【知识分享】开关设备应用
发布日期：2022-05-06
作者：法腾电力
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主变电站包括基本设备：
1.断路器：断路器是保证电网控制和保护的装置。它能够产生、承受和开断负载电流以及故障电流，直至电网的短路电流。
2.开关：具有开关功能的负荷开关和隔离开关，具有额定电流负荷接通和分断能力。
3.接触器：接触器用于在正常使用过程中关闭和打开需要这些操作的负载，特别是用于特定活动，如中压公共照明和工业电动机。
4.限流熔断器：中压限流熔断器主要用于变压器、电机等负载的保护。这是一种装置，当其超过给定值足够长的时间时，通过将一个或多个专门设计和成比例的组件融合在一起，打开插入它的电路。限流熔断器可能难以清除中间电流值（超过使用值小于 6 到 10 倍），因此通常与开关装置结合使用。
5.隔离开关和接地开关：隔离开关用于在两个可以带电和独立的电路之间进行隔离，而不影响它们的绝缘水平。这通常用于环网、分段的开放点。它们通常用于将安装的一部分与电源分开，其性能优于其他开关装置。隔离开关不是安全装置。接地开关是以可靠的方式将导体接地的专用设备，因此可以安全地接触导体。它们可能具有额定的短路关合电流，以确保它们能够承受操作中的错误，例如合上带电导体。
6. 电流互感器：旨在为次级电路提供与初级电流（MV）电流成正比的电流。
7. 电压互感器：电压互感器旨在为其次级电路提供与施加到初级电路的电压成比例的次级电压。
保护
对于包括单个中压/低压电力变压器的安装，综合保护和变压器保护合并。计量可以在中压级或低压级进行。对于包括单个 MV/LV 变压器在内的任何安装，通常在 LV 级进行，前提是变压器的额定功率保持低于为安装提供设备的当地公用事业公司规定的限值。
除了功能要求外，主变电站和辅助变电站的建设应符合当地标准和法规。在所有情况下，还应考虑 IEC 建议。
电力系统架构
电力系统的各种组件可以以不同的方式排列。
最终架构的复杂性决定了电能的可用性和投资成本。因此，为给定应用程序选择架构是基于技术必要性和成本之间的权衡。
架构包括以下几种：
• 辐射系统
- 单馈线，
- 双馈线，
- 平行馈线，
• 环网系统
- 开环，
- 闭环。
• 内部发电系统
- 正常的源生成，
- 替代源生成。
接地阻抗
根据类型（电容式、电阻式、电感式），可以通过五种不同的接地方法来固定或调整中性线电位
和阻抗 ZN 的值（从零到无穷大）：
• ZN =:: 隔离中性线，即没有有意的接地连接；
• ZN 是一个具有相当高值的电阻。
• ZN 为电抗，一般较低。
• ZN 是补偿电抗，调整以补偿系统电容；
• ZN = 0：中性线接地
难点和选择标准
选择标准涉及很多方面：
• 技术考虑（电力系统功能、过电压、故障电流等）；
• 运营考虑（服务的连续性、维护）；
• 安全性（故障电流水平、接触和跨步电压）；
• 成本（资本支出和运营费用）；
• 地方和国家实践。
两个主要的技术考虑恰好是相互矛盾的：
降低过电压水平
过电压可能导致电绝缘材料的介电击穿，导致短路。
安装过电压有几个来源：
• 雷电过电压，由直击或架空系统暴露部分上的感应电压引起，过电压传播到用户供电点和装置内部；
• 由开关和谐振等危急情况引起的系统内过电压；
• 接地故障本身及其消除造成的过电压。
降低接地故障电流 (Ik1)
故障电流会产生一系列与以下相关的后果：
• 故障点的电弧造成的损坏；特别是旋转机器中磁路的熔化；
• 电缆屏蔽层的耐热性；
• 接地电阻的尺寸和成本；
• 相邻电信电路的感应；
• 外露导电部件的电位升高对人造成危险。
降低故障电流有助于将这些后果降至最低。
不幸的是，优化其中一种效果会自动对另一种效果不利。
两种典型的中性接地方法突出了这种对比：
• 隔离中性线，大大减少了通过中性线的接地故障电流，但会产生更高的过电压；
• 中性点接地，可将过电压降至最低，但会导致高故障电流。
至于操作上的考虑，根据所采用的中性点接地方式：
• 在第一个故障条件下可能或不可能继续运行；
• 接触电压不同；
• 保护歧视可能容易实施，也可能难以实施。
因此，通常选择中间解决方案，即通过阻抗进行中性接地。
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