高壓配電設(shè)備及其運(yùn)行

馬鵬程

摘要:廠礦企業(yè)、變電站和各類發(fā)電廠用于配電、照明和提供動(dòng)力的在低壓配電系統(tǒng)中的成套設(shè)備即為配電設(shè)備。高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)和高壓熔斷器屬于高壓配電設(shè)備。用電單位應(yīng)該從自身的經(jīng)濟(jì)和發(fā)展角度出發(fā),考慮用電單位的遠(yuǎn)景規(guī)劃、供電線路的回路數(shù)等因素,對(duì)高壓配電設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化、自動(dòng)化的改進(jìn)以期增強(qiáng)配電性能。

關(guān)鍵詞:隔離開關(guān)高壓熔斷器自動(dòng)化進(jìn)程

中圖分類號(hào):TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0063-01

1 高壓配電設(shè)備運(yùn)行條件

1.1 高壓核心設(shè)備

在重要工程的高壓配電過程中,應(yīng)該采用雙母線分段運(yùn)行,以手動(dòng)聯(lián)絡(luò)的方式控制兩路電源。對(duì)變壓器回路的保護(hù)措施應(yīng)當(dāng)采用SF6絕緣固定式針孔斷路器和三工位負(fù)荷開關(guān)同時(shí)進(jìn)行。對(duì)電器、架構(gòu)、導(dǎo)體的選擇喝配電裝置的布置方式應(yīng)該能夠使高壓配電設(shè)備在短路、過電壓和檢修等情況下能夠正常運(yùn)行。對(duì)硬導(dǎo)體噴涂相同顏色的標(biāo)志或是油漆以進(jìn)行區(qū)分,應(yīng)該采用一致的方式相序排列配電裝置各回路。當(dāng)出現(xiàn)如下情況中的任意一種:即因故障而需要切斷電源;較多的出線回路;自動(dòng)裝置或斷電保護(hù)發(fā)出斷電要求以及切換電源時(shí)帶有負(fù)荷—— 才應(yīng)將斷路器裝設(shè)進(jìn)去。在滿足保護(hù)選擇性能配合和斷流容量的前提下,可以選用熔斷器負(fù)荷開關(guān)對(duì)不太重要的的負(fù)荷供電引線進(jìn)行控制。必須用可靠的電器將接地裝置和電器設(shè)備外露部分的導(dǎo)電區(qū)段進(jìn)行連接。在雷雨季節(jié)到來前要對(duì)避雷器進(jìn)行試驗(yàn)和檢查,將隔離開關(guān)在母線停電時(shí)拉開,便可以將避雷器取下進(jìn)行相關(guān)的檢修工作,所以不需要將單獨(dú)的隔離開關(guān)裝設(shè)到避雷器上。在市面上普遍常見的運(yùn)行單位和產(chǎn)品基本都是采用同一組隔離開關(guān)對(duì)電壓互感器和母線上的避雷器進(jìn)行連接。在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)比較適宜裝設(shè)含帶了可燃性油的高壓配電裝置。同一房間內(nèi)低壓配電柜適宜與不超過6臺(tái)的高壓配電柜一起設(shè)置;在同一房間內(nèi),非油侵的電力變壓器、低壓配電裝置和不帶可燃性油的高壓配電裝置可以設(shè)置在一起。

配電所應(yīng)設(shè)立單獨(dú)的值班室供值班人員使用。若值班室和低壓配電室兼作一室時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加低壓配電室(值班室)的面積;高壓配電室不可作為值班室,應(yīng)該用經(jīng)過的通道或者直通通道將高壓配電室和值班室進(jìn)行聯(lián)通。必須設(shè)有直通向走道或戶外的門設(shè)置在值班室內(nèi)。單層布置為變電所的最佳布置方式。若采取雙層布置,則應(yīng)將底層設(shè)為變壓器的布置室。配電室應(yīng)設(shè)在二層并設(shè)有孔洞、平臺(tái)和通道。應(yīng)在高、低壓配電室內(nèi)將數(shù)量適當(dāng)?shù)膫溆梦恢昧艚o配電裝置。若以裸母線對(duì)高壓配電裝置的柜頂進(jìn)行分段時(shí),應(yīng)將高度超過0.3m的絕緣隔板裝設(shè)在兩段母線的分段處。當(dāng)一級(jí)負(fù)荷用電由同一配電所供給時(shí),應(yīng)將有門洞的隔墻或防火隔板裝設(shè)在母線分段處。在同一電纜溝內(nèi)不應(yīng)通過兩路供給一級(jí)負(fù)荷用電的電纜,并且應(yīng)該在電纜溝兩側(cè)的支架上敷設(shè)阻燃性電纜用以防止當(dāng)兩路電纜無法分開時(shí)發(fā)生事故。所以檢修和運(yùn)行提出的要求通過一般的隔離觸頭或隔離開關(guān)就能夠得到滿足。

1.2 高壓隔離開關(guān)

戶內(nèi)式和戶外式是高壓隔離開關(guān)較為常見的兩種模式。雨雪、大風(fēng)和灰塵天氣等較差的工作環(huán)境中一般選用戶外式高壓隔離開關(guān),因此戶外式高壓隔離開關(guān)應(yīng)具備較高的機(jī)械強(qiáng)度和防冰能力才能夠符合要求。

不同電壓等級(jí)的高壓隔離開關(guān)對(duì)應(yīng)著不同電壓等級(jí)的系統(tǒng)以滿足后者所需的要求,超過35kV(包括35kV)電壓等級(jí)的系統(tǒng)均采用三相聯(lián)動(dòng)型高壓隔離開關(guān),可采用液壓操作、壓縮空氣操作、電動(dòng)操作和手動(dòng)操作等操作方式。(1)當(dāng)接開關(guān)、斷路器與高壓隔離開關(guān)配合使用時(shí),或接開關(guān)用高壓隔離開關(guān)替代時(shí),操作程序應(yīng)有電氣聯(lián)鎖或機(jī)械聯(lián)鎖來保證其正確。(2)在將隔離開關(guān)閉合之前應(yīng)對(duì)分閘位置上是否有斷路器等開關(guān)設(shè)備進(jìn)行確認(rèn),為避免發(fā)生沖擊不宜在合閘動(dòng)作快結(jié)束時(shí)太過用力。在合閘時(shí)應(yīng)后合單極隔離開關(guān)的中相,先合兩邊相;與之相反的是在分閘時(shí)兩邊相后拉,中間相先拉,必須用絕緣棒進(jìn)行操作。(3)分閘時(shí)的操作過程應(yīng)盡量緩慢并對(duì)分閘位置上時(shí)候有斷路器等開關(guān)設(shè)備進(jìn)行確認(rèn),靜觸點(diǎn)與主刀開關(guān)的拉開過程應(yīng)迅速。操作機(jī)構(gòu)在操作完畢后應(yīng)為鎖牢狀態(tài)且隔離開關(guān)應(yīng)保證處于斷開狀態(tài)。(4)對(duì)小負(fù)荷電流、環(huán)路電流電纜充電電流、架空線路和變壓器空載電流采用高野隔離開關(guān)進(jìn)行切斷時(shí),分閘的操作必須快速進(jìn)行,從而使滅弧效果有效快速。(5)負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)在送電時(shí)應(yīng)后合,電源側(cè)隔離開關(guān)應(yīng)先合;采用相反的順序斷電。

1.3 高壓熔斷器

戶外式和戶內(nèi)式是高壓熔斷器的兩種形式。10kV的電力線路和電力變壓器多用跌落式熔斷器(即戶外式熔斷器)進(jìn)行保護(hù)。戶外式高壓熔斷器的組成部分有熔體、活動(dòng)熔管以及固定支持部分。其中固定支持部分為合成絕緣體或瓷,觸頭在下端和上端都有,導(dǎo)電回路通過上下觸頭間在熔管呈合閘狀態(tài)時(shí)完全形成;上端帶電觸頭通過與熔管在其跌落時(shí)產(chǎn)生分離而起到隔離作用。跌落式熔斷器具有無限流作用—— 因?yàn)槿蓟r(shí)間在分?jǐn)嘈‰娏鲿r(shí)較長,且分?jǐn)嗳萘坎淮?、熄滅電弧能力不?qiáng);會(huì)有截流現(xiàn)象在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)出現(xiàn);隔離作用是通過熔管在熔斷器熔體熔斷后自動(dòng)跌落產(chǎn)生的。

戶內(nèi)式高壓熔斷器是將密封管式的熔斷器內(nèi)填充石英砂料,熔體會(huì)在熔斷器短路電流或過載電流時(shí)熔斷,石英砂之間的空隙中會(huì)充滿因受到高壓高溫作用而噴入的燃弧后游離氣體和金屬蒸汽,石英砂的作用就是讓這部分氣體通過與自身的表面接觸從而受冷凝固,進(jìn)而使金屬蒸汽和游離氣體在熔體熔斷后留在狹溝中的總量減少,電弧因?yàn)殡娏鞯淖匀贿^零而被迫熄滅。彈簧管內(nèi)的熔斷器彈簧拉線也在熔體熔斷的同時(shí)拉斷繼而彈出彈簧管。分?jǐn)嗳萘看蟆⒛墚a(chǎn)生截流過電壓、無游離氣體在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)排出以及熄弧能力強(qiáng)等是RN型高壓管式熔斷器所有的特點(diǎn)。熔體的熔斷能夠在短路電流的沖擊值到達(dá)之前便可完成,因而具備了限流作用。

2 高壓配電開關(guān)柜的自動(dòng)化改造

高壓開關(guān)柜是高壓配電設(shè)備中比較常見和常用的一種,但部分設(shè)備由于使用時(shí)間過長,導(dǎo)致靈敏度不夠,老化的互感器和落后的操作機(jī)構(gòu)都嚴(yán)重威脅到了正常的安全供電。通過對(duì)新礦集團(tuán)河北配電所內(nèi)的高壓開關(guān)柜進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化供電系統(tǒng)的成功運(yùn)行。在經(jīng)過了對(duì)設(shè)備的認(rèn)真核實(shí)和檢查后,用真空斷路器替換掉了6臺(tái)少油斷路器;將銹蝕老化了的電流互感器和彈簧操作機(jī)構(gòu)以及微機(jī)保護(hù)單元進(jìn)行徹底更換;增加了一套微機(jī)綜合保護(hù)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和開關(guān)柜微機(jī)的五防保護(hù)裝置。同時(shí)搭載了UTSCADA集控自動(dòng)化/調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),能夠顯示、監(jiān)測(cè)并對(duì)設(shè)備整個(gè)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各類問題和故障進(jìn)行報(bào)警,極大地提高了配電所內(nèi)高壓開關(guān)柜及相關(guān)高壓配電設(shè)備的可靠性和安全性。

3 結(jié)語

通過對(duì)高壓配電設(shè)備的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行深入的研究和分析,采取切實(shí)可行、科學(xué)合理、行之有效的改造方法實(shí)現(xiàn)高壓配電設(shè)備的自動(dòng)化,能夠極大地提高高壓配電設(shè)備的工作效率和安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王季梅.高壓交流熔斷器及其應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[2] 樓家法.高壓開關(guān)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985.