中壓電能傳輸系統(tǒng)在長距離分散性負(fù)荷配電工程中的應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  中壓電能傳輸系統(tǒng)在長距離分散性負(fù)荷配電工程中的應(yīng)用</p><p>  摘 要:分析了長距離分散性負(fù)荷傳統(tǒng)低壓供電和中壓傳輸配電的優(yōu)缺點,詳細(xì)闡述了中壓配電的關(guān)鍵技術(shù),論證了長距離分散性負(fù)荷中壓傳輸?shù)目尚行?,實踐證明:中壓配電系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn),安全可靠,運(yùn)營成本低,能產(chǎn)生較大的社會、經(jīng)濟(jì)效益,在長距離分散性負(fù)荷配電工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。 </p><p>  關(guān)鍵詞

2、:中壓電能傳輸;長距離分散性負(fù)荷;特大型橋梁;埋地式變壓器 </p><p><b>  1 系統(tǒng)簡述 </b></p><p>  中壓輸電系統(tǒng),在國外被定義為3.2kV~5.5kV,與我國的電壓等級比照應(yīng)該為6~10kV。目前,國內(nèi)只有少量用戶和發(fā)電廠的用電系統(tǒng)采用6kV,而一般市電均采用10kV供電,在這里,我以10kV作為中壓輸電系統(tǒng)的配電電壓。其基本思路

3、為:將我國電網(wǎng)供電電壓10kV或35kV配、變?yōu)橹袎?0kV,再通過中壓配電柜將10kV電源經(jīng)電纜配送至分散性負(fù)荷供電點處的埋地式變壓器,再將電壓配變?yōu)?.4kV向路燈及外場監(jiān)控設(shè)備供電。中壓干線系統(tǒng)一般為樹干式接線,也可以構(gòu)成環(huán)網(wǎng)接線,以進(jìn)一步提高供電可靠性。10kV中壓輸電系統(tǒng)向用電負(fù)荷饋電的方案如圖1所示:由于供電電壓上升到10kV,在輸送相同負(fù)荷情況下,10kV線路中的電流僅為0.4kV電路中電流的4%,相同截面的電纜,10kV

4、線路中的電壓損失也只有0.4kV線路的4%。因此,10KV輸電線路的輸電距離遠(yuǎn)大于0.4KV輸電線路。 </p><p><b>  2 關(guān)鍵技術(shù) </b></p><p>  2.1 配電及線路保護(hù) </p><p>  2.1.1 配電電壓的選擇 </p><p>  按我國現(xiàn)行的供電規(guī)范,中壓供電電壓為10

5、KV,而電業(yè)部門向用戶直接提供6kV的可能性極小,而歐美國家的6/0.4kV變壓器在我國直接應(yīng)用于中壓電網(wǎng)是不行的。低壓配電對特大型橋梁、特長隧道長距離分散性負(fù)荷的供配電是不可行的,提高電壓等級是必然的。因為在同樣的輸送距離下,配電電壓高,線路電流小,因而線路采用的電纜截面小,從而減少線路初投資和電能損耗量。反之,如要獲得同樣的效果,勢必以增加電纜截面為代價,這是不可取的。線路越長,配電電壓越高,對節(jié)能和節(jié)省投資效果越明顯。隨著對中壓輸

6、電技術(shù)的進(jìn)一步了解,以及出于對我國10kV等級中壓的認(rèn)可,近年來,在我國逐步開發(fā)研制了10kV等級的埋地式變壓器,價格比進(jìn)口設(shè)備低,為中壓傳輸系統(tǒng)在長距離配電工程中應(yīng)用開拓了更廣闊的前景。 </p><p>  2.1.2 線路保護(hù) </p><p>  從10kV配電開始,到每個用電負(fù)荷的整個線路上,共有7級保護(hù):①FC回路的第一級——高斷路容量中壓SF6接觸器,其采用SF6絕緣,避

7、免了操作過電壓,能頻繁操作,電氣壽命達(dá)30萬次; </p><p> ?、贔C回路的第二級——HRC熔絲提供過電流(主要是短路電流)直接保護(hù); </p><p> ?、垭娏骰ジ衅魈峁┻^載保護(hù)和零序電流變送器提供接地漏電保護(hù)的間接保護(hù); </p><p> ?、苈竦厥阶儔浩飨潴w內(nèi)設(shè)在初級進(jìn)線處的HRC熔斷保護(hù),其遮斷容量一般達(dá)15KA; </p><

8、;p>  ⑤埋地式變壓器箱體內(nèi)設(shè)在次級出線處的4極低壓斷路器,提供電流及短路保護(hù),埋設(shè)在繞組中的熱感應(yīng)探頭提供過載保護(hù),斷開容量一般為10KA; </p><p> ?、薜蛪嚎刂葡渲械腇C回路保護(hù); </p><p> ?、呙總€負(fù)荷進(jìn)線處的熔絲保護(hù)。 </p><p>  其EP11中壓保護(hù)柜系統(tǒng)原理圖見圖2。 </p><p>  

9、2.1.3 智能操作屏 </p><p>  由于中壓輸電技術(shù)的應(yīng)用,主要是解決長距離輸送低壓電能的技術(shù)問題。所以,其配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟话銥闃錉睿€型分布,而非短距離的星型分布。這樣,配電輸出裝置的要求就比較高。除了上述設(shè)置7級保護(hù)以外,還可以應(yīng)用智能化控制操作屏。由軟件來執(zhí)行“接觸器開斷”、“接觸器合閘”、“絕緣監(jiān)視”等操作過程和信號監(jiān)視。 </p><p>  2.2 中壓電纜的選擇

10、 </p><p>  由于中壓輸入的埋地式變壓器、分路器均是采用三相電纜終端的三相插入式插頭連接,而插頭額定載流量是80A,額定輸送容量是1380KVA,電力電纜最大允許外徑為58mm。因此,電纜線徑的選擇也就決定了在應(yīng)用中壓輸電技術(shù)時,每座開關(guān)站所能承擔(dān)的最大供電距離,據(jù)資料顯示:每座6KV的變電站可提供20KM范圍內(nèi)的路燈負(fù)荷,現(xiàn)針對10KV中壓輸電做了如下計算: </p><p&g

11、t;  在某個照明工程中,一路10KV線路的最大負(fù)荷為400KVA,線路長20Km,計算如下: </p><p><b>   </b></p><p>  2.3 開發(fā)或引進(jìn)一種可插入式連接、耐腐蝕、免維護(hù)、長壽命的可埋入地下的或可放置于箱梁內(nèi)的埋地式變壓器 </p><p>  目前,在10KV配電網(wǎng)中仍有些高速公路,大型橋梁采用組合

12、式變電站——美式或歐式箱式變電站配電。這種箱變由高壓配電室、變壓器室、低壓配電室緊密組合在一起,形成“目”字形或“品”字形結(jié)構(gòu),由于它體積仍較大,通風(fēng)散熱效果不良,防護(hù)等級低,需要安裝在地勢較高的地面上,且需經(jīng)常維護(hù),可靠性不夠高,不能適應(yīng)特大型橋梁,長隧道等長距離分散性負(fù)荷用電特點及運(yùn)行維護(hù)方面的要求,且一般橋梁的箱梁檢修孔小(僅容一人通過),主塔和箱梁之間也沒有安放中大容量供配電設(shè)備的空間。而供配電設(shè)備與線路又不能破壞橋梁主體工程的

13、結(jié)構(gòu)安全,另外,箱梁內(nèi)的電氣設(shè)備的維護(hù)也比較困難,溫度也很高。埋地式變壓器是中壓輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。它具有如下特點: </p><p>  (1)變壓器工作條件差,不僅露天設(shè)置承受風(fēng)吹雨淋日曬,還要能承受腐蝕和浸泡,所以將變壓器設(shè)計成能夠埋在地下或置于水中,防護(hù)等級為IP68的全封閉型變壓器。 </p><p>  (2)變壓器是承上啟下的供電節(jié)點,所以在10KV側(cè)設(shè)置了高壓熔絲,在0.

14、4KV側(cè)又設(shè)置了斷路器保護(hù)。10KV側(cè)的熔絲是低壓線路及負(fù)荷的后備保護(hù),使某一個負(fù)荷區(qū)的故障不會影響到10KV的供電線路。 </p><p>  (3)由于10KV線路所帶的10KV/0.4KV變壓器鏈接方式類似于“掛燈籠”,拆卸方便,所以該變壓器輸入輸出端被設(shè)計成插拔式。某一臺變壓器10KV側(cè)拔脫以后不會影響其他變壓器的正常運(yùn)行(插拔件規(guī)格是統(tǒng)一的,互換性很好)。 </p><p>  

15、(4)埋地式變壓器的體積小,很適合特大型橋梁和特長隧道的有限設(shè)置空間,且容量等級有5KVA、10KVA、20KVA、30KVA、50KVA……等供照明、公路交通監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等工程設(shè)計選擇,這一系列的配置,可以使工程設(shè)計獲得靈活經(jīng)濟(jì)的效果。 </p><p>  總之,中壓電能傳輸系統(tǒng)埋地式變壓器的應(yīng)用,徹底地解決了高速公路、市政照明在長距離小負(fù)荷輸送電能的技術(shù)難題,為隧道、大型橋梁在供配電優(yōu)化方案時,提供

16、了一個選擇。 </p><p>  3 中壓電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)越性 </p><p>  中壓電能傳輸系統(tǒng)具有如下特點: </p><p> ?。?)長距離大范圍分散性負(fù)荷的特大型橋梁和高速公路供電基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)計和施工的技術(shù)難題迎刃而解。具有減少變電所,減少供電線路、降低工程投資和營運(yùn)管理費(fèi)用的綜合優(yōu)越性; </p><p>  (2)高

17、穩(wěn)定、高安全、高防護(hù)等級的埋地式變壓器特別適用于特大型橋梁和高速公路的高質(zhì)量道路照明和道路監(jiān)控設(shè)施的供電,以及整個供電網(wǎng)在地下建設(shè),可以節(jié)省占地,地上綠化使環(huán)境更加優(yōu)美; </p><p>  (3)埋地式變壓器損耗小、溫升低、噪音小,又免維修,是節(jié)能的綠色環(huán)保產(chǎn)品。與埋地式變壓器配套的分路器,可使電網(wǎng)在一定范圍內(nèi)任意拓展; </p><p> ?。?)中壓配電系統(tǒng)除應(yīng)用于特大型橋梁外,還

18、可應(yīng)用于機(jī)場、港口、地鐵、廣場、住宅小區(qū)等處的照明配電工程中。 </p><p>  中壓電能傳輸?shù)墓╇姺绞?,是?dāng)前國際節(jié)能供電的新技術(shù)。將中壓傳輸供電新技術(shù)引入高速公路是一項新舉措。其具體模式是將電能用中壓送至負(fù)荷點的埋地變壓器,再將中壓轉(zhuǎn)換為低壓,取200m左右供電半徑對收費(fèi)站、隧道通風(fēng)、照明等負(fù)荷供電。與傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)相比,它具有傳輸距離遠(yuǎn)、損耗小、防護(hù)等級高(達(dá)IP68)、免維護(hù)、電網(wǎng)易擴(kuò)展,安裝維護(hù)

19、簡便,節(jié)約建設(shè)投資,大幅度減少營運(yùn)管理費(fèi)用等特點。主要設(shè)備采用了世界上最先進(jìn)的集自動開關(guān)和數(shù)控技術(shù)于一體的中壓保護(hù)柜,并具有自動與手動、遠(yuǎn)程控制與本地控制、運(yùn)行功能顯示、實時監(jiān)控等功能,配置了智能化接口,為電力監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了條件,使供電系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的計算機(jī)電力維護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng),并可與路橋監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)變電站無人值守。中壓電能傳輸系統(tǒng)接地先進(jìn)可靠,該系統(tǒng)填補(bǔ)了我國在長距離、大范圍、分散性負(fù)荷特殊領(lǐng)域內(nèi)供電照明工程專用設(shè)備的空白

20、。 </p><p><b>  4 結(jié)論 </b></p><p>  中壓配電系統(tǒng)具有免維護(hù)、電網(wǎng)易擴(kuò)展,節(jié)省投資,并可大幅度降低營運(yùn)費(fèi)用等特點,特別適用于長距離分散性負(fù)荷的供配電。中壓配電系統(tǒng)已經(jīng)用在國內(nèi)許多高速公路、特大型橋梁。如現(xiàn)階段國內(nèi)福建漳州至龍巖高速公路,特大型橋梁東海大橋及廣州珠江黃埔大橋等,其應(yīng)用前景非常廣闊。 </p><

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