光伏人应该了解的供配电基础(4)

光伏人应该了解的供配电基础(4)

一、变配电所电气装置

1.成套配电装置

1)成套配电装置与装配式配电装置

  变配电所的一次系统,主要由变压器和各种配电装置构成。35kV及以下变配电所一般采用成套配电装置。所谓成套配电装置,就是在生产厂中将若干单台电气设备组合在一起,使之成为满足某种功能的一个整体,这个整体一般装设在柜体中,习惯上将其称为开关柜或配电柜。生产厂向用户提供的产品是整个配电柜,而不仅仅是其中的个别设备。

  与成套配电装置相对应的是装配式配电装置,它是指将若干单台电气设备在现场组装起来的配电装置。成套配电装置具有积木块式结构的优点,在供配电系统中得到了广泛应用。

2)中压开关(配电)柜简介

  中压成套配电装置的典型产品为中压开关柜,又称中压配电柜。一般一只配电柜只实现一种典型组合。按防护方式,中压配电柜可分为两类。

1)半封闭式中压配电柜。配电柜中离地面2.5m以下的各组件都安装在接地的金属外壳内,2.5m及以上的母线或隔离开关无金属外壳防护,金属壳内、外的导电体及相间净距符合相关规范规定。典型产品有GG1A-10型固定式开关柜等。

2)金属封闭式中压配电柜。除进、出线外,其余所有电气组件及其辅助回路完全安装在接地金属外壳内。这类配电柜又可分为以下三种类型。

金属铠装式中压配电柜。这种配电柜将某些组件分装在用接地金属板隔开的隔离室中,其中,断路器及其两侧所连接的组件(如母线和馈电线路)必须装置在单独的隔离室内。隔板的防护等级应达到IP2X~IP5X或更高等级。典型产品有KGN-10金属铠装固定式开关柜和KYN-10金属铠装移开式开关柜等。

间隔式中压配电柜。这种配电柜将某些组件分装在单独的隔离室内,但隔板允许采用非金属材料。隔板的防护等级与铠装式相同。典型产品有JYN2-10型间隔移开式开关柜等。

箱式中压配电柜。除铠装式和间隔式以外的金属封闭式中压配电柜。这种配电柜隔离室的数量少于前两类,且隔板的防护等级较前两类低。典型产品有XGN1-10型箱式固定开关柜等。

  上面提到的固定式移开式开关柜,是指断路器等易损设备的装置方式。固定式开关柜将所有设备固定安装在柜体上,检修与更换不方便。移开式开关柜将断路器等设备安装在手车上,手车可以容易地推入或拉出柜体。手车推入时断路器通过插接头、座与柜内母线、电缆等组件相连,插接头、座起到了隔离开关的作用;拉出手车易于检修或快速更换故障设备,同时自动实现了电气隔离。

  中压配电柜必须具有规定的防误操作技术措施,具体体现为以下几个方面,简称五防功能:

防止带负荷分、合隔离开关。

防止误分、合断路器。

防止带电合接地开关。

防止接地开关处于闭合状态时送电。

防止检修人员误入带电间隔。

3)低压开关(配电)柜简介

  基本原理与中压配电柜相同,只是因为安全净距要求较小,且设备体积与重量都较高压设备小,故一个柜体中可装设多个功能单元。按设备安装方式,可分为固定式、固定间隔式、固定间隔插接式和抽出式等几类。

2.变压器

  变压器是用来变换电压等级的电气设备。供配电系统中使用的变压器绝大多数为降压变压器,少数情况下使用升压变压器,将自备电源的380V电压升为10kV

  常用的配电变压器有油浸式和干式两类。油浸式变压器将变压器芯装在油箱中,油箱中的变压器油有冷却和绝缘双重功能,工作一段时间后需要换油,检修时需将变压器芯吊出。近年开发出的全密封油浸式变压器在寿命期内可不吊检和换油。干式变压器以环氧树脂浇注绝缘较为多见,在民用建筑中大量采用,其最大的优点就是无漏油和火灾的危险,但过载能力不及油浸式变压器,价格较高。干式变压器使用IP2X外壳时,可与低压配电柜紧邻布置。

  配电变压器可以有选择性地使用调压功能。10kV配电变压器一般选用无励磁调压方式,35kV以上可选用有载调压,调压范围一般为±5%(或±2×2.5%)。

二、变配电所平面布置与土建要求

  按装设地点,变配电所电气装置可分为屋内式和屋外式;按构成方式,又可分为成套式与装配式。以下仅针对屋内式成套配电装置的变配电所进行介绍。

1.建筑平面

  组成变配电所的功能房间包括变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室、值班室、检修间、电缆夹层等,具体到某一变配电所,不一定具有以上所有的功能房间,可能有些房间可以不设,有些则可以合并。

1)变压器室。对单台油量大于等于100kg的三相油浸式变压器,应设置在单独的变压器室内,非油浸式变压器可不设单独的变压器室。

2)高、低压配电室。带可燃性油的高压配电装置,宜装设置在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时,可与低压配电柜(屏)设置在同一房间内。

  不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸式电力变压器,可设置在同一房间中。

  特别说明,以上所谓的高压配电室,对于10/0.4kV变配电所而言,就是指的10kV配电装置室,高压是相对于低压而言,室内配电装置实际上为中压配电柜。以下有类似情况时,不再说明。

3)电容器室。高压电容器装置宜设置在单独的电容器室内。当电容器容量较小时,可与高压配电柜设置在同一房间内,但间距不应小于1.5m

低压电容器装置可设置在低压配电室内,但当电容器容量较大时,宜设置在单独的电容器室内。

4)控制室。一般有集中控制设备时才考虑设置。

5)值班室。有人值班的变配电所,应设置的值班室。值班室可单独设置,也   可与低压配电室或控制室共用,这种情况下应适当加大原功能用房的面积。中压开关(配电)柜简介

2.变配电所电气设备布置

  成套电气装置和变压器的布置,主要应考虑设备与设备之间,以及设备与建筑墙(柱)之间的间距。这些间距所形成的空间有些是为了满足操作的需要,称为操作通道,如配电柜柜前通道;有些是为了满足满足维护检修的需要,称为维护通道,如配电柜柜后通道;有些则是为了安装的需要,称为安装距离;还有些是为了出现危险时便于人员疏散,称为疏散通道。2-12-22-3分别示出了高、低压配电装置和变压器布置时必须满足的间距要求。对于成排布置的配电柜(屏),当其长度大于6m时,还应留出两个由柜后通向室内的出口。

2-1 10kV配电室内各种通道最小宽度

通道分类

柜后维护通道

柜前操作通道

固定式

手车(移开)式

单列布置

800

1500

单车长+1200

双列面对面布置

800

2000

双车长+900

双列背对背布置

1000

1500

单车长+1200

2-2 低压配电室内各种通道最小宽度

布置方式

柜前操作通道

柜后操作通道

柜后维护通道

固定式柜单列布置

1500

1200

1000

固定式柜双列面对面布置

2000

1200

1000

固定式柜双列背对背布置

1500

1500

1000

抽出式式柜单列布置

1800

1000

抽出式柜双列面对面布置

2300

1000

抽出式柜双列背对背布置

1800

1000

2-3 油浸式变压器外廓(防护外壳)与变压器室墙和门的最小净距

变压器容量/kVA

≤1000

≥1250

与后壁和侧墙的净距/m

0.6

0.8

与门的净距/m

0.8

1.0

3.土建要求

  除了承重、抗震等一般要求外,变配电所对土建的特殊要求主要体现在以下几个方面。

1)通风。由于电气设备工作时会散发热量,为保持室内温度在设备允许范围内,必须做好通风设计,可采用自然通风或人工强制通风等措施,风量大小与室内空间体积和电器发热量相关。采用自然通风时,通过选择进、出风口百叶(或网罩)面积来达到风量要求;采用强制通风时,应正确选用风机参数和风管尺寸。

2)防火抗爆。很多电气设备内部有可燃物质(如变压器油等),在电气故障时容易发生火灾,为了防止火灾蔓延,需要相应的防火措施;油浸式变压器、油浸式电容器等在故障时还可能发生爆炸,为了消减爆炸产生的破坏,需要采取抗爆措施。

  常用防火抗爆的具体措施有:变配电所各功能房间必须达到相应的耐火等级;应选用相应等级的防火门;油浸式变压器应在其底部设置储油坑或采取排油措施,以防止火灾随变压器油蔓延;电容器室应达到相应的抗爆等级,或设置泻爆通道,以释放爆炸时所产生的高压气体。

3)通道设置。除满足正常操作维护需要以外,变配电所的通道(含门)设置还应满足设备运输、吊装、更换等要求,以及紧急情况下的疏散要求。

4)与电气安装和使用要求的配合。设备安装所需要的预留预埋件、柜底坑、电缆沟、预留孔洞、防水层、排水找坡等均需在土建时一并考虑并实施。

 

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):光伏人应该了解的供配电基础(4)

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