浅析城镇配电网的一次设备

2016-06-01 08:06 [电力论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：[摘要] 主要介绍了城镇电网中的单体一次设备和组合设备及分接设备的技术特性，阐述了单体一次设备和组合设备及分接设备在改造中的应用选型原则。 [关键词] 一次设备技术特性应用选型 1.城网一次设备城镇配电网对一次设备有以下几方面的要求：（1）设备

　　 [摘要] 主要介绍了城镇电网中的单体一次设备和组合设备及分接设备的技术特性，阐述了单体一次设备和组合设备及分接设备在改造中的应用选型原则。

　　 [关键词] 一次设备技术特性应用选型　　

　　1.城网一次设备

　　城镇配电网对一次设备有以下几方面的要求：

　　（1）设备可靠性高。可靠性意味着因设备本身造成的停电机会低，提高供电可靠性。

　　（2）检修、免维护。配网设备长期暴露在户外，日照、污秽和低温都会对设备造成影响，如若时常需要检修也就降低了用户满意度。

　　（3）在设备安全性前提下尽可能体积小，操作方便，具有防误功能。

　　（4）长寿命，一般应有20年以上的使用年限。

　　（5）有一定的自动化接口，并留有升级的余地，能电动操作，能实现配网自动化。

　　1.1柱上负荷开关

　　柱上负荷开关具有开断负荷电流、关合短路电流功能，但不能开断短路电流，一般用于线路的分段，目前城镇电网采用比较多的是真空和SF6开关，真空和SF6开关具有很好的封闭性，能频繁的操作，一般电寿命在5000次以上，机械寿命10000次以上，具有安全、可靠的特性。

　　1.2柱上断路器

　　断路器是指能关合、承载、开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载、开关规定的短路电流的开关设备，可作为线路的主保护，在城镇电网中主要作为>=1000kVA的大分支开关使用。真空、SF6断路器因重量轻、分段能力强，在城镇配电网中已广泛使用。

　　1.3负荷开关-熔断器组合电器

　　负荷开关只能开断负荷电流，而熔断器却能开断短路电流，组合在一起就能构成带保护的开关组合电器，现已大量的应用在电网中，主要对配电变压器、配网分支进行保护及操作控制，选择是注意转移电流值的比选。配电变压器其保护可有两种选择，一是选择断路器，二是选择负荷开关+限流熔断器，选用断路器需要二次测量回路、保护回路配套，再加上断路器本身价格昂贵，投资很大。对变压器保护来说，关键是短路持续时间问题，短路持续时间长，变压器内的电弧就可能加热周围的油形成气包而使油箱爆炸。

　　1989年国际配电网会议提供的资料表明，变压器内即使发生短路电弧，如果能将短路电弧持续时间限制在20ms内，变压器即使发生短路电弧也不会发生爆炸。这个限制短路电弧持续时间若由断路器来完成是不可能的，断路器的全开断时间为两部分组成：断路器全分闸时间+主保护动作时间，这两部分时间组成的全开断时间国产段断路器一般在0.1s内完成开断，由此可见断路器保护变压器不一定有效，甚至无效。负荷开关+熔断器组合电器中的熔断器为限流熔断器，此类产品当短路发生后，能在10ms内切除短路，完全满足变压器20ms切除短路的要求，应作为变压器保护首选。组合电器中的熔断器应优先选用适用于变压器保护(BDG/BFG/SDL/SFL)型式。

　　带熔断器的负荷开关熔断器熔断一相之后，变压器就成为两相运行，对于中性点接地的配变，其他两相尚可为耻正常供电，但缺相可使变压器负荷既不平衡，对用户产生危害；对于中性点不接地的Y接线变压器，其他两相电压马上降到0.87倍额定电压，引起用户电动机发热烧毁，因此选择熔断器时应选择带撞针的三相连动跳闸开关。

　　1.4熔断器

　　熔断器以其结构及价格上的优势，得到广泛应用，尤其是新型喷射式熔断器。低熔点的T(慢流型熔断件)、K(快速型熔断件)型熔断件，在相同小过载电流时(约2.1倍额定电流)，K、T型的动作时间相同，而在相同大过载电流(超过10倍额定电流)时，则K型的动作时间短，而T型动作时间长。这就提供了不同的要求的保护范围，可与其他保护电器合理配合。熔断件在最小故障电流至额定短路开断电流的范围内都能正常运行，还能顺利地开断和关合正常的负荷电流。在城镇电网中主要作为<=800kVA的分路开关或变压器保护。

　　2.城网组合设备

　　2.1户外环网柜

　　户外环网柜产品厂家较多，在结构上有欧式、美式两种。环网柜可实现电动，绝缘介质有油、SF6,负荷开关可选择真空或SF6。选择时应注意:

　　（1）环网柜应有单独的熔断器室，否则可能因散热差热量聚集而造成相间短路

　　（2）应有独立的电缆室。由于环网柜体积小，对大规格电缆搭接非常困难，会造成设备搭接处受力、损伤、发热，留下隐患。

　　（3）运行中凝露、锈蚀问题处理。

　　一般来说，凝露对全绝缘全封闭的电缆附件运行是不会造成影响的，但严重的会对箱壳产生锈蚀，影响使用寿命，对柜内二次装置产生影响，为了消除影响可采取电缆沟内埋沙，加防潮板等方式处理，在订货时对壳体提出增加通风口。

　　2.2箱式变电站

　　10kV箱式变电站，是由高压开关设备、变压器、低压开关设备和功率补偿装置等，通过优化设计、合理组合在金属结构封闭式箱内的变配电成套装置。我国使用的箱式变电站分为两类：一类为欧洲制式的箱式变电站；另一类是美国制式的箱式变电站。

　　欧式箱变在我国已有十多年的制造运行经验，技术上成熟。欧式箱变把高压室、变压器室、低压室组合在一起又相对独立，变压器损坏后可单独更换，主要有品字形、目字型布置，高压侧一般采用负荷开关-熔断器组合电器作为变压器保护，可设多面柜实现联络环网供电，出线回路较美式箱变多，高压熔丝熔断后通过撞针使负荷开关跳闸，不存在缺相运行，可带无功补偿，高压侧低压侧都可计量，其遵循的是IEC-1330标准，特点之一是变压器在箱体内采取自然冷却方式，并将正常使用条件下变压器在外壳内的温升和同一台变压器在外壳外的温升之差分为：0K、20K、30K三个等级，规定了外壳级别有：10、20、30三种。

　　由于箱体内外的温升差值，箱变的负载能力必然小于内装的变压器容量，而就整台箱变的成本来说，变压器占重要成分，箱变的价格是按整台箱变的标称负载能力定的，因此装配了大容量的变压器而只能按小容量的箱变出售，制造厂利润下降，这一点在我国行不通，因此都普遍采用在重载时吹风冷却的措施，避免降容，从而也增加了运行维护的难度。美式箱变是将变压器、高压负荷开关和熔断器（二组）均封闭在冷却油箱内，除其一组高压熔丝可更换外，其余都不可更换。美式箱变的特点是，比欧式箱变体积小，出线回路较少，无无功补偿。但近年来国内一些厂商对其进行了改造，增加了出线回路和无功补偿装置，也可在低压侧实现计量，而使美式箱变变成了美-欧式箱变，由于高压侧熔丝熔断后产生缺相，美式箱变更适合居住区使用。

　　3.电缆分接箱

　　电缆分接箱较环网柜体积更小，安装更加方便，实现电力电缆间的连接、分配电能，可分为固定式、插拔式和内装负荷开关等三类，它们具有不同的结构和特点。

　　（1）固定式电缆分接箱。早期固定式电缆分接箱使母排外用绝缘材料予以封闭，安全性差，现有的分接箱具有良好的绝缘水平、流通能力和动热稳定性能，箱内有较多分支出线，价格便宜，运行安全可靠。

　　（2）插拔式电缆分接箱。美式带负荷插拔式连接器包括600A的固定式“T型接头”和200A的插拔式“肘型接头”以及环氧树脂浇注的“母排”等部分。该产品绝缘免维护，抗洪水短时浸泡，结构简单，占地面积小。但开断负荷电流能力不足，600A主回路不能插拔，主回路的热稳定和插拔回路的动、热稳定电流不足，而且连接用的固定螺栓在安装中易滑丝，大电缆安装时对肘型头产生较大弯矩，不利于运行，因此易发生故障或对外部故障敏感，在主环路中使用不合适。

　　（3）内装负荷开关的电缆分接箱。这类负荷开关多为SF6，由于在进线侧或出线侧安装了负荷开关，操作上更有灵活性，在环网供电线路部分代替户外环网柜使用。

　　电缆分接箱选接原则有：一是应考虑方案远期适应用户发展的需要。电缆分接箱一般作为配电网末端电器设备使用，与用户接触密切，一旦定型无发展余地可扩展，设计时应充分估计负荷发展变化趋势。

　　二是根据操作的频度和对运行方式的要求确定分支箱的型式。由于美式箱也只有200A肘型头可带负荷操作，且次数有限（不超过15次），设计时不能作为控制开关作为考虑，只能作为紧急情况下的负荷开关功能考虑，对于操作频繁、接入主回路环网供电的接点，重要用户应先考虑环网柜或带开关的分支箱。

（编辑：东北亚）

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