10kV電力配電變壓器保護(hù)配置方式的選擇分析

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摘 要：為做好10 kV配電變壓器保護(hù)配置工作，本文基于環(huán)網(wǎng)供電單元的主要接線形式，綜合終端用戶高壓時(shí)的接線形式，研究了10kV配電變壓器保護(hù)中的配置及應(yīng)用，以供10 kV配電變壓器保護(hù)配置方式的合理選擇參考。

關(guān)鍵詞：變壓器;熔斷器;保護(hù)配置;選擇

1、環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式

負(fù)荷開關(guān)加高遮容量熔斷器組合是一種常見的環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式。相對(duì)于其它組合形式，負(fù)荷開關(guān)加高遮容量熔斷器組合具有以下優(yōu)點(diǎn)。

首先，在進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中，不需要在環(huán)網(wǎng)柜中使用斷路器，這主要和環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)設(shè)置有關(guān)。在環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)中有首端斷路器，保護(hù)設(shè)置內(nèi)容主要包括設(shè)置零序保護(hù)的時(shí)間、速斷保護(hù)的時(shí)間和過流保護(hù)的時(shí)間，且這三個(gè)時(shí)問分別為0. 5，0，0. 5s。如果在環(huán)網(wǎng)柜中使用斷路器，那么將無法保證環(huán)網(wǎng)柜中的斷路器先動(dòng)作，往往是上一級(jí)斷路器先動(dòng)作。

其次，該種組合形式中采用性能良好的開合空載變壓器。環(huán)網(wǎng)柜承受的負(fù)荷種類較多，但主要負(fù)荷來源于配電變壓器。通常，配電變壓器容量都不會(huì)達(dá)到1250kVA，只在一些極為特殊的情況下才會(huì)達(dá)到1600kVA。配電變壓器空載電流約為額定電流的2%，大型配電變壓器空載電流還會(huì)比平均數(shù)值小。而在環(huán)網(wǎng)柜開合空載變壓器中，即使電流變小，也不會(huì)使電壓過高。

再次，該種組合形式對(duì)配電變壓器具有一定的保護(hù)作用。在油浸式變壓器中，相對(duì)于斷路器，負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量熔斷器的使用效果更好，因?yàn)樵诎l(fā)生異常情況時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷路器不起保護(hù)作用的現(xiàn)象，而負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量熔斷器不會(huì)出現(xiàn)這種問題，可給配電變壓器很好的保護(hù)。

調(diào)查顯示，在油浸式變壓器發(fā)生短路故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：一是電弧產(chǎn)生的電壓會(huì)升高;二是變壓器內(nèi)部的油會(huì)變成氣泡，從而使得變壓器油箱體內(nèi)的壓力升高。當(dāng)油浸式變壓器短路現(xiàn)象越來越嚴(yán)重時(shí)，油箱內(nèi)的壓力也會(huì)越來越高，從而使得油箱體出現(xiàn)變形，嚴(yán)重時(shí)油箱體還會(huì)裂開。為了避免出現(xiàn)更大的問題，必須要及時(shí)排除故障，

通常排除故障的時(shí)間控制在20ms內(nèi)。但若采用斷路器進(jìn)行保護(hù)，則難以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)排除故障，因?yàn)閿嗦菲髯陨韯?dòng)作時(shí)間加上熄滅電弧的時(shí)間要遠(yuǎn)超20ms。高遮斷容量熔斷器具有速斷功能，可在10ms內(nèi)切除故障并阻止短路電流，因此用高遮斷容量熔斷器代替斷路器，即便保護(hù)對(duì)象為干式變壓器，也比斷路器的性能好。

最后，高遮斷容量熔斷器不僅可對(duì)配電變壓器起到保護(hù)作用，還可對(duì)電纜、電流互感器等所接設(shè)備起到保護(hù)作用。高遮斷容量熔斷器的保護(hù)范圍較廣，通常熔斷器額定電流的2 ～3倍都在保護(hù)范圍內(nèi);熔斷速度較快，發(fā)生短路故障時(shí)可迅速熔斷。由于斷路器難以對(duì)所接設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，因此要采用斷路器保護(hù)就需要提高所接設(shè)備的質(zhì)量和

性能，而這將大大增加建設(shè)成本，也難以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2、終端用戶高壓時(shí)接線形式

《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》指出當(dāng)容量不小于800kVA時(shí)，應(yīng)選擇帶有繼電保護(hù)裝置的斷路器作為配電變壓器的保護(hù)開關(guān)設(shè)備。該規(guī)定主要包含兩層含義：第一，配電變壓器的容量超過于800kVA后才可使用斷路器。以前，配電變壓器主要是油浸式的，其中有瓦斯繼電器，再加上斷路器就可起到保護(hù)配電變壓器的作用。第二，用戶的裝置容量超過800kVA后，受各種因素的影響會(huì)出現(xiàn)單相接地故障，從而使得斷路器跳閘，進(jìn)而影響到其它用戶的正常用電。目前，配電變壓器容量還沒達(dá)到800kVA，但用戶的裝置總?cè)萘靠沙^800kVA。

3、10kV配電變壓器保護(hù)中的配置及應(yīng)用

相對(duì)于其它斷路器，高壓斷路器功能強(qiáng)大、開斷容量較大，通常作為10kV配電變壓器的保護(hù)裝置，但在應(yīng)用中也存在價(jià)格、占地程度、配置和維修復(fù)雜等問題。在進(jìn)行配電變壓器保護(hù)開關(guān)設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定確保選擇的斷路器符合配電變壓器保護(hù)要求。

3. 1負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器所構(gòu)成的組合電器保護(hù)

負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器所構(gòu)成的組合電器保護(hù)具有占地面積小、經(jīng)濟(jì)成本低、操作過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此成為10kV配電變壓器保護(hù)裝置的一部分。相對(duì)于斷路器，負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器所構(gòu)成的組合電器保護(hù)的功能更完善，可分?jǐn)嗾ｋ娏骱投搪冯娏鳌Ｔ谌蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏骱?，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作就會(huì)變得簡(jiǎn)單，而且熔斷器可快速切斷故障電流，為維修人員提供更加充足的維修時(shí)間。

3. 2跌落式熔斷器

跌落式熔斷器是變電站常用的短路保護(hù)開關(guān)，其工作原理是通過熔體熔斷產(chǎn)生的隔離口實(shí)現(xiàn)保護(hù)配電變壓器的目的，具有價(jià)格低、實(shí)用性較好、對(duì)戶外環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、操作過程簡(jiǎn)單、可對(duì)設(shè)備投/切操作進(jìn)行保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，通常適用于單臺(tái)容量不大于315kVA的配電變壓器。另外，跌落式熔斷器還有非常清晰的斷開點(diǎn)，因此具備隔離開關(guān)功能，可有效縮減停電時(shí)問和范圍，為維修創(chuàng)造良好的安全作業(yè)環(huán)境。通常，熔斷器的額定電流應(yīng)是熔體額定電流的1. 5～2. 0倍，其額定電壓必須與其它設(shè)備的額定電壓相匹配。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，10 kV配電變壓器目前采用的保護(hù)形式有負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器構(gòu)成組合型電器、斷路器保護(hù)和跌落式熔斷器。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，鑒于10 kV配電變壓器的重要性，必須要保證其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)10kV配電變壓器保護(hù)裝置的研究。

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