組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能的探討

摘 要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對(duì)電力的需求不斷增加，對(duì)供電安全性的要求也越來(lái)越高。變電器作為供電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，能夠有效進(jìn)行電壓變換、電能分配和電能傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，是電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、運(yùn)行的重要保證，更是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可缺少的重要組成部分?；谧冸娖鞯闹匾裕恼箩槍?duì)組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，希望對(duì)相關(guān)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：組合電器；10kV變壓器；控制保護(hù)

前言

隨著我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)越來(lái)越完整，已經(jīng)逐步形成了集中式、分散式、混合式的供電方式，電氣線路設(shè)計(jì)優(yōu)化的供電格局。近年來(lái)，相關(guān)人員充分利用組合電器對(duì)10kV變壓器的控制和保護(hù)功能，加強(qiáng)對(duì)變電器的管理，提高了變電器運(yùn)行的技術(shù)含量，極大的促進(jìn)了變電器與組合電器保護(hù)措施的相互補(bǔ)充、相互配合，能夠有效地解決變壓器的各種故障問(wèn)題，提高電力變壓器運(yùn)行的可能性，并逐步實(shí)現(xiàn)了變電站和智能化系統(tǒng)的構(gòu)建。

1 組合電器的概述

1.1 組合電器的定義

組合電器，即將兩種或兩種以上的電器按接線要求組成一個(gè)整體，并且各組合電器的部分仍能保持原性能的電力裝置（如圖1大型組合電器）。常見(jiàn)的組合電器一般由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)、電流互感器等元件組合，各個(gè)元件在組成的過(guò)程中結(jié)線清楚、簡(jiǎn)單、緊密，在組合電器的安裝及維護(hù)檢修方面提供了很大的便捷性，具有很高的運(yùn)行可靠性，不僅有效地避免了含鐵芯、磁飽和以鐵磁諧振等問(wèn)題，還能夠適應(yīng)供電計(jì)量和城鄉(xiāng)電網(wǎng)數(shù)字化和智能化的要求。與此同時(shí)，新型的組合電器還具有測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)特點(diǎn)，在現(xiàn)代城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)，尤其是對(duì)10kV變壓器的控制和保護(hù)方面起到了很大作用，具有一定的意義。

1.2 組合電器的分類(lèi)

按照電壓的高低，可以將組合電器分為低壓組合電器和高壓組合電器。目前應(yīng)用較為廣泛的低壓組合電器有電磁起動(dòng)器和綜合起動(dòng)器等，低壓組合電器的優(yōu)點(diǎn)在于其具有很強(qiáng)的便捷性，在使用時(shí)非常易于操作，應(yīng)用范圍也十分廣泛，并且具備遠(yuǎn)距離控制操作的優(yōu)勢(shì)。而高壓組合電器則分為敞開(kāi)式高壓組合電器和全封閉式高壓組合電器。其中，敞開(kāi)式高壓組合電器其中的斷路器憑借著性能穩(wěn)定、較高的可靠性和安全性等優(yōu)勢(shì)，在組合電器的發(fā)展中占有重要的地位。全封閉式高壓組合電器在組成和安裝的過(guò)程中，各個(gè)組成部分安裝結(jié)構(gòu)緊湊，并憑借著體積小、安全性能好、可靠性高的優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用，在城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)的建設(shè)中起到了巨大的作用[1]。

2 10kV變壓器運(yùn)行故障的主要表現(xiàn)

2.1 10kV變壓器運(yùn)行的繞組故障

繞組故障是最常見(jiàn)的10kV變壓器運(yùn)行故障之一。通常情況下，10kV變壓器運(yùn)行的繞組故障是外在因素和內(nèi)在因素共同引起的，如絕緣損壞，變壓器鐵芯局部短路，引線連接松動(dòng)，斷線電弧的產(chǎn)生，調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障等，這些原因會(huì)引起10kV變壓器運(yùn)行的繞組短路、變形、位移，甚至燒損整個(gè)繞組。在出現(xiàn)上述故障時(shí)，10kV變壓器雖然可以勉強(qiáng)運(yùn)行，但實(shí)際上10kV變壓器運(yùn)行內(nèi)部已經(jīng)嚴(yán)重受損，抗短路能力急速下降，繞組的松散，導(dǎo)致內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)分布不均，極易導(dǎo)致局部放電，進(jìn)而損傷導(dǎo)線，致使繞組絕緣部分碳化，最終形成繞組短路，并產(chǎn)生嚴(yán)重的后果[2]。

2.2 10kV變壓器運(yùn)行的倒閘操作故障

倒閘操作故障也是常見(jiàn)的10kV變壓器運(yùn)行故障之一。倒閘操作原本是變電站在變電器的操作和運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定變電器的一種技術(shù)手段，但是這項(xiàng)工作十分復(fù)雜和繁重，工作人員如果對(duì)細(xì)節(jié)的處理不夠嚴(yán)謹(jǐn)，將很有可能造成變電器的損壞，甚至造成大面積停電，可能產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。

2.3 10kV變壓器運(yùn)行的引線故障和絕緣故障

引線是10kV變壓器內(nèi)部繞組出線與外部接線的中間環(huán)節(jié)，在供電系統(tǒng)的供電中，起到關(guān)鍵的銜接作用，引線接頭的處理質(zhì)量是引起供電系統(tǒng)出現(xiàn)引線故障最重要的因素。此外，引線的螺栓松動(dòng)、焊接不牢、分接開(kāi)關(guān)接點(diǎn)損壞、位移、開(kāi)焊也可能引起接觸不良、短路或斷路導(dǎo)致局部放電和線路干擾，進(jìn)而引發(fā)引線故障。

而變壓器內(nèi)部的絕緣則是變壓器質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵，變壓器內(nèi)的絕緣一旦出現(xiàn)損傷和故障將會(huì)極大地阻礙變壓器的安全運(yùn)行。變壓器內(nèi)部在長(zhǎng)期受到熱、電、機(jī)械應(yīng)力以及環(huán)境因素的影響后絕緣老化，可能引起絕緣故障，除此之外，變壓器內(nèi)部的線端松動(dòng)、墊塊松動(dòng)、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不足等因素也可能會(huì)引起嚴(yán)重故障。

3 組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能

3.1 組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能的原理

10kV變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中由于種種原因，稍不注意就可能出現(xiàn)問(wèn)題和故障，為了加強(qiáng)對(duì)10kV變壓器的科學(xué)、有效的管理，相關(guān)人員可以利用組合電器，尤其是利用高壓組合電器體積小、安全性能好、可靠性高的優(yōu)勢(shì)對(duì)10kV變壓器進(jìn)行控制和保護(hù)，有效提升10kV變壓器的運(yùn)行質(zhì)量。組合電器可以在10kV變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，一旦檢測(cè)到有發(fā)生故障的可能性，可以立即切斷故障電流，并對(duì)10kV變壓器的故障區(qū)進(jìn)行迅速而又有效地隔離，從而縮短了故障持續(xù)時(shí)間及對(duì)電網(wǎng)的影響范圍[3]。

3.2 組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)的措施

組合電器對(duì)10kV變壓器的控制和保護(hù)措施大致分為跌落式熔斷器保護(hù)方式，負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高壓熔斷器保護(hù)方式以及真空斷路器保護(hù)方式。跌落式熔斷器主要安裝在10kV配電線路分支線上，可縮小停電范圍，因其有一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，具備了隔離開(kāi)關(guān)的功能，給檢修段線路和設(shè)備創(chuàng)造了一個(gè)安全作業(yè)環(huán)境，增加了檢修人員的安全感。安裝在配電變壓器上，可以作為配電變壓器的主保護(hù)，所以，在10kV配電線路和配電變壓器中得到了普及。但卻存在生產(chǎn)工藝粗糙、質(zhì)量較差、觸頭彈簧彈性不足，極易造成觸頭接觸不良而產(chǎn)生火花過(guò)熱的現(xiàn)象，跌落式熔斷器適用于戶外變壓器控制。負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高壓熔斷器保護(hù)方式，主要是將負(fù)荷開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)與高壓熔斷器的優(yōu)勢(shì)有效結(jié)合，由高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)承擔(dān)過(guò)載電流和正常工作電流的開(kāi)斷和關(guān)合，同時(shí)也將承擔(dān)轉(zhuǎn)移電流的開(kāi)斷，通常狀況下一組負(fù)荷開(kāi)關(guān)會(huì)帶三個(gè)觸發(fā)器的熔斷器，在任何一個(gè)觸發(fā)器動(dòng)作的情況下，都會(huì)在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)下使負(fù)荷開(kāi)關(guān)三相同時(shí)自動(dòng)分閘，具有制造容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到用戶計(jì)量柜中。真空斷路器，具有重量輕、體積小、滅弧不用檢修可頻繁操作的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到發(fā)電廠、工礦企業(yè)、變電站中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)和控制。相關(guān)人員可以根據(jù)變壓器的容量、性能安裝方式、以及技術(shù)的要求，從以上三種方式中選擇相適應(yīng)的10kV變壓器保護(hù)方式。另外，可以利用組合電器來(lái)分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流以及故障時(shí)的短路電流，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分?jǐn)喙收隙搪冯娏?，確保其他無(wú)故障線路正常供電。另外，受到組合電器使用特性的影響，組合電器主要適用于小型變電站、水電站以及企業(yè)等，能夠起到很好的保護(hù)作用，因此，在使用組合電器的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)所的實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用。

3.3 組合電器對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)的意義

通過(guò)組合電器對(duì)10kV變壓器的控制和保護(hù)，有效加強(qiáng)了對(duì)10kV變壓器的管理，提高了10kV變壓器的運(yùn)行質(zhì)量，減小了因10kV變壓器發(fā)生故障而對(duì)城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)和電網(wǎng)的影響，對(duì)于我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)具有里程碑式的意義，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展，進(jìn)而我國(guó)電力行業(yè)的現(xiàn)代化，推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，組合電器的應(yīng)用，可以有效隔離發(fā)生故障的線路，對(duì)提升配電線路運(yùn)行供電的安全性、可靠性有著重大的意義，而且，在未來(lái)的發(fā)展中，組合電器會(huì)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善，更是10kV變壓器控制保護(hù)中不可缺少的重要組成部分。

3.4 缺相運(yùn)行的控制保護(hù)

在對(duì)10kV變壓器運(yùn)行調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，缺相運(yùn)行故障時(shí)而發(fā)生，影響到10kV變壓器運(yùn)行的安全性、可靠性，如果不能及時(shí)采取有效保護(hù)措施的話，甚至?xí)斐?0kV變壓器燒毀的現(xiàn)象。將組合電器應(yīng)用到10kV變壓器缺相運(yùn)行的控制保護(hù)工作中，有著很好的控制保護(hù)效果，能夠有效地解決缺相運(yùn)行的問(wèn)題。例如，在10kV變壓器熔斷器上裝設(shè)撞針，并利用熔斷器熔斷時(shí)撞針撞擊高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的方式，同時(shí)，脫扣器主要采用機(jī)械脫扣的方式。在負(fù)荷開(kāi)關(guān)所分?jǐn)嚯娏鳛檗D(zhuǎn)移電流的情況下，會(huì)經(jīng)過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置將負(fù)荷與時(shí)間傳遞到固有分?jǐn)鄷r(shí)間的過(guò)渡過(guò)程，通常狀況下所轉(zhuǎn)移的電流要比負(fù)荷電流大很多，可以構(gòu)成負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合分?jǐn)喙收想娏魅^(guò)程，一旦發(fā)現(xiàn)電流超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，熔斷器將自動(dòng)熔斷，避免缺相運(yùn)行條件下對(duì)10kV變壓器造成損傷或損毀的不良現(xiàn)象。除此之外，組合電器還被廣泛地應(yīng)用到10kV變壓器運(yùn)行漏電保護(hù)中，漏電保護(hù)裝置分為多種類(lèi)型，而且每種裝置類(lèi)型都有著不同的漏電保護(hù)方式，可以根據(jù)10kV變壓器實(shí)際運(yùn)行情況，從選擇性漏電保護(hù)、漏電保護(hù)、漏電閉鎖等方式來(lái)加強(qiáng)10kV變壓器的漏電保護(hù)，確保10kV變壓器運(yùn)行的安全性、可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)發(fā)展節(jié)奏不斷加快和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，科學(xué)、高效的城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)成為了城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，10kV變電器作為供電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)城鄉(xiāng)供電系統(tǒng)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。雖然當(dāng)前10kV變電器還存在著一些問(wèn)題和安全故障，但是，只要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)10kV變電器的保護(hù)和故障處理的關(guān)注，利用組合電器對(duì)10kV變電器的保護(hù)功能逐步解決供電系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，以促進(jìn)城鄉(xiāng)現(xiàn)代化供電系統(tǒng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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