10kV变配电室高低压开关与电气设备选择分析

10kV变配电室高低压开关与电气设备选择分析

发表时间：2018-11-13T20:03:01.680Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：吴春林

[导读] 摘要：电网中重要的电力单元之一就有10kV变配电室，所以变配电室十分重要，那么就更要重点研究变配电室。

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摘要：电网中重要的电力单元之一就有10kV变配电室，所以变配电室十分重要，那么就更要重点研究变配电室。基于此，本文首先阐述了电气设备选择的标准，随后从四个方面介绍高低压开关及电气设备的选择。

关键词：10kV变配电室；高低压开关；电气设备选择

当前10kV变配电室的首要任务就是将电网自身电能快速高效的输送至管理区域之中。变配电室高低压开关以及在电气设备选择上的问题，就是一项相对复杂的情况。对此要使变配电系统实际供电质量与效率得到均衡提升，就需要清楚高低压开关的重要参数和功能。

一、电气设备的标准

10kV变配电站系统是由一个或者多个变压器、高低压开关、以及高低压连接线组成，各个地区的用电就是这样被运送或配送到。配电室中电气设备正常运行的基础是电气设备的正确选择。应遵守这些要求：满足短路或特殊情况下的处理要求，以及符合正常操作和运行条件下电压、电流、热稳定和动稳定的要求。

二、电气设备的有效选择

首先，需要合理且正确的选择一个或多个电力变压器。电力变压器选择前就需要思考的第一个问题就是使用年限，当然还有很多需要斟酌的问题，如电负荷运作的特征、如何减少工程造价以及经济运行条件等等，这些都是需要考虑的地方。变压器的实际寿命是主要因素，其限制因素是其自身的绝缘老化。不仅如此，因为变压器长期在高负荷情况下运行，所以导致其自身绝缘性能受损，机械强度减弱。这才出现了常说的绝缘老化的情况。如果其中一台变压器出现了无法避免的情况或是需要进行检修，要使剩下的一台依然可以不间断对负荷变电所的一级和二级负荷实施供电，这就需要有两台变压器。

三、高压开关

（一）断路器

其中一个可以断开短路电流的开关是中压断路器。弹簧操作机构常用于这种类型的中压断路器。近年来，智能化发展迅速，断路器受到越来越多的保护。还有一种较少的则是带有反时限功能的保护。使用断路器的变压器通常为1250kVA及以上或具有较大的馈线负载。

（二）负荷开关

产气式和压气式两种类型是中国负荷开关早期应用的转换。到目前为止，SF6三工位负荷开关和真空开关是我国高压开关的主要应用形式。可靠性高、成本低、免维护则是这两种开关具有的特点，因此受到广泛应用。负载开关选择应满足以下要求。①开断电流符合设计的要求标准。②体积应符合现场的实际条件。③额定电流需要预留约30％的余量。

（三）组合电器

保护变压器的主要设备是负载开关-熔断器组合。接通和断开工作电流的大小是负载开关的特征。为了满足额定电压，额定电流，开断电流和热稳定性的条件，这是高压负荷开关和断路器之间的共同选择。

（四）高压开关选择分析

转移电流的影响是负载开关-熔断器组合装置需要考虑的重要问题，但在单相熔断器熔断的情况下，当两相运行且电流不稳定时，负载开关应及时断开，但不会造成设备损坏。在这种情况下，为了保护熔断器，必须通过分励脱扣器的作用断开负载开关。而在另外一方面，开关保护装置整定时间在国内大部分变配电室普遍较短，接近于零秒，因为线路较短，所以在配电网中多级整定保护就很难被实现，在变配电室想要延长跳闸时限这是不允许的，所以还是需要从断路器和熔断器上面做出更好的选择。开关设备断开时间约为100毫秒，负载开关-熔断器组合装置大大缩短了这个时间。熔断器被熔断时间大约为毫秒，可以看出这与变压器更容易配合，特别是在保护较小负荷的时候。

四、低压开关

（一）参数的选择

大部分情况指通过断路器的电流大小以及在设备正常运行时的最大电流不会超过回路的负荷计算电流，这就是额定电流数据的选择。

两级保护是当短路故障和过载长时间延迟时，开启时间在二十到三十毫秒之间。对于低压断路器，在短路条件下对动态稳定性和热稳定性的要求应该是必要的。它主要用于断开短路电流，并具有在短路条件下打开和关闭的能力。

（二）类别选择

A类断路器不需要具有短时耐受电流，而断路器在短路情况下没有短延时的选择性保护。例如，通用断路器使用电磁和普通塑壳断路器或热继电器进行过载保护。B类断路器在短路情况下具有短延时，HA和CW等产品用于智能控制器和电子跳闸装置。

通常在支线上的低压开关选择A类断路器。

当负载开关-熔断器组合装置位于变压器的高压侧时，B类断路器适合大多数时间。但是由于在电抗较大的三相短路，且分支线是架空线路，短路电流就有可能不会大于额定电流十倍，它可能导致高压侧保险丝熔断。

五、电力变压器

干式变压器和油浸式变压器的特征在于变压器通过升高或降低电压来输送、使用和分配电能。S7和S9是油浸变压器的主要型号，而S9系列的变压器相比于S7负载功耗要减少百分之二十五，再如S11系列则空载功耗更要少于前两者，是因为采用了超薄型硅钢片，缺点也较为明显，就是造价相对较高。SC系类则是干式变压器的主要产品型号，这种类型的变压器的优缺点同样明显，优点为不容易燃烧、防潮、防止灰尘进入、抗震能力优越。油浸式变压器的过载能力大于干式变压器，这是不利因素。

应该由经济运行的条件、电力负荷的特点、节能降耗及成本所需这几个条件来选择电力变压器。电力变压器的数量应满足用户负荷，在有多台变压器存在的时候，可以在低压侧并联运行，如果出现突发情况，比如一台变压器故障或是需要检修的时候，就需要另外一台变压器能够继续向负荷供电。民用建筑的独立变电站一般采用的是三相油浸变压器，在没有特殊要求的情况下供电系统一般如此。但是相对

于消防要求较高的场所，如地下车库、高层建筑、化工军工等等，一般采用干式变压器最佳。

六、电力电缆

电能传输和分配的载体主要之一就是电力电缆。同样，电力电缆也有很多类型，按照不同的标准可以分为很多种。按绝缘材料可以分为橡皮绝缘、塑料绝缘、油浸纸绝缘；如果按照电压等级可以分为特高压、超高压、高压、中压和低压。之所以在中低压配电网络中广泛应用于交联聚乙烯绝缘电力电缆，是因为其具有相对较多的优点，特别是它电气性能良好，故大量被使用。在选用电缆型号时要特别注意负载电流大小与线芯大小的匹配。

七、结束语

总而言之，随着对电力需求的不断增加，在电气设备的选择上也是越来越多元化和规范化。用电负荷与电网运行情况、设备类型、电力电缆的特殊特性以及运行成本等等都紧密关联，故需要综合考虑。

参考文献

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[3]李玉良.浅谈10kV配电室高低压开关选择与保护措施[J].工程技术:引文版,2016(11):00183-00183.

[4]麦俊锋.浅谈10kV配电室高低压开关选择及保护措施[J].工业设计,2016(4):156-157. 作者简介

吴春林(1975—)男，汉族，本科，高级工程师，主要从事电力营销业扩报装等工作。