对10kV预装地下式箱变设计安装的思考与建议

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  摘要:随着我国城乡建设步伐的加快,居民的生活质量越来越高,地下式箱式变电站逐步从大城市走向中小城市。与传统的变电站相比,具有节省地表空间、维护简单方便等特点,可以适应于各种各样的地形和条件,与周围环境形成完美的整体。其优势已经在我国大中城市的市政建设和奥运场馆、世博会场馆等大型赛事的场地建设之中显露无疑。可以预见,在今后我国城乡大融合的进程当中,地下式箱变的潜力之大是我们难以想象的因此,对其技术特点分析,掌握其主要类型、安装环境和主要技术参数,并对实际操作过程中存在的问题进行研究与分析,对地下式箱变的推广具有不可忽视的意义。
  关键词:预装;地下式;箱变;技术分析;类型;问题;对策
  前言
   随着我国城乡建设步伐的加快,居民的生活质量越来越高,而此同时的是城市电网负荷的越来越大和低压配电供电半径的逐渐减小,传统的箱式变电站变得与优美的城市环境显得格格不入,而且我们还必须要在人口和建设密度较大的商业、文化、经济和居住区内建设配电设施,而与此同时西方发达国家和我国的北京、上海等发达城市以城市生态设计理念为指导,将变压器埋入地下,地下式箱式变电站应运而生,并逐步走向中小城市。与常规的地上箱式变电站相比,地下式箱变具有节省地表空间、维护简单方便等特点,可以适应于各种各样的地形和条件,与周围环境形成完美的整体,不管是在繁华的城市中心闹市区,还是在地形复杂的地下隧道都可以预装地下式箱变来满足施工要求,甚至有些技术人员和厂商还设计和制作了具有景观性能的。不仅如此,地下式箱变还能减少地上箱式变电站所产生的噪声滋扰和电磁辐射,在一定程度上减少了对人们心理和生理上的影响。因此,预装地下式箱变已经成为供电部门和施工技术人员共同关注的话题。
  一、地下式箱变结构的技术分析
   地下式箱变,也被人们称之为“地埋式箱变”,主要分为地埋式变压器、箱式户外开关设备两部分。其中地埋式变压器安装在地坑之中,可以满足高压单环网的供电需要,内部主要由高压负荷开关、变压器、熔断器等组合而成,是一种结构紧凑的变电设备。箱式户外开关设备安装于地面之上,是集户外开关为一体的混合式结构,其内部为户外高低压配电柜。地下式箱变在防水、散热等方面具有明显的技术优势和特色,实现了运行的高可靠性和高自动化。能够充分地满足长距离、小负荷电能输出的需要。对10kV的线路来说,可采用2K+1T型
   1.地埋式箱变变压器的技术特点分析
   从外部看,地埋式箱变的变压器的箱体全部采用不锈钢密封而成,两个高压进线和三个低压出线全部采用T型插拔式电缆连接器,使用方便的同时,起到了绝缘、屏蔽和密封防水的作用,再加上高压端的限流式熔断器、低压端的下进上出式设计,使变压器即使是浸没在水中仍然能保持正常工作,其防护等级达到了IP68。
   从内部来说,地埋式变压器的铁芯一改传统的叠片式设计,而是由优质晶态冷轧硅钢片连续卷制而成,其排列分布呈现出平面复合型或立体三角型,从而有效地缩短了磁路,此外铁芯还进行了退火处理,不管磁阻还是激磁电流都被大大减小。设电流的有效值为,电流的周期为,电流在t时刻的瞬时值为,为相邻两个时间的间隔,为的时间间隔的电流瞬时值,为一个周期内的采样点数,为空载损耗,则有
  
  
  
  
  
   因此,地下式变压器的损耗也随之变小。实验证明,地埋式变压器的空载损耗、空载激磁电流和噪音分别下降了30%、80%和10dB以上。地埋式变压器的负荷开关具有多种位置形式,可能满足多种供电系统的需求。为了更好地解决变压器在运行过程中温度上升的问题,地埋式变压器通过屏蔽感应杂散电流技术和在主油箱前后配备耐热等级较高的绝缘导热管、散热箱的双重保障,使得其运行温度与地下温度的差值控制在±5℃,确保运行30年不会发生温升故障。
   2.箱式户外开关的技术特点分析
   户外开关设备采用箱式的保护外壳和双层门结构,两门的支撑定位由气动弹簧来完成,可全角度打开,方便技术人员对设备的维護。为了保障设备工作温度,开关设备同时设有隔热层和隐藏式见机。
  二、地下式箱变结构的主要类型、安装环境和主要技术参数
   我国的地下式箱变是以我国电力器材生产厂家以国外先进技术为基础,以我国具体情况为参考依据研制开发出来的。尽管各厂家的产品各不相同,但其原理和加工工世要求、安装环境要求、后期维护都很接近。为规范地下式箱变的生产,国家发改委于2006年5月6日公布了地下式变压器的行业标准,也就是我们常说的JB/T 10544—2006,并于该年10月1日起正式实施。就目前来说,在实际应用中比较成功的产品主要有高压低压一体化的全地埋式景观式箱变、带广告式灯箱和地上低压配的美式箱变型地下变压器、高低压配电设备及变压器均置于地下的箱变三种类型。
   高压低压一体化的全地埋式景观式箱变的制造技术源于欧洲,在地埋式箱变之中处于先锋地位,具备配置选择灵活、安装简单方便、运行安全稳定事故发生率低、节能美观等特点。在国内产品之中具有代表性的是沈阳德力特变压器制造有限公司和北京国电环网电气科技有限公司联合生产的型号为S11-M.R.D的一系列产品,该产品可以直接安装在地下、河流、湖泊和沼泽之中,也可安装在地坑之中,在大连、沈阳、银川、郑州等城市均有广泛地应用,如沈阳市区路灯变入地工程、新郑国际机场空港区电力工程和银川市省电力小区供电工程等。
   带广告式灯箱和地上低压配的美式箱变型地下变压器的制造技术源于加拿大和美国,地下变压器被安装在地坑之中,地上的广告灯箱内可装配低压配电柜,与前一种产品相比体积要大,这使得其安装位置受到一定的限制,其结构示意图如图1所示。这类产品的变压器选用了结构先进、性能可靠的进口油浸式开关、两级熔断器、特殊的密封技术和特殊的表面涂层处理,这一系列措施使得变压器允许过载1.6倍7个小时、过载2倍2个小时而不影响变压器的工作寿命,在15年内不需要进行维护,整体防腐寿命可以达到20年。地变广告灯箱既可以两面均作广告板,也可只用其某一面作为广告板,其光源为LED发光元件,夜晚美轮美奂;开关设备为双门结构,第二层为仪表门,确保即使灯箱遭到破坏仍能维持正常工作,并在灯箱外壳之中隐藏有风机,自动完成排风和送风工作。更值得称道的是此款地变应用GPRS无线网络技术将机器的运行状况实施地传递给控制中心和管理人员,并可以远程控制高压断路器,从而实现了高度的自动化。该类品的地坑基础是工厂预制的,一般选用6mm以上的钢板预压成型或选用预制式的钢筋混凝土结构,有效地确保了地坑基础不渗漏;与此同时,地坑底部设的集水池和自动排水系统,地坑之中还备有电缆安装支架、防水照明灯和防水型检修孔。其国内代表产商为广东凯地电力公司,其产品广泛应用于广东、北京、贵州、福建等省市的路灯工程和配网改造之中。
  
  
  
   高低压配电设备及变压器均置于地下的箱变相当于是将地上的配电室搬到了地下,主要解决密封和通气温升两个技术难题,其体积比前两类产品都大。此类产品的地坑是以混凝土和防水剂混合物制作的壳体,并留有气体交换通道和地上设置有一套通气装置,使地坑始终保持合适的温度。其中地上通气装置高于地面且有专门的排水结构,可防止地面积水倒灌。由于当前技术水平限制,此类箱变的整体防水性有限,其防水只能依赖于地坑系统,故不适宜安装在狭窄的地方,人们处于对其认识和接受的初期阶段,成功的应用代表为国家体育馆中的多台CSS-C-C全埋箱变(厂商为北京ABB高压开关设备有限公司)。
  
  
  
   不同类型的地埋式箱变的主要技术参数基本相同,大致情况如下:
   1.额定电压:高压6/10kv,低压0.4kv;
   2.容量范围:30—1000kVA;
   3.频率:50Hz;
   4.相数:三相;
   5.联结组标号:Dyn11;
   6.短路阻抗电压:4%—5%;
   7.绝缘水平:原边工频耐压 35 kv,原边冲击耐压75 kv,副边工频耐压5 kv;
   8.损耗:硅钢片铁芯类地埋式箱变达到国标S11系列;非晶合金铁芯类地埋式箱变达到国标S15系列;
   9.外壳防护等级:IP68;
   10.不高于50dB;
   11.使用环境:地下室或地坑之中。
  三、安装10Kv预装地下式箱变过程中出现的问题与对策
   在安装地下箱变的过程中,应该注意通风和防水两个核心问题。从保证通风的角度来说,设计者将通风口设计在箱盖两边“耳朵”之中,从一个通风口进入,经箱体从另一个通风口排出。因此,我们在安装过程中应该保证两个通风口的百页朝着相对的方向,并在通风管处安装一块质量较小的挡风板,以保证风流经整个箱体。从保证防水的角度来说,我们主要应从箱体、箱盖与箱体接口处、通风口、电缆出入中、检修入孔等内个方面入手。这些从设计之初就已经成为考虑的焦点问题之一,箱体的整体结构本身就可起到有效地防水作用,在箱体、箱盖接口处、电缆出入口也都有相应的防水措施。我们在完成电缆的铺设过程后,应用沥青、麻丝、橡皮条等填充其与套管之间的缝隙,再通过法兰盘将其固定。为防止大量水进入地坑之中,设计人员还给配备了浮球。尽管如此,我们还需要对防水问题加以注意,在安装地变之时应避开低洼和坡道,尽可能选择地势较高处。为保障地下箱变的正常工作,我们应对地变定期进行检查维护,一般来说每六个月对通风口和渗水口的杂物进行清理,对浮球的工作状态、电缆入口处的密封情况进行检查。
   安装地下式箱变确实给我们电力设备的维护和检修带来了极大的方便,但是在实际应用过程中笔者也发现了一些问题,主要表现为以下六个方面:
   一是地下式箱变的变压器从整体上来说一般不需要我们对其进行维护,在日常检修之时只要打开入孔盖板维修人员就能进入箱内操作,但是如果发生了异常情况需要更换变压器,而入孔太小,难以使变压器通过入孔进入箱内,这是一个很麻烦的问题。
   二是地下式箱变是作为整体进行工作的,当设备安装完毕投入正常运营之后,万一发生电气运行故障,我们往往难以对其进行识别和分析。
   三是在设备安装布局上考虑不够周全,低压配电柜电能计量装置预留空间较小,进行接线和其他操作都不太方便。
   四是地坑与钢筋混凝土盖板之间的螺栓在使用过程中容易锈蚀,应该采用特殊的措施对其进行保护。如我们可以将地坑与盖板的连接处设置在地坑内部,当然连接方式还可以使用螺栓。与此同时,在安装基础图上应该将地坑周围的填充要求补充上,标明在地坑周围15公分左右的区域应该用软填充,而不能用水泥作为填充物,否则会给日后对变压器的检修和调换工作过程中拆卸地坑与水泥盖板之间的螺丝带来困难。
   五是对于景观型地下式箱变应考虑增加电路故障指示仪,可以将电缆发生的故障显示在灯箱广告外面。比如,可以在电缆接头处加装故障指示器,这样一来,在对其进行维修之时,只要将地坑盖打开就能对其进行观察,而不用再打开灯箱的广告翼了。而熔管故障报警,可以在低压柜增加缺相保护器,以便在高压熔管出现断路时起到报警的作用;但是对于路灯箱变来说,其负荷多是220V的交流电,即便是出现熔管缺相对其也形成不了较在的影响,因此就没有必要配置缺相保护器了。所以在断路报警的问题上,我们应该根据实际需要来进行先配,而不能搞“一刀切”。
   六是在安装过程中,就该根据电能计量装置的型号、规格和接线工艺的不同情况,选择最为合理的进线方式和低城配电柜。当然由于电能二次接线的需要,我们还应该在安装之时留下一定的空间。地下式箱变的电力负荷控制装置都是通过按键读取数据的,因此我们应该在成套的地埋式箱变出厂之前进行预开孔。
   以上六个方面的问题,是笔者根据自己的实践经验所提的参考性建议,希望设计人员在以后的工作过程中针对这三方面的问题对设计方案进行调整,以使我们的地下式箱变使用起来更加完美、方便、实用。
  四、前景与展望
   预装地下式箱变可以安装在路面下、花坛下,既较好地利用了丰富的地下空间资源,也可以满足在特殊地域、苛刻工期的条件下的施工需要。其优势已经在我国大中城市的市政建设和奥运场馆、世博会场馆等大型赛事的场地建设之中显露无疑。与此同时,相关的设计人员和工程人员也在不断地对其进行改进,其功能也不断地得到完善和发展。可以预见,在今后我国城乡大融合的进程当中,地下式箱变的潜力之大是我们难以想象的。而广泛地应用预装地下式箱变也必將成为供电部门良好的社会效益的重要支撑之一。
  参考文献:
  [1]彭扬劼. 对10kV预装地下式箱变设计安装的几点建议[J].农村电工,2010(03).
  [2]朱思学. 浅谈预装地下式箱变的特点及其应用[J].黑龙江科技信息, 2008(21).
  [3]朱恒宣,王秀春,李飞,孟策. 热管散热地埋式变压器温升计算[J].变压器,2011(11).
  
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