10kv配電房高低壓開關選擇及保護配合的合理建議

郭臻東

摘要：設置十千伏配電設備的配電房在供配電單元起著重要的主力作用。配電房的設備都是極具復雜以及多樣的，尤其是對高低壓開關的控制，如果不能協調好，就會造成管理上的不便。隨著城鄉電網的不斷改革，用戶需電要求也在提高，所以配電房的建設必須要按照規則規范進行選擇。

關鍵詞：10kv；配電房；高低壓開關

1 高壓開關

1.1 負荷開關

國內早已使用作為僅開斷關合工作電流的負荷開關，起初分為產氣式及壓氣式。20世紀90年代到現在以使用SF6三工負荷開關和真空負荷開關為主。因為它們具有非常高的可靠性而且成本低廉、不用維護，符合廣大用戶需求。

1.2 負荷開關-熔斷器組合電器

保護變壓設備的主要組合電器是負荷開關和熔斷設備，其中熔斷設備的主要功能是保護短路，負荷開關主要承擔開關工作電流。這里，在負荷設備和熔斷設備中間區域也有一定的過電流，必須要協調負荷設備以及熔斷設備的工作，才能更好的保護配電體系。

1.3 主要參數選擇

1.3.1 額定電壓

國際上對額定電壓的定義是最高所能承載的電壓，在之前，我國的設備標稱才是指額定電壓和國際上使用的準則不一樣。現在我國的標準準則向國際電委會靠攏，現在國內的額定電壓的定義也是指供電設備最高所能承載的電壓。

1.3.2 額定電流

（1）具有開斷空載變壓器的能力

假設開關柜的進出電線截面面積是240mm2，那么充電電流每千米大概是1.8A，假設電線的截面積是300mm2，充電電流每千米大概是2A。因此在正常運行的條件下，開關關斷電纜不得少于16A的充電電流。

（2）具有開斷短路電流的能力

按照配電網實際所需來選擇斷路設備，結合將來電網的發展前景進行綜合選擇，但是選擇符合開關設備的時候是不用參考這個參數的。

1.3.3 轉移電流

當電流值低于熔斷設備和負荷開關設備轉換開斷作業的時候，首先打開熔斷設備控制的極電流，在打開負荷開關設備兩股電流交匯；當電流值高于該值時，由熔斷設備開關三相電流。當三相熔斷設備之間的時間差和負荷開關設備分閘的時間相同時，由另兩個熔斷設備一起開斷剩下的兩相電流，這個時候的三相電流就轉變成了轉移電流。當轉移電流小于故障電流的時候，熔斷設備開關時，負荷開關設備將進行穿戴的行為，沒有電流分開。

1.4 配電房高壓開關柜與變電站出線開關柜的保護配合

大多變電站的保護設備電網出線都比較短，配電設備較多，不能單獨依靠電流的安穩來完成對繼電設備的保護，電力體系也不許可利用加長變電站的時間來完成保護的協助。現在地方上設置的變電站出線開關系統的跳閘時間是零秒，以設置空電流電線或者混合著空電流的電線為出線，在站內開關設備布置重合閘。整個電線電纜的瞬間事故很少，重合閘就完成其作用。配電站每個進線設備和變電站出線設備在保護速度斷電上沒有執行短時間延遲的保護協助。

2 低壓開關

2.1 A類斷路器

按照《低壓開關設備和控制設備》的斷路器部分規定在發生短路的時候，選擇性保護無人為的短延時，不對額定短時耐受電流進行要求。A類斷路器過載長延時、瞬動短路，無短路短延時保護特性。A類斷路器如HM3、CM1、TIM1絕大部分是塑殼斷路器，也包括一部分萬能式斷路器。

2.2 B類斷路器

在發生短路時，可以采取人為的選擇性的對其進行短時間延遲保護，B類對短時承載電流有額定的要求。B類短路設備具有斷路設備、電子脫口設備以及智能控制設備的短路設備，它具備延長過載、短路短時間內延遲和短路瞬間保護這三項保護系統。

沒有選擇性的保護：當低級的電線線路因為承載過量時出現短路現象，斷路設備瞬間移動，短路的電流會向上級流入，假如上一級的斷路設備沒有發生短路短流的情況，則在低級電路出現短路事故的同時，和低級線路的短路設備一起跳閘，造成大范圍的停電。

具有選擇性保護的設備：假如上級斷路設備發生短路短時間內延遲時，低級電線斷路設備跳閘，上級的斷路設備具有0.1秒的短路延時，低級線路斷路設備分離的時候，保證上級斷路設備不發生變化。

2.3 主要參數選擇

2.3.1 額定電壓。相間電壓即線電壓就是所說的額定電壓。

2.3.2 額定電流。確保短路設備在正常運行時所需要的電流。

2.3.3 過載、短路保護特性。當二段式的過載長延時、瞬間短路的情況對短路瞬間保護分閘的時間大概在二十到三十微秒以內，對三段式的保護時間大概都是在0.1稱的倍數。

2.3.4 短時耐受電流Icw。在規定條件下，短時耐受電流Icw是指斷路器承載的短時耐受電流值。其一般適用于B類斷路器。

2.3.5 短路分斷能力。短路分斷本領包括極限分斷本領和工作中短路分斷本領。當前電氣建筑策劃中因為斷路設備的規定的短路分斷才能不能高于預計的短路電流的規則，具有斷路設備的既定短路分斷才能和工作中短路分斷才能這兩種想法。

2.4 高壓開關與低壓開關的保護配合

2.4.1 短路電流的計算。本文以某配電房對相關點的三相短路電流進行計算，如圖1。

變電站至配電房的主干線路為LGJ-240/3km，線路電阻R為0.14Ω每千米，電抗X為0.31Ω；變壓器容量SN為500KVA，阻抗電壓UK為0.045p.u.，變比為10：0.4。

變壓器低壓出口d2距離低壓出線柜下母排d3為5米，母線電阻為0.04Ω每千米，電抗為0.168Ω。

低壓出線d4距離低壓出線柜下母排d3為50米，低壓出線d5距離低壓出線柜下母排d3為100米，BVV架空線路橫截面積為120平方毫米，線路電阻為0.143Ω每千米，電抗為0.32Ω。

低壓出線d6距離低壓出線柜下母排d3為50米，低壓出線d7距離低壓出線柜下母排d3為100米，線路電阻為0.093每千米，電抗為0.076mΩ。

2.4.2 低壓總開關與高壓斷路器柜的保護配合。根據避開變壓設備二次側短路的時候得到的一次側時三相短路最大的電流數據對保護高壓短路設備速斷的整定。在算計一次側發生時三相短路最大的電流是依據可依賴相信的數據和變壓設備在發生側短路時短路最大的電流換算成高壓側的電流相乘得到的。解析整定定理時，選擇可靠數據是1.3，當變壓設備低壓測發生短路，如果高壓側速斷保護為定時的，推測的開關設備是不會變化的。所以低壓側總開關設備要使用智能的帶短路延遲的設備，完成保護協助。假如高壓斷路設備保護是反時間限制的，可以調整保護整定數據，因此，低壓側總開關設備要選用帶充足短路延時的智能式的開關設備，完成保護協助。

2.4.3 低壓開關類別選擇原則。支線配電設備選用A類斷路設備的時候。當變壓設備高壓側開關設備選擇斷路設備的時候低壓總開關設備最好選用B類斷路設備，完成全程的保護協助。當變壓設備高壓側選用負荷開關設備以及熔斷設備構成時，調整熔絲熔斷的時間限制在200微秒以上，最好選用B類斷路設備為低壓總開關設備，完成全程的保護協助。

3 結束語

電力工作人員要對配電房內的高壓低壓開關設備的使用、個性和電氣數據要全方位的了解，依據現實的使用情況和配電房未來的發展為方向，讓各級別的開關設備在標準化的基礎上互相配合協助，并且使配電體系供電更加可靠具備依賴性，推進國內電力行業的發展創新，與國際接軌。

參考文獻

[1]連理枝.低壓斷路器及其應用[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]鄧偉明.高低壓開關在配電房中的應用[J].城市建設理論研究，2011（16）.