10kV配电室高低压开关选择及保护措施

10kV配电室高低压开关选择及保护措施

李炳鹏

天津市武清送变电工程有限公司 天津市301700

摘要：10kV配电室作为整个电力系统中的核心环节，与电力系统的安全稳定可靠运行有直接关系，会影响电力系统运行的可靠性与安全性。但是目前10kV配电室中的设备与附件种类非常多，鱼龙混杂。其中，高低压开关的选择与配合非常重要，如果选择不合理，会对配电系统的运行造成较大影响。基于此，对10kV配电室高低压开关选择与保护进行研究，供实践中参考。

关键词：10kV配电室；高低压开关；选择；保护

1 引言
配电室作为电气系统的核心组成部分之一的稳定运行对于整个电力系统的正常可靠运行至关重要，直接联系万千配电客户，直接影响到供电可靠性和电压合格率等关键指标，也直接影响到安全运行。配电室由多个高低压开关柜和一二次设备组成，通过确保这些设备的正确连接，保证了整体系统的可靠运行。尤其是如果高低压开关和相互保护设备的选择不当，可能对配电系统产生重大影响。为此，分析高压开关10kV配电室的选型和保护具有重要意义。

2 10kV配电室高低压开关概述

　　2.1高压开关

　　（1）额定电压以往所述的额定电压指设备的标称电压，其最高运行的电压是额定电压的115%，但是国外所说的额定电压则是指设备的最高承受电压。随着国际化的发展，国内的额定电压标准也在不断的向国际化靠拢。

　　（2）额定电流配电电流器的空载电流一般情况下是额定电流的2%，在高压配电过程中，如何选用负荷开关—熔断器组合来控制配电电压，配电变压器的电流容量应当低于1250kVA，但是，如果配电器容量超过了这个标准，再使用负荷开关—熔断器组合将不再安全，而适宜选用断路器开关。高压开关具有阻断电流的能力，这就要求其需要具有良好的动热稳定承受能力。

　　（3）转移电流当熔断器与负荷开关的智能进行转换时，如果低于该转换值，熔断器将断开，而后两相电流由负荷开关断开。相反，当转移电流大于该值时，仅有三相电流通过熔断器断开。熔断器开断所有大于转移电流的故障电流时，负荷开关无电流分断，成为空载的机械动作。

　　2.2低压开关

　　（1）低压开关系统中的额定电压一般是指相间电压，即线电压。

　　（2）壳架等级额定电流代表断路器的外形大小的等级，以此表示断路器的最大额定电流，在规定的条件下，保证断路器正常工作的电流又称脱扣器额定电流。

（3）短路分断能力低压电路中的短路分断能力一般分为极限分断能力、运行短路分断能力两类。根据电力学的基本原理；断路器的额定分断能力应当大于或等于线路的预期短路电流的基本原则，我们可以判断断路器中极限分断能力或者短路分段能力存在的问题，便于维护管理。

3 开关类别选择
3.1高压开关
3.1.1针对线路内容量＜800kVA的设备变压器，且线路内规定干式变压器容量＜1250kVA时，负荷开关柜是配电室进出线高压开关的首要选择对象，针对变压器保护此时可选用负荷开关—熔断器组合柜的高压开关类型。当配电室变压器在运行期间出现问题或故障时，例如在短路情境下组合柜内的电器设备可能出现隔离故障点进而导致熔丝熔断，此时变电站在不跳闸情况下停运。
       3.1.2针对线路中设备变压器容量＞800kVA且干式变压器容量＞1250kVA的状况，选用断路器开关柜则需进行高压开关控制，如果电缆线路内存在数个配电室时，可考虑选用断路器柜形式进行开关保护，笔者建议调整出线柜速断保护形式，应用短路短延时保护模式，且延长时间设为0.2~0.3s。
       3.2低压开关类别选择
       3.2.1针对分支线配电开关，通常会把A类断路器设为首要选择。
       3.2.2通常情况下，变压器高压端用断路器柜设为高压开关时，需在低压侧选择B类断路器去作为低压总开关，两类断路器联合应用能达到全额保护。
       3.2.3若高压端选择的高压开关类型满足开关—熔断器组合柜运行条件时，需整体分析熔丝熔断时间，若熔丝熔断时间＞200ms时建议选用B类断路器，此时可在短路短延时保护模式达到全额保护配合的目的。若有低压现象出现时且应用架空出线方法时，通常低压线路内的电抗指标相对较大，若出线端存有二相短路故障风险时，短路电流值与变压器低压侧额定相比极低，正因如此建议选择A类断路器低压开关，无需考虑短路短延时问题。采用以上方法对高压开关进行选择，能有效减少甚至是规避二相故障问题的发生率，且规避了高压端熔丝熔断问题，但是以上选择开关类型的方法还存在一些不足，例如若出现二相短路故障时会直接造成低压总开关跳闸。

4 10kV配电室高低压开关的保护配合
       4.1低压总开关与高压断路器柜的保护配合
       高压断路器柜在进行电流速断保护的整定时，为了避免变压器二次侧短路发生，需要对一次侧的三相最大短路电流进行整定。因此，在对一次侧的三相最大短路电流计算过程中，选用可靠性系数为1.3，并与变压器低压侧短路时三相最大短路电流折算到高压侧的电流值相乘。如果变压设备的低压一侧出现了短路问题，当高压侧速断保护为定时设定，这时开关设备不会产生行动，所选用的低压侧开关设备，需要具有智能的短路延迟功能来完成对相关保护的协助动作；如果高压短路设备具有反时间限制，则需要对整定数据进行调整，此时需要选用带充足短路延时功能的低压开关设备完成对相关保护的协助动作。

       4.2配电设计的优化
       首先，针对10kV变配电室设计，目前，我国已经出台了一套较为完整、成熟的设计规范，因此，相关设计人员在开展实际设计工作时，必须严格遵守该设计规范按部就班的进行布局设计，这样才能保证变配电室的整体设计质量，达到理想的供配电设计效果。此外，相关管理部门应对变配电室的设计过程以及设计情况进行全面的监督和检验，一旦发现问题，要立即通知设计人员按照规范要求进行修改，必要时，还要对设计人员开展定期的专业化培训，这样才能确保最终的设计结果，满足供电部门的可持续发展需求。其次，设计人员要在工作开展前，做好相应的调研工作，不仅要综合相关建筑施工单位的用电环境、用电容量、用电规模等进行全面的考察，而且还要在制图前对建筑设计院所提供的电气施工图进行认真的审核，确保供电电源、设备选型等工作与预期标准相吻合。同时，还要合理规划线缆路径，尽量避开人群集中区域，这样才能在确保施工安全的基础上，制定出科学完善的设计方案，进而为后续工程施工提供正确的指导。最后，在设计过程中，相关设计人员还要充分考虑配电室设计的灵活性和便捷性，不仅要对所涉及的配电设备位置和数量进行优化配置，而且还要根据实际情况设置完整实效的回路设计方案，并优化相关的工艺技术，这样才能提高10kv变配电室的设计水平，使其可以满足行业标准要求，实现最大化的运营发展目标。
       4.3短路电流的计算
       在10kv配电室运行的时候，相关人员需要对短路电流进行计算，从而不断提升高低压开关的配电水平，同时根据短路电流的大小可以对事故发生的原因进行断定，有利于配电室的自动化。

5 总结
我国已经开始进入全面现代化的阶段，在很多基础设施上正在赶超西方发达国家，电力行业作为国内工业发展的主要力量，必须要确保电力输送的稳定安全，保障工业生产可以有足够的电力来源。这就需要有关单位做好10kV配电室高低压开关的选择与保护配合工作，有关人员恪守岗位，确保配电室可以有条不紊的运行，为我国的现代化发展做出贡献，相信我国电力行业会发展的更好。

参考文献：
[1]沈凯.10kV配电室高低压开关选择与保护分析[J].工程建设与设计,2020(22):53-54.
[2]俞海莺.10kV配电室高低压开关选择与保护分析[J].产业创新研究,2019(03):121-122.