1.1.3 农村配电变压器的选址要求与安装技术
在农网的改造与新建中,合理选择配变的位置与正确安装好配电变压器,在保证电力网络安全、可靠、经济的运行方面,有着十分重要的作用。我们结合多年的工作实际,全面总结了农村配变选址应考虑的有关问题,以及正确安装配变的相关技术。
1.配变选址的要求
(1)在经济性与可靠性方面,要尽可能减少电能损耗和保证正常供电电压。具体来说:
① 考虑配变设置在负荷的中心位置。农村的用电负荷主要有村民生活用电、农业生产用电及动力加工用电三大类,且负荷分散、线路损耗大。配变设置在负荷中心,就能最大限度地减少输电线路上的电能损耗,降低用电成本。
② 考虑配变的供电半径。为保证380V供电电压的偏差在±7%的额定电压范围内,220V供电电压的偏差在+7%与-10%额定电压范围内,其供电半径要求不超过500m。因为输电线路过长,不仅功率损耗增加,电压损失也越大,所以难以保证用电设备可靠运行所需的电压值。
(2)在实用性方面,要做到配变的运输、安装、使用与维护的方便易行。具体有:
① 交通运输方便。在配变及设备的运输、安装、检修过程中,应保证车辆在路经河沟、桥梁、坡路时,能可靠通过,顺利到达配变位置。
② 便于进出线的引入。各路不同方向的低压架空输出线要有一定的通道;高压架空线路(一般采用单回路)的走廊宽度应符合表1.5的要求。
表1.5 高压架空线路的走廊宽度
③ 有一定的工作空间和发展空间。考虑配变投入运行后的巡视、检修、操作(尤其是高压跌落熔断器)要有一定的作业空间与安全距离。要根据年用电负荷的增加情况考虑配变增容、增线路所需的空间。
④ 充分利用土地。要尽可能不占或少占耕地,并充分利用地形,减少挖填土方量。
(3)在安全性方面,要确保配变及其设备与人身的安全,应考虑以下几点:
① 避开河道口、山洪口、堤坝下方等可能发生水灾、滑坡塌方的地方及雷区地带,以免自然灾害损坏配变及设备。
② 避开易燃、易爆、污秽场所,以免造成配变桩头接线和高、低压导线的腐蚀。
③ 避开与机场、军用设施、无线电通信(如乡村安装的电视差转台)等地方;避开有重要文物、矿藏资源的地方,以免相互之间的影响并造成设备损坏。
④ 避开村民集中点、校园活动区及交通要道,确保人身安全。
2.配变的安装技术
(1)配变本身的安装。农村配变多采用杆上式安装,其中包括杆塔台架的设置、高压进线与低压出线的安装。
① 杆塔台架的要求。配变一般采用双杆台架式安装,其杆塔距周围其他建筑物最好大于5m。主杆一般为φ190mm×12m,副杆一般为φ190mm×10m,栽杆时双杆底部相距2.5m。台架用#14槽钢组成,且尽量保持水平。配变底部离地面高度在2.8m以上;如果配电箱装设在台架下,箱底离地面应大于1.6m。
② 高压进线要求。配变高压引入线采用JKLYJ-10/50架空绝缘线,引线之间及引线与相邻导线之间应相距0.3m以上的安全距离。
③ 低压出线要求。配变低压侧至配电箱的进线刀闸用VV-4×120mm2的铜芯电缆连接,电缆两端用铜接头分别连接到配变低压接线柱与配电箱进线刀闸。配电箱内一般考虑三回出线,即综合二回、农业一回。综合出线用VLV-4×95mm2铝芯电缆,农业出线用VLV-3×50mm2铝芯电缆。各电缆与架空线的连接端应采用电缆分支套。另外,配电箱内分别装设综合线路与农业线路的计量表、电压表与电流表。
(2)保护设施的安装。包括配变高压侧保护、低压侧保护与接地保护。
① 高压侧保护。配变高压侧要安装跌落式熔断器和氧化锌避雷器。跌落式熔断器一般选用RW7型,安装时相间距离不小于0.5m,熔丝管轴线与垂直轴线的夹角为15°~30°。熔断器熔丝的额定电流为配变高压侧额定电流的2倍,也可按表1.6所示数据选用。氧化锌避雷器可选用HY5WS-17/50等型号,安装时相间距离不小于0.35m,且排列整齐。其接地线采用25mm2的铜绞线,且和接地系统连接牢固。
表1.6 跌落熔断器熔丝额定电流
② 低压侧保护。配变低压侧在配电箱中进线刀闸上要安装熔丝,其额定电流可依据表1.7所示选用。另外,各回出线应安装分路保护熔断器(RTO),其熔丝的额定电流视各回线路的实际工作电流而定,但不得超过进线刀闸熔丝的额定电流。
表1.7 低压总刀闸熔丝额定电流
③ 接地保护。配变的接地保护有低压侧中性点接地、配电外壳与低压配电箱的保护接地、避雷器的工作接地。各种接地应使用单独的接地线,中性点接地线采用50mm2,其他接地线可采用25mm2。安装时各接地引下线应紧靠电杆,每隔一定距离在电杆上固定,且各自连接到接地系统上,不得在一根接地线上串接其他需要接地的电气装置。接地装置可采用两根5mm×50mm×2m角钢垂直敷设作为接地体。接地体的地上引出部分要热镀锌,离地面高度为2.8m。要求接地系统的接地电阻一般不大于4Ω,当配变容量不大于100kVA时,接地电阻可以不大于10Ω。
3.应用举例
某行政村包括A、B、C、D四个自然村,有一个榨油和碾米用的农产品加工厂E,有一个排灌机埠F,用电负荷如图1.1所示。村子中农户的用电主要是照明、电视、洗衣机等,经统计A村用电负荷约为10kW、B村7.5kW、C村9kW、D村10kW。农产品加工厂和排灌机埠主要是三相动力用电与照明,分别为12kW和16kW。
图1.1 用电负荷图
在配变选址方面:
(1)求取该行政村用电负荷的中心。先在A、B的连线上求取A、B两村的负荷中心O1,按照O1点距A、B的距离与A、B两村的负荷成反比(AO1/ BO1=7.5/10)的原则确定O1的位置。同理可求得B、C两村的负荷中心O2。然后过O1作AB的垂线,过O2作BC的垂线,两垂线的交点O12就是A、B、C三个村子的负荷中心,其负荷量为P12=10+7.5+9=26.5kW。
同理可求得D、E、F三处的负荷中心O34,其负荷量为P34=10+12+16=38kW。最后在O12与O34的连线上按照与这两处负荷成反比的原则就可确定该行政村总的负荷中心O,如图1.1所示。
(2)负荷中心处的供电半径。经实际勘察,负荷中心O与B村的距离最远,约为390m,与该村最远端用户的供电距离约为420m,符合供电半径不超过500m的要求。
(3)其他方面。负荷中心O处地势较开阔,不是易燃、易爆与污秽场所,且附近有一条沿河的简易公路,是较为理想的配变选址。但O处临近河道口,为避免可能的水灾与塌方,我们把配变选址由O处向东南方向移动了20m。
在配变的安装方面:
(1)采用双杆台架式安装,高压进线采用单回路架空绝缘线,低压出线采用铜芯电缆(至配电箱)和铝芯电缆(出配电箱),其线径要求与安装要求等均按照上述“配变本身的安装”部分的内容进行。
(2)由于配变的额定容量为80kVA,高压侧跌落熔断器熔丝的额定电流选为10A,低压侧总刀闸熔丝的额定电流选为160A。避雷器选用RW7型,接地保护时的接地电阻为4~10Ω。以上具体的安装要求按上述“保护设施的安装”部分的内容执行。
该行政村配变自2006年投运以来,整个配电台区的用电负荷均能正常运行。
几年来,我们组织电气专业的师生深入到我地农村,对农网进行改造或新建配电站30多处,均按照上述要求对配变进行选址和安装,取得了良好的运行效果。