10kv配电房高低压开关选择及保护配合的合理建议

郭臻东

摘要：设置十千伏配电设备的配电房在供配电单元起着重要的主力作用。配电房的设备都是极具复杂以及多样的，尤其是对高低压开关的控制，如果不能协调好，就会造成管理上的不便。随着城乡电网的不断改革，用户需电要求也在提高，所以配电房的建设必须要按照规则规范进行选择。

关键词：10kv；配电房；高低压开关

1 高压开关

1.1 负荷开关

国内早已使用作为仅开断关合工作电流的负荷开关，起初分为产气式及压气式。20世纪90年代到现在以使用SF6三工负荷开关和真空负荷开关为主。因为它们具有非常高的可靠性而且成本低廉、不用维护，符合广大用户需求。

1.2 负荷开关-熔断器组合电器

保护变压设备的主要组合电器是负荷开关和熔断设备，其中熔断设备的主要功能是保护短路，负荷开关主要承担开关工作电流。这里，在负荷设备和熔断设备中间区域也有一定的过电流，必须要协调负荷设备以及熔断设备的工作，才能更好的保护配电体系。

1.3 主要参数选择

1.3.1 额定电压

国际上对额定电压的定义是最高所能承载的电压，在之前，我国的设备标称才是指额定电压和国际上使用的准则不一样。现在我国的标准准则向国际电委会靠拢，现在国内的额定电压的定义也是指供电设备最高所能承载的电压。

1.3.2 额定电流

（1）具有开断空载变压器的能力

假设开关柜的进出电线截面面积是240mm2，那么充电电流每千米大概是1.8A，假设电线的截面积是300mm2，充电电流每千米大概是2A。因此在正常运行的条件下，开关关断电缆不得少于16A的充电电流。

（2）具有开断短路电流的能力

按照配电网实际所需来选择断路设备，结合将来电网的发展前景进行综合选择，但是选择符合开关设备的时候是不用参考这个参数的。

1.3.3 转移电流

当电流值低于熔断设备和负荷开关设备转换开断作业的时候，首先打开熔断设备控制的极电流，在打开负荷开关设备两股电流交汇；当电流值高于该值时，由熔断设备开关三相电流。当三相熔断设备之间的时间差和负荷开关设备分闸的时间相同时，由另两个熔断设备一起开断剩下的两相电流，这个时候的三相电流就转变成了转移电流。当转移电流小于故障电流的时候，熔断设备开关时，负荷开关设备将进行穿戴的行为，没有电流分开。

1.4 配电房高压开关柜与变电站出线开关柜的保护配合

大多变电站的保护设备电网出线都比较短，配电设备较多，不能单独依靠电流的安稳来完成对继电设备的保护，电力体系也不许可利用加长变电站的时间来完成保护的协助。现在地方上设置的变电站出线开关系统的跳闸时间是零秒，以设置空电流电线或者混合着空电流的电线为出线，在站内开关设备布置重合闸。整个电线电缆的瞬间事故很少，重合闸就完成其作用。配电站每个进线设备和变电站出线设备在保护速度断电上没有执行短时间延迟的保护协助。

2 低压开关

2.1 A类断路器

按照《低压开关设备和控制设备》的断路器部分规定在发生短路的时候，选择性保护无人为的短延时，不对额定短时耐受电流进行要求。A类断路器过载长延时、瞬动短路，无短路短延时保护特性。A类断路器如HM3、CM1、TIM1绝大部分是塑壳断路器，也包括一部分万能式断路器。

2.2 B类断路器

在发生短路时，可以采取人为的选择性的对其进行短时间延迟保护，B类对短时承载电流有额定的要求。B类短路设备具有断路设备、电子脱口设备以及智能控制设备的短路设备，它具备延长过载、短路短时间内延迟和短路瞬间保护这三项保护系统。

没有选择性的保护：当低级的电线线路因为承载过量时出现短路现象，断路设备瞬间移动，短路的电流会向上级流入，假如上一级的断路设备没有发生短路短流的情况，则在低级电路出现短路事故的同时，和低级线路的短路设备一起跳闸，造成大范围的停电。

具有选择性保护的设备：假如上级断路设备发生短路短时间内延迟时，低级电线断路设备跳闸，上级的断路设备具有0.1秒的短路延时，低级线路断路设备分离的时候，保证上级断路设备不发生变化。

2.3 主要参数选择

2.3.1 额定电压。相间电压即线电压就是所说的额定电压。

2.3.2 额定电流。确保短路设备在正常运行时所需要的电流。

2.3.3 过载、短路保护特性。当二段式的过载长延时、瞬间短路的情况对短路瞬间保护分闸的时间大概在二十到三十微秒以内，对三段式的保护时间大概都是在0.1称的倍数。

2.3.4 短时耐受电流Icw。在规定条件下，短时耐受电流Icw是指断路器承载的短时耐受电流值。其一般适用于B类断路器。

2.3.5 短路分断能力。短路分断本领包括极限分断本领和工作中短路分断本领。当前电气建筑策划中因为断路设备的规定的短路分断才能不能高于预计的短路电流的规则，具有断路设备的既定短路分断才能和工作中短路分断才能这两种想法。

2.4 高压开关与低压开关的保护配合

2.4.1 短路电流的计算。本文以某配电房对相关点的三相短路电流进行计算，如图1。

变电站至配电房的主干线路为LGJ-240/3km，线路电阻R为0.14Ω每千米，电抗X为0.31Ω；变压器容量SN为500KVA，阻抗电压UK为0.045p.u.，变比为10：0.4。

变压器低压出口d2距离低压出线柜下母排d3为5米，母线电阻为0.04Ω每千米，电抗为0.168Ω。

低压出线d4距离低压出线柜下母排d3为50米，低压出线d5距离低压出线柜下母排d3为100米，BVV架空线路横截面积为120平方毫米，线路电阻为0.143Ω每千米，电抗为0.32Ω。

低压出线d6距离低压出线柜下母排d3为50米，低压出线d7距离低压出线柜下母排d3为100米，线路电阻为0.093每千米，电抗为0.076mΩ。

2.4.2 低压总开关与高压断路器柜的保护配合。根据避开变压设备二次侧短路的时候得到的一次侧时三相短路最大的电流数据对保护高压短路设备速断的整定。在算计一次侧发生时三相短路最大的电流是依据可依赖相信的数据和变压设备在发生侧短路时短路最大的电流换算成高压侧的电流相乘得到的。解析整定定理时，选择可靠数据是1.3，当变压设备低压测发生短路，如果高压侧速断保护为定时的，推测的开关设备是不会变化的。所以低压侧总开关设备要使用智能的带短路延迟的设备，完成保护协助。假如高压断路设备保护是反时间限制的，可以调整保护整定数据，因此，低压侧总开关设备要选用带充足短路延时的智能式的开关设备，完成保护协助。

2.4.3 低压开关类别选择原则。支线配电设备选用A类断路设备的时候。当变压设备高压侧开关设备选择断路设备的时候低压总开关设备最好选用B类断路设备，完成全程的保护协助。当变压设备高压侧选用负荷开关设备以及熔断设备构成时，调整熔丝熔断的时间限制在200微秒以上，最好选用B类断路设备为低压总开关设备，完成全程的保护协助。

3 结束语

电力工作人员要对配电房内的高压低压开关设备的使用、个性和电气数据要全方位的了解，依据现实的使用情况和配电房未来的发展为方向，让各级别的开关设备在标准化的基础上互相配合协助，并且使配电体系供电更加可靠具备依赖性，推进国内电力行业的发展创新，与国际接轨。

参考文献

[1]连理枝.低压断路器及其应用[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]邓伟明.高低压开关在配电房中的应用[J].城市建设理论研究，2011（16）.