各种负荷开关在电网改造中的应用对比

1、各种负荷开关在电网改造中的应用对比论文摘要随着大量的新技术，新设备在城乡电网改造中的不断应用，考察设备的质量、性能、操作方法，维护检修等方面成为关键。本文是通过负荷开关在城乡电网改造过程中的实际应用，综合对比各种负荷开关在功能等方面的优缺点，从而使大家根据不同电压等级、不同环境、不同性能要求的情况下，合理选用负荷开关种类，从而达到网络结构的合理化、规范化、标准化。通过对新设备的探究，也促使使用者在比较优缺点的同时，不断开发创新，扬长避短，弥补设备的不足，从而不断提高设备应用水平，更发的为电网服务，由于专业水平有限，请指导老师予以批评指正。一、 概述随着城乡电网改造的不断深入，负荷开关应用越来越

2、多。目前，配电网电缆线路中的环网柜、箱变等，多数采用负荷开关，而架空线路中的断路器也逐渐会被负荷开关所取代。负荷开关是带有简单来弧的一种开关电器，适用于交流50HZ，10kv、35kv电压等级的电网中，关合和开断负荷电流，而由限流熔断器承担开断较大的过载电流和短路电流。（1） 负荷开关应用于下列场合：35kv负荷开关绝大部分用在农网35kv变电所内，与熔断器配合保护主变压器和投切所用变压器。（2） 10kv负荷开关：1、用于变电所内做为10kv母线分段开关和电容器组投切开关；2、用于配电线路上做为分段开关，旁路开关、联络开关带负荷操作，也可与熔断器配合作为配电变压器高压侧保护。负荷开关在结构上

3、应满足下列要求：1、有自置隔离断口，便于检修；2、能经受尽可能多的开断次数，而无需检修触头和调换灭弧室装置的组成元件；3、应能关合短路电流。用熔断器与负荷开关组合代替断路器，在国外已推行了近半个世纪，其断路器与负荷开关的使用量之比为1：6，这是因为两者相比，后者具有下列优点：1速断性能满足对变压器的保护要求。当发生短路电流时，由熔断器动作切断故障电流，其动作时间在20ms左右，远比采用断路器保护切除故障时间（约60ms）快得多；2、动作可靠，断路器需要与继电器动作之间的协调，此外互感器应信号准确，运行正常。熔断器的动作完全由时间电流特性曲线决定；3、如与限流熔断器稳定和影响，从而有效地减少设备

4、投资；4、价格比断路器低；5、没有复杂的操作机构，很少出现拒分、拒合，运行可靠；维护检修方便。目前，我国负荷开关产量与断路器相比还低得多，这种不合理状况必将随着国产负荷开关产品质量的提高、性能的完善、限流熔断器产品的改进、电力工业发展的需要以及人们对负荷开关的逐步认识而迅速改变。2、负荷开关的种类负荷开关的结构按不同灭弧介质分为压气式、产气式、SF6气体和真空四种。（1） 压气式负荷开关是一种将空气经压缩后直接喷向电弧断口而熄灭电弧的开关，50年代就从原苏联引进这种技术，目前尚有少数工厂经过改进设计后进行生产。此外，有些工厂结合近几年来从国外引进的技术，自行开发了一些新型的压气式负荷开关。（2

5、） 产气式负荷开关是国内目前产量最多、使用最广泛的一种负荷开关。它有国产和引进国外技术组装的两种，其结构大同小异。由于受到原设计上的限制，随着电网容量的增大，转移电流开断能力和短路电流关合能力已接近极限。（3） SF6负荷开关有两种，一种结构简单，用于户外柱上，另一种结构较复杂，用于城市环网供电单元和箱式变电站。（4） 从发展的观点看，真空负荷开头在我国是最有发展前途的一种负荷开关，在性能上与S在F6负荷开关基本相同，在某些指标上还超过SF6负荷开关。在SF6负荷开关与真空负荷开关均没有明显的隔离断口，故使用时均需与隔离刀闸配合，以保证有明显的隔离断口，确保维修时人身安全。标准中，负荷开关按动

6、作次数也可分为两种类型：产气和压气式负荷开关为一般型；真空和SF6负荷开关为频繁型。对这两种类型负荷开关的要求各不相同。一般分合操作次数为50次，频繁型为150次。机械寿命：一般为2000次；频繁型为3000、5000、10000次。按运行环境可分为：户内式和户外式。3、负荷开关的技术性能对比（1）35kv负荷开关：目前开关的要有产气式和真空两种，均为户外使用。现有产气式负荷开关因只能开断负荷电流不能开断过负荷电流，所以当主变压器发生重瓦斯故障和当熔断器单相熔断时，负荷开关因没有开断转移电流的能力而无法跳闸，不能实现缺相保护，这对于无人值班变电所是不允许的。如变压器运行中出现过负荷电流，此电流

7、大于负荷开关的额定开断电流而小于熔断器的熔断电流时，就有可能存在保护“死区”，这种情况已有许多省份的运行人员提出来，所以说目前的产气式35kv负荷开关尚不能满足用户的要求。真空负荷开关的问世解决了农网设计中35kv负荷开关的选型问题。它是针对目前产气式开关的这些不足研制的新开关，克服了产气式开关的上述缺陷，发挥了真空灭弧优良的灭弧能力。开断电流大可与熔断器保护区域相重叠，消除保护“死区”。真空负荷开关较为产气式负荷开关性能优越，下面将两种开关的性能做一对比。见表一：项目 名称产气式负荷开关真空负荷开关额定开断容量400A1000A开断最大转移电流无指标3150A带负荷操作次数小于30次1000

8、0次维护定期停电更换灭弧材料一般免维护灭弧性能不易（开断电流范围小）优良与熔断器配合容易（能够开断负荷开关额定开关电流的任何负载电流；额定短路开断电流的任何过载电流）由此可见，35kv真空负荷开关是未来的发展趋势，应在农网35kv变电所建设与改造中推广使用。（2）10kv负荷开关户内10kv负荷开关有以下四种：产气式、压气式、真空式和SF6式负荷开关。大量用于负荷开关柜，环网供电单元及箱式变电站一般是与熔断器的结构型式。究其理由有二：一是结构型式简单，造价低；二是保护特性好。用它保护变压器比断路器更为有效。但为了防止熔断器单相熔断时设备非全相运行，必须由负荷开关配合运作，在熔断器撞击的作用下脱

9、扣，完成三相电路的开关。现在应用最广泛的是SF6负荷开关，采用SF6负荷开关制成的环网供电单元因体积小，开断性能好受到了许多大城市如北京、深圳、广洲等电力用户的青睐，但此类开关价格昂贵，在一般大城市和中等城市市场有限。产气式开关的环网供电单元只能用于开断容量小，不频繁操作的场合，此外，其体积大，使用受到限制，真空负荷开关环网供电单元在国内应用也较普扁。其价格较SF6负荷开关环网供电单元便宜近30%，开断能力优良，但美中不足是体积大，如果开发一种体积和SF6环网供电单元，价格有大幅度下降的真空负荷开关环网供电单元，势必会受到广大用户的欢迎。除了大中城市繁华地区采用电缆线路需用户风负荷开关外，一般

10、中小城市、大城市郊区及农网普扁采用架空线路，分支线上多用户外型负荷开关。户外10kv负荷开关主要有产气式、SF6和真空开断负荷电流时，由产气材料产气灭弧。SF6负荷开关因漏气不易维护，目前电网中应用较少，国产产品很少，真空负荷开关有两种结构形式，分体式和整体框架式。下面将两种真空负荷开关的性能特点作一比较，如表2：项目 名称整体框架式分体式安装难易尺寸大与CW9相同，方便替换关合短路电流难（该结构灭弧室触头无压关合短路电流时容易烧触头此种结构仿德国开关制造，外国无关合短路电流的要求）易（触头靠弹簧力压紧）操作方式只能三相联动，合分闸功大，结构复杂可单相操作，合分闸小，没有复杂的传动机构隔离刀与灭弧室没有可靠联锁，有