谈高校更换新变压器时的匹配问题

(1.郑州广播电视大学;2.郑州大学 计算机中心，河南 郑州 450000)
摘 要：文章阐述了高校更换变压器时的匹配问题，指出 ：变压器与负载匹配要依据电力负荷、供电电源及电压的选择等参数，还与高低压配电系统 的设计及主要设备的选型有关，同时还要考虑防雷接地问题。
关键词：变压器；匹配；配电
中图分类号：TM7  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)12—0083—01
1 供电设计及供电电源、电压的选择

供电设计的依据是电力负荷参数它的计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行 ，均起决定性作用。校园多栋楼的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。为 了保证供电可靠性，郑州广播电视大学多栋楼建筑至少应两个独立电源，具体数量应视负荷 大小及郑东新 区现有电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。(由于 电大次资金短缺，不妨考虑将现有电力线路稳固前题下，利用周围小区发展迅速，借用外电 网供电变压器，实现内外两路供电)；另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15s 内自动恢复供电，保证照明、机房、消防设备、等设备的事故用电，且周围院校装设应急 供电措施早投用。
2 高低压配电系统的设计
2.1 高压配电系统

郑州广播电视大学建筑均可采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母 线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源 为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线全部采用电缆进线。
2.2 计费方式

由于郑州广播电视大学有多家单位租聘，采用高供高计。但低压侧仍装设计费电度 表，采用将照明与动力分开的两部电价法。郑东新区有些地方供电部门又把空调设备的用电 ，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为 照明电费。2008年暑期，郑州广播电视大学的男、女宿舍楼的供电电路改造为刷卡式，空调 设备收费均为照明电费，均属参考采用上述方案。
2.3 减少变压器台数

郑州广播电视大学单台变压器的容量选择一般都大于1 000kVA。为限制低压侧的短路 电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关 。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压 侧应对动力负荷分类计费。
2.4 高、低压配电系统及低压干线的配电方式

实用中基本上都采用放射式系统，楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分 是干线。现代建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖 井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间(郑州广播电视大学教学楼该部分设在每层走 廊墙壁内)。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较 大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层；在功率因数补 偿到0.9～0.95，无功补偿都采用集中补偿方式的情况下。郑州广播电视大学则统一使用一 台变压器供；一般低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时 、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，选择性配合，防止越级跳闸。 
3 主要设备的选型
3.1 高压开关柜

现代建筑的变配电室设应该单独设立，按规定不宜采用油开关。开关有三种类型可供 选用：高压空气断路器、SF6开关和真空断路器。其中高压空气断路器技术陈旧，SF6开关尺 寸数大，气体具有毒性，所以目前10kV真空断路器应用的较为普遍。因此，应根建筑室的标 准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
3.2 低压配电屏

国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。 国内许多生产厂家的低压配电屏也有引进技术做成抽屉式结构的，其中有的(如多米诺组合 式开关柜等)主要技术指标已达国际先进水平；低压配电屏多采用自动空气开关出线。当配 电变压器的容量1 600kVA时，低压母线上的短路容量已超过40kA，而如多米诺组合式开关柜 和YDS型抽出式／混合式低压开关柜等类似这样大容量的产品可以采纳。
3.3 应急备用发电机组

过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。郑州广播电视大学早些年就已采用 汽油发电机做应急设备，只不过采用汽油发电机功率太小，只能完成部分设施应急。实际上 省内不少大专院校及电信局使用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度 快，故障率低等优点。实际中还是考虑：应急备用发电机组并选快速自起动，能在15s内恢 复供电。从可靠性出发选用两台，自动并车。
4 防雷与接地

校园多栋楼建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消 雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是 有争议的。郑州不少豪华宾馆都装设了放射性避雷针。但是也有人认为，从国外引进的这种 放射性避雷针，维护复杂，价格又不便宜，还是采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合 算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电 位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。做好金属管 线的接地是关键。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一 起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的 钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装 设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有 好处。
5 结束语

综上所述，更换新变压器匹配除需考虑的问题：供电设计及供电电源、电压的选择；高低压 配电系统的设计；主要设备的选型；防雷与接地外。还有电气照明设计、消防自动报警和 自动灭火系统、变电所位置的确定、厕所及厨房采用瓷质灯头或其他防水灯头，等等，这些 在以后的计划考虑中也是必不可少的。
［参考文献］
［1］ 王新学电力网及电力系统［M］北京：中国电力出版社，2007.
［2］ 湖南大学，武汉水利电力学院.电工学基础教程［M］北京：高等教育出版 社，1983.