淺談10KV變壓器的保護(hù)配置和熔斷器的使用運(yùn)行和維護(hù)

王春艷

【摘 要】10kV配電變壓器的保護(hù)配置主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)加熔斷器等。負(fù)荷開關(guān)投資省，但不能開斷短路電流，很少采用，斷路器技術(shù)性能好，但設(shè)備投資較高，使用復(fù)雜，廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)，負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合的保護(hù)配置方式，無(wú)論是在環(huán)網(wǎng)供電單元、箱式變電站或是終端用戶的高壓室結(jié)線方式中，如配電變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)配置能快速可靠地切除故障，對(duì)保護(hù)10kV高壓開關(guān)設(shè)備和變壓器都非常重要。

【關(guān)鍵詞】跌落式熔斷器；10KV配電；短路保護(hù)；負(fù)荷開關(guān)

保護(hù)方式的配置一般有兩種：一種利用斷路器，另一種則利用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量的后備式限流熔斷器組合。這兩種配置方式在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下對(duì)這兩種方式進(jìn)行綜合比較分析。

1.環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式

1.1環(huán)網(wǎng)供電單元的組成

環(huán)網(wǎng)供電單元（RMU）由間隔組成，一般至少有3個(gè)間隔，包括2個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和1個(gè)變壓器回路間隔。

1.2環(huán)網(wǎng)供電單元保護(hù)方式的配置

環(huán)纜饋線與變壓器饋線間隔均采用負(fù)荷開關(guān)，通常為具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開關(guān)。變壓器饋線間隔還增加高遮斷容量后備式限流熔斷器來(lái)提供保護(hù)。實(shí)際運(yùn)行證明，這是一種簡(jiǎn)單、可靠而又經(jīng)濟(jì)的配電方式。

1.3環(huán)網(wǎng)供電單元保護(hù)配置的特點(diǎn)

負(fù)荷開關(guān)用于分合額定負(fù)荷電流，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，但不能開斷短路電流，高遮斷容量后備式限流熔斷器為保護(hù)元件，可開斷短路電流，如將兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可滿足配電系統(tǒng)各種正常和故障運(yùn)行方式下操作保護(hù)的要求。斷路器參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造均嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，兼具操作和保護(hù)兩種功能，所以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，大量使用不現(xiàn)實(shí)。環(huán)網(wǎng)柜中大量使用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合裝置，把對(duì)電器不盡相同的操作與保護(hù)功能分別由兩種簡(jiǎn)單、便宜的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，即用負(fù)荷開關(guān)來(lái)完成大量發(fā)生的負(fù)荷合分操作，而采用高遮斷容量后備式限流熔斷器對(duì)極少發(fā)生短路的設(shè)備起保護(hù)作用，很好地解決問(wèn)題，既可避免使用操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴的斷路器，又可滿足實(shí)際運(yùn)行的需要。

2.終端用戶高壓室接線形式

標(biāo)準(zhǔn)GB14285-1993《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，選擇配電變壓器的保護(hù)開關(guān)設(shè)備時(shí)，當(dāng)容量等于或大于800kVA，應(yīng)選用帶繼電保護(hù)裝置的斷路器。對(duì)于這個(gè)規(guī)定，可以理解為基于以下兩方面的需要：

配電變壓器容量達(dá)到800kVA及以上時(shí)，過(guò)去多數(shù)使用油浸變壓器，并配備有瓦斯繼電器，使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合，從而對(duì)變壓器進(jìn)行有效地保護(hù)。

對(duì)于裝置容量大于800kVA的用戶，因種種原因引起單相接地故障導(dǎo)致零序保護(hù)動(dòng)作，從而使斷路器跳閘，分隔故障，不至于引起主變電站的饋線斷路器動(dòng)作，影響其他用戶的正常供電。

3.對(duì)跌落式熔斷器裝置性缺陷的分析

現(xiàn)實(shí)中經(jīng)常出現(xiàn)缺熔管、缺熔體或用銅絲、鋁絲甚至于鐵絲勾掛代替熔體的情況。使得線路的跳閘率和配電變壓器的故障率居高不下。

產(chǎn)品工藝粗糙，制造質(zhì)量差，觸頭彈簧彈性不足，造成觸頭接觸不良而產(chǎn)生火花過(guò)熱。

熔管轉(zhuǎn)動(dòng)軸制造的粗糙不靈活，使熔管角度達(dá)不到規(guī)程要求，尤其是配備的熔管尺寸多數(shù)達(dá)不到規(guī)程要求，熔管過(guò)長(zhǎng)將鴨嘴頂死，造成熔體熔斷后熔管不能迅速跌落，及時(shí)將電弧切斷、熄滅，造成熔管燒毀或爆炸，熔管尺寸短，合閘困難，觸頭接觸不良，產(chǎn)生電火花。

熔斷器額定斷開容量小，其下限值小于被保護(hù)系統(tǒng)的三相短路容量。目前，10kV戶外跌落式熔斷器分為三種型號(hào)，即50A、100A、200A。200A跌落式熔斷器的遮斷能力上限是200MVA，下限是20MVA。根據(jù)其遮斷容量的能力，我們不難看出，短路故障時(shí)熔體熔斷后不能及時(shí)滅弧，也容易使熔管燒毀或爆炸。

4.對(duì)跌落式熔斷器（開關(guān)）的選擇

10kV跌落式熔斷器適用于環(huán)境空氣無(wú)導(dǎo)電粉塵、無(wú)腐蝕性氣體及易燃、易爆等危險(xiǎn)性環(huán)境，年度溫差變比在±40℃以內(nèi)的戶外場(chǎng)所。其選擇是按照額定電壓和額定電流兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行，也就是熔斷器的額定電壓必須與被保護(hù)設(shè)備（線路）的額定電壓相匹配。熔斷器具的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。而熔體的額定電流可選為額定負(fù)荷電流的1.5-2倍。此外，應(yīng)按被保護(hù)系統(tǒng)三相短路容量，對(duì)所選定的熔斷器進(jìn)行校核。保證被保護(hù)系統(tǒng)三相短路容量小于熔斷器額定斷開容量的上限，但必須大于額定斷開容量的下限。

5.跌落式熔斷器的安裝

安裝時(shí)應(yīng)將熔體拉緊（使熔體大約受到24.5N左右的拉力），否則容易引起觸頭發(fā)熱。

熔斷器安裝在橫擔(dān)（構(gòu)架）上應(yīng)牢固可靠，不能有任何的晃動(dòng)或搖晃現(xiàn)象。

熔管應(yīng)有向下25°±2°的傾角，以利熔體熔斷時(shí)熔管能依靠自身重量迅速跌落。

熔斷器應(yīng)安裝在離地面垂直距離不小于4m的橫擔(dān)（構(gòu)架）上，若安裝在配電變壓器上方，應(yīng)與配變的最外輪廓邊界保持0.5m以上的水平距離，以防萬(wàn)一熔管掉落引發(fā)其他事故。

熔管的長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)整適中，要求合閘后鴨嘴舌頭能扣住觸頭長(zhǎng)度的三分之二以上，以免在運(yùn)行中發(fā)生自行跌落的誤動(dòng)作，熔管亦不可頂死鴨嘴，以防止熔體熔斷后熔管不能及時(shí)跌落。

所使用的熔體必須是正規(guī)廠家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，一般要求熔體最少能承受147N以上的拉力。

10kV跌落式熔斷器安裝在戶外，要求相間距離大于70cm。

6.跌落式熔斷器的運(yùn)行維護(hù)管理

熔斷器具額定電流與熔體及負(fù)荷電流值是否匹配合適，若配合不當(dāng)必須進(jìn)行調(diào)整。

熔斷器的每次操作須仔細(xì)認(rèn)真，不可粗心大意，特別是合閘操作，必須使動(dòng)、靜觸頭接觸良好。

熔管內(nèi)必須使用標(biāo)準(zhǔn)熔體，禁止用銅絲鋁絲代替熔體，更不準(zhǔn)用銅絲、鋁絲及鐵絲將觸頭綁扎住使用。

對(duì)新安裝或更換的熔斷器，要嚴(yán)格驗(yàn)收工序，必須滿足規(guī)程質(zhì)量要求，熔管安裝角度達(dá)到25°左右的傾下角。

熔體熔斷后應(yīng)更換新的同規(guī)格熔體，不可將熔斷后的熔體聯(lián)結(jié)起來(lái)再裝入熔管繼續(xù)使用。

應(yīng)定期對(duì)熔斷器進(jìn)行巡視，每月不少于一次夜間巡視，查看有無(wú)放電火花和接觸不良現(xiàn)象，有放電，會(huì)伴有嘶嘶的響聲，要盡早安排處理。

7.結(jié)語(yǔ)

綜合上述，10kV配電變壓器的保護(hù)配置主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)加熔斷器，綜合技術(shù)—經(jīng)濟(jì)性能和運(yùn)行管理因素，無(wú)論在10kV環(huán)網(wǎng)供電單元還是在終端用戶高壓配電單元中，采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護(hù)配置，既可提供額定負(fù)荷電流，又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效保護(hù)配電變壓器，為此，推薦采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的配置作為配電變壓器保護(hù)的保護(hù)方式。