10KV中压真空断路器的选用

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10KV中压真空断路器的选用

发布时间:2021-05-07T02:53:14.646Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第1期 作者: 景启刚[导读] 对中压等级的开断设备选型,被广泛应用,为10KV中压断路器选型的首选设备。

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10KV电压等级是我国配电的主要电压等级,10KV等级中控制开关中,真空断路器由于灭弧能力强,电气寿命长,维护方便,技术含量高等优点,在电力系统建设中,对中压等级的开断设备选型,被广泛应用,为10KV中压断路器选型的首选设备。

一、真空断路器的选择

应按额定电流值和额定短路电流值进行选择,应以电网的实际容量为宜,尽可能地克服取值保险系数愈大愈好的倾向。取值过大不仅造成大马拉小车极不经济的情况,同时也将影响开断小的感性或容性电流性能,导致截流过电压的发生。据相关文献报导,我国运行中的10kV电网额定电流在2000及以下的约占总馈路数的93.1%,故而对额定工作电流的选择应以2000及以下为主。对于最大短路电流值的选择应依据“城市网络规划与改造导则”的要求,避免盲目追求过大的保险系数。

目前国内市场上,主要选用的合资品牌断路器主要有施耐德HVX、ABBVD4、西门子3AE等品牌系列;自主品牌的有常熟开关CV1、上联RMVS1、宝光ZN172等系列。产品质量现在自助品牌与合资品牌相差无几。

二、真空断路器及其特性

断路器是带有特殊的灭弧室装置的一种开关电器,能够关合承载和开断正常回路条件下的电流并能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条件(如短路条件)下的电流的机械开关装置。适用于50Hz,3.6kV及以上电压等级的电网中,作为关合和开断负荷电流(一般不大于4000A)、过载电流及额定短路电流用(一般不大于63kA,亦可用作特殊场合关合和开断空载长线,空载变压器及电容器组等,以及在规定的时间内(1s、3s、4s)承载短路电流(一般不大于63kA,关合短路电流(一般不大于160kA)。断路器的机械寿命为1万次,特殊的可到达3万次,6万次,若配用永磁机构,可达到10万次。断路器的电寿命按照CB1984-2014的要求为274次。断路器一般都具有重合闸功能,在短路故障消除后,可迅速恢复供电,一般应用在比较重要的场所。然而,断路器价格较高(需要相应的继电保护或微机保护),且其开断故障的时间在80ms内(与保护的反应时间,断路器的分闸时间及燃弧时间有关),切断故障电流的速度没有组合电器的速度快,这就要求被保护的设备具有相应的短时耐受电流的能力。

三、断路器的主要应用

断路器主要应用在工矿企业、发电厂及变电站内的接受、控制和保护之用。一般的组合方式(以额定电压12kV为例)为两路断路器进线,一路或多路断路器出线(见图)。进线断路器电流一般不超过4000A,短路开断电流一般不超过50kA。出线断路器额定电流一般不超过1600A,短路开断电流一般不超过40kA。

四、断路器的选择

当用于负荷电流的控制时,负荷电流大于630A时,选择断路器。

当保护供电末端的变压器时,变压器容量大于1600kVA时,选择断路器。

当保护电动机时,电动机容量大于1200kW时,选择断路器。

当投切电容器时,选择断路器。

当保护发电机时,必须选择专用型的发电机断路器。

当用于线路保护或重要设备的保护时,必须选择断路器。

断路器的应用实例

五、断路器运行过程中需注意事项

真空断路器运行过程中需要注意,一般视使用场合和操作频繁程度而定。对于那些操作并不频繁,每年操作不超过机械寿命的1/5的真空断路器,则在机械寿命期内,每年进行一次常规检査即可。如果操作次数较为频繁,那么在两次检査之间的操作次数不宜超过其机械寿命的1/5。对于操作次数极频繁或机械寿命、电寿命临近终了时,检周期应适当缩短。检査和调整的项目除了真空度、行程、接触行程、同期性、分/合速度外,还应包括操动机构各主要部分、外部电气、绝缘以及控制电源辅助触点等的检查。真空断路器在运行过程中应注意以下问题。

(1)过电压问题

由于真空断路器在开断较小电流时,特别是空载变压器励磁电流等小感性电流时,往往会出现截流值大,产生的过电压超高。另外,真空断路器在开断电容器组的容性电流时,也很难达到对无电弧重燃,一旦出现重燃,也会产生重燃过电压,需装用性能较好的金属氧化物避雷器或阻容保护装置来预防。

(2)真空灭弧室真空度的检测

真空灭弧室管内的真空度通常是10-4~10-6Pa。随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数增多,以及受外界因素的作用,其真空度逐步下降,下降到一定程度将会影响它的开断能力和耐压水平。因此,真空断路器在使用过程中必须定期检査灭弧室管内的真空度。

(3)触头磨损值的监控

真空灭弧室的触头接触面在经过多次开断电流后会逐渐被磨损,触头行程增大,也就相当波纹管的工作行程增大,波纹管的寿命会迅速下降。通常允许触头电磨损最大值为3mm左右。当累计磨损值达到或超过此值,同时真空灭弧室的开断性能和导电性能都会下降,则真空灭弧室的使用寿命已到。

六、结语

真空断路器在选用过程中,应充分考虑到现场供电状况,以及负载侧的实际负载状况,正确、合理选择断路器将能提高系统安全运行及可靠性起到很大的作用。

参考文献

[1]林莘现代高压电器技术[M]北京:机械工业出版社,2012

[2]中华人民共和国国家标准GB1984-2014高压交流断路器[S].北京:中国标准出版社,2014

[3]中压真空断路器操动机构的研究现状[M]北京:电气时代,2017