10/0.4kV变配电所配电方案及断路器的选择探讨

蔡健文

摘 要：10/0.4KV的配变电所是最常用的供电系统，其配电方案一般分为三种级别，在配电系统中断路器是一个很重要的组成部分，本文将详细阐述三类配电方案的优缺点及可操作性，以及断路器的选择及整定。

关键词：10/0.4KV配变电所；配电方案；断路器；整定

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0205-02

1 10/0.4KV配电方案

1.1 一路配电系统

一路配电系统可以为三类负荷用户供电，一路电源供电的优点是：接线简单，操作方便，设备少，成本低。缺点是：若要检修必須进行大面积的停电，因此无法适应重要负荷的需求。

1.2 二路配电系统

二路配电系统分为单母线、隔离开关分断单母线、单母线用断路器分断的配电系统。以上三种系统中最常用的是单母线用断路器分断方式，二路配电系统适用于一、二类以及负荷超过10000KVA的用户。二路配电方案的优点是：实现变电所多配电回路，容量大，可靠性高，操作灵活。缺点是：占地面积大，操作步骤复杂且需大量投资。

1.3 三路配电系统

三路配电系统更适用于一、二类较大的用电客户。三路配电方案的优点是：供电安全，操作灵活。缺点是：占地面积较大，操作步骤复杂且初始投资较大。而且当供电客户是一级负荷时供电系统中需增设大容量UPS和发动机，因此实际中很少应用此方案。

1.4 10/0.4KV设计规范

10/0.4KV变电所的设计是工程建设中一项很重要的工作，因此对规范性的要求较高，必须按照国家强制性条文、条例来执行。在执行国家强制性规定的同时也要考虑到供电部门的实际需求，否则会出现衔接不畅等问题从而影响施工进度。而且设计方案应做到以下几点：（1）变配电所设计方案中涉及的专业名词要准确，不能模棱两可随意使用。例如变配电所是一种统称，实际上配电所与变电所是两个完全不同的定义。（2）分级分类术语和标准计量单位中的字母大小写不可随意。例如A、V、W、kV、kW等，一律使用法定计量单位，特别注意单位符号的大小写要正确。（3）在变配电所的设备布置方面一定要严格按照国家强制性要求执行，例如高低压配电系统图要与平面图保持一致，系统图和平面图都应面向柜屏的正面从左至右按顺序排列。（4）断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护的有断路器和熔断器两种，断路器是目前最为常用的短路保护和过载保护。（5）配变电所的选址及建筑设计要按照规范，例如长度大于7米的配电室要设置两个出口，并且布置在配电室的两端。有人值班的配电所应单独设置值班室，且值班室应该有直接通向户外或走道的门。（6）电缆及电缆截面型号的选择应符合相关规范的要求，尤其是电缆截面的选择要考虑备用设备的用电和新增设备的用电。

1.5 10/0.4KV方案设计

现以某小区为例，假如设备的总容量为3500KV，计算容量为1500KV，有三个住宅小区，总变配电所和分变配电所分别有一个和五个，每一个都位于各自的负荷中心，则其配电方案如下：（1）上级电源进线设计。在该小区内，供电系统可采取三回路供电，从110KV变电站中，通过不同的母线引进10KV馈电线路作为上级电源进线。（2）10KV变配电所配电线设计方案为负荷平衡、彼此互为备用。采用环网式开环供配电，六个变配电所承担着应急照明用电、疏散照明用电，其电源来自总配变所，住宅用电、公共用户部分用电分别由住宅变压器、公共用户变压器进行配电，各变配电所环网柜是上级电源与负载、变配电所连接为一体的枢纽，低压输出端采用单母线分断连线。

在配电方案中，断路器的选择尤为重要，下列要素可以作为选择的参考依据。（1）极数：单极、双极、三极、四极。（2）电流种类：交流、直流。（3）额定电压：额定工作电压、额定绝缘电压、额定冲击耐受电压。（4）额定电流。（5）短路特性：额定极限短路分断能力、额定运行短路分断能力、额定短路接通能力、短时耐受电流及时间。（6）负荷性质和负荷功率。（7）保护的选择性配合。（8）脱扣器种类：单磁式，热磁式、电子式。

2 断路器的选型

断路器的选型可根据其分断能力来选择，一般来说，低压侧进线断路器、母联断路器、800A及以上的出线断路器可选择框架式断路器；而塑壳断路器则适用于630A及以下的线路保护。末端线路的选择性更多，它可以根据断路器的安装位置和短路电流大小选用塑壳或者微型断路器。为了断路器的选择性配合，配电方案中保护脱口的设置方式如下：（1）变压器低压侧进线断路器设有长延时和短延时过电流脱扣器、瞬时保护闭锁。（2）母联断路器一般不设保护。（3）低压侧出线回路配电线路断路器有长延时、瞬时保护。（4）末端配电线路断路器一般设长延时、瞬时保护。

3 断路器的整定

选择好断路器后，还要对所选的断路器进行整定。所谓整定，就是对断路器进行检测，看其是否在正常运行的电流范围内。

3.1 低压进线断路器的整定

低压进线断路器的整定，整定值包括长延时过电流、短延时过电流以及瞬时过电流，长延时过电流整定值=长延时可靠系数*变压器低压侧额定电流。短延时过电流整定值=短延时可靠系数*过电流倍数*变压器低压侧额定电流。瞬时过电流整定值最小为10倍长延时过电流整定值。

3.2 出线断路器的整定

出线断路器整定主要包括：断路器额定电流，其最大值不能超过断路器壳架等级额定电流，最小值不能小于工作电流，短延时过流整定值，需要避开短时间的负荷尖峰电流。其最小值为短延时过流脱扣器可靠系数*（线路最大电机启动电流+最大电流电机意外其他线路计算电流），对应电流脱扣器的上下级时间之差应该在0.1-0.2以上。瞬时电流整定值需要避开配电线路尖峰时刻，起最小值为瞬时过电流脱扣器可靠系数*（线路最大电机全启动电流+最大电流电机以外其他线路计算电流）。

3.3 断路器的分断能力

断路器的额定运行短路分断能力是断路器的一个分断指标，主要是指分断几次短路故障后其还能够保障正常工作。额定极限短路分断能力，是断路器分断能力极限参数，即分断一次短路故障后，断路器的分断能力受损，不宜再重复使用。

3.4 断路器的短时耐受能力

短时耐受电流是指在一定电压、短路电流功率下，忍受0.05s、0.1s、0.25s、0.5s或者1s时间而断路器不允许脱扣的能力。短时耐受电流是短延时脱扣时对断路器的动稳定和热稳定性的考核指标，短时耐受电流应与如表1所示。

4 结语

近些年，我国的城镇化水平显著提高，用电量也有了很大的提升，人们对用电的要求也越来越高，若想保障安全稳定的电力供应就必须科学的选择配电方案和与之相符的断路器。在对10/0.4KV的配电设计方案中，在做到符合相关规定得前提下也要兼顾经济适用性及可扩展性，在了解断路器整定计算原则的基础上，我们也要多了解各种新型产品，从而实现设计方案的多样性、多元性。

参考文献

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