摘要：县城配网采用开关站模式，可大大提高配网供电可靠性，而开关站开关柜的选型，要随着电网的变化和科技的进步而不断改进。
关键词：开关站、配网、可靠性、开关柜、环网
1、城区配网结构
我区城区面积约14km2，采用划块供电原则，按地理位置及负荷水平，把城区划成17个供电块，每块由一条10KV主线从变电所供电到供电块域，主线具有5000KW供电能力。当块域负荷增大到200~300A时，供电块域一分为二，最终块域负荷控制在150A之内。供电块内采用10KV开关站，主线供电至开关站后，由开关站放射性地向四周供电，每一供电块内建设一个开关站，每三个开关站为一组，互相联络、互为备用。变电所出线至开关站主线采用YJV22-240铜芯电缆，开关站出线采用JKLYJ-10-120绝缘导线或YJV22-120电缆。城区电缆敷设以排管为主。其典型10KV开关站主接线图见图一。
10KV开关站每一条出线带6~10台变压器，如开关站出线为架空出线，则在开关站出线口安装一把户外隔离闸刀，从不同开关站出来的线路在线纺┒送ü险婵斩下菲鹘辛纾虻币桓隹卣炯煨奘保贸鱿呖赏ü缰险婵斩下菲鹘薪璧纾级蝗绯鱿呶缋拢蚪谢吠┑纾既?lt;/P>
2、开关站模式的优点
我局采用的开关站供电模式有许多优点，其最大的好处就是提高供电可靠性，降低线损及电压损失。
2.1提高供电可靠性
当变电所出线、开关检修或故障时，通过联络线，该开关站的所有出线可由联络线供电；任何一座开关站停电，所有出线均可通过柱上联络断路器继续供电；开关站的任何一条架空出线故障或检修，只是该条出线停电，其它线路可继续供电；任何一条环网供电的电缆故障或检修时，可用负荷开关进行隔离，所有用户可继续供电。
2.2线损及压降大大下降
由于开关站深入负荷中心，其出线供电半径可控制在500m以内，因而可大大减少线路上的电能损耗及压降，进一步提高企业的经济效益和电能质量。
3、开关柜选型
开关站开关柜选型，对开关站的安全运行和配网的可靠性有很大影响，随着电网的建设、科技的进步以及城市建设的加快，我局对10KV开关站的开关柜选型也发生了多次变化。
3.1 KYN1-10型手车开关柜的使用
1992年我局在城区建造了第一个开关站，本着运行安全可靠、投资省、维护简单等原则，我局对开关站选用KYN-10型手车开关，认为手车开关柜全封闭、小车可拉出检修、可互换，因而安全可靠。采用真空断路器，免维护；采用弹簧操作机构，可用一般的交流电，或使用从压变柜引出经隔离变压器的~220V电源，因而价格相对较为低廉；采用交流定时限保护，以便与变电所时限相配合；实现“三遥”功能，以实现实时监控和无人值班。
但经过一段时间的运行，发现KYN1-10型手车开关存在如下重大缺陷：由于开关柜有五防功能，因而开关柜在未合上接地闸刀前无法打开后盖，而不打开后盖就无法进行验电。虽然我们进行技改后，在后盖上安装带电显示仪，但这与“安规”矛盾，“电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）”第72条明确规定：表示设备断开和允许进入间隔的信号、经常接入的电压表系统，不得作为设备无电压的根据。另外，KYN1-10型手车柜沿地平面拉出，但由于开关柜前必须放置绝缘地毯，导致手车开关进出非常不便。由于KYN1-10型手车开关柜存在的种种缺点，在以后的开关站中，我们不再使用该型号的开关柜。
3.2 GG-1A（F）开关柜的使用
GG-1A（F）固定式开关柜，其特点是：柜体宽阔高大，结构清晰，检修维护简单。该型号的开关柜已有几十年的生产史，产品非常可靠，该开关柜非全封闭，便于巡视时观测，另外在母线检修时，挂接地线方便。因此，在后来建造的3个开关站中全部使用该型号开关柜。操作机构、保护方式、远动功能同第一个开关站一样。经过长期的运行实践证明，此种开关柜运行、维护均安全可靠。但该开关的主要缺点是柜体体积太大，其宽度为1200mm，而KYN1-10型开关柜仅为800mm，对于城区寸土寸金的地方，开关柜是越小越好。
3.3 HWP-B-GA型箱式环网开关站
3.3.1 土建开关站困难
从92年至97年一共才建成4个开关站，而且在此后的三年中未建成一个开关站，问题的结症在于：开关站占地太多、外形高大、建设周期太长。以张鉴开关站为例，该开关站共有2柜进线开关，1柜联络开关、1柜压变、8柜出线（实际仅用去4柜，另外4柜长期备用），其占地为10000mm*6000mm。在98年、99年，我们曾规划过二个开关站：白龙开关站和镇中开关站，可是由于占地太多，外形太大，结果遇到重重阻力而没有建成。
3.3.2 电网情况变化
在97年前，我局变电所10KV出线的保护时限为速断0.5s，过流1s。为了进行时限上的配合，开关站保护方案采用：开关站出线柜为去分流式定时限保护，时限整定为速断0.1s，过流0.4秒。但是，随着电网的建设和改造，线路的短路容量越来越大，如我局的110KV静德变，该变电所紧邻镇海发电厂，其10KV母线的短路容量在最大运行方式下达371MVA，如此大的短路容量在线路发生短路时，对电缆、线路闸刀及变电所设备的冲击和损坏是非常大的，我局已发生好几次因线路短路而引起变电所母排损坏和线路闸刀烧毁的事故。为此，在1997年初根据上级布置，全局变电所10KV出线的保护时限调整为速断0.1s，过流0.4秒，同时，把变电所的时间继电器也由电磁型更换成高精度静态时间继电器。由于开关站的时限整定值已经小到不能再小的地步，因此，这样一来，开关站与变电所之间就无时限配合上的裕度，致使越级跳闸事故屡有发生。由于开关站采用去分流方式跳闸，一旦变电所先于开关站跳闸，切断了故障电流，则开关站开关就会因失去分闸电流而不能跳闸；此时，变电所出线开关在重合闸时，就会合在故障线路上，导致重合闸失败，大大影响了城网的供电可靠性。
3.3.3 HWP-B-GA型箱式环网开关站
2000年我区有1280万资金用于城网建设与改造上，此是建设开关站的一个大好时机，基于土建开关站的种种缺点，经广泛考察和论证，决定采用HWP-B-GA型箱式环网开关站。
该箱式环网开关站采用德国原装GA、GE系列六氟化硫10KV高压开关，体积小（其宽度仅400mm）、无需维护、操作简单、安全度高、经济适用，从而使该开关站（开关站1柜进线、1或2柜联络、1回压变、4柜出线，及远动设施，见图一）长*宽*高仅为2700mm*1600mm*1760mm。
保护方式为：进线及联络柜额定电流630A，不设任何保护；4回出线柜额定电流为100A，采用熔断器保护，并且一相熔断后，经撞针，使开关三相同时分断，避免缺相运行。
由于HWP-B-GA型箱式开关站体积小，我区在2000的城网建设中一下子新增了5个箱式开关站，该5个开关站的选址涉及学校、机关、公共绿地等，由于占地少、外形漂亮、绝对安全，因而得到了各有关部门的大力支持和配合，使工程顺利进行。
该开关站的缺点是：由于体积小，因而通风散热、电缆搭接都存在一定困难；熔断器熔断后调换比较麻烦，且熔断器较贵，每相为700元，因而运行成本较高；同时，该箱式开关站的开关、闸刀、接地闸刀均在箱内。由于SF6开关柜是全封闭的，在外面既看不到明显断开点，也不能进行验电、挂接地线，只能依靠开关柜外部的指示标志确认开关、闸刀及接地闸刀的合分状态。所以，该类开关站的安全运行，还要靠其它安全管理措施和技术措施来保证，其最好作为一个整体来应用，即整个开关站同时停送电，而不十分适合作开关站作用，这也是土建开关站发生困难时的无奈之举。
3.4 KYN1-10改进型开关柜
2001年，在棉纺地块上新建一个开关站，该地块面积0.289平方公里，分三期进行房屋开发，首期建筑面积达8万平方米。为此，在房屋开发规划阶段，我局就要求在此处建造一个开关站。该开关站采用KYN1-10改进型手车开关柜，其特点是：采用中置式手车，因而手车进出十分方便；采用电磁门锁，即在出线柜有电的情况下不能打开后门，在无电时，可打开后门，并进行验电、合上接地闸刀。该开关柜宽为800mm，即保留了原KYN1-10型开关柜的优点，且改进了原先发现的一系列缺点。
2001年我局在城区试点配网自动化，该配网自动化是在开关站原“三遥”的基础上，在调度端增设一个配网自动化化主站，利用“三遥”中传输上来的信号数据（即同调度自动化实现SACDA数据共享），判断故障点，然后自动隔离故障点。由于配网自动化化的实现，变电所及开关站的开关的动作过程就变为：故障时，变电所出线开关跳闸，然后，配网自动化主机根据传输上来的信号，判断故障所在线路，然后断开故障线路开关、隔离故障，然后合上变电所开关，恢复非故障线路的供电，因而，实现配网自动化化后，开关站出线不必与变电所进行保护时限上的配合，因而，可以取消开关站出线的熔断器保护，而采用常规真空开关。
4、利用开关站进一步提高配网供电可靠性
4.1热倒
我局在城区已实现了配电线路的热倒，即线路要求联络时，先合上联络开关，使二条10KV线路合环运行，然后断开变电所开关（或分段开关、或出口单刀），使线路借电而不停电。见图一、图二、图三。
图一 开关站出线为架空线的联络方式
4.2 安装短路及单相接地信号继电器
在开关站出线采用环网供电的线路上，在图二所示的高配进出线开关线路侧安装电流互感器和零序电流互感器，用来反映短路信号和单相接地信号。由于目前配网自动化范围为：变电所出线开关，开关站进线开关、出线开关、联络开关，而开关站出线暂不实行配网自动化，则一旦某段电缆发生故障，就可凭信号指示人工断开相应的开关，对故障线路进行隔离，恢复非故障，从而提高供电可靠性。今后，随着对高配用户实现负荷管理系统，则把该信号通过信道接至调度端，可逐步实现远方隔离故障，最后把出线线路实现配网自动化。
图三 出线为全部电缆的环网供电模式
4.3带电作业
随着配网管理和运行水平的不断提高，新建业扩用户支接而引起的线路停电，已越来越成为制约配网供电可靠性进一步提高的主要障碍，开展配网带电作业势在必行。由于带电作业对线路的安装有一定的要求：如三相导线宜水平排列、线间距离应较大等，因此，在今后的配网新建及改造时，应充分考虑带电作业对线路的要求，并多交流和吸收带电作业的成功经验，为开展带电作业做积极的准备。
本文关键字：开关柜 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
