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      講解配電變壓器的相關知識
      2021/9/2

      一、配電變壓器的安裝要求

      口訣

      電力配變要安裝,放在柱上或臺上,

      距地最少兩米五。落地安裝設圍障,

      障高最少一米八,離開配變點八強。

      若是經濟能允許,采用箱式更妥當。

      除非臨時有用途,不宜露天地上放。

      室內安放要通風,周圍通道要適當。

      說明

      在正常情況下,配電變壓器(口訣中簡稱為“配變”)一般有兩種安裝方式:一種是柱上安裝方式(圖1是一臺雙桿架設的電力變壓器安裝及相關線路原件配置圖);一種是臺上(屋頂,一般為配電室的屋頂,或專用變壓器臺)安裝方式。采用這兩種安裝方式時,變壓器底部距地面的距離不應小于2.5m。

      圖1 10kV/0.4kV室外電力變壓器配套系統實圖

      除非臨時使用,否則不宜采用落地安裝方式。若采用落地安裝方式時,變壓器應安放在一個牢固的、不低于0.3m(若當地最大洪水水位高于0.3m,應按最高洪水水位確定)的平臺上。周圍應設置防止人和動物進入的牢固的圍障,可砌墻或樹立圍欄,其高度不應小于1.8m,距變壓器的外輪廓不少于0.8m,這就是口訣中所說的“落地安裝設圍障,障高最少一米八,離開配變點八強”。若用圍欄,則兩根欄桿之間的空檔不應小于0.1m。

      箱式變壓器占地面積比屋頂安裝方式小、結構緊湊,特別是安全性能較高,是經濟發達地區的首選。

      當變壓器安放在專用的變壓器室內時,室內應保持良好的通風散熱,對可燃性油浸式變壓器室,其耐火等級應為一級,其四壁和門與變壓器外廓之間的距離應不小于表1的要求。

      上述規定如圖2所示。

      表1 可燃性油浸式變壓器室四壁和門與變壓器外廓之間的最小允許距離

      a)桿上安裝方式(單桿) b) 桿上安裝方式(雙桿) c)屋頂安裝方式

      d)落地臺式 e)室內安裝方式

      圖2 配電變壓器的安裝方式和有關尺寸示例

      二、對低壓配電變壓器供電半徑的規定

      口訣

      低壓供電一張網,配變居在網中央。

      條條電線伸出去,伸出距離要多長?

      一般不超五百米,負荷較小可放長,

      最多不超一千五,平原、山地不一樣。

      說明

      為了保證供電線路末端用電設備獲得的電壓不低于相關規定的要求(例如-7%或-10%),供電半徑(變壓器至線路末端的距離,即口訣中所說的“伸出距離”)不宜過長,對低壓供電系統,一般不應超過500m,對負荷容量較?。ㄓ妹科椒角變蓉摵傻那呖倲祦肀硎?,即kW/km2)的區域,若滿足此要求有困難,可根據具體情況適當放長,但最多不應超過1500m;對于負荷較大的供電區域,還應適當減小供電半徑,例如400m。具體規定見下表。

      表2 受電設備容量密度與供電半徑參考值

      三、對配電變壓器供電電壓質量的規定

      口訣

      供電電壓有保障,設備運行才正常。

      高低偏差有規定,電壓高低不一樣。

      線間電壓正負七;負十正七壓為相;

      如果要求較特殊,供需雙方來商量。

      說明

      為了保障用電設備正常工作,電源提供的電壓數值應符合要求。在DL/T499-2001《農村低壓電力技術規程》中規定了供電電壓的允許偏差(實際電壓與額定電壓之差占額定電壓的百分數),具體數值如下:

      (1)額定電壓為380V時(因為我國低壓供電中線電壓為380V,所以口訣中稱“線間電壓”),為±7%,即允許的電壓范圍為353.4V~406.6V;

      (2)額定電壓為220V時(因為我國低壓供電中相電壓為220V,所以口訣中稱“壓為相”),為-10%~+7%,即允許的電壓范圍為 198V~235.4V;

      (3)對電壓有特殊要求的用戶,偏差數值由供、用電雙方在合同中確定。

      這里應當說明的是:供電電壓是指供電部門與用戶產權分割處的電壓,或由供、用電合同所規定的電能計量點處的電壓。而不是用戶線路中任意一點(例如最遠的終端)的電壓。

      四、配電變壓器絕緣電阻、吸收比、極化指數的測量及合格標準

      口訣

      變壓送電保安全,測量絕緣查隱患。

      測量使用兆歐表,根據電壓把表選,

      三五以上兩千五,十千以下用一千。

      儀表E端應接地,污染嚴重加G端。

      未測繞組和元件,可靠接地保安全。

      手搖轉速一百二,測后放電再拆線。

      若要計算吸收比,十五、六十記兩點;

      極化指數時更長,一分、十分記兩點。

      絕緣電阻應多高,經驗數值供參考。

      電壓不同標不同,溫度下降標升高。

      溫度七十基值算,每減十度增一半。

      十千伏級為四十,三五千伏五十算;

      電壓更高標更高,前級數值翻一翻。

      說明

      1. 測量絕緣電阻的作用

      為了電力變壓器能正常安全地運行,要經常對其進行監視和維護。其中一項主要的任務是測量繞組和相關電器元件(引接線和絕緣套管等)的絕緣電阻。并根據測量結果判斷它們的絕緣狀態和運行情況,及時發現隱患并給與排除,以避免較大事故的發生。

      2. 測量儀表的選用原則

      測量絕緣電阻的儀器叫絕緣電阻表,習慣稱為兆歐表或高阻計,對用手搖發電的傳統式兆歐表,又習慣稱為“搖表”,兆歐表的規格是用其發出的額定電壓值來規定的,例如1000V的兆歐表所發出的電壓額定值即為1000V。

      測量變壓器的絕緣電阻時,應根據被測變壓器的電壓等級來選擇兆歐表的規格。對于10kV及以下的變壓器,應使用規格為1000V的兆歐表;對于35kV及以上的變壓器,應使用規格為2500V的兆歐表??谠E“三五以上兩千五,十千以下用一千”中的“三五”和“十千”指變壓器的電壓等級為“35kV及以上”和“10kV及以下”;“兩千五”和“一千”即指應選用兆歐表的規格(電壓等級)分別為2.5kV和1kV。

      3. 測量接線、讀數和有關要求(見圖3)

      圖2-11 測量變壓器繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數

      測量時,應停電并將各繞組與電網斷開,兆歐表的L端接變壓器的一側繞組(例如低壓繞組),E端接外殼,外殼應接地,其他繞組和有關器件與外殼連接,例如測量低壓繞組時,高壓繞組、中壓繞組和油箱等應與外殼連接。

      測量高壓線路時,應設法將測量引線架空,以保證測量結果的可靠性。

      當測試環境條件污穢較嚴重或空氣濕度較大時,被試品(主要是暴露在空氣中的元件,例如絕緣套管)絕緣表面泄漏電流會對絕緣電阻的測量造成較大的影響,此時應連接儀表的屏蔽端子G,即用裸導線一端纏在被測導電元件的絕緣部位,裸導線另一端與儀表G端相連接。

      如用手搖發電的兆歐表,搖動的轉速應為120轉/min左右。

      測量時應待儀表讀數穩定以后記錄顯示的數值。

      4. “吸收比”和“極化指數”的測量和計算

      若要求得到“吸收比”的數值,則應記錄剛開始測量到第15s和第60s時的兩點測量值??谠E“若要計算吸收比,十五、六十記兩點”中的“十五”即指15s;“六十”即60s。60s時的絕緣電阻RM60s與15s時的絕緣電阻RM15s之比即為吸收比XM。

      若要求得到“極化指數”的數值,則應記錄剛開始測量到第1min和第10min時的兩點數值,即口訣中說的“一分、十分記兩點”。開始通電后10min時的絕緣電阻RM10min與1min時的絕緣電阻RM1min之比即為極化指數JM。

      對儀表本身沒有自動放電的兆歐表,測量完畢后,先用一個與外殼或地線相接的導線與被測繞組相接,對地放電之后,再拆除測量引線,否則有可能被電擊。

      5. 對絕緣電阻測量結果的判定

      由于變壓器結構尺寸和使用絕緣材料不同,使得絕緣電阻的測定值分散性很大,很難給出一個統一的合格判定標準,在相關規程中也不作硬性規定。在實際測量判斷時,主要是與同類變壓器或同一變壓器歷次測量結果相比較,如減小較多,則應考慮該變壓器的絕緣是否出現了問題。

      另外,變壓器的絕緣電阻與繞組的溫度有關,一般情況下,溫度升高時,絕緣電阻降低,反之絕緣電阻增加。兩者關系的數學表達式如下:

      式中 RM1——溫度為θ1(℃)時的絕緣電阻(MΩ);

      RM2——溫度為θ2(℃)時的絕緣電阻(MΩ);

      N——與材料有關的常數,對于油浸式電力變壓器通常取N=58;

      e——常數,e=2.718。

      在國家標準GB/T6451-2008《油浸式電力變壓器技術參數和要求》中,給出了當測量溫度不同時,絕緣電阻換算關系的系數A,見表2-5。

      表3 測量溫度不同時,絕緣電阻換算關系的系數A

      如測量時的溫度不是表中給出的數值,則可用插值法來確定。其校正到20℃時的絕緣電阻值RM20可用下列公式計算求得(式中RT為實側的絕緣電阻值)。

      當測量溫度在20℃以上時,RM20=ART;

      當測量溫度在20℃以下時,RM20=RT/A。

      表4給出了一些新出廠油浸式電力變壓器絕緣電阻考核限值的數據,可供運行檢測或修理后檢查時參考。此表即對應口訣“溫度七十基值算,每減十度增一半。十千伏級為四十,三五千伏五十算;電壓更高標更高,前級數值翻一番”。意思是說,在溫度為70℃時,10kV級的變壓器絕緣電阻應不低于40MΩ;35kV級的變壓器絕緣電阻應不低于50MΩ;電壓再高一級的變壓器絕緣電阻應不低于2×50 MΩ=100MΩ;低于70℃時,每減少10℃,絕緣電阻的最低限值增加前一級數值的一半,例如70℃時為40 MΩ,則60℃時為40 MΩ+40 MΩ/2=60 MΩ。但應注意,有些數據一半的個位數為5的,沒有完全按上述規律。

      表4 油浸式電力變壓器絕緣電阻考核限值(供參考)(單位:MΩ)

      舉例

      被測變壓器型號及規格:OSFPSZ-180000/220。

      電壓組合:220±8×1.25%/121/10.5kV。

      測量方式:高壓、中壓對低壓及對地。

      測試結果:見表5。

      表5 電力變壓器絕緣電阻測試結果實例

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