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探究10kV变配电室高低压开关及电气设备选择尹永光

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：尹永光

[导读] 摘要：变配电室是电力系统建设中的重要组成，对整个电力系统产生着极大的影响，能有效地提高了电力系统的经济性与安全性。

        （东莞市开关厂有限公司广东东莞 523000）
        摘要：变配电室是电力系统建设中的重要组成，对整个电力系统产生着极大的影响，能有效地提高了电力系统的经济性与安全性。在我国电网的发展历程中，变配电室充当着重要的角色，无论在配电环节，还是在变换电能方面都起到了重要的作用。因此，加强变配电室高低压开关及电气设备选择的分析与研究工作，成为了重要课题。笔者以10kV变配电室为例，对高低压开关与电气设备选择进行分析，希望对同行工作者能有所助益。
        关键词：10kV变配电室；高低压开关；电气设备
        10kV变电室的主要工作任务是向管辖区域精准输送电网电能，在输送的整个过程中，可能会出现诸多的问题，而问题主要集中在变配电室高低压开关以及电气设备的选择上。因此，对高低压开关自身功能与运行参数进行深度了解，再根据电力系统具体的运行情况，进行设计方案的选择，进而全面提高变配电系统实际的供电效率与供电质量[1]。
        1、高低压开关
        在变配电系统中，10kV变配电室是较为重要的配电单位，在供配电中起到了重要的作用。变配电室高低压开关的选择影响到了电气设备的选择，接下来，笔者对高低压开关展开详尽的分析。
        1.1高压开关
        1.1.1 负荷开关
        现阶段，开断关合工作电流的开关是我国所选择的负荷开关，负荷开关主要分为两种，分别是压气式与产气式。上世纪末，真空与SF6两种形式成为人们主要使用的负荷开关。目前，在我国高压开关配置上，所采取的形式主要以真空负荷开关与SF6三工位为主，上述两种形式的开关不仅性价比较高，且安全性较为可靠，使用过程更加的简便，而且不需要维护，极大程度的降低了相关工作者的工作负荷。
        1.1.2 负荷开关—熔断器组合电器
        保护变压器是负荷开关—熔断器组合电器的主要作用。通常情况下，在负荷开关的关合与开断过程中，需要一定的开合能力，而熔断器能有效地保护短路情况的发生。在变压器高压开关的应用过程中，熔断器与负荷开关间存在特定的电流区间，在特殊的区域内，一定要保证熔断器与负荷开关之间的相互配合与相互协调，在相互作用下完成对配电系统的保护作用。
        1.2低压开关
        1.2.1 参数选择
        在选择低压开关的过程中，要加强对各项参数的审核工作，选择符合自身要求的低压开关。在低压开关参数的选择过程中，加强对综合情况进行充分地考虑。其一，在低压开关的参数选择过程中，一般情况下的额定电压是一个重要的衡量参数。其二，在低压开关的参数选择过程中，壳架等级额定电流的参数也是一个重要的选择参数。通常情况下，它主要以断路器的外形，充分表达出断路器中的最大额定电流。所谓额定电流指的是，在特定的条件下，能真正实现断路器正常的工作的电流，在实际的工作活动中，也称额定电流为脱扣器额定电流[2]。
        其三，在选择低压开关的过程中，参数的选择一定要重视短路、过载的保护特性方面，一旦出现瞬间短路，以及当过载长时间延时，能将短路瞬时的分闸时间控制在20ms至30ms内；其次，在选择低压开关的过程中，要加强对断路器能够承受的短时耐受电流参数的考虑。在特定的条件范围内，B类的短路器可以选择短时耐受电流ICB。
        其五，在选择低压开关的过程中，还要充分考虑短路数的选择。在短路分断能力中，额定运行短路分断能力（ICS）与额定极限短路分断能力（ICU）是主要形式。在低压开关中，线路的预期短路电流要大于断路器的额定短路分断能力，而问题主要出现在额定运行短路分断能力与额定极限短路分断能力之间。通过对多方面进行考虑后，现阶段，在我国电气工程的设计时，尽量选择额定运行短路分断能力，进而保证电力系统运行的安全。

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        1.2.2 选择类别
        A类的断路器要应用在低压开关中的分支线配电开关上，而B类的断路器应用在低压开关中的变压器的高压侧开关是断路器柜时，进而实现对高低压断路器的保护工作。如果将“负荷开关-熔断器组合”应用到变压器的高压侧开关时，一旦低压柜的母排发生短路现象，高压侧会“吸收”短路的电流，与熔丝反时限特性曲线进行对照，一旦熔丝熔断时间大于200ms时，那么，具有短路短延时的B类断路器成为了最好的选择方式，进而实现了变电室各种电器设备的配合与保护。
        如果低压总开关以及分支开关与高压熔丝之间，无法达到全额保护时，可以采取科学的方式进行整合。首先，如果出现大截面电缆出线现象时，此时电抗值相对较小，一旦三相短路电流值的低压侧额定电流超过10倍时，在低压开关的选择方面，选取B类短路器能充分满足低压出线开关与低压总开关在时间方面的有效配合。然而，这样做并不是没有缺点，主要缺点在于如果出线口出现三相或低压开关的母排发生短路故障时，就会造成高压侧熔丝风声熔断现象的发生，进而对变电器设备造成一定程度的危害。
        其次，如果架空出现为低压出线的主要设置时，此时的电抗值相对较大，短路事故极大可能发生，相比上种情况而言，情况恰好相反，而且电流值与侧压额定电流的10倍相比较小。当这种情况发生的时候，A类的短路器是最佳的选择，能有效地防止第一种情况中所发生的高压侧熔丝熔断现象。尽管A类的短路器是最佳选择，且依然存在缺点，当故障出现后，很容易发生低压总开关跳闸，增加了工作人员的工作强度[3]。
        2、电力变压器
        电力变压器的工作原理是，通过调节电压的方式，实现电压的降低与升高，进而实现对电能的有效输送、使用，以及分配。常用的电力变压器有干式变压器与油浸式变压器，其中，油浸变压器的型号有多种，分别是S7、S9，以及S11等，S9系列变压器相比S7系列变压器，降低了25%的负载损耗，尤其是S11系列变压器，超薄型硅钢片的有效应用，进一步的降低了空载损耗，当然造价会明显偏高。
        其中，干式变压器产品的主要型号是SC系列，干式变压器具有抗震性能好，不易燃、耐潮湿，以及防尘等多种优点，缺点在于干式变压器的过载能力小于油浸式变压器。在电力变压器的选择上，根据要求进行选择，具体要求包括节能降耗和成本、经济运行条件，以及电力负荷的特点等。电力变压器数量要充分的满足整体的用电负荷，如果是多台电力变压器，要对其进行并联，一旦其中一台出现检修或者发生故障后，其他变压器可以继续工作。在电力供应系统中，在没有特殊条件的限定下，变电站通常会选择三相油浸变压器，干式变压器主要应用于地下建筑、化工，以及高层建筑等地方。
        3、电力电缆
        电能分配与传输的主要载体是电缆，电力电缆的种类繁多，分类也较为广泛，按照电压进行分类，通常可分为中低压、高压、特高压等；如果按照绝缘材料进行分类的话，可以分为橡皮绝缘、塑料绝缘等。因较好的电气性能，交联聚乙烯绝缘电力电缆被广泛的应用到中低压的配电网络中。此外，在型号的选取过程中，一定要注意负载电流大小与电缆型号的匹配关系[4]。
        4、结束语
        综上所述，随着人们生活质量的不断提高，对电力也提出了越来越高的要求，在配电室电气设备的选择上，也要走向科学化与规范化，重点关注电网具体的运行状态、设备参数与型号、电缆性能与负载等因素。针对10kV的配电室而言，密闭的电气柜有着较为复杂的结构，只有选择适合的电器设备，才能降低故障发生率，才能保证快速、安全的供电秩序。
        参考文献：
        [1]杨立友.10kV配电室的电气安装施工及质量控制研究[J].工程技术研究,2019(9):247-248.
        [2]刘华平,李盛进.高低压配电柜母线温度及电流综合监控装置研究[J].科技创新导报,2019(22):7-8.
        [3]陈妃亮.基于高低压电配电设备运行与维护的若干思考浅析[J].机电工程技术,2018(6):143-145.
        [4]杜平, 李竺荫. 关于高低压电配电设备运行与维护检修的若干思考[J]. 科学技术创新, 2019(7):59-60.