10kV配电房高低压开关选择与保护分析

2020-12-09沈凯

工程建设与设计 2020年22期

沈凯

（义乌市输变电工程有限公司八方电气分公司，浙江义乌322000）

1 引言

10kV配电房作为整个电力系统中的核心环节，与电力系统的稳定运行有直接的关系，会影响电力系统运行的稳定性与安全性。但是，10kV配电房中的设备与器械种类非常多，其中，高低压开关的选择与配合非常重要，如果选择不合理，会对电力系统的运行造成巨大的影响。

2 10kV配电房高低压开关

2.1 高压开关

2.1.1 断路器

断路器主要的作用是断开短路电流，根据绝缘介质的种类不同，其被分为真空断路器和SF6两种类型。在断路器的创新发展中，提出了永磁式操作机构，并且引入智能化理念，实现了自动化控制以及二段式和三段式保护。在电力系统的实际运行过程中，可以利用断路器隔断负荷电流，同时，断路器还可以在电力系统发生故障或者出现超负荷的运转时直接切断故障电流，有效降低风险，避免事故的发生。

2.1.2 负荷开关

负荷开关主要的作用是断开工作电流，如今，使用范围比较广泛的是SF6三工位负荷开关与真空符合开关。无论哪种负荷开关，可靠性都比较高，能够起到良好的维护作用，而且不需要对其进行维修，成本也比较低廉，也正是因为如此，受到了广大用户的欢迎。

2.1.3 熔断器组合电器-负荷开关

负荷开关主要的作用是断开电路系统，同时还能将电流转移。而熔断器组合电器应用于电流较大的情况下，主要包括过载电流、短路电流等，如果这些电流的实时值超过熔断器的限定值，熔断器内的撞针就可以自动工作，而后使负荷开关三相断开，从而实现保护电路的目的。在如今的配电系统中，熔断器组合电器是常用的一种高压开关，其能够确保配电系统的稳定运行，并降低故障的发生率。

2.2 低压开关

在供电系统中的低压开关也被称作低压断路器，在实际应用中，低压断路器被分为A、B 2种类型[1]。对于A类低压断路器来说，其常被应用到过载长延时短路瞬动保护中，而B类低压断路器不仅能保护过载长延时短路，同时还具有短路短延时的保护特性。另外，低压断路器还具有手动开关的性能，能够自动保护电路，其主要被应用于配电系统中的电能分配工作中，可以对电源线路与电动机进行保护，一旦电路发生欠压、过载以及短路等故障，能够通过断路器的作用自动将电路切断。

3 参数的选择

3.1 高压开关参数的选择

高压开关的参数和表1所示。

表1高压开关参数选择表

3.2 低压开关参数的选择

低压开关的参数如表2所示。

表2低压开关参数选择表

4 开关的选择

4.1 选择高压开关

当配电房线路中设备具有的变压器容量≤800kV·A，且干式变压器的容量≤1 250kV·A时，可以将负荷开关柜作为配电房进出线高压开关的首要选择[2]。而对于配电房内的变压器，一般选择负荷开关-熔断器组合器作为高压开关。

当配电方线路中设备具有的变压器重量＞800kV·A，且干式变压器的容量＞1 250kV·A时，应首选断路器开关柜，同时对出线柜的速断保护进行调整，通常情况下采用短路短延时保护功能，具体的延时时间为0.2～0.3s。

4.2 选择低压开关

选择分支线配电开关的低压开关时，通常选择A类断路器。

为了能够使配电房的高压开关与低压开关相配合，如果选择断路器作为高压开关，那么应选择B类断路器作为低压端的低压开关。当配电房内的高压开关与高压端均使用负荷开关-熔断器组合器时，如果熔丝的熔断时间超过20ms，则选择低压开关时，应选择B类断路器。如果低压线路使用架空出线的形式，应选择A类断路器为低压开关[3]。

5 10kV配电房中高低压开关的保护

5.1 变电站出线开关柜与配电房高压开关柜的配合保护

对于我国目前变电站中的保护装置与开关选择，因为配电单元比较复杂且配电线路比较断，如果仅借助电流整定，无法实现继电保护，而且在电力系统的变电站内，无可以使用延长时间的方法完成保护配合。对于全电缆线路来说，因为其发生瞬时性故障的概率较小，所以，不能使用重合闸[4]。如果供电主干线使用全电缆线路，那么发生故障时，会因为无法重合闸而导致整个线路停电。而将负荷开关-熔断器组合器作为变压器保护柜，就能在发生线路故障时，利用熔断器将短路故障切断，具有非常良好的性能，同时将变压器出线开关与负荷开关-熔断器组合器进行配合，能够为配网的正常运行提供保障。

5.2 高压断路器柜与低压总开关的配合保护

由于高压端速断保护的方式为定时保护，所以，在变压器低压侧出现短路等故障时，不会发生开关动作，从而能够实现配合保护的目的，也可以直接选择智能式短路短延时开关。如果高压断路器柜所使用的是反时限保护方式，则可以采用断路器直接对整定值的调节进行保护，所以，在低压侧，通常选择智能式带短路短延时开关进行时限保护配合。

5.3 高压负荷开关-熔断器组合电器与低压总开关的配合保护

在高压负荷开关-熔断器组合电器内，通常将熔丝作为与变压器一起进行配套使用，由于安装环境与安装地点之间存在较大的差异，从而导致反时限熔断也有所差异。低压总开关通常不会设置短路短延时，而且当短延时的时间＞0.1s时，如果出现三相短路故障时，则会导致高压侧的熔丝被直接熔断，但是低压总开关却不会作出相关的举动。