10KV變配電室高低壓開關及電氣設備選擇

魏巖巖

摘要：10KV變配電室高低壓開關和設備的選擇是供配電體系中關鍵的構成內容，在電網中同時發揮著中轉站的作用?？梢哉f，整體電力系統同配電室的質量之間存在密切的關聯。其中，高低壓開關的選取工作及其配電室內電氣設備又是十分重要的事情，應對相關工作人員進行深入研究。本文簡要探討了高低壓開關的選取內容，目的在于進一步提高配電室的工作質量及效率，為民眾提供穩定、安全的電能。

關鍵詞：配電室；高低壓開關；電器設備；選擇

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

作為10kV配電系統配電房中最為主要的設備之一，高低壓開關的選用具有重要意義，但是，對于高低壓開關不僅僅在選擇上存在很多問題，同時在對其保護方面也存在很多有待改進的方面，已經為現實的管理工作帶來很大困難，隨著中國經濟的持續增長，國家城鄉電網建設工作的繼續深入以及人們生活、工商業用電的要求增高，對配電系統的技術設計以及相關設備的選擇更為苛刻，本文將就配電房中高低壓開關的選擇與保護方面存在的問題以及解決措施做深入剖析。

一、電氣設備選擇的原則

工業企業內部供配電系統中很重要的一個組成部分就是10kV變配電所，它是指將兩路或一路10kV電源進行分配，使其成為多路高壓線路然后再配送至各建筑物變電所，從而供給用電設備。電氣設備的正確選擇對于變配電所來說是變配電所電氣設備可靠、正常運行基礎的保障，同時也是保障變配電所工作開展順利的重要前提，電氣設備選擇是變配電所設計工作中的一項重要內容，同時也是變配電所設計中的一個重要環節。在對電氣設備進行選擇時應該重點考慮其是否便于安裝維修；是否適應設備所處環境并能在其所處環境下正常、穩定運行。是否能夠滿足短路、過電壓狀態，10kV變配電所電氣設備的選擇應該嚴格遵循以下幾項原則：按照變配電所正常工作和運行的條件以及要求來選擇額定電壓、額定電流按照電路短路要求，并根據短路情況來對電氣設備的進行嚴格的校驗，按照電氣設備實際裝置地點來進行高壓斷路器分斷容量的校驗。

二、高壓開關

（一）負荷開關

負荷開關只能開斷及額定工作電流，國內早已開始使用，起初多為壓氣式和產氣式兩種，進入20世紀90年代后，開始使用真空負荷開關及SF6，目前主要以真空負荷開關和SF6負荷開關為主，因其成本低、可靠性高、免維護，越來越受到廣大用戶的歡迎。

（二）負荷開關-熔斷器組合電器

顧名思義其主要作用是保護變壓器開關設備。因為負荷開關在其中的工作職能是接通和關閉工作電流。相比較而言開斷能力非常有限。熔斷器的作用極其重要，可以用來短路保護。在具體的設備設計中，負荷開關和熔斷器之間存在著1個間隔區域，這個間隔區域就是電流區域段。只有負荷開關和熔斷器相互配合、相互協調，才能在工作中真正意義上實現對配電系統的保護作用，使整個配電系統正常運轉。

（三）高壓開關柜

高壓開關柜也是10kV變配電室的關鍵設備，高壓開關柜主要分為移開式和固定式兩類。移開式又叫手車式，主要特點是手車可抽出，互換性較好，從而使得供電的可靠性很好。其中具有積木式結構柜型的鎧裝型除了具備移開式高壓開關柜可靠性的優點外，檢修起來也比較安全、便捷。所謂固定式開關柜，就是所有電器元件的安裝都是柜內固定的位置，相對于鎧裝型來說，它隔室數目要少，結構簡單。但不足是防護等級不夠。綜上分析，在10kV變配電所選擇高壓開關柜時應該選擇移開式鎧裝型柜。

（四）斷路器

中壓斷路器能夠開斷短路電流，其主要分為兩種結構形式:一種是有SF6作為絕緣介質，另外一種是采用真空滅弧方式。這兩種類型都采用彈簧操動機構。斷路器保護隨著繼電保護智能化也越來越完善。

（五）參數的選取

1.額定電壓：對于低壓開關的額定電壓來講，指的是相間電壓，也就是線電壓。

2.額定電流：低壓開關的額定電流指的是在一定情況下，符合斷路器順利運行的電流，也可以被稱為脫扣器的額定電流。其中，殼架等級電流，同斷路器的大小、形狀有關。

3.低壓開關種類選取的標準：一般來講，在選取低壓開關時，需要遵照以下內容選擇:其一，在配電開關的分支位置都應用A類的斷路器；其二，如果變壓設備的高壓處開關為斷路器柜，則低壓處的開關需要選取具備短延時性的斷路器，也就是B類斷路器，從而保證高低壓開關互相配合；其三，如果變壓設備的高壓側使用負荷開關--熔斷器組合電器，則相關工作人員需要對高低壓側進行計算，保護范圍進行相互配合。

三、電氣設備的選擇

（一）電力變壓器選擇

電力變壓器的選擇應根據用電負荷特點、經濟運行條件、節能和降低工程造價等因素綜合而定。一般來說在進行電力變壓器選擇時首先考慮的應該是變壓器的使用年限，而變壓器的使用年限主要取決于變壓器的絕緣老化速度。絕緣老化速度又取決于繞組最熱點的溫度變壓器的繞組導體和鐵心，一般可以長期經受較高的溫升而不致損壞，但繞組長期受熱時其絕緣的彈性和機械強度要逐漸減弱，這就是絕緣的老化現象。絕緣老化嚴重時就會變脆，容易裂紋和剝落；其次，再考慮電力變壓器的選擇臺數，一般而言，變配電所主變壓器的選擇應滿足用電負荷，對供有大量一、二級負荷的變電所應采用兩臺變壓器，以便一臺變壓器發生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電。對只有二級負荷而無一級負荷的變電所也可以只采用一臺變壓器但必須在低壓側敷設與其他變電所相連的聯絡線作為備用電源。還應適當考慮今后5到10年電力負荷的增長，留有一定的余地，最后變電所主變壓器臺數和容量應結合變電所主接線方案的選擇，對幾個較合理的方案比較擇優而定。

（二）轉移電流

熔斷器的作用是當負荷電流超過給定值一定時間后或出現短路故障時，自動開斷電路。負荷開關作用是正常電路條件下，關合或開斷額定電流和過載條件下，開斷不大于額定值的過載電流。當相間短路后，熔斷器直接觸發負荷開關脫扣器的分閘，負荷開關承擔了熔斷器的開斷任務，并要求它可以開斷大于額定電流，這就是轉移電流。

（三）電力電纜

電力電纜主要用在發、配、輸、變、供電線路中的強電電能傳輸。電力電纜種類較多，按電壓等級可分為：中壓、低壓、高壓、超高壓、特高壓。按絕緣材料可分為油浸紙絕緣、塑料絕緣、塑膠絕緣、交聯聚乙烯絕緣。因交聯聚乙烯絕緣電力電纜具有良好的電氣性能等一系列優點，被廣泛得到使用。

（四）lOKV配電站電氣主接線

作為lOKV配電站的重要設備設施，輸電線路和變壓器在完成功率轉換和電壓電流的過程中，要連接電力系統與主接線。因此整個電力系統中，配電站電氣主接線是非常重要的一環，其電力系統的安全穩定直接受到設計管理質量的直接影響，并且對于lOKV配電站電氣工程中的設備維護與選擇、施工進度、整體管理方案、設備布置有著相當大的影響。

配電站主接線首先是對安全性要求的滿足，在高壓側和低壓側都應該有隔離措施，并且在高壓母線上安裝避雷器；其次，要滿足可靠性的需求，由于lOKV配電站主要用于滿足小區居民的用電需求，因此供電的可靠性保障是相當重要的，既要在事故發生時能夠做到持續供電，并且維護快速方便，對斷路器進行檢修或者發生母線故障時，應該確保停電時間的減少；再次，應該滿足其靈活性的要求，盡量對倒閘的操作要求做到便捷，及時排查發生事故；最后，應該符合經濟性的原則，優先選擇成本節約、技術性強的產品，對于一次設備應該盡量減少采用。應該盡可能選擇成套配電裝置的主接線方案。

主接線有兩種方案，單母線分段接線和單母線兩種方案各有所長，單母線連接的設備少并且接線很便捷，有利于方便的操作，并且直接促進lOKV配電站的擴建作用。但是其靈活性較差，并且對整個系統進行停電才能檢修故障，排除故障后才能繼續供電，這種方案一般適用于由一臺主變壓器或一臺發電機的少數情況；而重要用戶的供電需求在單母線分段接線的保護，提供兩個回路進行供電。并且當其中某一段母線損壞時，分段斷路器將自動對故障段進行切斷。但是這種方案的缺點在于必須在母線或母線隔離開關發生故障時保持回路停電。

結束語

在配電系統中，配電室的高低壓開關的選擇以及電氣的選擇涉及面很廣，既要對開關本身的特性、功能，對電氣參數有了全面的了解，又要充分考慮配電網的現狀以及發展情況，而且應該跟據實際運行情況對其進行綜合的選擇，在規范化的前提下，盡可能最大限度的配合各級開關，使得配電系統的供電可靠性提高，從而為廣大用電客戶提供更好的服務。

參考文獻：

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