10KV開關(guān)站開關(guān)柜選型對(duì)城區(qū)供電的影響-基礎(chǔ)電子

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摘要：縣城配網(wǎng)采用開關(guān)站模式，可大大提高配網(wǎng)供電可靠性，而開關(guān)站開關(guān)柜的選型，要隨著電網(wǎng)的變化和科技的進(jìn)步而不斷改進(jìn)。

1、城區(qū)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)

我區(qū)城區(qū)面積約14km2，采用劃塊供電原則，按地理位置及負(fù)荷水平，把城區(qū)劃成17個(gè)供電塊，每塊由一條10KV主線從變電所供電到供電塊域，主線具有5000KW供電能力。當(dāng)塊域負(fù)荷增大到200~300A時(shí)，供電塊域一分為二，終塊域負(fù)荷控制在150A之內(nèi)。供電塊內(nèi)采用10KV開關(guān)站，主線供電至開關(guān)站后，由開關(guān)站放射性地向四周供電，每一供電塊內(nèi)建設(shè)一個(gè)開關(guān)站，每三個(gè)開關(guān)站為一組，互相聯(lián)絡(luò)、互為備用。變電所出線至開關(guān)站主線采用YJV22-240銅芯電纜，開關(guān)站出線采用JKLYJ-10-120絕緣導(dǎo)線或YJV22-120電纜。城區(qū)電纜敷設(shè)以排管為主。其典型10KV開關(guān)站主接線圖見圖一。

10KV開關(guān)站每一條出線帶6~10臺(tái)變壓器，如開關(guān)站出線為架空出線，則在開關(guān)站出線口安裝一把戶外隔離閘刀，從不同開關(guān)站出來的線路在線路末端通過柱上真空斷路器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則當(dāng)一個(gè)開關(guān)站檢修時(shí)，該出線可通過聯(lián)絡(luò)柱上真空斷路器進(jìn)行借電，見圖二；如出線為電纜，則進(jìn)行環(huán)網(wǎng)供電，見圖三。

2、開關(guān)站模式的優(yōu)點(diǎn)

我局采用的開關(guān)站供電模式有許多優(yōu)點(diǎn)，其的好處就是提高供電可靠性，降低線損及電壓損失。

2.1提高供電可靠性

當(dāng)變電所出線、開關(guān)檢修或故障時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)線，該開關(guān)站的所有出線可由聯(lián)絡(luò)線供電；任何一座開關(guān)站停電，所有出線均可通過柱上聯(lián)絡(luò)斷路器繼續(xù)供電；開關(guān)站的任何一條架空出線故障或檢修，只是該條出線停電，其它線路可繼續(xù)供電；任何一條環(huán)網(wǎng)供電的電纜故障或檢修時(shí)，可用負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行隔離，所有用戶可繼續(xù)供電。

2.2線損及壓降大大下降

由于開關(guān)站深入負(fù)荷中心，其出線供電半徑可控制在500m以內(nèi)，因而可大大減少線路上的電能損耗及壓降，進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和電能質(zhì)量。

3、開關(guān)柜選型

開關(guān)站開關(guān)柜選型，對(duì)開關(guān)站的安全運(yùn)行和配網(wǎng)的可靠性有很大影響，隨著電網(wǎng)的建設(shè)、科技的進(jìn)步以及城市建設(shè)的加快，我局對(duì)10KV開關(guān)站的開關(guān)柜選型也發(fā)生了多次變化。

3.1KYN1-10型手車開關(guān)柜的使用

1992年我局在城區(qū)建造了個(gè)開關(guān)站，本著運(yùn)行安全可靠、投資省、維護(hù)簡(jiǎn)單等原則，我局對(duì)開關(guān)站選用KYN-10型手車開關(guān)，認(rèn)為手車開關(guān)柜全封閉、小車可拉出檢修、可互換，因而安全可靠。采用真空斷路器，免維護(hù)；采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可用一般的交流電，或使用從壓變柜引出經(jīng)隔離變壓器的~220V電源，因而價(jià)格相對(duì)較為低廉；采用交流定時(shí)限保護(hù)，以便與變電所時(shí)限相配合；實(shí)現(xiàn)“三遙”功能，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和無人值班。

但經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)KYN1-10型手車開關(guān)存在如下重大缺陷：由于開關(guān)柜有五防功能，因而開關(guān)柜在未合上接地閘刀前無法打開后蓋，而不打開后蓋就無法進(jìn)行驗(yàn)電。雖然我們進(jìn)行技改后，在后蓋上安裝帶電顯示儀，但這與“安規(guī)”矛盾，“電業(yè)安全工作規(guī)程（發(fā)電廠和變電所電氣部分）”第72條明確規(guī)定：表示設(shè)備斷開和允許進(jìn)入間隔的信號(hào)、經(jīng)常接入的電壓表系統(tǒng)，不得作為設(shè)備無電壓的根據(jù)。另外，KYN1-10型手車柜沿地平面拉出，但由于開關(guān)柜前必須放置絕緣地毯，導(dǎo)致手車開關(guān)進(jìn)出非常不便。由于KYN1-10型手車開關(guān)柜存在的種種缺點(diǎn)，在以后的開關(guān)站中，我們不再使用該型號(hào)的開關(guān)柜。

3.2GG-1A（F）開關(guān)柜的使用

GG-1A（F）固定式開關(guān)柜，其特點(diǎn)是：柜體寬闊高大，結(jié)構(gòu)清晰，檢修維護(hù)簡(jiǎn)單。該型號(hào)的開關(guān)柜已有幾十年的生產(chǎn)史，產(chǎn)品非常可靠，該開關(guān)柜非全封閉，便于巡視時(shí)觀測(cè)，另外在母線檢修時(shí)，掛接地線方便。因此，在后來建造的3個(gè)開關(guān)站中全部使用該型號(hào)開關(guān)柜。操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)方式、遠(yuǎn)動(dòng)功能同個(gè)開關(guān)站一樣。經(jīng)過長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐證明，此種開關(guān)柜運(yùn)行、維護(hù)均安全可靠。但該開關(guān)的主要缺點(diǎn)是柜體體積太大，其寬度為1200mm，而KYN1-10型開關(guān)柜僅為800mm，對(duì)于城區(qū)寸土寸金的地方，開關(guān)柜是越小越好。

3.3HWP-B-GA型箱式環(huán)網(wǎng)開關(guān)站

3.3.1土建開關(guān)站困難

從92年至97年一共才建成4個(gè)開關(guān)站，而且在此后的三年中未建成一個(gè)開關(guān)站，問題的結(jié)癥在于：開關(guān)站占地太多、外形高大、建設(shè)周期太長(zhǎng)。以張鑒開關(guān)站為例，該開關(guān)站共有2柜進(jìn)線開關(guān)，1柜聯(lián)絡(luò)開關(guān)、1柜壓變、8柜出線（實(shí)際僅用去4柜，另外4柜長(zhǎng)期備用），其占地為10000mm*6000mm。在98年、99年，我們?cè)?guī)劃過二個(gè)開關(guān)站：白龍開關(guān)站和鎮(zhèn)中開關(guān)站，可是由于占地太多，外形太大，結(jié)果遇到重重阻力而沒有建成。

3.3.2電網(wǎng)情況變化

在97年前，我局變電所10KV出線的保護(hù)時(shí)限為速斷0.5s，過流1s。為了進(jìn)行時(shí)限上的配合，開關(guān)站保護(hù)方案采用：開關(guān)站出線柜為去分流式定時(shí)限保護(hù)，時(shí)限整定為速斷0.1s，過流0.4秒。但是，隨著電網(wǎng)的建設(shè)和改造，線路的短路容量越來越大，如我局的110KV靜德變，該變電所緊鄰鎮(zhèn)海發(fā)電廠，其10KV母線的短路容量在運(yùn)行方式下達(dá)371MVA，如此大的短路容量在線路發(fā)生短路時(shí)，對(duì)電纜、線路閘刀及變電所設(shè)備的沖擊和損壞是非常大的，我局已發(fā)生好幾次因線路短路而引起變電所母排損壞和線路閘刀燒毀的事故。為此，在1997年初根據(jù)上級(jí)布置，全局變電所10KV出線的保護(hù)時(shí)限調(diào)整為速斷0.1s，過流0.4秒，同時(shí)，把變電所的時(shí)間繼電器也由電磁型更換成高精度靜態(tài)時(shí)間繼電器。由于開關(guān)站的時(shí)限整定值已經(jīng)小到不能再小的地步，因此，這樣一來，開關(guān)站與變電所之間就無時(shí)限配合上的裕度，致使越級(jí)跳閘事故屢有發(fā)生。由于開關(guān)站采用去分流方式跳閘，一旦變電所先于開關(guān)站跳閘，切斷了故障電流，則開關(guān)站開關(guān)就會(huì)因失去分閘電流而不能跳閘；此時(shí)，變電所出線開關(guān)在重合閘時(shí)，就會(huì)合在故障線路上，導(dǎo)致重合閘失敗，大大影響了城網(wǎng)的供電可靠性。

3.3.3HWP-B-GA型箱式環(huán)網(wǎng)開關(guān)站

2000年我區(qū)有1280萬資金用于城網(wǎng)建設(shè)與改造上，此是建設(shè)開關(guān)站的一個(gè)大好時(shí)機(jī)，基于土建開關(guān)站的種種缺點(diǎn)，經(jīng)廣泛考察和論證，決定采用HWP-B-GA型箱式環(huán)網(wǎng)開關(guān)站。

該箱式環(huán)網(wǎng)開關(guān)站采用德國(guó)原裝GA、GE系列六氟化硫10KV高壓開關(guān)，體積?。ㄆ鋵挾葍H400mm）、無需維護(hù)、操作簡(jiǎn)單、安全度高、經(jīng)濟(jì)適用，從而使該開關(guān)站（開關(guān)站1柜進(jìn)線、1或2柜聯(lián)絡(luò)、1回壓變、4柜出線，及遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)施，見圖一）長(zhǎng)*寬*高僅為2700mm*1600mm*1760mm。

保護(hù)方式為：進(jìn)線及聯(lián)絡(luò)柜額定電流630A，不設(shè)任何保護(hù)；4回出線柜額定電流為100A，采用熔斷器保護(hù)，并且一相熔斷后，經(jīng)撞針，使開關(guān)三相同時(shí)分?jǐn)?，避免缺相運(yùn)行。

由于HWP-B-GA型箱式開關(guān)站體積小，我區(qū)在2000的城網(wǎng)建設(shè)中一下子新增了5個(gè)箱式開關(guān)站，該5個(gè)開關(guān)站的選址涉及學(xué)校、機(jī)關(guān)、公共綠地等，由于占地少、外形漂亮、安全，因而得到了各有關(guān)部門的大力支持和配合，使工程順利進(jìn)行。

該開關(guān)站的缺點(diǎn)是：由于體積小，因而通風(fēng)散熱、電纜搭接都存在一定困難；熔斷器熔斷后調(diào)換比較麻煩，且熔斷器較貴，每相為700元，因而運(yùn)行成本較高；同時(shí)，該箱式開關(guān)站的開關(guān)、閘刀、接地閘刀均在箱內(nèi)。由于SF6開關(guān)柜是