10kv配電變壓器保護配置方式的合理選擇

蒙柳意

摘要：現(xiàn)在，在電網(wǎng)建設中經(jīng)常使用的保護裝置有負荷開關、負荷開關、斷路器和保險絲的組合系統(tǒng)等。為了優(yōu)化現(xiàn)有的功率傳送網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，本文介紹和比較一些一般保護裝置，以便技術人員更合理地選擇保護裝置。

關鍵詞：10kv配電變壓器;保護配置方式;對比

在終端用戶高壓室布線、箱式變壓器或者環(huán)網(wǎng)供電裝置系統(tǒng)中，為了保護變壓器與10kv高壓開關設備，在配電變壓器發(fā)生短路故障時，選擇一種保護裝置能夠快速可靠地消除故障是極其重要的。有兩種類型的保護配置，一是采用斷路器，二是采用負荷開關與限流熔斷器的組合系統(tǒng)。在經(jīng)濟與技術和上，這兩種類型各有優(yōu)缺點。下面是對這兩種的綜合比較分析。

1環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式

在當前的電網(wǎng)建設中，由負荷開關和熔斷器組成的變壓器保護裝置應用范圍廣泛。首先，這種保護裝置避免使用斷路器。環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)的特殊裝置包括一個尖端斷路器，它可以保護網(wǎng)絡在運行過程中不受流量的影響。其次，熔斷器組合保護裝置與負荷開關一般采用高性能機載變壓器，環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡再運行過程中，目前還會受到各種因素的影響，配電變壓器負荷比較大。所以在實際使用中，保護裝置必須選擇合適的機載變壓器，使電網(wǎng)臨時電壓升高不影響正常運行。第三，組合保護裝置具有較高的保護效果，可以提高配電變壓器的運行安全性。油浸式變壓器現(xiàn)在在電網(wǎng)廣泛應用，而其在保護系統(tǒng)的設置過程中，一旦發(fā)生異常，斷路器不能起到阻斷線路故障的作用。

2終端用戶高壓室接線形式

在國家繼電保護的技術規(guī)定中，選擇750kva及以上的配電變壓器保護開關容量時，斷路器必須選擇帶繼電保護裝置的。這一規(guī)定可以解釋為以下兩種情況是必須使用的：第一當配電變壓器容量超過800kva時，以前較多地使用油浸式變壓器，配合瓦斯繼電器可以有效保護變壓器。第二對于裝機容量超過800kva的用電設備，由于各種原因發(fā)生單相接地故障，導致斷路器關閉和故障，從而導致主變電站的電源斷路器運行，從而導致零相保護運行，不影響其他需求方的正常供電。目前，許多用戶的高壓配電室接線系統(tǒng)采用熔斷器與負荷開關相結(jié)合的方式。這不是一種普通的開關柜，而是一種電網(wǎng)負荷開關柜，具有價格低廉、占地較小等優(yōu)點，有效地節(jié)約了配電投資。

3環(huán)網(wǎng)供電元單元接線形式

3.1環(huán)網(wǎng)供電單元保護方式的配置

環(huán)形電纜供電線與變壓器供電線之間的距離采用負荷開關，一般為三位負荷開關，具有連接、隔離和接地功能。變壓器供電間隔通過增加高切斷容量備用限流熔斷器提供保護。實際運行證明這是一種簡單可靠的經(jīng)濟型配電系統(tǒng)。

3.2環(huán)網(wǎng)供電單元保護配置的特點

成本低、結(jié)構(gòu)簡單、短路電流不能切斷，這是負荷開關的主要特點，并且其還具有關閉與打開額定負荷電流，限流熔斷器是一種能阻斷短路電流的保護元件，為滿足配電系統(tǒng)各種運行方式的運行保護要求，可以將兩者有機結(jié)合。斷路器有兩個功能：保護和操作，所以斷路器參數(shù)的確定及其結(jié)構(gòu)的設計和制造必須嚴格符合標準要求，這就造成了其價格昂貴，結(jié)構(gòu)復雜，廣泛使用是不現(xiàn)實的。環(huán)板上廣泛裝有負荷開關和熔斷器組合裝置，具有較高的分合操作能力，也就是說，電氣設備的不同操作和保護功能可以由這兩個簡單廉價的部分實現(xiàn)，用備用限流熔斷器保護設備，具有高分合能力，既可以可以滿足實際運用需，還可以避免使用復雜和昂貴的斷路器。

3.4熔斷器與負荷開關組合的優(yōu)點

一是開關式空氣振動變壓器性能良好，有許多配電變壓器的負荷類型的環(huán)板，容量通常小于1347kva，少數(shù)可以達到1532kva，對于空載電流，一般大型配電變壓器較小，通常為額定電流的2%左右。在環(huán)板上用小電流關斷變壓器時，性能良好，不會產(chǎn)生高電壓。二，限流熔斷器比斷路器對配電變壓器保護更有效，特別是斷路器對油浸式變壓器進行的有效保護，可能無法發(fā)揮有效的作用。根據(jù)相關文件，如果浸油變壓器發(fā)生短路故障，電弧引起的壓力升高，油將壓力傳遞到變壓器油箱，油氣化產(chǎn)生的氣泡占據(jù)原油空間，如果這種短路狀況一直持續(xù)，壓力將進一步升高，必將導致油箱開裂或者變形。一般必須在20毫秒內(nèi)消除故障，才能避免油箱受到破壞，而由于有繼電保護，如果使用斷路器時，加上其起弧時間與動作時間，其總分閘時間一般不超過60毫秒，故而變壓器不能得到有效保護。在10毫秒以內(nèi)切除短路電流，進而使變壓器得到有效保護，限流熔斷器可以做到這一點。即使負荷為干式變壓器，限流熔斷器保護動作較快，因此優(yōu)于斷路器。因此，保護電器在采用這一組合后，用限流熔斷器而不是斷路器。

410kv配電變壓器保護中的配置及應用

高壓斷路器具有比其它斷路器更強的功能和更高的關斷能力。它通常作為10kV配電變壓器的保護裝置，但也存在價格高、占地面積大、布置復雜等問題。在選擇配電變壓器保護開關箱時，應嚴格遵守規(guī)定，使所選斷路器滿足配電變壓器保護要求。

4.1負荷開關加高壓熔斷器所構(gòu)成的組合

價格低廉、簡單方便的操作、空間占地小，這些優(yōu)點都是由高壓熔斷器與電器保護負荷開關的組成的電器保護所特有，也成為了10kv配電變壓器保護裝置的一部分。結(jié)合高壓熔斷器與負荷開關設備的電器保護，與斷路器相比，可以分斷短路與正常電流，提供了更多的保護。當短路電流被熔斷器分斷時，熔斷器迅速切斷故障電流，繼電保護裝置更容易操作。

4.2跌落式熔斷器

跌落式熔斷器通常應用于315kva及以下的配電變壓器，具有操作方便、價格低廉、適應室外環(huán)境、可對設備切除保護、實用性強等優(yōu)點，它的工作原理是保護配電變壓器由隔離門引起的溶解變電站中常見的短路保護開關就包括跌落式熔斷器。跌落式熔斷器還具有隔離開關功能，有非常清晰的斷點，因此停電的時間和范圍因為使用跌落式熔斷器而有效縮短。一般情況下，熔斷器的額定電壓必須與其他設施的額定電壓一致，額定電流一般為熔體額定電流的1.5倍至2.0倍。

結(jié)束語

如上所述，高壓熔斷器、負荷開關設備、跌落熔斷器和斷路器保護，這些是10kv配電變壓器的電流保護形式。負荷開關加限流熔斷器，這些是10kv配電變壓器的主要保護裝置。鑒于其在電網(wǎng)運行中的重要性，必須加強對其裝置的研究，確保其安全穩(wěn)定運行?？紤]到運行管理要素、技術性能和經(jīng)濟性，采用負荷開關與限流熔斷器的組合保護配置，可以起到有效保護配電變壓器的作用，無論是在10kv環(huán)網(wǎng)供電單元，還是在終端用戶的高壓配電單元。這種組合配置不僅能夠提供額定負荷電流，還具有開合空載變壓器的性能，并且能夠切斷短路電流。因此，建議采用限流熔斷器和負荷開關組合的方式，對配電變壓器進行保護。

參考文獻

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