胡璟
中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西 西安710043
摘要：配电室作为住宅小区或商业楼房的重要组成部分，是电力系统的中心环节之一,对整个电力系统的经济和安全运行有着直接的影响作用，是联系用户负荷和市区电网最为关键的中间环节，起着分配和变换电能的作用。在10kV配电系统中,配电室起着不容忽视的重要作用,其中，高低压开关的控制和相互的保护配合方面不尽合理，给电网运行带来了很大困扰。使配电室设备的选型走向规范化有着十分重要的意义，极大地方便了电力系统的管理。
关键词：断路器；主要参数：短路分断能力
一、高压开关
1.1负荷开关
我国使用的负荷开关最初分为压气式和产气式，对工作电流起开断关合的作用，目前国内使用的负荷开关以真空负荷开关和SF6三工负荷开关为主，它们的成本低廉、具有较高的可靠性且不用维护，逐渐受到广大用户的青睐。
1.2组合电器
负荷开关和熔断设备共同构成了具有变压设备保护作用的组合电器，其中负荷开关的主要作用是承担开关的工作电流，负责电路系统正常的开断和关合，而熔断设备则主要是为了保护短路，开断短路电流和较大的过载电流。需要注意的是，在负荷设备与熔断设备之间的中间区域也会产生--定的过电流，所以要协调负荷开关和熔断设备的工作，从而使10kV配电系统得到更好的保护。
1.3断路器
断路器是能够开断短路电流的开关，根据绝缘介质和灭弧介质的类型可以将断路器分为真空断路器和SF6断路器，这两种断路器都采用了弹簧操作方式。目前，随着配电保护智能化的发展，断路器保护类型也越来越齐全，一般使用的是二段式、三段式或反时限功能保护。主要作用是在能够在配电室正常运行时进行负荷电流的接通与切断,也可以在出现短路故障或者严重过负荷的情况，通过保护装置用断路器进行迅速、自动地切断故障电流，从而避免扩大事故范围。
1.4参数选擇
1.4.1额定电流
额定电流应具有开断短路电流、空载变压器、动热稳定承受的能力。通过理论得出，在正常运行的前提下，开关的关断电缆不能少于16A的充电电流，而热稳定电流一般情况下为20kA、3s选择就能够满足要求，特殊情况下也可通过相等原则进行电流的校验，动稳定电流按照规定应是相应的热稳定电流的2.5倍。配电系统的断路设备,应该按照配电网的实际所需以及结合电网的发展前景来进行综合的选择，而负荷开关设备的选择则无需参照该参数。
1.4.2额定电压
在国际定义中，额定电压是指能承受的最高电压。我国最开始的额定电压与国际上使用的准则稍有出入，然而目前我国使用的额定电压的定义逐渐向国际电委会靠齐，即指供电设备所能承载的最高电压。最高的运行电压是额定电压的115%。
1.4.3转移电流
在熔断设备与负荷开关设备转换开断时,存在一个相对的电流值,称为三相对称电流值，如果电流值比三相对称电流值要低，则应先开断熔断设备打开极电流,再开断负荷开关使用两相电流，如果电流值比三相对称电流要高，则开断熔断设备使用三相电流。熔断器如果开断大于转移电流的过负荷电流时，负荷开关就没有了电流分断，变成空载的机械动作。
1.5配电宣高压开关和变电站出线开关柜的保护配合
因为配单单元较多、配电网的线路较短，使得地区变电站的出线开关保护装置不能通过电流的整定达到继电保护的配合，而电力系统也不允许通过延长时间来实现继电保护的配合。针对出线线路是架空线、或者架空线和电缆的混合，应在站内开关设置重合闸。如果是瞬时性故障较少的全电缆线路，则重合闸可退出不再运行。配电室的各个进线柜和变电站的出线柜之间在速断保护上还没有实现短延时的保护配合。假设变电站的一条出线上连接有数个断路器柜形式的配电室,如果主干线使用的是架空线或者架空线和电缆混合的线路，那么，一旦其中某个配电室变压器的内部发生短路，配电室变压器的保护开关柜进线、变电站出线的开关柜都会速断跳闸，然后变电站的出线开关会重合，使得没有出现故障的线路段供电恢复，如果主线干使用的是全电缆线路，那么一旦发生类似故障就会因为没有重合闸的配合导致全线停电。
当变压器保护柜使用的是负荷开关一熔断器组合柜，配电室开关柜使用负荷开关柜时，变压器内部一旦发生短路故障,熔断器便会快速地对短路故障进行切断，并与变电站的出线开关进行良好配合。
二、高低压开关保护配合
2.1配电室高压开关与变电站出现开关柜保护配合
地区变电站的配电单元往往比较多，配电网的线路大多比较短，出线开关保护装置难以通过整定电流实现继电保护配合，电力系统中又严禁延长时间完成继电保护配合。此时，针对架空的出线线路或者电缆与架空线路混合的情况，需要在站内开关处设置重合闸。全电缆线路瞬时性故障比较少，重合闸不运行。目前速断保护上并没有实现变电站出线柜与配电室进线柜之间的短延时保护配合。因此，当出现同一条变电站馈出线连接有多个断路器柜形式的配电室的情况下，主干线选用架空线及电缆线混合或者仅选用架空线时，一旦配电室变压器内部某部位出现短路故障，变电站出线开关柜、配电室进线开关柜及保护开关柜都会立即跳闸，然后出线开关重合，非故障段供电恢复。如果主干线选用的是全电缆故障，因为没有安装重合闸进行配合，一旦配电室变压器内部出现短路故障，就会导致全线停电。
2.2高低压开关保护配合
某配电室到变电站的主干线路电路为每1km0.14Ω，记为R，电抗记为X，数值为0.31Ω，变压器容量记为SN，大小为500kVA，阻抗电压记为Uk，大小为0.045p.u，变比为10/0.4。变压器低压出线柜下母排与低压出口之间的距离记为5m，每千米母线的电阻为0.04Ω，电抗为0.168Ω，低压出线一共有两条支线，他们与低压出线柜母排的距离分别是50m、100m，对应的每单位长度（1km）母线的电阻分别是0.143Ω、0.093Ω，电抗为0.32Ω、0.076Ω。
避开变压设备二次侧短路，可以计算出一次侧的三相短路电流，将其作为高压断路器柜断流速断保护整定。通过可靠性系数及变压器低压侧短路最大三相短路电流可以折算出该一次侧三相短路电流大小。理论计算后可以发现，低压侧总开关应选择智能式短路延时开关，从而确保高低压开关保护配合的实现。此外，如果高压断路器柜反时限保护，需要调整保护整定值。分支线配电开关选择A类断路器，变压器高压侧选用的是断路器柜时，低压总开关应选择B类断路器。
三、结束语
配电室高低压开关选择时需要考虑的问题比较多，电力工作人员在实际的操作之中需要综合分析各种电气设备的性能参数以及配电网当前的运行状态，根据不同区域的用电需求合理的选择，确保各级开关配合的规范化、标准化、合理化，尽可能减少配电网故障发生率，从而有效的保证配电系统的供电可靠性。
参考文献：
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