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摘要：变压器是配电网中非常重要的电气设备，其一旦发生故障如果不采取相应的保护措施不仅会造成故障的扩大影响其他设备以及整个系统的正常运行，还容易引发其他安全事故，所以需要对其进行必要的保护配置，本文分析配电变压器不同的保护配置方案，介绍其特点和适用范围，以供电力企业根据实际情况选择合适的保护方案，提高变压器保护动作的可靠性。
关键词：配电变压器；熔断器；负荷开关；继电保护
1引言
随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化水平不断提高，人们的生产和生活方式有了极大的改善，对电力能源的依赖性和对电力供应可靠性的要求也越来越高。在配电网中，变压器是其中的重要设备，其在配电网中应用的数量多且具有重要的作用，其一旦发生故障会严重影响配电网系统的正常运行，造成许多贵重元器件的损坏，甚至会导致安全事故的发生。变压器的常见故障主要可以分为油箱内部故障和油箱外部故障两种，通常有绕组的短路故障、铁芯烧损、接地故障、变压器油过热导致绝缘分解等，需要采取相应的保护措施在变压器发生故障时对故障部位进行切除和隔离，防止故障的扩大化，并对其他设备起到保护作用，确保其他系统的正常运行。
2采用熔断器保护
熔断器是对变压器短路故障进行保护的最常见的保护装置，其价格低廉、安装和操作方便、适用范围广、实用性强，其主要安装在变压器的一次侧，不仅起到短路保护作用，而且可以进行变压器的投切操作。采用此方式进行短路保护通常被应用于容量小于400kVA的变压器中，而且在变压器的高压侧采用跌落式熔断器，而在低压侧采用熔断器进行过负荷保护。
对于变压器高压侧所使用的跌落式熔断器，在进行熔断器的选择时，应首先进行熔断器容量的确定，不仅要保证熔断器的上限开断容量与所保护部位的最大短路电流相适应，而且还要保证熔断器的下限开断容量与所保护部位的最小短路电流相匹配。对于户外的变压器来说，跌落式熔断器的容量主要有50A、100A、200A三种，以容量为200A的熔断器为例，其上限开断容量为200MVA，而下限开断容量为20MVA。其次，除了开断容量参数，在熔断器选择时还应考虑额定电压和额定电流等参数，确保熔断器的额定电流不小于熔体的额定电流，并通常为额定负荷电流的1.5～2倍的大小；而熔断器的额定电压则应与所保护的变压器的额定电压相适应。最后，对于熔断器的选择还应考虑所保护变压器的三相短路容量，确保此三相短路容量应介于熔断器的上限开断容量和下限开断容量之间。如果在进行熔断器的选择时未按照上述标准进行，未经过短路容量的校验，容易导致变压器在发生短路而熔断器熔断时难以灭弧，从而导致熔断器烧毁、主线路跳闸，甚至是火灾、爆炸等严重安全事故的发生[1]。
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3采用负荷开关加熔断器组合
将负荷开关与熔断其进行组合，可以对短路电流较大的故障进行保护，其简单原理是在短路电流超过熔断器的额定电流而引发熔断时会出发撞针动作，并使负荷开关进行开断保护动作。由于变压器的短路故障有单相、两相和三相短路三种，对于以上三种故障，此种保护组合都可以在任意一相发生熔断之后触发撞针动作而使负荷开关的脱扣器动作，从而导致三相联动并对故障发生部位起到隔离保护作用。采用此组合方式进行电压器保护最大的优点就是保护动作迅速，通常在10ms之内就可以开断短路电流，而且可靠性较高。
此中组合保护方式主要应用于容量小于1000kVA的变压器中，且熔断器的额定电流通常为负荷电流的2～3倍，采用此方式进行变压器短路保护时，设计人员甚至不用对短路电流和继电保护进行整定计算，可以直接选取相应的配套设备进行保护即可。但是选用此种组合保护方式也具有明显的缺点，一是由于其保护动作的起动是以牺牲熔断器为代价，且动作电流和时间无法人为控制，所以不太适用于电压器数量多或容量大的场合；二是此保护方式不适用于母线的短路保护和熔断器组合电器的后备保护，所有其应用有一定的局限性[2]。
4采用断路器加继电保护装置
对于容量较大的变压器来说，通常采用断路器加继电保护装置的方式进行短路保护，按照相关技术规定，通常对于容量为800kVA或以上的油浸变压器应选用此保护方案，且需选用瓦斯继电器保护装置与断路器进行配合。而且对于目前应用广泛的干式变压器，以及Yyno、Dyno接线形式的变压器也应采用此方案。
目前对于Yyno接线的变压器低压侧中性线配置零序电流保护方面还存在争议，部分单位认为只要在高压侧安装了三相式电流保护装置就无需再设置其他保护装置，但是在实际的运行过程中，对于继电保护的整定计算和保护装置的灵敏度无法保证，所以需要在低压侧上设置保护装置或者在低压侧的中性线上设置零序过电流保护装置。但是对于Dyno接线的配电变压器来说，其低压侧发生单相接地或短路故障时，对高压侧的三相式过电流保护的灵敏度却没有影响，所以只需要在高压侧安装三相过电流保护装置即可[3]。
5结语
由于变压器在配电网中的数量多且对系统的正常运行具有重要的作用，其常见的故障主要有短路、接地等故障，需要在系统中设置相应的保护装置对变压器进行保护，通常对于容量小于400kVA的变压器采用的是熔断器进行保护，并且在高压侧选择跌落式熔断器，而在其低压侧选择熔断器进行过负荷保护，而对于短路电流较大且容量在1000kVA以下的变压器则应采用负荷开关加熔断器的组合保护方式，对于容量更大的变压器则应采用价格较为昂贵的断路器加继电保护装置的保护方式。在实际的应用中，还应综合考虑接线形式等其他因素对保护方案进行选择，并对其配置进行优化，确保配电变压器的可靠运行。
参考文献：
[1]周海鲲.配电变压器继电保护设计[J].中国新通信，2015（9）：123-123
[2]王宏彬，宋志刚.论配电变压器保护配置设计[J].工程技术：全文版，2017（3）：276-276
[3]张仁平.石油企业常用配电变压器保护配置方式的探讨[J].中国新技术新产品，2011（20）：118-118
论文作者:王浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
标签：熔断器论文; 变压器论文; 容量论文; 电流论文; 故障论文; 组合论文; 保护装置论文; 《基层建设》2017年第31期论文;