10KV变配电室高低压开关及电气设备选择

摘要：在配电系统中，配电房的高低压开关的选型是一个涉及面很广的问题。既要对开关本身的功能、特性、主要电气参数有一个全面的了解，又要从配电网的现状与发展予以考虑，并结合实际的运行情况综合选择，在规范化的前提下,尽可能实现各级开关的配合，努力提高配电系统的供电可靠性。本文结合我国电气设备发展动态及变配电室电气设备运行情况，对10kv变配电室高低压开关及电气设备的选择进行了论述。

关键词：配电室；高低压开关；电器设备；选择

作为10kV配电系统配电房中最为主要的设备之一，高低压开关的选用具有重要意义，但是，对于高低压开关不仅仅在选择上存在很多问题，同时在对其保护方面也存在很多有待改进的方面，已经为现实的管理工作带来很大困难，随着中国经济的持续增长，国家城乡电网建设工作的继续深入以及人们生活、工商业用电的要求增高，对配电系统的技术设计以及相关设备的选择更为苛刻，本文将就配电房中高低压开关的选择与保护方面存在的问题以及解决措施做深入剖析。 一、高压开关 （一）负荷开关

负荷开关是开断关合工作电流的开关，已经在电网工作中广泛的使用，主要有产气式、压气式以及SF6三工位负荷开关和真空负荷开关。后两种开关在使用过程中成本低、可靠性强、减小维护，所以越来越受到大众的欢迎。 （二）负荷开关―熔断器组合

电器负荷开关―熔断器组合电器是主要用作保护变压器的开关设备。其中负荷开关具有有限的开断能力，只开断和关合工作电流，而变压器的短路保护工作则由熔断器来完成。在熔断器与负荷开关之间存在着一定的过电流区域段，在这一区段内，通过加强熔断器与负荷开关之间的配合工作，以实现对供配电系统的贴切保护。

（三）断路器

中压断路器作为能开断短路电流的开关，从灭弧介质和绝缘介质类型来看，主要分为SF6断路器和真空断路器两大类。这两类中压断路器采用弹簧操动机构。目前国内有些厂家已经开始了永磁式操动机构的开发，并取得了一定的成果。随着继电保护智能化的发展，断路器保护越来越齐全，但一般使用二段或三段式保护，或带反时限功能的保护。 （四）低压开关

A类断路器。《低压开关设备和控制设备第二部分断路器》IEC942—2使用类别中规定：“在短路情况下，断路器无明确指明用作串联在负荷侧另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，选择性保护无人为的短延时，因而不要求额定短时耐受电流。”这就是A类断路器，此种断路器只有过载长延时、短路瞬动，而无短路短延时保护特性。A类断路器绝大部分是塑壳断路器，如HM3，CM1，TIM1的系列产品，一部分万能式断路器，如采用热继电器和电磁铁作过载、短路保护的也属A类。

B类断路器。IEC942—2标准还规定：“在短路情况下，断路器明确在作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，选择性保护有人为短延时(可调节)，这类断路器具有要求的额定短时耐受电流。”这就是B类断路器。万能断路器、使用电子脱扣器和智能控制器的断路器都属于B类，如HA，

CW11的系列产品。这类产品有3段保护，即过载长延时、短路短延时和短路瞬动保护。全额保护是指下级负载发生短路故障时，下级的断路器瞬动，而此故障短路电流也要流向上一级线路，如果上一级断路器没有短路短延时，则在下级发生短路故障的一瞬间，与下级断路器一起跳闸，造成大面积停电，这是非选择保护；如果上级断路器有短路短延时，当下级断路器跳闸(通常它的分断时间在20~30 ms之内)，上级断路器短路的动作时间只要有0.1 S的延时，则可确保下级断路器分断时间内，上级断路器保持不动，这种配合称为选择性保护。 二、电气设备的选择 （一）电力变压器选择

电力变压器的选择应根据用电负荷特点、经济运行条件、节能和降低工程造价等因素综合而定。一般来说在进行电力变压器选择时首先考虑的应该是变压器的使用年限，而变压器的使用年限主要取决于变压器的绝缘老化速度。绝缘老化速度又取决于绕组最热点的温度变压器的绕组导体和铁心，一般可以长期经受较高的温升而不致损坏，但绕组长期受热时其绝缘的弹性和机械强度要逐渐减弱，这就是绝缘的老化现象。绝缘老化严重时就会变脆，容易裂纹和剥落；其次，再考虑电力变压器的选择台数，一般而言，变配电所主变压器的选择应满足用电负荷，对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所也可以只采用一台变压器但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源。还应适当考虑今后5到10年电力负荷的增长，留有一定的余地，最后变电所主变压器台数和容量应结合变电所主接线方案的选择，对几个较合理的方案比较择优而定。 （二）转移电流

熔断器的作用是当负荷电流超过给定值一定时间后或出现短路故障时，自动开断电路。负荷开关作用是正常电路条件下，关合或开断额定电流和过载条件下，开断不大于额定值的过载电流。当相间短路后，熔断器直接触发负荷开关脱扣器的分闸，负荷开关承担了熔断器的开断任务，并要求它可以开断大于额定电流，这就是转移电流。

（三）配电室高压开关柜与变电站出线开关柜的保护配合

目前国内大多数变电站出线开关的保护装置来看，由于配电网线路较短，配电单元较多，靠电流的整定来实现继电保护的配合根本无法实现，而由变电站不断延长时间来实现保护配合是电力系统绝对不允许的。目前，大多数变电站出线开关的速断跳闸时间均设定为0s。实际上，开关分断时间约为40~60ms，继电保护的响应时间约为30~40ms，变电站出线 开关的全分断时间约在100ms左右。对于出线为架空线或架空线与电缆混合的线路，其站 内开关设置了一次重合闸。对于全电缆的线路，由于其瞬时性故障极少，重合闸退出运行。在速断保护上，配电室各进线柜与变电站出线柜之间还未实行短延时的保护配合。 （四）继电保护二次设备选择

变配电所继电保护方式可分为：电磁式保护、晶体管式保护和微机式保护方式。晶体管式保护目前已经淘汰。电磁式继电保护过去一直是供电系统的主要保护方式，它的主要特点是性能较稳定、可靠、价格便宜，缺点是占地面积大且智能化程度较低，不便于上一级部门的集中控制、调度。

微机式保护是一种数字式保护方式，它可以完成变配电所的自动控制和保护，具有监测、控制、保护、记录、RTU远动终端等功能，有相应的软件平台，能够

很方便的组成系统以发挥数字保护的通讯优势，达到远方的监控。

那么，当变电站一条馈出线上接有多个断路器柜形式的配电室时，在主干线选用架空线或架空线与电缆混合线路的情况下，若某一配电室变压器内部短路故障时，配电室变压器保护开关柜、进线开关柜以及变电站出线开关柜均速断跳闸，接着，变电站出线开关重合，恢复非故障段的供电。若主干线为全电缆线路，发生上述故障时，由于无重合闸配合，将造成全线停电。若配电室开关柜选用负荷开关柜，变压器保护柜选用负荷开关一熔断器组合柜，当变压器内部短路故障时，由于熔断器具有快速切断短路故障的优良特性，可与变电站出线开关很好的配合。熔断器熔断时间约为20ms，变电站出线开关全分断时间约为100ms。 三、结语

由于现今的电能使用比较复杂，所以，对于供配电室中的高低压开关等其他电气设备的选择是一项涉及面较广的工作。既要对各种设备本身的特性、参数、功能等进行专业的了解，又要考虑到整个供配电系统的发展现状和需要。因此，在选择电气设备时，根据实际情况进行综合选择运用，在规范化的前提下，尽可能实现各级开关的配合，努力提高配电系统的供电可靠性，为广大用电客户提供更好的服务。 参考文献

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[2]邹桂平.10KV变配电室高低压开关及电气设备选择[J].电源技术应用，2014，02:205.

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