10KV变配电室高低压开关及电气设备选择

魏岩岩

摘要：10KV变配电室高低压开关和设备的选择是供配电体系中关键的构成内容，在电网中同时发挥着中转站的作用。可以说，整体电力系统同配电室的质量之间存在密切的关联。其中，高低压开关的选取工作及其配电室内电气设备又是十分重要的事情，应对相关工作人员进行深入研究。本文简要探讨了高低压开关的选取内容，目的在于进一步提高配电室的工作质量及效率，为民众提供稳定、安全的电能。

关键词：配电室；高低压开关；电器设备；选择

中图分类号：F407文献标识码： A

作为10kV配电系统配电房中最为主要的设备之一，高低压开关的选用具有重要意义，但是，对于高低压开关不仅仅在选择上存在很多问题，同时在对其保护方面也存在很多有待改进的方面，已经为现实的管理工作带来很大困难，随着中国经济的持续增长，国家城乡电网建设工作的继续深入以及人们生活、工商业用电的要求增高，对配电系统的技术设计以及相关设备的选择更为苛刻，本文将就配电房中高低压开关的选择与保护方面存在的问题以及解决措施做深入剖析。

一、电气设备选择的原则

工业企业内部供配电系统中很重要的一个组成部分就是10kV变配电所，它是指将两路或一路10kV电源进行分配，使其成为多路高压线路然后再配送至各建筑物变电所，从而供给用电设备。电气设备的正确选择对于变配电所来说是变配电所电气设备可靠、正常运行基础的保障，同时也是保障变配电所工作开展顺利的重要前提，电气设备选择是变配电所设计工作中的一项重要内容，同时也是变配电所设计中的一个重要环节。在对电气设备进行选择时应该重点考虑其是否便于安装维修；是否适应设备所处环境并能在其所处环境下正常、稳定运行。是否能够满足短路、过电压状态，10kV变配电所电气设备的选择应该严格遵循以下几项原则：按照变配电所正常工作和运行的条件以及要求来选择额定电压、额定电流按照电路短路要求，并根据短路情况来对电气设备的进行严格的校验，按照电气设备实际装置地点来进行高压断路器分断容量的校验。

二、高压开关

（一）负荷开关

负荷开关只能开断及额定工作电流，国内早已开始使用，起初多为压气式和产气式两种，进入20世纪90年代后，开始使用真空负荷开关及SF6，目前主要以真空负荷开关和SF6负荷开关为主，因其成本低、可靠性高、免维护，越来越受到广大用户的欢迎。

（二）负荷开关-熔断器组合电器

顾名思义其主要作用是保护变压器开关设备。因为负荷开关在其中的工作职能是接通和关闭工作电流。相比较而言开断能力非常有限。熔断器的作用极其重要，可以用来短路保护。在具体的设备设计中，负荷开关和熔断器之间存在着1个间隔区域，这个间隔区域就是电流区域段。只有负荷开关和熔断器相互配合、相互协调，才能在工作中真正意义上实现对配电系统的保护作用，使整个配电系统正常运转。

（三）高压开关柜

高压开关柜也是10kV变配电室的关键设备，高压开关柜主要分为移开式和固定式两类。移开式又叫手车式，主要特点是手车可抽出，互换性较好，从而使得供电的可靠性很好。其中具有积木式结构柜型的铠装型除了具备移开式高压开关柜可靠性的优点外，检修起来也比较安全、便捷。所谓固定式开关柜，就是所有电器元件的安装都是柜内固定的位置，相对于铠装型来说，它隔室数目要少，结构简单。但不足是防护等级不够。综上分析，在10kV变配电所选择高压开关柜时应该选择移开式铠装型柜。

（四）断路器

中压断路器能够开断短路电流，其主要分为两种结构形式:一种是有SF6作为绝缘介质，另外一种是采用真空灭弧方式。这两种类型都采用弹簧操动机构。断路器保护随着继电保护智能化也越来越完善。

（五）参数的选取

1.额定电压：对于低压开关的额定电压来讲，指的是相间电压，也就是线电压。

2.额定电流：低压开关的额定电流指的是在一定情况下，符合断路器顺利运行的电流，也可以被称为脱扣器的额定电流。其中，壳架等级电流，同断路器的大小、形状有关。

3.低压开关种类选取的标准：一般来讲，在选取低压开关时，需要遵照以下内容选择:其一，在配电开关的分支位置都应用A类的断路器；其二，如果变压设备的高压处开关为断路器柜，则低压处的开关需要选取具备短延时性的断路器，也就是B类断路器，从而保证高低压开关互相配合；其三，如果变压设备的高压侧使用负荷开关--熔断器组合电器，则相关工作人员需要对高低压侧进行计算，保护范围进行相互配合。

三、电气设备的选择

（一）电力变压器选择

电力变压器的选择应根据用电负荷特点、经济运行条件、节能和降低工程造价等因素综合而定。一般来说在进行电力变压器选择时首先考虑的应该是变压器的使用年限，而变压器的使用年限主要取决于变压器的绝缘老化速度。绝缘老化速度又取决于绕组最热点的温度变压器的绕组导体和铁心，一般可以长期经受较高的温升而不致损坏，但绕组长期受热时其绝缘的弹性和机械强度要逐渐减弱，这就是绝缘的老化现象。绝缘老化严重时就会变脆，容易裂纹和剥落；其次，再考虑电力变压器的选择台数，一般而言，变配电所主变压器的选择应满足用电负荷，对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，以便一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所也可以只采用一台变压器但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源。还应适当考虑今后5到10年电力负荷的增长，留有一定的余地，最后变电所主变压器台数和容量应结合变电所主接线方案的选择，对几个较合理的方案比较择优而定。

（二）转移电流

熔断器的作用是当负荷电流超过给定值一定时间后或出现短路故障时，自动开断电路。负荷开关作用是正常电路条件下，关合或开断额定电流和过载条件下，开断不大于额定值的过载电流。当相间短路后，熔断器直接触发负荷开关脱扣器的分闸，负荷开关承担了熔断器的开断任务，并要求它可以开断大于额定电流，这就是转移电流。

（三）电力电缆

电力电缆主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输。电力电缆种类较多，按电压等级可分为：中压、低压、高压、超高压、特高压。按绝缘材料可分为油浸纸绝缘、塑料绝缘、塑胶绝缘、交联聚乙烯绝缘。因交联聚乙烯绝缘电力电缆具有良好的电气性能等一系列优点，被广泛得到使用。

（四）lOKV配电站电气主接线

作为lOKV配电站的重要设备设施，输电线路和变压器在完成功率转换和电压电流的过程中，要连接电力系统与主接线。因此整个电力系统中，配电站电气主接线是非常重要的一环，其电力系统的安全稳定直接受到设计管理质量的直接影响，并且对于lOKV配电站电气工程中的设备维护与选择、施工进度、整体管理方案、设备布置有着相当大的影响。

配电站主接线首先是对安全性要求的满足，在高压侧和低压侧都应该有隔离措施，并且在高压母线上安装避雷器；其次，要满足可靠性的需求，由于lOKV配电站主要用于满足小区居民的用电需求，因此供电的可靠性保障是相当重要的，既要在事故发生时能够做到持续供电，并且维护快速方便，对断路器进行检修或者发生母线故障时，应该确保停电时间的减少；再次，应该满足其灵活性的要求，尽量对倒闸的操作要求做到便捷，及时排查发生事故；最后，应该符合经济性的原则，优先选择成本节约、技术性强的产品，对于一次设备应该尽量减少采用。应该尽可能选择成套配电装置的主接线方案。

主接线有两种方案，单母线分段接线和单母线两种方案各有所长，单母线连接的设备少并且接线很便捷，有利于方便的操作，并且直接促进lOKV配电站的扩建作用。但是其灵活性较差，并且对整个系统进行停电才能检修故障，排除故障后才能继续供电，这种方案一般适用于由一台主变压器或一台发电机的少数情况；而重要用户的供电需求在单母线分段接线的保护，提供两个回路进行供电。并且当其中某一段母线损坏时，分段断路器将自动对故障段进行切断。但是这种方案的缺点在于必须在母线或母线隔离开关发生故障时保持回路停电。

结束语

在配电系统中，配电室的高低压开关的选择以及电气的选择涉及面很广，既要对开关本身的特性、功能，对电气参数有了全面的了解，又要充分考虑配电网的现状以及发展情况，而且应该跟据实际运行情况对其进行综合的选择，在规范化的前提下，尽可能最大限度的配合各级开关，使得配电系统的供电可靠性提高，从而为广大用电客户提供更好的服务。

参考文献：

[1]邹桂平.10KV变配电室高低压开关及电气设备选择[J].电源技术应用，2014,02.

[2]沈忠霞.10kV配电房高低压开关的选择与保护配合[J].电工电气,2013,12.

[3]黄明洪.浅析10kV配电房高低压开关选择与保护[J].能源与节能,2014,01.

[4]郭小奇.10kV配电室高低压开关选择及保护的合理建议[J].通讯世界,2013,11.