趋势[1]。由于现有配电网一般都是10kV电压等级,因此10kV配电网升压到20kV,将是一个漫长而复杂的过程,10kV和20kV双电压并存将是配电网改造和建设期间普遍存在的问题。为了使配电设备既能满足现有网络的要求,又能在电网升级后顺利切换,本文根据实际设计经验,基于电力用户的高压电源点电压等级,提出了配电变压器,避雷器等设备的选型方法。
1 20kV配电设备的选型y
无论改造或是新建,都面临20 kV设备的选型问题,当前专门应用20 kV的设备仍然相对较少,且需要考虑一段时期内20 kV 与10 kV 共存的现状,因此选型难度极大[2]。
(1)20kV变压器的选型y
变压器是配电网中最重要的主设备之一,而从10 kV升压至20 kV,或20 kV配电网的新
建工作都需要配置20 kV变压器。按用户电源点电压的不同,主要分以下两种情况选型。①当电力用户的高压电源点已经是20kV时,可直接采用20kV配电变压器。②当改造或新建的电力用户的高压电源点仍有一段过渡期为10kV,为了能尽可能缩短停电时间,减少投资成本,可选择10 kV/20 kV电压等级双抽头配电变压器。当高压电源点为10kV时,将双抽头配电变压器调至10 kV档运行,升压后调整至20 kV档运行。双抽头配电变压器调整前后的连接组别不变,分接电压不变,且在两种电压运行状态下均无限制匝,能够保证较低的负载损耗。故对于改造过渡期来说,是很好的选择。
(2)20kV开关设备的选型
20 kV开关设备种类繁多 包括了断路器、 隔离开关、 环网开关设备、户外柱上六氟化硫荷开关、户外柱上真空断路器 、户外跌落式熔断等。开关设备的绝缘结构可采取空气绝缘 空气复合绝和 SF6 气体绝缘等多种方式,开关设备的额定短路持续时间为4s,额定短路电流通常按20 kA选择。由于较10 kV开关设备而言,20 kV电压等级开关设备绝缘等级高,对冲击电压和短路电流的耐受能力强,机械强度好,往往能够适应10kV降压运行要求,故无论电力用户的高压电源点为10kV或20kV,改造和新建时开关设备均直接采用20kV。
(3)20kV互感器的选型
20kV互感器分为电压互感器和电流互感器两大类。按其作用又可分为计量互感器和测量互感器。在实际工程设计时,无论是改造或是新建,互感器电压等级均直接采用20kV。但是对于变比的选择,计量互感器和测量互感器的选择方法有区别。对于计量互感器而言,因为涉及到电费计量,其变比的选择应与电力用户高压电源点的电压等级相匹配。当改造(新建)的电力用户的高压电源点需10kV运行一段时间后,才升压为20kV,此类用户的计量互感器一般采用双抽头互感器。比如一个电力用户的装机容量为2000kVa,其计量电流互感器就采用(75(150)/5)双抽头电流互感器,测量电流互感器则采用150/5单抽头互感器;其计量电压互感器采用(10(20)/√3,0.1/√3),测量用电压互感器直接采用(20/√3,0.1/√3)。双抽头互感器的接线示意图具体见下图1、和图2。
由表1可知,同一接地方式下,不同电压等级配电用避雷器的雷电冲击残压和操作冲击残压相差很大,20kV避雷器的残压明显高于10 kV避雷器的残压。故某一电压等级的避雷器应与其保护的配电设备的运行电压相互配合。若电力用户的高压电源点最初为10kV,则保护配变用的避雷器应采用10kV,变压器升压至20kV运行后,需更换为20kV避雷器。
(5)20kV电缆的选型
① 对于原有10kV电缆,按照改造技术原则,是尽量将原有的10 kV 电缆升压至20kV电压等级运行。但考虑到原有电缆的运行年限、运行环境、负荷状况和故障历史情况的不同,电缆在升压后的预期卷寿命也不相同,需要进行逐级击穿、恒压击穿、长期老化等试验方法急性检验[3]。针对检验后的结果判断升压后电缆的预期寿命,并决定对于电缆的利用与更换。经试验确定可升压至20kV运行的电缆,只需更换相应电缆附件,即可升压运行。
② 对于新建电缆,按照《建设与改造技术原则》,一律采用20kV。
2 总论
在20 kV配电网的改造与建设过程中,应根据电力用户电源点的实际情况选择合适的设备, 在满足供电可靠性,减少建设投资的基础上,满足系统的绝缘要求,以保证配电网安全、稳定、经济运行。改造(新建)初期,设备的电压等级若高于电源点,可暂时降压运行,但不同电压等级避雷器残压差异明显,因此避雷器的更换应与其保护设备的升压改造同时进行。
[1]牛永奎,牛凤凯,邹铁. 10 kV 配电网络升压至20kV运行的可行性探讨[J].电网技术, 2008, 32(1) :191- 192.
[2]张实.20 kV 配电相关标准GB/F11022-1999 修订情况及20 kV 相关指标变化情况[J].电气应用,2010(5):21-22.
[3] 马苏龙,许志龙,许扬,等.10kV电缆升压20 kV运行的可行性研究[J].中国电力,2009:37-41.
装置等设备的选型方法。
关键词:20 kV配电网;设备选型y
引言
20kV和10kV相比,在技术性和经济性方面都有着较为明显的优势,将20 kV 确立为中压配电网的电压等级是我国电网将来的发展趋势[1]。由于现有配电网一般都是10kV电压等级,因此10kV配电网升压到20kV,将是一个漫长而复杂的过程,10kV和20kV双电压并存将是配电网改造和建设期间普遍存在的问题。为了使配电设备既能满足现有网络的要求,又能在电网升级后顺利切换,本文根据实际设计经验,基于电力用户的高压电源点电压等级,提出了配电变压器,避雷器等设备的选型方法。
1 20kV配电设备的选型y
无论改造或是新建,都面临20 kV设备的选型问题,当前专门应用20 kV的设备仍然相对较少,且需要考虑一段时期内20 kV 与10 kV 共存的现状,因此选型难度极大[2]。
(1)20kV变压器的选型y
变压器是配电网中最重要的主设备之一,而从10 kV升压至20 kV,或20 kV配电网的新
建工作都需要配置20 kV变压器。按用户电源点电压的不同,主要分以下两种情况选型。①当电力用户的高压电源点已经是20kV时,可直接采用20kV配电变压器。②当改造或新建的电力用户的高压电源点仍有一段过渡期为10kV,为了能尽可能缩短停电时间,减少投资成本,可选择10 kV/20 kV电压等级双抽头配电变压器。当高压电源点为10kV时,将双抽头配电变压器调至10 kV档运行,升压后调整至20 kV档运行。双抽头配电变压器调整前后的连接组别不变,分接电压不变,且在两种电压运行状态下均无限制匝,能够保证较低的负载损耗。故对于改造过渡期来说,是很好的选择。
(2)20kV开关设备的选型
20 kV开关设备种类繁多 包括了断路器、 隔离开关、 环网开关设备、户外柱上六氟化硫荷开关、户外柱上真空断路器 、户外跌落式熔断等。开关设备的绝缘结构可采取空气绝缘 空气复合绝和 SF6 气体绝缘等多种方式,开关设备的额定短路持续时间为4s,额定短路电流通常按20 kA选择。由于较10 kV开关设备而言,20 kV电压等级开关设备绝缘等级高,对冲击电压和短路电流的耐受能力强,机械强度好,往往能够适应10kV降压运行要求,故无论电力用户的高压电源点为10kV或20kV,改造和新建时开关设备均直接采用20kV。
(3)20kV互感器的选型
20kV互感器分为电压互感器和电流互感器两大类。按其作用又可分为计量互感器和测量互感器。在实际工程设计时,无论是改造或是新建,互感器电压等级均直接采用20kV。但是对于变比的选择,计量互感器和测量互感器的选择方法有区别。对于计量互感器而言,因为涉及到电费计量,其变比的选择应与电力用户高压电源点的电压等级相匹配。当改造(新建)的电力用户的高压电源点需10kV运行一段时间后,才升压为20kV,此类用户的计量互感器一般采用双抽头互感器。比如一个电力用户的装机容量为2000kVa,其计量电流互感器就采用(75(150)/5)双抽头电流互感器,测量电流互感器则采用150/5单抽头互感器;其计量电压互感器采用(10(20)/√3,0.1/√3),测量用电压互感器直接采用(20/√3,0.1/√3)。双抽头互感器的接线示意图具体见下图1、和图2。
由表1可知,同一接地方式下,不同电压等级配电用避雷器的雷电冲击残压和操作冲击残压相差很大,20kV避雷器的残压明显高于10 kV避雷器的残压。故某一电压等级的避雷器应与其保护的配电设备的运行电压相互配合。若电力用户的高压电源点最初为10kV,则保护配变用的避雷器应采用10kV,变压器升压至20kV运行后,需更换为20kV避雷器。
(5)20kV电缆的选型
① 对于原有10kV电缆,按照改造技术原则,是尽量将原有的10 kV 电缆升压至20kV电压等级运行。但考虑到原有电缆的运行年限、运行环境、负荷状况和故障历史情况的不同,电缆在升压后的预期卷寿命也不相同,需要进行逐级击穿、恒压击穿、长期老化等试验方法急性检验[3]。针对检验后的结果判断升压后电缆的预期寿命,并决定对于电缆的利用与更换。经试验确定可升压至20kV运行的电缆,只需更换相应电缆附件,即可升压运行。
② 对于新建电缆,按照《建设与改造技术原则》,一律采用20kV。
2 总论
在20 kV配电网的改造与建设过程中,应根据电力用户电源点的实际情况选择合适的设备, 在满足供电可靠性,减少建设投资的基础上,满足系统的绝缘要求,以保证配电网安全、稳定、经济运行。改造(新建)初期,设备的电压等级若高于电源点,可暂时降压运行,但不同电压等级避雷器残压差异明显,因此避雷器的更换应与其保护设备的升压改造同时进行。
[1]牛永奎,牛凤凯,邹铁. 10 kV 配电网络升压至20kV运行的可行性探讨[J].电网技术, 2008, 32(1) :191- 192.
[2]张实.20 kV 配电相关标准GB/F11022-1999 修订情况及20 kV 相关指标变化情况[J].电气应用,2010(5):21-22.
[3] 马苏龙,许志龙,许扬,等.10kV电缆升压20 kV运行的可行性研究[J].中国电力,2009:37-41.