淺析變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力選擇

趙建興

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活品質(zhì)得以不斷提升，變電所的數(shù)量和斷路器的使用與日俱增，合理選擇斷路器的分段能力，不僅能提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，還能有效的提高電氣設(shè)計(jì)合理性和經(jīng)濟(jì)性。本文提出了三種估算電力系統(tǒng)短路容量的方法，供讀者參考。通過(guò)考慮電力系統(tǒng)短路容量、高壓線路阻抗、變壓器阻抗和低壓母排阻抗和變電所低壓屏內(nèi)的預(yù)期最大短路電流的計(jì)算，分析變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力的選擇。

關(guān)鍵詞：短路電流;斷路器選擇;分段能力

一、引言

斷路器的分?jǐn)嗄芰κ侵冈摂嗦菲靼踩袛喙收想娏鞯哪芰?，與其額定電流無(wú)必然聯(lián)系。分段能力的選擇應(yīng)與斷路器使用回路的最大短路電流相結(jié)合，斷路器分段能力選得過(guò)大則成本增加，分段能力過(guò)小則無(wú)法安全切斷電路。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中部分設(shè)計(jì)師低壓配電屏內(nèi)的開(kāi)關(guān)選擇時(shí)未進(jìn)行分段能力選擇和校驗(yàn)，造成選擇的斷路器分段能力過(guò)小，容易發(fā)生觸頭粘接、爆炸等狀況，形成安全隱患;亦部分設(shè)計(jì)師簡(jiǎn)單的按照19DX101-1P66干式變壓器與斷路器配合表進(jìn)行變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力選擇，造成分段能偏大，造成浪費(fèi)。本文就變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力選擇進(jìn)行探討。

二、變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力選擇

（一）區(qū)分額定極限短路分段能力（Icu）和額定運(yùn)行短路分段能力（Ics）

額定極限短路分段能力（Icu）：是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)（電壓、短路電流、功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏鳎?jīng)此通斷后，不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

額定運(yùn)行短路分段能力（Ics）：是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)（電壓、短路電流和功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，還要繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰Α?/p>大部分制造廠斷路器Ics

（二）計(jì)算變電所低壓屏短路電流

短路阻抗應(yīng)包含電力系統(tǒng)阻抗、線路阻抗、變壓器阻抗和低壓母排阻抗。電力系統(tǒng)阻抗獲得方式宜按以下3種方式按順序進(jìn)線：

1、優(yōu)先向上級(jí)變電站（所）管理部門了解電力系統(tǒng)短路容量，容量分為最大短路容量和最小短路容量，最大短路容量主要用于最大短路電流計(jì)算（校驗(yàn)斷路器分段能力），最小短路容量主要用于最小短路電流計(jì)算（校驗(yàn)短路器的靈敏度）。此種方式雖然是最準(zhǔn)確的方式，但是在實(shí)際過(guò)程中很難向供電部門了解到相關(guān)的參數(shù)，故在后面的討論中此種方式我們不涉及。

2、其次向相關(guān)管理部門了解上級(jí)變電站的電壓等級(jí)和變壓器大小，用以估算電力系統(tǒng)阻抗。

3、最后根據(jù)上級(jí)出線開(kāi)關(guān)開(kāi)斷能力進(jìn)行估算最大短路電流。

下面按照某實(shí)際案例進(jìn)行舉例說(shuō)明，某廠區(qū)自建1座110/10kV降壓站，站內(nèi)設(shè)有2臺(tái)主變壓器（SZ11-25MVA-110/10，Uk=10.5%），兩臺(tái)主變分列運(yùn)行，現(xiàn)距離降壓站1.5km的某車間內(nèi)新增1臺(tái)配電變壓器（SCB11- 2500kVA-10/0.4，Uk=6.0%），10kV高壓電纜采用ZR-YJV22-8.7/10kV- 3x120，低壓母排規(guī)格為TMY-3[4（100×10）]+2（100×10）。自建降壓站內(nèi)10kV中置柜出線開(kāi)關(guān)采用12kV真空斷路器（In=630A，開(kāi)斷能力25kA）。各種情況下的配電變壓器高壓側(cè)最大短路電流和最大短路容量估算，詳見(jiàn)表1：

利用表1的計(jì)算結(jié)果，我們?cè)偌由吓潆娮儔浩骱偷蛪耗概诺淖杩辜纯傻玫阶冸娝蛪浩羶?nèi)的最大短路電流。低壓屏內(nèi)的最大短路電流見(jiàn)下表2：

（三）變電所低壓屏內(nèi)斷路器分段能力選擇

根據(jù)表2的計(jì)算結(jié)果，針對(duì)三種情況我們可以分別選擇變電所低壓屏斷路器分段能力，以CM3630A和NSX630A塑殼斷路器為例進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表3：

三、結(jié)語(yǔ)

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，變電所低壓屏斷路器的分段能力應(yīng)通過(guò)計(jì)算最大短路電流來(lái)進(jìn)行選取和校核，同時(shí)應(yīng)采用斷路器的Icu進(jìn)行校核。最大短路電流計(jì)算時(shí)，不忽略電網(wǎng)的短路阻抗，可以得到更為準(zhǔn)確的短路電流，從而讓我們選擇的斷路器的分段能力更為合理且經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司等，《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版），中國(guó)電力設(shè)計(jì)出版社.

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[3]王明全，《建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)專題23講》，重慶出版社.