10kV配电室高低压开关选择与保护分析

发表时间:2021/3/2   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:杨定康
[导读] 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。
        国网巢湖市供电公司  238005
        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
        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。
        1.高压开关
        (1)断路器。断路器主要的作用是故障时断开短路电流和正常运行时的接通和断开,根据绝缘介质的种类不同,主要分为真空断路器和SF6两种类型。在断路器的创新发展中,出现了永磁式操作机构,并且引入智能化理念,实现了自动化控制以及二段式和三段式保护。在电力系统的实际运行过程中,可以利用断路器隔断负荷电流,同时,断路器还可以在电力系统发生故障或者出现超负荷的运转时直接切断故障电流,有效降低风险,避免事故的发生和扩大。(2)负荷开关,负荷开关主要的作用是断开工作电流,如今,使用范围比较广泛的是SF6三工位负荷开关与真空负荷开关。无论哪种负荷开关,可靠性都比较高,能够起到良好的保护作用,而且不需要对其进行复杂维修,成本也比较低廉,也正是因为如此,受到了广大用户的欢迎。(3)熔断器组合电器-负荷开关,负荷开关主要的作用是断开电路负荷电流,而熔断器组合电器应用于电流较大的情况下,主要包括过载电流、短路电流等,如果这些电流的实时值超过熔断器的限定值,熔断器内的撞针就可以自动工作,阻断故障电流,从而实现隔离故障、保护设备的目的。在如今的配电系统中,熔断器组合电器是常用的一种高压开关,其能够确保配电系统的稳定运行,并隔离故障产生的危害。
        2.低压开关
        配电系统主要设备还包括低压开关,有两个常用的低压开关:(1)C断路器:主要用于居民小区和办公场所(2)D类断路器:主要用于保护电机和电路,适应较大的启动冲击电流。如果电动机或线路出现过载、欠电压和短路,则可以自动短延时切断回路。
        3.开关的选择
        3.1选择高压开关
        当配电室线路中设备具有的变压器容量≤800kV•A,且干式变压器的容量≤1250kV•A时,可以将负荷开关柜作为配电室进出线高压开关的首要选择。而对于配电室内的变压器,一般选择负荷开关-熔断器组合器作为高压开关。当配电方线路中设备具有的变压器重量>800kV•A,且干式变压器的容量>1250kV•A时,应首选断路器开关柜,同时对出线柜的保护进行合理配置,通常情况下采用短路短延时保护功能,具体的延时时间为0.2~0.3s。
        3.2低压开关类别选择
        根据负荷性质和启动冲击电流的大小采用C型或D型低压断路器,在施工、临时用电等场所使用带漏电保护的断路器。


        4.10kV配电室中高低压开关的维护
        4.1隔离开关过热故障处理
        隔离开关发热主要是由设备材料引起的,应选用强度较高且导电性能良好的材质,以及不锈钢材质的固定螺栓,避免因设备锈蚀或导电性能下降而引发隔离开关过热。当隔离开关过热故障时,检修人员应主要检查分析隔离开关出现接触不良情况:当由设备出现锈蚀老化引起的,应及时清理已经锈蚀部件,严重情况下应进行更换,对于老化设备应及时进行更换;当动、静触头接触不良引起发热状况,检修人员在检修过程中应压紧螺栓,并在接触部分涂上导电膏,以提高其导电性能,防止接触部分腐蚀或氧化。
        4.2经常监测、检查配电室电气开关设备
        检查电气开关设备时,检查断路器是最为关键的工作内容,在电气开关设备中,最为常见的断路器设备有真空断路器及气体断路器。油断路器由于允许断路器电流开断的次数少,检修复杂,已经退出历史舞台。目前广泛应用的真空和气体断路器中,对电流通断次数并未提出严格的要求,气体断路器的使用时间有限,达到最长使用期限后,应仔细检查气体断路器的密封性和触头材料,若在检查中发现破损,则要及时更换或维修设备,运行维护中需要观察气体压力,泄露时及时规范补充。
        4.3配电室高压开关柜防凝露
        配电室开关柜故障的一个重要原因是凝露造成的,特别是江河湖海边的配电室,长期的凝露造成绝缘在薄弱的地方击穿,或闪络造成短路故障,轻则造成故障跳闸,重则造成开关室起火甚至爆炸。造成这种情况的主要原因是是凝露装置不正常工作造成,大多数是凝露控制器不能按照预定的情况启动加热器,导致长时间的凝露达不到化解,日积月累,造成绝缘下降,致使设备损坏。
        4.4高压负荷开关-熔断器组合电器与低压总开关的配合保护
        在高压负荷开关-熔断器组合电器内,通常将熔丝作为与变压器一起进行配套使用,由于安装环境与安装地点之间存在较大的差异,从而导致反时限熔断也有所差异。低压总开关通常不会设置短路短延时,而且当短延时的时间>0.1s时,如果出现三相短路故障时,则会导致高压侧的熔丝被直接熔断,但是低压总开关却不会做出相关的动作行为。
        结束语
        高压低压开关结构较为简单,操作起来比较方便,在电力系统中使用频率非常高,对配电系统的安全可靠运行有着重大影响,因此对高压低压开关工作的可靠性有了更高的要求。但是在检修工作中常常并未对闸刀、低压开关进行大修,容易出现低压隔离开关、低压开关运行异常,在长期运行过程中,容易发生分合闸不到位、瓷瓶断裂、隔离开关过热、操作中途停止等故障,不利于电力系统运行的稳定性。总之,配电系统中不仅要重视高低压开关的选择和性能配合使用,还要重视日常维护,才能整体最大限度发挥作用,提高配电系统的安全性和可靠性。配合选用质量过硬、性能优良的微机保护装置,最快速度切除故障,及时报警过负荷等异常状态,和开关性能良好配合,保障配电系统的安全运行。
        参考文献:
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