浅谈10kV配电室高低压开关选择及保护措施

浅谈10kV配电室高低压开关选择及保护措施

林凯 ,杜善超

烟台张裕集团有限公司，264000

摘要：近几年来，我国的经济发展水平不断提高，国内的各项事业都取得了巨大的进步和发展，这些都是建立在很多基础之上的，其中电力事业的发展就为国家综合实力的提高做出了很大的贡献，为了能够促进国家各项事业的稳步前进，相关人员必须要对电力事业提高注意力。文章主要针对配电室高低压开关的选择和保护进行介绍，希望能够保证配电室的正常运行。

关键词：10kv；配电室；高低压开关；选择；保护

引言

作为电力系统的核心环节之一，配电室的稳定运行关系着整个电力系统的正常运转。配电室由多种器械设备组成，只有保障这些设备的良好配合，才能提升整个电力系统运行的稳定性。尤其是高低压开关的选择和相互保护配合，如果选择不合理，将会给电力系统带来巨大影响。因此，研究分析10kV配电室高低压开关选择与保护具有重要的现实意义。

110kV配电室高低压开关

1.1高压开关

高压开关主要用于3kV以上电路，体现为以下几种形式：

（1）断路器。以绝缘介质为划分依据，可分为SF6断路器、真空断路器。在配电室中，弹簧操动机构和永磁式操动机构被广泛应用于断路器当中，已初步实现断路器的智能化和自动化控制，并可以实现电力系统的二段、三段式保护。供电系统正常运行时，可通过断路器开/断负荷电流；供电系统运行异常时（故障、超载），可通过断路器开/断故障电流，避免安全事故的发生。

（2）负荷开关。常见的负荷开关主要有SF6负荷开关和真空负荷开关。在配电室中，负荷开关的主要作用是对供电系统的工作电流进行开断，由于其具有稳定性高、维护费用低等优点，被广泛应用于配电室中。

（3）负荷开关—熔断器组合电器。负荷开关可以对供电系统起到开断、电流转移等作用，而对于较大的电流，如短路电流以及负荷过载产生的电流，则可以使用熔断器实现电路的断开，保护电路的正常运行。将二者组合起来，形成的负荷开关—熔断器组合电器被广泛应用于配电系统当中，不仅可以确保配电系统保持正常的工作状态，而且能够预防电路系统的故障。

1.2低压开关

配电系统中，低压开关也称为低压断路器，常见的低压断路器有两种：

（1）A类断路器：主要针对电路进行过载长延时短路瞬动保护；

（2）B类断路器：不仅可实现A类断路器的作用，而且还能在电路短路时起到短延时保护的作用。通过低压断路器在配电系统中的应用，可以对配电系统的电能进行合理分配，并保护电动机和电源线路，当电动机或者电源线路出现负荷过载、欠压以及短路等问题时，可以自动切断电路机型，避免发生安全事故。

2开关类别选择

2.1高压开关类别选择

（1）对于线路中设备变压器容量在800kVA以下，并且线路中干式变压器容量要求在1250kVA以下，在配电室进出线高压开关的选择中需要将负荷开关柜作为首选，对于变压器保护而言可以采用负荷开关—熔断器组合柜的高压开关。当配电室变压器出现问题以及故障的时候，比如短路的情形负荷开关—熔断器组合电器会直接发生隔离故障点进行熔丝熔断，变电站的不会发生跳闸而停止运行。（2）对于线路中设备变压器在800kVA以上且干式变压器容量在1250kVA以上的情况，考虑选择断路器开关柜进行高压开关控制。在电缆线路中有多个配电室的时候可以考虑以断路器柜形式进行开关，建议调整出线柜速断保护，采用短路短延时保护，且延时为0.2-0.3s。

2.2低压开关类别选择

（1）在对分支线配电开关进行低压开关选择时，一般选用A类断路器。（2）为了实现配电室高低压开关的相互配合，如果高压开关选用断路器，则低压端的低压开关一般选择B类断路器。（3）如果配电室的高压端、高压开关采用负荷开关—熔断器组合柜，在进行低压端的低压开关选择时，一般应参考以下原则：如果熔丝的熔断时间高于20ms，为了实现全额保护配合的效果，可以选用B类断路器作为低压开关；如果低压线路采用架空出线的方式，为了避免由于电抗值较大出现二相短路等问题，可以采用A类断路器作为低压开关。

3高低压开关保护配合

3.1配电室高压开关与变电站出现开关柜保护配合

地区变电站的配电单元往往比较多，配电网的线路大多比较短，出线开关保护装置难以通过整定电流实现继电保护配合，电力系统中又严禁延长时间完成继电保护配合。此时，针对架空的出线线路或者电缆与架空线路混合的情况，需要在站内开关处设置重合闸。全电缆线路瞬时性故障比较少，重合闸不运行。目前速断保护上并没有实现变电站出线柜与配电室进线柜之间的短延时保护配合。因此，当出现同一条变电站馈出线连接有多个断路器柜形式的配电室的情况下，主干线选用架空线及电缆线混合或者仅选用架空线时，一旦配电室变压器内部某部位出现短路故障，变电站出线开关柜、配电室进线开关柜及保护开关柜都会立即跳闸，然后出线开关重合，非故障段供电恢复。如果主干线选用的是全电缆故障，因为没有安装重合闸进行配合，一旦配电室变压器内部出现短路故障，就会导致全线停电。

3.2高低压开关保护配合

某配电室到变电站的主干线路电路为每1km0.14Ω，记为R，电抗记为X，数值为0.31Ω，变压器容量记为SN，大小为500kVA，阻抗电压记为Uk，大小为0.045p.u，变比为10/0.4。变压器低压线柜下母排与低压出口之间的距离记为5m，每千米母线的电阻为0.04Ω，电抗为0.168Ω，低压出线一共有两条支线，他们与低压出线柜母排的距离分别是50m、100m，对应的每单位长度（1km）母线的电阻分别是0.143Ω、0.093Ω，电抗为0.32Ω、0.076Ω。

避开变压设备二次侧短路，可以计算出一次侧的三相短路电流，将其作为高压断路器柜断流速断保护整定。通过可靠性系数及变压器低压侧短路最大三相短路电流可以折算出该一次侧三相短路电流大小。理论计算后可以发现，低压侧总开关应选择智能式短路延时开关，从而确保高低压开关保护配合的实现。此外，如果高压断路器柜反时限保护，需要调整保护整定值。分支线配电开关选择A类断路器，变压器高压侧选用的是断路器柜时，低压总开关应选择B类断路器。

4结束语

配电室高低压开关选择时需要考虑的问题比较多，电力工作人员在实际的操作之中需要综合分析各种电气设备的性能参数以及配电网当前的运行状态，根据不同区域的用电需求合理的选择，确保各级开关配合的规范化、标准化、合理化，尽可能减少配电网故障发生率，从而有效的保证配电系统的供电可靠性。

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