变压器在大型民用建筑中的应用

变压器在大型民用建筑中的应用摘要结合实际工作经验，分析了大型民用建筑中变压器使用的几个问题，对正确选择和使用变压器也很重要，在工程设计中要注意。关键词变压器；民用建筑容量选择保护作者简介湖县易，佛山市南海华林电力电器安装有限公司，广东佛山市；梁志江，佛山市南海华林电力电器安装有限公司，广东佛山，中间图表分类号TM42文档标识代码A文章编号 1007-7723 (2009) 02-0142-0002民用建筑电气设计规范规定：“需要250千瓦的电气设备容量或160kVA以上的变压器容量时，必须以高压方式供电。”电气单位高压配电电压应使用10kV . 因此，大型民用建筑也普及了变压器。本文介绍了土木变压器设计中的几个问题。一、变压器位置的选择和类型的确定(a)选择变压器位置10kV变电站位置，通常尽可能接近负荷中心，设备运输方便，避免灰尘、高温、剧烈振动、爆炸和火灾危险、环境潮湿等。因此，变电站的位置可以通过多种方式确定：1、将变电站安装在地下室或辅助建筑物中。2、在地下室和顶层安装主变压器。3、分别在地下室、顶层和中间层安装主变压器。4、仅在中间层设置主变压器。5、主变压器分别位于一层和上层。这种各种方式中究竟采用了什么样的方式，不仅要考虑节能经济、设备条件、可建设性等，还要考虑经营和管理因素。国内一般建筑大部分都要将变电室放在地下室或附属建筑内，在超高层建筑或顶层有大容量电力负荷的情况下，最好在地下室和顶层设置周边电力室，在底部主电变电站上部各层设置电力分配站。(b)确定变压器类型常用的10kV配电变压器可以根据绝缘介质分为油浸变压器、六氟化硫变压器、干式变压器等几种类型。民用建筑中的变压器通常位于建筑内部。在10kV及以下变电所设计规范和高层民用建筑防火规范中，具有可燃性的油类电气设备在民用建筑内的使用受到限制，因此，民用建筑必须使用干式或硫六氟化变压器作为配电变压器。两种变压器中干燥变压器由于体积小、价格便宜、使用和维护方便、无毒等优点，被广泛应用于民用建筑。二、变压器结组的确定国家规格供配电系统设计规范规定如下：在TN和TT系统接地类型的低压电网中，必须选择D.yn11断线组的三相变压器作为配电变压器.对于具有用户变电站的普通民用建筑，低压系统接地样式大部分使用TN系统，因此民用建筑中的变压器结线组应优先采用D.yn11结线组。使用D.yn11零线组的变压器与使用Y.ynO零线组的变压器相比具有以下优点：(a)有助于抑制谐波电流Y.ynO接合线的三相变压器连接至原始星形，而不是中心线，因此无法流动三次谐波电流。如果一阶励磁电流波形是正弦波，则核心的磁通量是平顶波，二阶感应电位波形包括高谐波分量。在此电流中，基于第三次谐波的谐波电流在原始边缘循环，有助于抑制高于原始边缘连接恒星时的谐波电流。(b)有助于消除单相接地短路故障。原边用三角形连接，通过绕组内的零序循环电流，可以与低压绕组的零序电流平衡和脱线。因此，二次零序列阻抗很小。如果原始边缘连接到恒星，绕组不能流动零序电流，零序电流在变压器核心中产生零序磁通，但是磁路不能在磁芯内形成闭合，要移动磁芯外的空气，磁电阻大，变压器的零序阻抗大。一般在相同条件下，D.yn11结线的变压器配电系统的鱼短路电流是Y.ynO结线时的3倍以上。因此，D.yn11断线有助于消除单相接地故障。(c)充分利用变压器的设备能力在民用建筑中，配电变压器的照明、空调、电热等220V单相负荷通常占很大的比重。国家规格供配电系统设计规范规定如下：“在TN和TT系统接地类型的低压电网中，选择Y.ynO连接组中的三相变压器时，单相不平衡负载产生的中性电流不得超过低压绕组额定电流的25%。单相电流在满载时不能超过额定电流值。此规则非常明确地限制Y.ynO连接上单相负载的容量，以限制Y.ynO连接变压器的使用。此时变压器的设备能力没有充分利用。零线电流没有限制的D.yn11断线方式的变压器，达到变压器低压侧的线(相)额定值电流，可以充分利用变压器的容量，充分利用设备能力，特别适用于单相负荷为主，容易发生三相不平衡的配电变压器。三、变压器数量和容量的确定(a)确定变压器数量变压器的数量主要取决于负荷大小、电源可靠性和电能质量要求，考虑了节能、降低成本、操作方便等因素。1、按负荷等级和尺寸选择变压器数。2、电源和照明通常由共享变压器驱动。如果共用变压器严重影响照明品质和灯泡寿命，建议您设定用于照明的变压器。3、冲击负荷大，严重影响电能质量的情况下，特殊变压器必须为冲击负荷供电。(b)确定变压器容量建筑电源变压器的总安装容量s(kVA)可以使用以下公式计算：S=Pjs/COSOPjs-建筑的有效功率计算，kWCos-补偿后的平均功率因数(通常为0Pjs9)-变压器负载率COS2取决于当地供电部门的用户要求，通常对用户来说，高压侧的平均功率因数COS不小于0.9。因此，变压器容量的最终确定只需选择所选变压器的负荷率，然后根据所选变压器公称系列定型即可。变压器的负荷率影响变压器的经济运行，因为变压器的损失与负荷率相关，不同种类的变压器的最佳负荷率不同，与损耗率相关。国内干式变压器的最佳负荷率通常为60%左右。但是，在实际执行中，建筑的负载曲线会随时间而变更。也就是说，负载比率是时间的函数。因此，根据上述公式计算变压器的安装容量时，值不能选择为变压器的最佳负荷率，并且必须在不超载的情况下略高于变压器的最佳负荷率。综合各方面的因素，单变压器运行时建议值范围为70% 85%，损失比大变压器类型低，损失比小变压器类型更可取。使用多个变压器时，变压器的总安装容量选择不仅与考虑节能时的负荷率有关，还与考虑供电负荷水平所需的变压器备用负荷有关。此时，如果其中一个变压器分离，剩下的变压器的容量必须保证整个主负荷和次负荷的电力。对于事故发生时的过载，应考虑变压器的过载能力，必要时可以采取强制风冷措施。在变压器容量选择过程中，还要注意在民用住宅建筑变电站中，单变压器的容量不能大于1250kVA。只有在电气装置的容量较大，负荷集中，且工作正常的情况下，才能选择较大容量的变压器。在民用施工变电站，单变压器的容量不能大于最大2500kVA。确定变压器的容量后，最后还必须验证电动机启动或其他负载冲击条件。四、变压器保护民用建筑中使用的干式配电变压器还应在三相过流和速断保护、温升保护、中性点直接(或小电阻)接地系统中安装单相接地保护。在高压侧使用熔断器作为变压器保护时，其熔化电流应选择为变压器额定电流的1.4 2倍。变压器过电流保护装置的动作电流应避免可能发生的正常使用时的过载电流，保护装置的灵敏度应小于1.5，保护装置的动作时间限制一般应与值为0.50.7s的下一保护动作时间期间一致。变压器电流快速制动保护装置的工作电流应避免低压侧短路，通过保护装置的最大保护电流不应小于保护装置的灵敏度2。干式变压器的安全运行和寿命在很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠程度。绕组温度超过绝缘允许温度造成绝缘损坏是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。常用的温度保护装置在低压绕组最热的地方嵌入热敏电阻测量温度信号。变压器负载增加，工作温度达到一定值时，风扇冷却自动开始，变压器绕组温度持续上升，达到报警温度时，系统输出使用windows塔式环号。温度再次上升，变压器无法工作时，系统将过热