各種負(fù)荷開關(guān)在電網(wǎng)改造中的應(yīng)用對(duì)比

1、各種負(fù)荷開關(guān)在電網(wǎng)改造中的應(yīng)用對(duì)比論文摘要隨著大量的新技術(shù)，新設(shè)備在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中的不斷應(yīng)用，考察設(shè)備的質(zhì)量、性能、操作方法，維護(hù)檢修等方面成為關(guān)鍵。本文是通過(guò)負(fù)荷開關(guān)在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，綜合對(duì)比各種負(fù)荷開關(guān)在功能等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，從而使大家根據(jù)不同電壓等級(jí)、不同環(huán)境、不同性能要求的情況下，合理選用負(fù)荷開關(guān)種類，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)對(duì)新設(shè)備的探究，也促使使用者在比較優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)，不斷開發(fā)創(chuàng)新，揚(yáng)長(zhǎng)避短，彌補(bǔ)設(shè)備的不足，從而不斷提高設(shè)備應(yīng)用水平，更發(fā)的為電網(wǎng)服務(wù)，由于專業(yè)水平有限，請(qǐng)指導(dǎo)老師予以批評(píng)指正。一、 概述隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的不斷深入，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)用越來(lái)越

2、多。目前，配電網(wǎng)電纜線路中的環(huán)網(wǎng)柜、箱變等，多數(shù)采用負(fù)荷開關(guān)，而架空線路中的斷路器也逐漸會(huì)被負(fù)荷開關(guān)所取代。負(fù)荷開關(guān)是帶有簡(jiǎn)單來(lái)弧的一種開關(guān)電器，適用于交流50HZ，10kv、35kv電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，關(guān)合和開斷負(fù)荷電流，而由限流熔斷器承擔(dān)開斷較大的過(guò)載電流和短路電流。（1） 負(fù)荷開關(guān)應(yīng)用于下列場(chǎng)合：35kv負(fù)荷開關(guān)絕大部分用在農(nóng)網(wǎng)35kv變電所內(nèi)，與熔斷器配合保護(hù)主變壓器和投切所用變壓器。（2） 10kv負(fù)荷開關(guān)：1、用于變電所內(nèi)做為10kv母線分段開關(guān)和電容器組投切開關(guān)；2、用于配電線路上做為分段開關(guān)，旁路開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)帶負(fù)荷操作，也可與熔斷器配合作為配電變壓器高壓側(cè)保護(hù)。負(fù)荷開關(guān)在結(jié)構(gòu)上

3、應(yīng)滿足下列要求：1、有自置隔離斷口，便于檢修；2、能經(jīng)受盡可能多的開斷次數(shù)，而無(wú)需檢修觸頭和調(diào)換滅弧室裝置的組成元件；3、應(yīng)能關(guān)合短路電流。用熔斷器與負(fù)荷開關(guān)組合代替斷路器，在國(guó)外已推行了近半個(gè)世紀(jì)，其斷路器與負(fù)荷開關(guān)的使用量之比為1：6，這是因?yàn)閮烧呦啾?，后者具有下列?yōu)點(diǎn)：1速斷性能滿足對(duì)變壓器的保護(hù)要求。當(dāng)發(fā)生短路電流時(shí)，由熔斷器動(dòng)作切斷故障電流，其動(dòng)作時(shí)間在20ms左右，遠(yuǎn)比采用斷路器保護(hù)切除故障時(shí)間（約60ms）快得多；2、動(dòng)作可靠，斷路器需要與繼電器動(dòng)作之間的協(xié)調(diào)，此外互感器應(yīng)信號(hào)準(zhǔn)確，運(yùn)行正常。熔斷器的動(dòng)作完全由時(shí)間電流特性曲線決定；3、如與限流熔斷器穩(wěn)定和影響，從而有效地減少設(shè)備

4、投資；4、價(jià)格比斷路器低；5、沒(méi)有復(fù)雜的操作機(jī)構(gòu)，很少出現(xiàn)拒分、拒合，運(yùn)行可靠；維護(hù)檢修方便。目前，我國(guó)負(fù)荷開關(guān)產(chǎn)量與斷路器相比還低得多，這種不合理狀況必將隨著國(guó)產(chǎn)負(fù)荷開關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的提高、性能的完善、限流熔斷器產(chǎn)品的改進(jìn)、電力工業(yè)發(fā)展的需要以及人們對(duì)負(fù)荷開關(guān)的逐步認(rèn)識(shí)而迅速改變。2、負(fù)荷開關(guān)的種類負(fù)荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)按不同滅弧介質(zhì)分為壓氣式、產(chǎn)氣式、SF6氣體和真空四種。（1） 壓氣式負(fù)荷開關(guān)是一種將空氣經(jīng)壓縮后直接噴向電弧斷口而熄滅電弧的開關(guān)，50年代就從原蘇聯(lián)引進(jìn)這種技術(shù)，目前尚有少數(shù)工廠經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)后進(jìn)行生產(chǎn)。此外，有些工廠結(jié)合近幾年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，自行開發(fā)了一些新型的壓氣式負(fù)荷開關(guān)。（2

5、） 產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)是國(guó)內(nèi)目前產(chǎn)量最多、使用最廣泛的一種負(fù)荷開關(guān)。它有國(guó)產(chǎn)和引進(jìn)國(guó)外技術(shù)組裝的兩種，其結(jié)構(gòu)大同小異。由于受到原設(shè)計(jì)上的限制，隨著電網(wǎng)容量的增大，轉(zhuǎn)移電流開斷能力和短路電流關(guān)合能力已接近極限。（3） SF6負(fù)荷開關(guān)有兩種，一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于戶外柱上，另一種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于城市環(huán)網(wǎng)供電單元和箱式變電站。（4） 從發(fā)展的觀點(diǎn)看，真空負(fù)荷開頭在我國(guó)是最有發(fā)展前途的一種負(fù)荷開關(guān)，在性能上與S在F6負(fù)荷開關(guān)基本相同，在某些指標(biāo)上還超過(guò)SF6負(fù)荷開關(guān)。在SF6負(fù)荷開關(guān)與真空負(fù)荷開關(guān)均沒(méi)有明顯的隔離斷口，故使用時(shí)均需與隔離刀閘配合，以保證有明顯的隔離斷口，確保維修時(shí)人身安全。標(biāo)準(zhǔn)中，負(fù)荷開關(guān)按動(dòng)

6、作次數(shù)也可分為兩種類型：產(chǎn)氣和壓氣式負(fù)荷開關(guān)為一般型；真空和SF6負(fù)荷開關(guān)為頻繁型。對(duì)這兩種類型負(fù)荷開關(guān)的要求各不相同。一般分合操作次數(shù)為50次，頻繁型為150次。機(jī)械壽命：一般為2000次；頻繁型為3000、5000、10000次。按運(yùn)行環(huán)境可分為：戶內(nèi)式和戶外式。3、負(fù)荷開關(guān)的技術(shù)性能對(duì)比（1）35kv負(fù)荷開關(guān)：目前開關(guān)的要有產(chǎn)氣式和真空兩種，均為戶外使用?，F(xiàn)有產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)因只能開斷負(fù)荷電流不能開斷過(guò)負(fù)荷電流，所以當(dāng)主變壓器發(fā)生重瓦斯故障和當(dāng)熔斷器單相熔斷時(shí)，負(fù)荷開關(guān)因沒(méi)有開斷轉(zhuǎn)移電流的能力而無(wú)法跳閘，不能實(shí)現(xiàn)缺相保護(hù)，這對(duì)于無(wú)人值班變電所是不允許的。如變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷電流，此電流

7、大于負(fù)荷開關(guān)的額定開斷電流而小于熔斷器的熔斷電流時(shí)，就有可能存在保護(hù)“死區(qū)”，這種情況已有許多省份的運(yùn)行人員提出來(lái)，所以說(shuō)目前的產(chǎn)氣式35kv負(fù)荷開關(guān)尚不能滿足用戶的要求。真空負(fù)荷開關(guān)的問(wèn)世解決了農(nóng)網(wǎng)設(shè)計(jì)中35kv負(fù)荷開關(guān)的選型問(wèn)題。它是針對(duì)目前產(chǎn)氣式開關(guān)的這些不足研制的新開關(guān)，克服了產(chǎn)氣式開關(guān)的上述缺陷，發(fā)揮了真空滅弧優(yōu)良的滅弧能力。開斷電流大可與熔斷器保護(hù)區(qū)域相重疊，消除保護(hù)“死區(qū)”。真空負(fù)荷開關(guān)較為產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)性能優(yōu)越，下面將兩種開關(guān)的性能做一對(duì)比。見表一：項(xiàng)目 名稱產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)真空負(fù)荷開關(guān)額定開斷容量400A1000A開斷最大轉(zhuǎn)移電流無(wú)指標(biāo)3150A帶負(fù)荷操作次數(shù)小于30次1000

8、0次維護(hù)定期停電更換滅弧材料一般免維護(hù)滅弧性能不易（開斷電流范圍小）優(yōu)良與熔斷器配合容易（能夠開斷負(fù)荷開關(guān)額定開關(guān)電流的任何負(fù)載電流；額定短路開斷電流的任何過(guò)載電流）由此可見，35kv真空負(fù)荷開關(guān)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)在農(nóng)網(wǎng)35kv變電所建設(shè)與改造中推廣使用。（2）10kv負(fù)荷開關(guān)戶內(nèi)10kv負(fù)荷開關(guān)有以下四種：產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和SF6式負(fù)荷開關(guān)。大量用于負(fù)荷開關(guān)柜，環(huán)網(wǎng)供電單元及箱式變電站一般是與熔斷器的結(jié)構(gòu)型式。究其理由有二：一是結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，造價(jià)低；二是保護(hù)特性好。用它保護(hù)變壓器比斷路器更為有效。但為了防止熔斷器單相熔斷時(shí)設(shè)備非全相運(yùn)行，必須由負(fù)荷開關(guān)配合運(yùn)作，在熔斷器撞擊的作用下脫

9、扣，完成三相電路的開關(guān)?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是SF6負(fù)荷開關(guān)，采用SF6負(fù)荷開關(guān)制成的環(huán)網(wǎng)供電單元因體積小，開斷性能好受到了許多大城市如北京、深圳、廣洲等電力用戶的青睞，但此類開關(guān)價(jià)格昂貴，在一般大城市和中等城市市場(chǎng)有限。產(chǎn)氣式開關(guān)的環(huán)網(wǎng)供電單元只能用于開斷容量小，不頻繁操作的場(chǎng)合，此外，其體積大，使用受到限制，真空負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)供電單元在國(guó)內(nèi)應(yīng)用也較普扁。其價(jià)格較SF6負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)供電單元便宜近30%，開斷能力優(yōu)良，但美中不足是體積大，如果開發(fā)一種體積和SF6環(huán)網(wǎng)供電單元，價(jià)格有大幅度下降的真空負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)供電單元，勢(shì)必會(huì)受到廣大用戶的歡迎。除了大中城市繁華地區(qū)采用電纜線路需用戶風(fēng)負(fù)荷開關(guān)外，一般

10、中小城市、大城市郊區(qū)及農(nóng)網(wǎng)普扁采用架空線路，分支線上多用戶外型負(fù)荷開關(guān)。戶外10kv負(fù)荷開關(guān)主要有產(chǎn)氣式、SF6和真空開斷負(fù)荷電流時(shí)，由產(chǎn)氣材料產(chǎn)氣滅弧。SF6負(fù)荷開關(guān)因漏氣不易維護(hù)，目前電網(wǎng)中應(yīng)用較少，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品很少，真空負(fù)荷開關(guān)有兩種結(jié)構(gòu)形式，分體式和整體框架式。下面將兩種真空負(fù)荷開關(guān)的性能特點(diǎn)作一比較，如表2：項(xiàng)目 名稱整體框架式分體式安裝難易尺寸大與CW9相同，方便替換關(guān)合短路電流難（該結(jié)構(gòu)滅弧室觸頭無(wú)壓關(guān)合短路電流時(shí)容易燒觸頭此種結(jié)構(gòu)仿德國(guó)開關(guān)制造，外國(guó)無(wú)關(guān)合短路電流的要求）易（觸頭靠彈簧力壓緊）操作方式只能三相聯(lián)動(dòng)，合分閘功大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜可單相操作，合分閘小，沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)隔離刀與滅弧室沒(méi)有可靠聯(lián)鎖，有