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扩大负荷开关在中压电网内的应用 杭州电力局姚鹤种( 3 1 0 0 0 9 ) _-一 负荷开关在中压电网的应用越来越多 据 介绍， 法国中压电网内负荷开关与断路器开芘 应用比例约 6 ： l ， 欧美中压电嘲I 负衍开戈 断路器开关应用此俐约 7- 3 近 来 我同引 进西敞广 E 式、 真空、 s 等类型环 嘲 开关受制造技术， 使负荷开关发展也比较快， 目 前负荷开戋与断蹄器开关生产比例大致为3 ： 4 世由于种种原四 在啦荷开关尚未得到应 有的重视 尤其是各类用户变电所内， 大都仍以 断路器作主开关使用， 不仅投资大幅度增加 占 地面积也相应增加， 维护管理复杂， 设备停电维 修、 预试次数增多。 现对负荷开关在中压 中的作用作些分 析， 供参考。 1 负荷开关与断路器开关的功能差异 1 1 负荷开关： 其功能主要是分合负荷电流， 具备关合短路电流能力， 但不能直接切断短路 电流， 必须与熔断器配合切断短路电流。保护 方式依耪于熔断器反时限特性， 切断能力取决 于熔断器切断能力。 1 2 断路器开关： 其功能是分合负荷电流， 又 具备分合短路电流能力， 它不需要借助熔断器， 其分合短路电流能力比熔断器强， 与继电器配 合， 具备多种保护配置方案。 2 我国八十年代前， 负荷开关开发慢， 使用较少 2 1 1 9 8 0 年前， 负荷开关性能差， 体积大， 适 用范围小。 价格与少油断路器相差不大。1 0 k V 户内负荷开关仅有从苏联引进的 F N 2 一l 0及 上海华通开关厂改进的 F N 3 -1 0 ， 配合使用的 v ? 熔断； _勾R N 2 1 0 1 0 0 A 。由于F N型负荷开 关体积太， 只能安装在 G G I A柜体内。 体积不 能缩小 所以柜体综合价如F N 3 1 0 负荷开关 柜与 s N 1 一l 0断路器柜价格比约 3 ： 4 差价不 大。5 D D k V A及以下变压器 大都采用R WI D 跌落式熔断器 架空进线； 1 0 0 0 k V A及以上变 压器，因 F N 3 1 0负荷 开关转 移 电流小， R N 2 1 0 1 0 0 A熔断器切断容量小 保护不了， 适用变压器的范围很小， 因此负荷开关市场小、 利润低， 无法引起科研单位及翩造厂重视。 2 2 8 0 年代前， 我国城市 1 O k V电网以架空网 为主， 树干型配线， 供电局 u0 k V ( 3 5 k V ) 变电 所 1 0 k V母线短路窖量小， 1 0 k V线供电半径大 都为5 1 0 k in ， 各点短路电流差异大 熔断器难 于选取， 而继电器的动作电流及时间却极易整 定， 因此户内变电所大都使用断路器柜， 造成负 荷开关技术得不到发展。以 1 1 0 k V( 3 5 k V) 变 电所始端短路电流容量 2 0 0 MV A为例， l O k V 线路各点短路容量如表 1 。 襄1 离l l O k V变电所不同距离的1 0 k V线路 各点的短路容量 3 欧美各国中压电网负荷开关使用多， 发展快 3 1 欧美各景城市电网负荷密度大， 1 0 k V中 压电网供电半径大都在 1 3 k in， 电缆网发展 快， 中压电网大都以环网结线， 开环运行。在电 缆网内 需要大批环网开关或 l O k V开闭所( 多 回路出线) 。由于环网开关及 1 0 k V开闭所介 于 n0 k V ( 3 5 k V) 变电所与用户1 0 k V变电所之 维普资讯 http:/ 浙江电力 1 9 9 7年第 6期 间， 继电保护难于配置， 而负荷开关性能能满足 其运行需要。由于负荷开关安装位置大都在户 外， 或箱体内( 电业部门难于在公共场所建设大 型户内开闭所) ， 要求此类开关占地少， 全绝缘 或全封闭、 免维护 价格低廉， 因此各大开关公 司竞相开发了此类开关。现已开发了产气式、 压气式、 真空、 S F 6 等小型化环网开关柜， 满足 了电业部门要求。 3 2 城市大楼用电负荷剧增， 大楼内大都采用 1 0 k V中压供电， 需建专用户内变电所， 但大楼 内变电所要建到地下或高层楼宇内， 需要小型 化1 0 k v开关柜， 且由于短距离的电缆网内， 各 点短路电流差异小， 保护时问与电流难于整定， 断路器柜优势难于发挥。为此各大开关制造公 司开发了2 0 0 A大容量 1 0 k V熔断器， 适用于 2 0 0 0 k V A及以下变压器的保护。由于熔断器一 负荷开关保护电流一 时问特性与上级变电所易 配合， 已作为2 0 0 0 k V A及以下变压器主要保护 方式 负荷开关额定 电流已提高到 6 3 0 A 1 2 5 0 A ， 转移电流提高到 1 5 0 0 A 1 7 0 0 A ， 短路 热稳定电流提高到 2 0 k A 2 s 。由于熔断器一 负 荷开关柜结构紧凑。 体积很小， 免维护， 又不要 配置继电保护， 从而减少了维修及预试停电次 数。新的负荷开关柜与断路器柜价格差异越来 越大， 熔断器一 负荷开关柜安全可靠性有保证。 其优势得到充分发挥。 3 3 城市居住小区用电负荷增加( 空调、 电热、 电炊具的发展) ， 现场组装的变电所因建设周期 长， 劳动力价格升高， 小型箱式变电所快速发 展 推动了小型全绝缘或全密封环网开关柜研 制。箱式变电所( 简称箱式变) 如雨后春笋般发 展， 使负荷开关得到更广泛应用。 4 城市中压电网的发展 应择优使用负 荷开关 当前， 我国城市改造与建设正处于大发展 期， 1 0 k V中压电网成为城市配电主要方式， 每 年供电部门与甩户需要大批 1 0 k V开关， 因此 各类负荷开关与断路器开关( 古引进、 合资、 国 产) 充斥国内市场， 为j ： 提出一些负荷开关选用 主要原则， 供参考。 4 1 电业部门的1 0 k V架空网， 应结合环网需 求、 故障区段快速隔离、 备用电源自动投切、 远 动化发展需要 开关本体具备免维护条件， 尽可 能采用重台器( 断路器开关) 与分段器( 负荷开 关) 相结合配置方式， 真空型与S F 6 型开关是首 选方案。目前国内真空型及 S F 6 型柱上开关， 大都具备断路器功能， 但国产柱上开关安全可 靠性较差 主要表现为真空泡击穿事故多， 外瓷 套击穿机卒高、 操作机构卡死事故多、 电动操作 机构性能差、 控制保护方式不完善、 柱上开关外 露部分的防锈防腐性能差。这些问题应引起厂 家高度重视， 切实改进。如需要明显断开点， 宜 开发美国产气式隔离负荷开关。 4 2 电业部门的电缆网内环网开关与 1 0 k V 开闭所内负荷开关柜的选择。 4 2 1 作为从电缆主干线开口环人用户变的 环网开关柜， 因开关大都需置于户外或用户建 筑物内。 重点考虑占地要小、 免维护、 全密封( 适 应多种环境条件) ， 宜选用法国 R M 6或德国 G A等型以S F 6 气体作灭弧及绝缘的全密封环 网柜， 国内上海天灵等厂已开发。 其安全可靠性 能有待提高， 保护、 控制方式有待改进。 4 2 2 1 0 k V开闭所内使用的环网开关柜， 如 产气式、 压气式、 真空及s F 6 等型都可使用。国 产负荷开关柜母线大都不绝缘， 操作机构质量 不稳定， 柜休结构大都以角铁框架焊接型， 工艺 欠佳， 防腐性能差 瓷瓶、 互感器等爬电距离偏 低， 外购件质量不稳定， 控制方式大都处于手 动。法国S M6及德国 G E等环网开关柜较理 想， 如资金允许， 宜选用S M6 、 G E等质量较高 性能稳定， 体积较小的环网柜。 4 3 用户变电所内负荷开关的选用 用户变 尤其是大楼变电所， 目 前有许多负 荷开关柜可供选择； 不一定千篇一律都用断路 器柜 尤其是一些 2 4台配变 单台配变容量 在2 0 0 0 k V A及以下， 要求双路供电的 大都可 选用负荷开关柜， 以节省投赍、 场地， 减少维修 维普资讯 http:/ 1 9 9 7 年第 6 期 浙江电力 及预试停电。本文就 2台 1 0 0 0 k V A双路供电 举饲比较， 方案一是采用K Y N 1 一l 0 型真空断 路器柜 方案二是采用法国S M6 型 s F 6 负荷开 关柜， 其 1 0 k V t 结线见图 1 、 图2 ， 其变电所面 积及投资比较 表2 ( 结线方式以1 0 k V双分段 为例) 蹴耀 田1 以x Y N 卜一 1 O 断路器柜的1 0 k V结缦 I I 连战 l C -,6 G5 C -4 圈 2 g 1 湖 6 负荷开_盖柜的1 0 k V结线 寰2 变电 肺积与投资费用比 较 ( 以1 0 k 双分段为倒J 采用 K Y N I 1 0 采用S M6 疆 目 负荷开|盖柜 断路器柜 1 0 k V开关柜 8 0 -9 0 ( 1 0 台】 3 5 柏( 6 台) 电簿。 控制 直藏等柜 2 0 2 5 器 4 5 5 O 4 5 蛐 0 4 k V开关柜 4 0 5 0 4 0 5 0 士建费用 3 0 3 5 1 5 2 0 合 计 2 1 5 2 5 O 1 3 5 1 6 o 变电所面积( 】 I 5 0 I 哪 6 0 8 0 说明： I 设备投膏古安装调试等费用i 2 保护方式 方案一为直彝 【 定时限过漉建动 方案二 为熔断奢 卜 负荷开关 进拽2 4 4 住宅小区变电所 随着家用电器的普及， 住宅小区变容量配 置平均已达到4 0 V A 5 0 V A ， 若采用0 3 8 0 2 2 k V三相四线配置小区变， 考虑供电半径及 事故停电范围 小区变容量宜选用 3 1 5 k V A 6 3 0 k V A为宜， 为此小区内配置小区变存在落 点多、 选点难的问题。此外 消防、 绿化、 环境美 化、 环保、 噪音控制要求也越来越严。电缆沟因 小区内道路很小， 多回路大沟体电缆沟也难以 建设。从投资费用、 建设难易、 事故影响、 修复 方便考虑， 小区内1 0 k V采用环网结线是最明 智的方式。环网型箱式变( 古小型户内组合式 环网变电所) 较适台于住宅区供电， 其1 0 k V环 维普资讯 http:/ 浙江电力 1 9 9 7年第6期 网开关以法国R M6 、 德国G A等全封闭环阿开 关及美国“ T ” 型四位置负荷开关最适合于箱式 变内使用。 5 小结 ( 1 ) 1 0 k V负荷开关因其价格低、 体积小、 容 量大、 维护工作量轻等优点， 适合于 1 0 k V架空 网、 电缆阿内使用。中小型用户变电所使用负 荷开关柜应加以推广( 1 0 0 0 k V A2 0 0 0 k V A中 型变压器选用熔断器一 负荷开关柜， 还要比较负 荷开关的转移电流值及 1 0 k V熔断器的开断能 力) ， 其社会经济艘益显著， 变电所也容易布置， 安全可靠性不会降低。 ( 2 ) 国产负荷开关t 柱 卜 器柜内) ， 主要参 数已符合电网运行要求， 但需要改进的项目较 多， 希望科研及制造厂家大力改进， 以 放心” 产 品供用户选择。 ( 3 ) 进一步缩小国产箱式变体积， 提高其安 全可靠性及耐锈蚀能力是当务之急， 美国以非 晶硅钢片为铁芯的箱式变远胜其它各类箱式 变， 建议加速研制开发。 由于负穑开关在中压电网中应用， 涉及面 较广， 本文租浅探讨， 仅作抛砖引玉， 供有关部 门参考， 错误之处恳请指正。 收藕 日 j 孵 ： 1 9 9 7 0 8 2 5 ( 上接第 2 4页) 表2 Wa b a s h R i v e r 1 号机组改造后与改造前 再染物排放量的对比 改造后机蛆的排放量 N O x C O P M P M l 0 气化部分 t ， 年 2 3 1 8 1 2 4 2 5 2 O 发电薛分 t ， 年 2 0 4 7 7 4 3 7 4 4 6 4 2 台计 t ， 年( 注1 ) 2 2 7 7 9 2 4 9 8 7 1 6 2 1 0 k E ， k w h 9 5 3 3