10kV配網(wǎng)開關設備配置探討
摘要：10kV配網(wǎng)開關設備分布廣、數(shù)量多，與配網(wǎng)的運行可靠性緊密相關，由于1OkV配網(wǎng)開關設備種類繁多，電氣性能各不相同，因此，只有從整體上合理布局，充分發(fā)揮各種開關設備的功能，才能使配電網(wǎng)絡的效益最大。本文就配電網(wǎng)中如何合理的優(yōu)化配置開關，提高配網(wǎng)的供電可靠性談了一些自己的觀點。
關鍵詞：10kV配電網(wǎng)；開關設備；配置方案
0. 引言
電力是實現(xiàn)國民經(jīng)濟現(xiàn)代化和提高人民生活水平的重要物質基礎，隨著城鄉(xiāng)建設的不斷深入，10kV配電網(wǎng)也迅速得到發(fā)展擴大。過去10KV配網(wǎng)主要采取樹狀結構形式，其特點是線路長，分支線多，連接的配電變壓器多，結構簡單，但可靠性差。隨著先進配電開關設備的發(fā)展，對配電網(wǎng)絡進行自動化改造，如合理地選用與配網(wǎng)柜、重合器、分段器、熔路器、隔離開關等開關設備以加快配電網(wǎng)自動化進程，提高供電可靠性與智能化。因此，如何因地制宜更加合理配置戶外開關設備對于10kV配網(wǎng)的建設、改造是相當重要的。銀南供電局配網(wǎng)以1．10KV配置開關設備
1.1配電網(wǎng)絡的開關設備類型
在我國10kV配電網(wǎng)絡的開關設備主要以少油開關、產氣式和壓氣式負荷開關、真空開
關為主。少油開關缺點比較明顯，不僅運行成本較高，而且故障率高、對環(huán)境的污染大現(xiàn)在已禁止使用；產氣式和壓氣式這兩種空氣負荷開關，由于體積較大及運行可靠性相對較低，沒能成為市場的主流，只能成為一種過渡產品。真空開關優(yōu)點是性能比較理想，全廣東省網(wǎng)改新增柱上開關均采用真空開關。
1.2開關設備配置的基本原則
首先，由于架空線路經(jīng)常產生瞬時性故障，因而所有故障都應獲得作為瞬時性故障處理的機會；分閘后閉鎖現(xiàn)象不能發(fā)生在瞬時性故障中，只能發(fā)生于永久性故障情況；由于分閘后閉鎖現(xiàn)象而必須切斷的線路區(qū)間應盡可能的小。
其次，在線路結構的簡明系統(tǒng)圖上，要標明重要的負荷（如政府機關、學校、工廠等），線路故障電流的極值，最大的負荷電流，線路的正序、零序阻抗等。
最后，結構類型，環(huán)境因素，允許停電的時間及頻數(shù)，經(jīng)濟能力，配網(wǎng)的遠期規(guī)劃都將影響開關設備的配置。因此，要選擇適當?shù)拈_關設備的特性參數(shù)，在保證供電可靠運行的基礎上，應使配置網(wǎng)絡的總費用最低，即：，（式中cost是配網(wǎng)總費用，I是配網(wǎng)固定基建投資，L是電網(wǎng)中各種損耗的總損失費，K是停電造成的損失費）
因此，在配網(wǎng)中可以適當增加開關控制設備的投資，能夠提高供電運行的可靠性，減少不必要的各種損耗，同時還能減少停電造成的損失，從而降低網(wǎng)絡的總費用，使整個配置網(wǎng)絡的效益大大提高。
2.10kV配網(wǎng)中開關設備的配置方案
10kV配網(wǎng)中開關設備的合理配置應多方面全面考慮，包括電氣性能、操作可靠性、安全性能、性價比等。斷路器的主要特點是可以對短路點及時處理，切斷故障短路電流，同時斷路器的電氣性能參數(shù)比負荷開關高。跌落式熔斷器可用于線路末端，廣泛應用于10kV配電線路和配電變壓器一次側作為保護和進行設備投、切操作之用。隔離開關建議不單獨安裝使用，要與斷路器配合使用，這樣能使停電及檢修時保證與帶電部分有明顯斷口，便于發(fā)現(xiàn)問題的本質，及時處理故障部分。
因為操作過程中的次數(shù)比較少，在一般線路中的分段、聯(lián)絡開關，只需要切合負荷電流，并不一定要開斷短路故障電流。當故障電流的切除需要由變電站內的出現(xiàn)開關來實現(xiàn)時，可以考慮選用負荷開關。在分支線開關設備的設置中，有以下原則：在分支線出現(xiàn)故障的情況下，如不影響主桿線的正常工作，最好使主桿線減少停電時間。直到目前為止，我國農村電網(wǎng)的配置和一些小容量的分支線路基本上都選用的跌落式熔斷器。一般情況下，分支線供電負荷超過560kVA的供電線路應采用斷路器保護，而不適合安裝跌落式熔斷器。在這種情況下，比較好的方式是選用一組單極操作的隔離閘刀和一臺具有過流保護功能的真空斷路器配合使用，當線路中的分支線有明顯的問題時，能夠及時將閘分開，并且有容易發(fā)現(xiàn)的斷開點，利于分支線平時的維護和修理。
3.開關設備配置的定點問題
過去的架空配電網(wǎng)絡常采用樹形結構，但這種結構具有線路供電距離長，供電負荷大，可靠性差的特點。對樹形網(wǎng)絡進行環(huán)網(wǎng)改造就成為配網(wǎng)改造的關鍵，其重點就在于合理的配置開關設備及增加聯(lián)絡線路。
在當前，我國配網(wǎng)負荷的特點是城鎮(zhèn)工商業(yè)相對集中，而農村負荷比較分散。在線路負荷較集中的地方，可以根據(jù)負荷類別及地理區(qū)域劃分多個孤立負荷島，每個負荷島進線段設置分段開關，并根據(jù)負荷對供電的可靠性要求決定是否增設聯(lián)絡線路實現(xiàn)雙電源開環(huán)供電，如圖1.（a）、（b）所示。負荷島內可根據(jù)保重棄小原則，確保次要負荷故障不影響重要負荷供電，對次要負荷加設隔離開關或熔斷器來控制。
在線路負荷較分散的農村，可用重合器和分段器配合把干線分成若干段，通過聯(lián)絡分段器構成環(huán)網(wǎng)，對重要負荷可用雙負荷開關或熔斷器實現(xiàn)雙電源互為備用方式供電，如圖2所示。
4.配電自動化開關設備配置設想
實現(xiàn)配電自動化的主要環(huán)節(jié)是實現(xiàn)饋線自動化，其中饋線自動化是配電自動化的核心，因此實現(xiàn)配電自動化應該先從實現(xiàn)饋線自動化著手，其首要工作就要實現(xiàn)聯(lián)絡開關、分段開關的智能化。配電自動化中分段、聯(lián)絡開關的選型具有以下原則：首先，從節(jié)約成本和降低工程造價的角度出發(fā)選用合理的負荷開關。其次，從網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定性角度看，選取的開關必須能防止凝露現(xiàn)象并且是免維護的。再次，在網(wǎng)絡中配備具有重合功能的電動操作部件。最后，裝載電流互感器，電壓傳感器等。
要實現(xiàn)配電自動化還需要做好網(wǎng)架規(guī)劃工作，從當前10KV配電網(wǎng)的現(xiàn)狀來看，重合器與分段器的組合模式更有利于今后配電自動化的建設和改造。在這個組合模式中，重合器采用斷路器的方式，這樣有利于它在發(fā)生故障時能在短時間內多次自動重合，從而恢復供電。假若系統(tǒng)發(fā)生的不是偶然性故障，而是永久性故障時，則重合器將發(fā)揮另外一種功能，會按照預定的操作程序，在分閘位置處依照順序先后閉鎖，同時隔離故障處與未損害的主系統(tǒng)。分段器的功能不同于重合器，它主要采用智能化的負荷開關，一般與電源側的前級開關設備相關聯(lián)，在無電壓和無電流時，會發(fā)揮分段器自動分閘的功能。一般說來，系統(tǒng)一旦發(fā)生永久性的故障，該系統(tǒng)的電源側開始工作，記錄重合器的分閘操作次數(shù)，當重合器的分閘操作次數(shù)達到事先預定的次數(shù)以后，系統(tǒng)將會通過分段器關閉分閘位置，以此來隔離發(fā)生故障的線路區(qū)段，這樣可以使重合器恢復對沒有發(fā)生故障那部分線路供電。通過上述設計，該系統(tǒng)可以最大限度地限制停電范圍，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
在我國當前的配電網(wǎng)中主要以環(huán)行網(wǎng)和輻射形網(wǎng)為主，我們以輻射形供電網(wǎng)來說明開關設備的配置。開關設備的配置需要在主干線首端安裝重合器，在一般分支線上依次安裝分段器和熔斷器。這種配置方式的特點非常明顯，它使各分支線路能獨立供電，同時將故障發(fā)生處縮小到一個最小范圍，便于我們查找故障點及檢測維修。
5．結語
如何合理的規(guī)劃10kV配電網(wǎng)中開關設備的配置是10kV配電網(wǎng)建設和改造中最應該重視的問題，只有通過合理的布局，各種開關設備的特點與功能得到充分發(fā)揮，才能使電網(wǎng)獲得最大的效益�！ �
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