淺談負荷開關—熔斷器組合電器的應用

摘要：10kV配電變壓器在實際生活應用中具有十分重要的作用，其保護裝置對于變壓器的安全使用意義重大。文章對變壓器的保護裝置進行了分析，說明了負荷開關-熔斷組合電器在使用過程中的要求，并結合其合理性和發(fā)展趨勢進行分析，從而達到保護配電變壓器的目的，提升電力系統(tǒng)的整體運行效率。

關鍵詞：負荷開關-熔斷器；組合電器；斷路器；配電變壓器；保護裝置；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM564 文章編號：1009-2374（2015）28-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.033

隨著國家電網(wǎng)經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，整體的發(fā)展趨勢良好，因此獲得了越來越多的企業(yè)關注，電力系統(tǒng)的發(fā)展對于國家的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提升具有重要的作用。作為電力資源的使用者，其關心的電力系統(tǒng)最重要的內(nèi)容是有關造價的問題，電力工程造價主要是由變壓器的保護配置方案以及電氣設備的選用決定的，使用者由于自身對于專業(yè)知識了解不足，不知道整體的造價情況，因此才會產(chǎn)生電力工程造價高的負面情緒。本文將重點對其保護裝置進行分析，說明負荷開關-熔斷組合電器在使用過程中的要求，并結合其合理性和發(fā)展趨勢進行分析，從而達到保護配電變壓器的目的，提升電力系統(tǒng)的整體運行效率。不僅能夠保證配電變壓器的運行質(zhì)量，提升電力系統(tǒng)的運行標準，同時還可以對整體電力工程的造價進行全面的分析，在滿足基本安全、使用要求的基礎上，盡可能降低總成本，降低用戶使用價格，使用戶能夠對電力系統(tǒng)的服務更加

滿意。

1 10kV配電變壓器的保護配置方案

對于永久性用電用戶計量柜的管理標準要求為：容量水平為100～315kVA，并且采用低壓計量供電方案進行供電的用戶，在進行計量柜選擇時采用低壓計量柜；容量水平為315kVA及以上采用高壓計量柜來對使用情況進行計量。技術人員在進行相關的配置高壓柜保護工作時且，一般都是依據(jù)上述原則來進行處理，10kV配電變壓器的保護配置方案參考類型如下：第一，用戶容量在315kVA以下，一般保護配置選擇跌落式熔斷器，安裝位置可以根據(jù)實際現(xiàn)場具體情況來選擇采用桿上或者落地安裝的形式；第二，用戶容量在315kVA以上，采用高壓計量柜的設計標準，因此還要充分考慮高壓配電柜的規(guī)格問題，大部分情況是選擇采用熔斷器或者選擇負荷開關-熔斷器組合電器。

在技術要求和經(jīng)濟標準方面，上述兩種配置并不相同，目前在選擇時這兩種會同時使用，根據(jù)實際情況的要求和環(huán)境限制來選擇。

2 負荷開關-熔斷器組合電器與斷路器的比較

2.1 配置比較

高壓負荷開關-熔斷器組合電器設計原理是采用高壓負荷開關對過載電流和正常工作電流進行區(qū)分和選擇，通過對實際情況的判斷來確定開合操作，同時還要控制轉移電流，操作轉移電流開斷。在變壓器高壓區(qū)利用熔斷器控制短路保護和過載保護，該裝置一般設計一組負荷開關以及三個帶觸發(fā)器的熔斷器，當任意一個觸發(fā)器被觸發(fā)，那么本身設計的聯(lián)動效果將直接將三個變壓器觸發(fā)，進而自動進行分閘操作，對變壓器起到保護作用。該結構具有一定的優(yōu)勢，本身設計結構比較簡單，生產(chǎn)成本相對較低，價格便宜，通過正確的熔斷器、負荷開關以及變壓器參數(shù)選擇，能夠有效地保證變壓器的穩(wěn)定性。

斷路器本身對專門用于變壓器保護的裝置，通過長時間的發(fā)展已經(jīng)形成比較全面的設計管理使用規(guī)則，國家對于斷路器相關參數(shù)的要求比較嚴格，因此在設計制造方面的成本投入相對較高，并且該結構相對比較復雜，對于材料選擇要求比較多，因此普通用戶一般不選擇使用該設備。

2.2 保護配電變壓器性能比較

對比保護配電變壓器效果可以發(fā)現(xiàn)，采用負荷開關-熔斷器組合電器的使用效果相對較好，某些情況下斷路器甚至不能起到保護作用。通過設計相應的試驗內(nèi)容來對兩種裝置的使用效果進行對比發(fā)現(xiàn)，如果油浸變壓器出現(xiàn)短路故障，為了避免油箱體出現(xiàn)變形和裂開的情況，最大允許操作時間為20ms。利用斷路器保護裝置，需要通過繼電保護動作、斷路器固有動作、燃弧處理，這一程序完成至少需要60ms，利用限流熔斷器在10ms的將故障位置電流切斷，同時控制短路電流在正常范圍內(nèi)，保證變壓器的整體安全性。將油浸變壓器換成干式變壓器，效果與之前相同，本身熔斷器作用時間相對斷路器要快得多，因此可以證明采用熔斷器的使用效果相比斷路器好。

2.3 繼電保護性能對比

在配電網(wǎng)絡中，一級斷路器保護要求為速斷0s完成，過流0.5s或更短時間內(nèi)完成，零序0.5s內(nèi)完成。如果在環(huán)網(wǎng)柜中選擇斷路器來使用，本身斷路器的作用需要經(jīng)過一系列的動作時間來完成，因此在實際使用過程中，也不能準確保證能夠在規(guī)定時間范圍內(nèi)實現(xiàn)動作要求。限流熔斷器本身不會被壓降影響，能夠在極短的時間內(nèi)切斷故障位置電流，不發(fā)生越級跳閘的現(xiàn)象。

2.4 開合空載變壓器性能對比

在正常情況配電變壓器常規(guī)情況的容量要求為不超過1250kVA，空載電流設定為整體額定電流的2%，空載電流與配電變壓器呈反比例相關。選擇斷路器，本身的滅弧能力不穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)強制滅弧的情況，有可能導致截流過電壓出現(xiàn)。

在實際電力系統(tǒng)設計要求中，通常不會選擇強滅弧能力的斷路器，通過負荷開關開合來控制空載變壓器小電流能夠保證其具備良好的使用性能，而且沒有高過電壓存在，整體系統(tǒng)的安全性得到提升。

通過上述對于兩者的對比分析，采用負荷開關-熔斷器組合電器的使用效果比熔斷器的效果更佳，而且在某些方面可以起到的效果比熔斷器具備更好的性能，同時還可以對整體的使用成本進行有效的控制，大幅度降低該方面成本投入，因此能夠實現(xiàn)在用戶中的推廣

工作。

3 負荷開關-熔斷器組合電器在使用時的注意事項

3.1 10kV負荷開關的選擇類型

負荷開關有兩種類型可以選擇：一種是將空氣作為絕緣介質(zhì)的負荷開關的一般型；另一種是將真空盒SF6負荷開關的頻繁型。頻繁型在使用時間、電壽命以及部分性能上相對一般型具有十分明顯的優(yōu)勢。在我國前期都是采用一般型負荷開關來使用，隨著社會科技水平的不斷提升，采用真空盒的負荷開關出現(xiàn)并且發(fā)展，而逐漸發(fā)展使用。頻繁型負荷開關產(chǎn)量不斷提升，電力系統(tǒng)也將一般型負荷開關向頻繁型負荷開關進行轉換，其主要原因是由于一般型負荷開關的整體滅弧能力存在一定的不足。SF6開關在35kV戶外配電變壓器的應用過程中效果良好。

3.2 轉移電流對負荷開關的要求

在三相熔斷器中，如果某一相熔斷器熔斷時，其他兩相也會受到影響，撞擊器發(fā)揮作用使高壓負荷開關分開閘口，使得其他兩相過載電流大幅度降低，轉移至高壓負荷開關來處理。轉移電流指的是熔斷器與負荷開關轉化過程時的三相對稱電流，當小于該值時，首開相電流通過熔斷器來控制開斷。轉移電流在選擇組合電器時具有十分重要的參考依據(jù)，如果選擇出現(xiàn)問題，將會導致負荷開關能夠允許的轉移電流不能達到要求，不能實現(xiàn)對其他兩相短路電流的控制，甚至出現(xiàn)開關爆炸的

情況。

4 結語

10kV配電變壓器的保護工作對于我國經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的作用。本文重點對負荷開關-熔斷器組合電器的主要性能進行分析，同時說明了負荷開關-熔斷器組合電器在使用過程中需要注意的主要問題。電力技術人員在實際電力設備選擇和安裝過程中，不僅需要對技術的可行性進行重視，同時還要對設備的經(jīng)濟性指標進行控制，降低使用安裝過程中的成本投入，實現(xiàn)電力企業(yè)的利益最大化。

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作者簡介：陳文（1987-），男，福建福州人，供職于國網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司，研究方向：負荷開關-熔斷器組合電器的應用。

（責任編輯：黃銀芳）