^*第二节 箱变配变、补偿电容的容量确定

一、箱变中配变的选型1.箱变内的一次设备

（1）箱变内的一次设备，应以无油、免维护或少维护设备为宜。断路器可采用真空断路器，电流互感器、电压互感器和站用变应选用干式设备。

（2）因箱变内空间狭小，实际运行中挂、拆接地线很不方便，所以许多箱变在开关柜单元装设了接地开关，但受空间限制，一些箱变厂家将接地开关与隔离开关采用了联动的形式，拉开隔离开关，则接地开关闭合；合上隔离开关，则接地开关拉开。在实际运行中，这种操作方式在执行现有规程时，会带来许多麻烦，设备的运行方式界定不清。如果可能的话，加装独立的接地开关，运行起来会更灵活方便。

（3）箱变中的五防闭锁是一个重要方面，在选型时，要考虑隔离开关之间的机械闭锁以及电气闭锁，看是否能满足需要，以及可靠性是否能达到要求。

（4）箱变内的开关柜应留有适当的观察窗，以便于观察运行设备的状况，考虑到实际运行的需要，在选型时，对此也应提出要求，以免日后运行带来不便。

2.箱变的一次进线和出线

（1）箱变的一次进线和出线可采用架空方式或电缆方式。采用电缆方式可有效地节省空间。

（2）选型时一定要结合实际情况，考虑进出线的接线方式，否则不利于日后的安装。（3）因箱变内空间有限，电缆头一般要做到箱体的底板下面，通过箱体底板上的孔引

入。而按规程要求，金属底板上的三个引入孔，彼此之间应该是连通的，避免电缆运行过程中，在金属底板上产生涡流，对设备造成损害。有些箱变在设计时，对这方面的要求考虑不足，会影响电缆的安装和运行。

（4）对于10kV馈线的电缆安装，若电缆头做在箱体底板的下面，零序互感器的位置也要加以考虑。如果零序互感器装设在电缆头上面，电缆的接地线就不要再穿过零序互感器，这与常规做法中零序互感器在电缆头下面的接法不同。

3.箱变中的保护装置

箱变中一般采用综合自动化装置作为保护，有些箱变厂家同时生产综合自动化装置，若选择这样的箱变和保护一体化的产品，会给设计施工和调试带来方便，免去了许多中间环节。若箱变厂家的实力允许，也能满足需要，这不失为一种较理想的选择。综合自动化装置的选择，要考虑箱变的特点，力求接线简洁、功能完备。

4.箱变的选型要根据经济分析比较决定

如选择美式箱变后，与箱变配套的配变的技术特点对整个低压电网的电压质量、经济效益及供电可靠性都具有举足轻重的影响。

自国家明令淘汰S7系列，S9系列和SH非晶态系列变压器是目前国产最新节能变压器，S9变压器与现行国家标准GB/T6451—1995的规定值相比，总损耗下降了15%～25%，而国产SH非晶态合金变压器的空载损耗仅为S9型同容量变压器的20%，比现行国家标准GB/T10228—1997的规定数值低3/4。因为居民小区利用小时较少，即轻载运行时间长，年空载损耗占变压器总损耗比重较大，所以SH型非晶态合金变压器适合居民小区的用电特点，节能效果显著。

根据经济比较分析，SH与S9相比，虽然一次性投资大，但在3～6年内即可收回投资差额部分，在11～12年即可收回变压器成本费，故优选SH型非晶态合金变压器。例如，经过经济分析比较，对于某居民小区，最终选择1台SH型配变，2台S9型配变与箱变配合使用，分别是上海置信公司的YBM—1.1—500/10箱变（变压器采用SH—400/10）和上海ABB公司的ZGSBZ—400/10型箱变（变压器采用S9—400/10）。

二、配变容量确定

箱变容量的选择对综合投资效益有很大影响。变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，不仅一次性投资大，空载损耗也大。变压器容量选得过小，变压器负载损耗增大，经济上不合理，技术上也不可行。一方面，变压器的最佳负载率（即效率最高时的负载率）不是在额定状态下，而是在40%～70%之间，负载率过高，损耗明显增大；另一方面，由于变压器容量裕度小，负荷稍有增加，便需更换大容量箱变，频繁增容势必会增加投资，影响供电。

1.按供电半径500m内供电台区内的最大负荷P_max来计算

变压器室内，安装S9型或干式10/0.4kV低损耗变压器1～2台。为保证电压质量可安装SZ9型有载调压变压器，实现有载自动或手动调压。变压器额定容量S_n可按供电半径500m内供电台区内的最大负荷P_max和经济负载系数β计算，有

S_n=0.5P～_max0.6=P_maxβ

经计算一般选用315～630kVA为宜。选择两台配变时，应满足一台配变检修或事故时，另一台也能保证对用户正常供电的N—1原则。

2.按照5年电力发展计划确定

选择箱变容量，要以现有的负荷为依据，适当考虑负荷发展，选择箱变容量按照5年电力发展计划确定。当5年内电力发展明确，变动不大且当年负荷不低于变压器容量的30%时，有

S_N =K_S∑P_N

ηcosφ

式中 S_N———箱变在5年内所需配置容量，kVA；

P_N———5年内的有功负荷，kW；

K_S———同时率，一般为0.7～0.8；

cosφ———功率因数，一般为0.8～0.85；

η———变压器效率，一般为0.8～0.9。

根据公式一般把K_S=0.75，cosφ=0.8，η=0.8代入表达式S_N 中，有

S_N =KηSc∑osPφN=00..785×∑0P.N8=1.2∑P_N

实例：某居住区用地面积约为3.25万m²，住宅区居住面积为1.92万m²，共有居民559户，约789人。从供电安全、环境美观、供电效率等诸多因素考虑，选择10kV箱式变电站与电缆线路构成其配电系统。

小区按照50W/m²设计，则

P_N=50×19.2=960（kW）S_N=1.2×960=1152（kVA）

故该小区选择3台400kVA箱变。三、电容补偿

补偿器室内，装有低压无功补偿柜，其无功补偿方式采用静动态相结合的补偿方式。1.静补偿

静补偿的范围是对配变的无功功率损耗进行补偿。变压器无功功率损耗包括励磁损耗和漏磁损耗两部分，其值为

ΔQ_T=ΔQ₀+ΔQ_Kβ²

式中 ΔQ₀———变压器励磁损耗，ΔQ₀=I₀%/100S_n，kvar；

I₀%———变压器空载电流百分数，小容量变压器为2%～10%，取6%；ΔQ_K———变压器漏磁损耗，ΔQ_K=U_K%/100S_n，kvar；

U_K%———变压器短路电压百分数，小容量双绕组变压器U_K%=6.5%～10.5%，

取6.5%；

β———变压器负载系数，β=S/S_n=0.4～0.6，取0.5；S———变压器平均负荷输出容量，kVA；

S_n———变压器额定容量，kVA。

双绕组小容量变压器的无功功率损耗为

ΔQ_T=ΔQ₀+ΔQ_Kβ²=（I₀%+U_K%β²）S_n

=（6%+6.5%×0.5²）S_n=7.63%S_n

所以，无功静补偿容量Q₁=（7%～8%）S_n 计算。静补偿电容器组选用三相BSMJ—0.45—Q—3。

三角接线的并联自愈式电容器，它能消除电网三次谐波的影响。电容器组包括动态补偿电容器组用总空开NM—160S控制，用RDA快速熔断器保护，因此静补偿随变压器一同投入或退出运行，又叫随器补偿方式。

2.动态补偿

无功动态补偿方式是随负荷的无功电流的大小，由无功功率调节器KCS使电容器组自动进行投切，KCS无功功率调节器主要由大功率反并联晶闸管模块、隔离电路、触发电路、同步电路、保护电路及驱动电路等组成，由电流互感器二次反映无功电流量。一般安装一组KCS1A调节器，对三相0.4kV容量1～40kvar电容器组进行无触点投切，一组

KCS3F调节器，能够分相对0.15kV单相1～10kvar星接的电容器组进行无触点投切，以补偿单相不对称无功负荷。两组电容器随无功负荷逐级投入。

城网用电负荷的平均功率因数较高，无功补偿前在0.9左右，无功补偿后，要求补偿到0.96，否则会发生过补偿，使动态电容器组不能投入，造成浪费。动态无功补偿Q₂可按下式计算

∑Q₂=P_max（tanφ₁-tanφ₂）

式中 P_max———配变有功最大负荷，kW；

tanφ₁———无功补偿前负荷平均功率因数角的正切值；tanφ₂———无功补偿后功率因数角的正切值。