配电系统开关选择的原则及开关数量的确定

【摘要】开关是配电系统中主要的保护电器之一，也是功能最完善的保护电器。本文主要对开关选择的原则及开关数量的确定进行分析。

【关键词】开关；选择原则；数量确定

我国配电网自动化尚届初始阶段，有关自动化开关的选择的效益计算尚且没有典型的算法和成功的经验，但是，这个问题却受到关注，尤其当要建设现代化电力企业，适应市场经济发展的今天，这个问题更是至关重要。在自动化设备的选择中，有两方面问题应该考虑：（1）从网络现代化、自动化的要求出发，选择自动化元件在技术上的合理性；（2）从经济的观点来确定自动化建设投资所带来的经济效益。虽然然，除了有形的经济效益之外，自动化事业还将带来创造社会福利，开发人类资源，促进市场经济发展的潜在效益。鉴于全方位的计算这种无形效益的方法尚在探索之中，所以这里只能对有关技术性问题和经济效益问题给出一些计算的思路。

一、开关选择的原则

不论是一个完整的区域电网，或者是—条配电线路，或者是配电线路的一个区段，在选用开关设备时，所应该遵循的原则是：（1）有利于消除瞬时性故障；（2）分闸后闭锁只应限于发生永久性故障的情况；（3）分闸后闭锁切除的线路区段应尽可能少。

因为影响一个系统或一条线路布设开关的因素有：系统类型、环境条件、允许停电的时间和次数、经济承受能力、发展情况等，因此，在遵循上述原则时，各实用单位应根据本单位的具体情况妥善的加以实施，上述原则只能作为开关设置总体上的推荐意见。

二、选择开关的技术数据

选用开关布置时，下述技术数据和系统特征是必须知道的：

1.简明的系统围。图中应包括线路结构，重要负荷，供电相数，地形地貌以及危及安全的设施。

2.电流参数。其中包括最大和最小可能的故障电流，最大负荷电流，起动时的浪涌特性。

3.阻抗参数。线路的正序、负序和零序阻抗，线路x/R值。

4.变压器参数。其中包括接线方式、变比、阻抗百分比以及变压器的额定值和临界损伤曲线。所谓变压器用临界损伤曲线则是危及变压器安全的电流时间曲线。保护变压器的熔断器的最大熔化曲线、最小熔化曲线和变压器起动时的浪涌电流一时间曲线，皆应处于临界损伤曲线之下，临界损伤曲线可从变压器制造厂获得，当不能获得临界损伤肋线和起动曲线时，可由表1和表2所列的系数构成这两条曲线。构成的方法是将表中所列的系数乘以变压器额定电流值或满负荷电流值。

图1中给出了简明系统图的实例，其中：

（1）线路1-2-8-4为干线；（2）2-3、4-5、6-7为支线，8-9为1800kvar柱上电容器组；（3）圆圈中的数字：分子为最大短路电流，分母为最小故障电流，单位为A；（4）220、115、105、42、40、33A为线路最大负荷电流；（5）实现为三相供电，点划线为两相供电，虚线为单相供电。QF为断路器。

三、开关数目的确定

开关数量的确定则是在每条配电线路中设置多少个开关是合理的，其确定的原则是什么，影响开关个数和位置的因素有保护范围、短路时间、短路电流的大小和停电频数等多方面。下面来说明确定开关数量的方法。

1.辖区指数的定义

在确定开关个数时，将涉及到辖区指数的概念，所谓辖区指数Rh区末端最大短路电流与区域首端开关设备最小脱扣电流之比，即

式中：Imax.k——保护区末端最大短路电流；Imax.T——区域首端开关设备最小脱口电流。

2.线路开关个数的确定

确定开关个数的方法是： （1）根据线路中最大负荷电流来确定开关的最小脱扣电流；（2）选取适当的辖区指数Rh；（3）用最小脱扣电流乘以辖区指数，得出最大的短路电流，图中的最大短路电流相对照，以确定该开关的管辖区；（4）以同样的方法逐次来确定开关装设的个数。

下面以实例来说明上述确定开关个数的方法，实例图如图2所示，图中：圆圈中的数字，分子为最大短路电流，分母为最小短路电流；400、300、200、100、50、25为该处的最大负荷电流，单位为A。

（1）在1处的开关，用2倍最大负荷电流作为最小脱扣电流，则最小脱扣电流为：2×400=800（A）。取辖区指数Rh1=3，则最大短路电流

如此，开关1的辖区可以伸延到2，即2400A处。

（2）在点2出设以开关，其最小脱扣电流为：2×200=400（A），取辖区指数Rh3=3，则最大短路电流为

故开关2的辖区可以伸延到3，即1200A处。

（3）在点3处设以开关，其最小脱扣电流为：2×50=100（A），取辖区指数Rh3=5，则最大短路电流为

则开关3的辖区可伸延至4处。如此全线应设置3个开关，而且开关的定位分别在1、2、3处。如果辖区指数取值不同，开关设置的方案将有所改变。

3.Rh取值大小的影响

从上述数例可见：在最小脱扣电流相同时，Rh取值越大，灵敏度越高，选择性越好，但需开关的数量越多；Rh越小，情况刚好相反。通常辖区指数取2.5-3。

参考文献

[1]李明.浅析低压断路器的选用原则[J].四川建材，2011（04）.

[2]王华，李景玉.漏电断路器应用中需注意的几个问题[J].煤炭工程，2006（04）.