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箱變溫升的原因與結構特點介紹

2019/7/15 15:09:44  瀏覽:

  箱式變電站是一種把高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電設備按必定的接線方法組裝成一體的預製、緊湊式的配電設備。隨著經濟的開展和城市化進程的加速,象這種具有成套性強、體積小、結構緊湊、運轉安全可靠、保護便利、以及出資少、見效快、送電周期短等特色的箱式變電站在城鄉電網中得到廣泛的運用。特別是因為城市規劃、土地增值過快等多方要素,使得設備便利、占地麵積小的小容量箱式變電站(1000KVA以下)已成為用戶的首選,一改對箱式變電站臨時性設備的認識。這就使商場需求逐年擴展,眾多電器廠家紛繁進行出產製作,商場呈現了各式各樣的箱式變電站。箱式變電站的特色是:“運用規範化產品的組合,充沛滿意專注用戶的供電需求。”既然是專注,就是不通用,這就要求製作廠按不同的用戶需求來規劃製作,每個用戶所用的供電變壓器容量、開關回路多少、外圍環境、安置方法等均有差異。因為變壓器設備在野外的箱體中,野外太陽的爆曬和變壓器本身發生的熱量能否散出以保證變壓器正常的作業就成了用戶關懷的問題。下麵就以箱式變電站的溫升問題為主談談我公司在箱變製作進程中的一些經驗和體會,以供咱們討論,共同提高我國箱式變電站的製作水平。

    一、溫升問題

    1、溫升是箱變壽數和功率的首要製約要素

    箱變首要發熱元件--變壓器在運轉進程中要發生損耗,這些損耗將悉數轉變為熱量。熱量的一部分使變壓器本身的溫度升高,另一部渙散發到周圍的空氣中去。變壓器的所有電磁載體都是發熱體,而鐵心和繞組是首要的發熱體。

    變壓器的壽數取決於其絕緣介質的壽數。在正常運轉條件下,首要是溫度對絕緣介質發生影響。長時間的高溫會使絕緣介質老化,逐步損失其耐電性能。

    各種絕緣介質在某一溫度效果下都有必定的壽數。油浸式變壓器所選用的絕緣材料首要是絕緣紙和紙板,規劃壽數一般為二十年。經過實驗和出產實踐,人們以為:與二十年壽數相對應的絕緣介質長時間答應的高溫度約為98℃。也就是說,油浸式變壓器中的絕緣介質在98℃的溫度效果下,能夠接連運轉二十年。

    變壓器中各部位的溫度是不同的,在額外條件下運轉時,各部位的溫度都不應該超越絕緣材料所答應的高作業溫度。所以,GB1094規範規則了油浸式變壓器的正常運用條件為:

    海撥不超越1000m,高氣溫+40℃,月均勻溫度+30℃,高年均勻溫度+20℃等;規則了變壓器在接連額外容量穩態下的溫升限值為:頂層油溫升55K(非全密封型),繞組均勻溫升65K。規範規則的溫升限值是把變壓器周圍空氣的年均勻溫度20℃作為基數,是頂層油溫文繞組均勻溫度對年均勻20℃空氣溫度的差值。變壓器的絕緣重要的是繞組絕緣,一般以為,繞組熱門溫度與均勻溫度相差13K,所以,繞組的均勻溫升限值是98-20-13=65K。

    變壓器在運轉進程中所發生的熱量是靠熱傳導、熱輻射和對流這三種方式散出的。從繞組到繞組外表,熱量靠熱傳導的方式散出;從繞組外表到油中,靠對流的方式散出;熱量從油箱外壁散到空氣中是靠對流和輻射這兩種方式實現的。油箱外壁對空氣的溫差較大,約占總溫升的60%--70%,從這點看,變壓器運轉的環境溫度是很重要的。

  


    現在不少箱式變電站中設備了幹式變壓器,幹式變壓器的繞組溫升限值是100K,熱門溫度與均勻溫度相差15K,幹式變壓器的正常運用條件與油變相同。 可是,幹式變壓器是一個比油變高得多的熱源,從幹變到變電站內的空間再到變電站外的空間,有很大的溫度梯度。一般的幹式變壓器都帶有風機,能夠在逼迫風冷的狀態下運轉,風機使變壓器的溫度更快地散發到周圍的介質中。這就要求箱式變電站具備更好的通風散熱條件。要求變電站內、外空 間的溫度堅持不變難以做到,但有必要操控變電站對外部空氣的溫升,使之趨於較小。

    設備在箱式變電站中的變壓器相同要求周圍空氣的年均勻溫度不得高於20℃,因為環境惡劣導致變壓器的運轉溫度升高,一方麵將影響變壓器的壽數,另一方麵,假如要保證變壓器的額外負荷,其繞組的直流電阻將變大,負載損耗添加,促使變壓器的溫度進一步升高,終究不得不下降負荷,然後使變壓器的運用功率下降。以S9-630kVA為例,為保證溫升限值而下降負荷,其相互關係見圖1。

    2、雙層通道式結構處理了溫升問題

    用戶選購一台供電變壓器,都期望能滿負荷或短時超負荷運用,要保證這個期望值,就有必要重視箱變外殼的天然通風量的規劃,外邊的冷空氣要與箱變裏的熱空氣形成對流,然後保證供電變壓器的繞組溫升,保證滿負荷或短時超負荷才能。咱們是這樣處理溫升這個問題的;外殼選用天然對流的雙層隔熱的風道結構(該結構現已申請專利),選用這一結構規劃根本滿意供電變壓器的散熱要求。在短時間超負荷運轉時,咱們增設了溫控強排風設備保證供電變壓器安全運轉。咱們在選用此規劃計劃之前也走過一段彎路,一開始就發現選用單層結構不可,就選用雙層填充隔熱材料的結構,成果一驗證,咱們做了個保溫箱。後又改成頂部通風,添加了強製通風等手段,溫升問題處理了,但又帶來了凝露問題。就這樣經過重複的驗證和數百處的改善,終究斷定了現在的這種計劃。並在電科院做了多種規格的型式實驗,其溫增值遠遠低於國家規範值(見溫升實驗記載表)。按新計劃出產的幾百台箱式變電站已投入運轉,運用在南方、北方等區域,閱曆了嚴冬和盛暑的考驗。

    3、溫升實驗的核算

    箱式變電站選用導則的電力部規範DL/T537-2002及國家規範GB/T17467-1998 6.2中關於溫升實驗的闡明是這樣的:溫升實驗的意圖是校驗箱式變電站外殼規劃的正確性,即能正常運轉和不縮短站內元件的預期壽數。實驗時有必要測量變壓器液麵和繞組(幹式變壓器隻測繞組)的溫升和低壓設備的溫升。實驗應證明:變壓器在外殼內的溫升與同一台變壓器在外殼外部測得的溫升差值不大於外殼等級規則的數值,如等級0(0K)、等級10(10K)、等級20(20K)、等級30K(30K),而每一等級值是這樣核算的:△t≤△t2-△t1(注: △t2 變壓器在外殼內的溫升 △t1變壓器在外殼外部的溫升)

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