10kv配電房高低壓開關(guān)選擇及保護(hù)配合的合理建議

郭臻東

摘要：設(shè)置十千伏配電設(shè)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(shè)備都是極具復(fù)雜以及多樣的，尤其是對(duì)高低壓開關(guān)的控制，如果不能協(xié)調(diào)好，就會(huì)造成管理上的不便。隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)的不斷改革，用戶需電要求也在提高，所以配電房的建設(shè)必須要按照規(guī)則規(guī)范進(jìn)行選擇。

關(guān)鍵詞：10kv；配電房；高低壓開關(guān)

1 高壓開關(guān)

1.1 負(fù)荷開關(guān)

國(guó)內(nèi)早已使用作為僅開斷關(guān)合工作電流的負(fù)荷開關(guān)，起初分為產(chǎn)氣式及壓氣式。20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在以使用SF6三工負(fù)荷開關(guān)和真空負(fù)荷開關(guān)為主。因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅８叩目煽啃远页杀镜土⒉挥镁S護(hù)，符合廣大用戶需求。

1.2 負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器

保護(hù)變壓設(shè)備的主要組合電器是負(fù)荷開關(guān)和熔斷設(shè)備，其中熔斷設(shè)備的主要功能是保護(hù)短路，負(fù)荷開關(guān)主要承擔(dān)開關(guān)工作電流。這里，在負(fù)荷設(shè)備和熔斷設(shè)備中間區(qū)域也有一定的過電流，必須要協(xié)調(diào)負(fù)荷設(shè)備以及熔斷設(shè)備的工作，才能更好的保護(hù)配電體系。

1.3 主要參數(shù)選擇

1.3.1 額定電壓

國(guó)際上對(duì)額定電壓的定義是最高所能承載的電壓，在之前，我國(guó)的設(shè)備標(biāo)稱才是指額定電壓和國(guó)際上使用的準(zhǔn)則不一樣。現(xiàn)在我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則向國(guó)際電委會(huì)靠攏，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的額定電壓的定義也是指供電設(shè)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(shè)開關(guān)柜的進(jìn)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(shè)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(yùn)行的條件下，開關(guān)關(guān)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(wǎng)實(shí)際所需來選擇斷路設(shè)備，結(jié)合將來電網(wǎng)的發(fā)展前景進(jìn)行綜合選擇，但是選擇符合開關(guān)設(shè)備的時(shí)候是不用參考這個(gè)參數(shù)的。

1.3.3 轉(zhuǎn)移電流

當(dāng)電流值低于熔斷設(shè)備和負(fù)荷開關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換開斷作業(yè)的時(shí)候，首先打開熔斷設(shè)備控制的極電流，在打開負(fù)荷開關(guān)設(shè)備兩股電流交匯；當(dāng)電流值高于該值時(shí)，由熔斷設(shè)備開關(guān)三相電流。當(dāng)三相熔斷設(shè)備之間的時(shí)間差和負(fù)荷開關(guān)設(shè)備分閘的時(shí)間相同時(shí)，由另兩個(gè)熔斷設(shè)備一起開斷剩下的兩相電流，這個(gè)時(shí)候的三相電流就轉(zhuǎn)變成了轉(zhuǎn)移電流。當(dāng)轉(zhuǎn)移電流小于故障電流的時(shí)候，熔斷設(shè)備開關(guān)時(shí)，負(fù)荷開關(guān)設(shè)備將進(jìn)行穿戴的行為，沒有電流分開。

1.4 配電房高壓開關(guān)柜與變電站出線開關(guān)柜的保護(hù)配合

大多變電站的保護(hù)設(shè)備電網(wǎng)出線都比較短，配電設(shè)備較多，不能單獨(dú)依靠電流的安穩(wěn)來完成對(duì)繼電設(shè)備的保護(hù)，電力體系也不許可利用加長(zhǎng)變電站的時(shí)間來完成保護(hù)的協(xié)助。現(xiàn)在地方上設(shè)置的變電站出線開關(guān)系統(tǒng)的跳閘時(shí)間是零秒，以設(shè)置空電流電線或者混合著空電流的電線為出線，在站內(nèi)開關(guān)設(shè)備布置重合閘。整個(gè)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(gè)進(jìn)線設(shè)備和變電站出線設(shè)備在保護(hù)速度斷電上沒有執(zhí)行短時(shí)間延遲的保護(hù)協(xié)助。

2 低壓開關(guān)

2.1 A類斷路器

按照《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》的斷路器部分規(guī)定在發(fā)生短路的時(shí)候，選擇性保護(hù)無人為的短延時(shí)，不對(duì)額定短時(shí)耐受電流進(jìn)行要求。A類斷路器過載長(zhǎng)延時(shí)、瞬動(dòng)短路，無短路短延時(shí)保護(hù)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(fā)生短路時(shí)，可以采取人為的選擇性的對(duì)其進(jìn)行短時(shí)間延遲保護(hù)，B類對(duì)短時(shí)承載電流有額定的要求。B類短路設(shè)備具有斷路設(shè)備、電子脫口設(shè)備以及智能控制設(shè)備的短路設(shè)備，它具備延長(zhǎng)過載、短路短時(shí)間內(nèi)延遲和短路瞬間保護(hù)這三項(xiàng)保護(hù)系統(tǒng)。

沒有選擇性的保護(hù)：當(dāng)?shù)图?jí)的電線線路因?yàn)槌休d過量時(shí)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，斷路設(shè)備瞬間移動(dòng)，短路的電流會(huì)向上級(jí)流入，假如上一級(jí)的斷路設(shè)備沒有發(fā)生短路短流的情況，則在低級(jí)電路出現(xiàn)短路事故的同時(shí)，和低級(jí)線路的短路設(shè)備一起跳閘，造成大范圍的停電。

具有選擇性保護(hù)的設(shè)備：假如上級(jí)斷路設(shè)備發(fā)生短路短時(shí)間內(nèi)延遲時(shí)，低級(jí)電線斷路設(shè)備跳閘，上級(jí)的斷路設(shè)備具有0.1秒的短路延時(shí)，低級(jí)線路斷路設(shè)備分離的時(shí)候，保證上級(jí)斷路設(shè)備不發(fā)生變化。

2.3 主要參數(shù)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(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)所需要的電流。

2.3.3 過載、短路保護(hù)特性。當(dāng)二段式的過載長(zhǎng)延時(shí)、瞬間短路的情況對(duì)短路瞬間保護(hù)分閘的時(shí)間大概在二十到三十微秒以內(nèi)，對(duì)三段式的保護(hù)時(shí)間大概都是在0.1稱的倍數(shù)。

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

2.3.5 短路分?jǐn)嗄芰Α６搪贩謹(jǐn)啾绢I(lǐng)包括極限分?jǐn)啾绢I(lǐng)和工作中短路分?jǐn)啾绢I(lǐng)。當(dāng)前電氣建筑策劃中因?yàn)閿嗦吩O(shè)備的規(guī)定的短路分?jǐn)嗖拍懿荒芨哂陬A(yù)計(jì)的短路電流的規(guī)則，具有斷路設(shè)備的既定短路分?jǐn)嗖拍芎凸ぷ髦卸搪贩謹(jǐn)嗖拍苓@兩種想法。

2.4 高壓開關(guān)與低壓開關(guān)的保護(hù)配合

2.4.1 短路電流的計(jì)算。本文以某配電房對(duì)相關(guān)點(diǎn)的三相短路電流進(jìn)行計(jì)算，如圖1。

變電站至配電房的主干線路為L(zhǎng)GJ-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(guān)與高壓斷路器柜的保護(hù)配合。根據(jù)避開變壓設(shè)備二次側(cè)短路的時(shí)候得到的一次側(cè)時(shí)三相短路最大的電流數(shù)據(jù)對(duì)保護(hù)高壓短路設(shè)備速斷的整定。在算計(jì)一次側(cè)發(fā)生時(shí)三相短路最大的電流是依據(jù)可依賴相信的數(shù)據(jù)和變壓設(shè)備在發(fā)生側(cè)短路時(shí)短路最大的電流換算成高壓側(cè)的電流相乘得到的。解析整定定理時(shí)，選擇可靠數(shù)據(jù)是1.3，當(dāng)變壓設(shè)備低壓測(cè)發(fā)生短路，如果高壓側(cè)速斷保護(hù)為定時(shí)的，推測(cè)的開關(guān)設(shè)備是不會(huì)變化的。所以低壓側(cè)總開關(guān)設(shè)備要使用智能的帶短路延遲的設(shè)備，完成保護(hù)協(xié)助。假如高壓斷路設(shè)備保護(hù)是反時(shí)間限制的，可以調(diào)整保護(hù)整定數(shù)據(jù)，因此，低壓側(cè)總開關(guān)設(shè)備要選用帶充足短路延時(shí)的智能式的開關(guān)設(shè)備，完成保護(hù)協(xié)助。

2.4.3 低壓開關(guān)類別選擇原則。支線配電設(shè)備選用A類斷路設(shè)備的時(shí)候。當(dāng)變壓設(shè)備高壓側(cè)開關(guān)設(shè)備選擇斷路設(shè)備的時(shí)候低壓總開關(guān)設(shè)備最好選用B類斷路設(shè)備，完成全程的保護(hù)協(xié)助。當(dāng)變壓設(shè)備高壓側(cè)選用負(fù)荷開關(guān)設(shè)備以及熔斷設(shè)備構(gòu)成時(shí)，調(diào)整熔絲熔斷的時(shí)間限制在200微秒以上，最好選用B類斷路設(shè)備為低壓總開關(guān)設(shè)備，完成全程的保護(hù)協(xié)助。

3 結(jié)束語

電力工作人員要對(duì)配電房?jī)?nèi)的高壓低壓開關(guān)設(shè)備的使用、個(gè)性和電氣數(shù)據(jù)要全方位的了解，依據(jù)現(xiàn)實(shí)的使用情況和配電房未來的發(fā)展為方向，讓各級(jí)別的開關(guān)設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上互相配合協(xié)助，并且使配電體系供電更加可靠具備依賴性，推進(jìn)國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新，與國(guó)際接軌。

參考文獻(xiàn)

[1]連理枝.低壓斷路器及其應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

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