组合干式变压器的设计

摘要：介绍了组合式干式变压器中干式变压器、高压系统和低压系统的设计，以及设计中需要注意的几个技术问题。关键词：组合干式变压器；高压系统；低压系统组合干式变压器由干式变压器、高压室和低压室组成，其中干式变压器位于后面，称为“后仓”，高压室位于前面，称为“前仓”。因为干式变压器，高压室和低压室是一体的，所以叫组合干式变压器。由于其结构紧凑、体积小、安装快捷、操作方便、保温充分、密封充分、承重中心深，被广泛应用于住宅区、工业公园、商业中心和高层建筑。组合干式变压器的设计包括干式变压器、高压系统和低压系统的设计。1干式变压器的设计干式变压器的设计原理与普通油浸式变压器基本相同。芯材可以是高磁导率的硅钢片，也可以是非晶合金。核心结构可以是层压的或轧制的。绕组材料可以是铜线或箔型。在干式变压器的设计中，应注意组合式干式变压器的接线组别。根据我电网的实际情况(10kV中性点绝缘)，应采用Dyn，因为高压侧为D接线，零序电流和三次谐波可以在D接线中流动，不会造成输出电压畸变和三相负载不平衡引起的中性点漂移。但Yyn不适合接线，因为Yyn在三相负载不平衡时容易引起中性点漂移，影响输出电压质量。2高压系统的设计2.1高压系统进、出线方式的设计高压系统的接线方式有环网式、端子式和端子双回路式。环网型是“一进二出”，一个电源进，一个从干式变压器低压侧出，另一个通向另一个干式变压器或其他电器，为另一个干式变压器或其他电器供电。端子型是指“一进一出”，一个从干式变压器低压侧引出。终端双环式是指“一进一出一备”，一个从干式变压器低压侧引出，一个为备用电源。当主电源出现故障时，备用电源供电。2.2高压系统中负载开关的选择干式变压器的负载开关有四位开关和两位开关。四位开关为“t”、“v”和“I”。t型和V型开关可用于环网组合干式变压器。有600A和200A开关。负荷开关的电流值是根据系统通过的电流值，即环网总回路的电流值来确定的，而不是干式变压器的容量。负载开关的短路电流根据组合干式变压器安装位置的短路容量确定。200A负载开关配有200A系统套管和弯头电缆插头。弯头电缆插头和电缆头的尺寸根据用户埋设的电缆直径确定。例如，120mm2电缆的电缆头型号为“A09”，200A系统的电缆直径在35 ~ 35 ~ 150 mm2之间。铜电缆配有铜压接连接器，铝电缆配有铜铝压接连接器。600A负荷开关配有600A系统套管和“T”型接头，600A系统的电缆直径在180-350 mm2之间。I型负荷开关用于终端双回路组合干式变压器。“t”、“v”、“I”开关的连接方式及位置图见图1。图1开关的连接方式2.3高压系统中熔断器的设计干式变压器的保护是通过将BAY-O-NET和ELSP串联实现的。当过载、二次故障和油温过高时，插入式保险丝会熔断。由于这类事故发生率较高，所以设计为外挂式，外部可更换。干式变压器在大电流下短路时，备用保险丝熔断。因为这种事故的发生率很小，所以固定在油箱里 #p#分页标题#e#

插入式熔断器和备用熔断器根据各自的安秒特性进行选择，不同容量组合的干式变压器之间要注意插入式熔断器和备用熔断器的相互配合。插入式熔断器和备用熔断器的安秒特性曲线如图2所示。比如容量为500kVA的组合式干式变压器，10kV高压侧额定电流为28.87A，考虑干式变压器油温升对熔断器长期工作电流的影响，以及干式变压器合闸时涌流对熔断器的影响，选择插入式熔断器为65A，备用熔断器为100A。根据安秒特性曲线，干式变压器合闸时的涌流(一般为额定电流的12倍)不会熔断插件式熔断器，100A后备熔断器的较小熔断电流为610A，后备熔断器在插件式熔断器之前不会熔断。图2熔断器的安秒特性2.4高压系统中负荷开关的隔离设计为了减少运行负荷开关时电弧对干式变压器油的分解作用，负荷开关可以设计安装在一个先立的腔室内，在这个腔室内注入高燃点油(难熔油)，同时在干式变压器油箱内注入普通25#油， 既解决了操作负荷开关引起的干式变压器油老化问题，又解决了整个干式变压器油箱使用难熔油引起的散热问题。负荷开关的隔离设计是在干式变压器油箱左侧安装负荷开关，用专用套管和密封条将负荷开关与干式变压器油箱隔离。 油位计、压力表、油塞、温度计等。也安装在负载开关室内，可通过压缩空气进行测试，以确保它们之间没有泄漏。难燃油和普通干式变压器油的特性见表1。3低压系统设计低压系统配置的设计一般是根据用户的具体要求，不同的用户有不同的要求。比如主进线开关的型号、电流值，出线开关的数量、电流值、型号等。介绍干式变压器低压配置的选择。3.1主开关的选择主开关一般采用智能万能式断路器，可实现过载、欠压、短路、接地等故障保护。断路器的额定电流值是根据干式变压器低压侧的额定电流来选择的，较好选择接近干式变压器低压侧的额定电流，以提高断路器的保护性能。智能万能断路器的电流整定值可在额定电流的0.6-1倍之间调节。例如500kVA干式变压器0.4kV低压侧额定电流为721.7A，断路器额定电流值可选择为800A，实际电流整定值可根据负载情况设定。智能万能断路器有多种保护性能供用户选择，可以

选二段保护，也可选三段保护。智能型万能式断路器有多种型号，产的有CW1、AH系列、HSW1系列等，进口的有M系列、F系列等。3.2分路开关的选取分路开关一般选塑壳断路器，分路开关电流值及路数的选取根据用户配置要求，一般分路出线为4～6路，电流为200～400A。分路开关根据负载的不同可分为配电保护型、电动机保护型，和家用及类似分析保护型。选用时要加以注意。表1 难燃油与普通干式变压器油的特性3.3主进开关与分路开关的选择性保护在辐射式配电系统中，选择性保护是指有故障的负载或馈电回路从电网断开，而非故障回路继续保持供电。在图3中，当A点短路时，只有靠近A点QF3断路器动作，而上方断路器QF不动作，保证非故障回路QF1、QF2继续供电。这种选择性保护要求QF断路器具有过载长延时、短路短延时、短路瞬时三段保护特性。非选择性保护是指当A点短路时，QF3、QF同时动作，使QF1、QF2全部停电。3.4低压系统无功补偿的设计由于感性电器设备的增加，造成功率因数降低，降低了干式变压器的效率，因此有必要对组合干式变压器进行无功补偿，提高功率因数，提高干式变压器的效率。组合干式变压器无功补偿的方式是集中就地补偿。补偿的容量是干式变压器容量的10～30左右，对于小于15kvar的补偿采用一次性全容量投切，对于大于15kvar的补偿采用全自动分段投切。全自动分段投切无功补偿根据触点投切的方式分为有触点和无触点，有触点是指无功补偿通过接触器来控制电容的投切，电容的投切是根据功率因数的大小来确定，接触器的吸合频率较高。无触点是指无功补偿通过大功率模块即可控硅来控制电容的投切，电容的投切是根据无功功率的大小来确定，投切合理，而且可控硅可实行电压过零触发，投入无浪涌电流，分断时不产生高电压，无触点无火花，无振动无谐波干扰。两种投切各有优点，根据实际情况选择。有触点投切价格便宜，安装方便，性能较差；无触点投切性能好，价格较贵。图3 配电系统接线示意图4结束语综上所述，组合干式变压器设计时应优先考虑Dyn接线。根据高压系统供电方式选取高压进出线方式（环网型、终端型或终端双回路型）。负荷开关电流值的选取要根据环网系统电流，而不是根据干式变压器的额定电流。插入式熔丝和后备熔丝的选取要根据各自安秒特性，选取时要注意两熔丝之间的配合。设计低压系统时要注意主进开关与分路开关的配合，当选择全选择性保护时，主进开关要具有过载长延时、短路短延时、短路瞬时三段保护特性。通过正确的设计、合理的配置，组合干式变压器能够很好地满足广大用户的要求。 来源：北京电力密云供电公司#p#分页标题#e#