摘要：风电场欧式箱变或紧凑式箱变高压侧设备一般采用负荷开关熔断器组合电器型式，当发生短路情况时，首先会发生一相动作，其余两相熔断器可能会发生尚未开断，而撞击器动作导致负荷开关分闸切断故障电流，从而发生电流转移现象。针对组合电器转移电流的发生和校验方法进行了分析，并给出了计算示例。
关键词：风电场；箱变；组合电器；转移电流
引言
风力发电机出口电压一般为690V，通过每台风机单独配置的箱变升压至10kV或35kV，数台箱变高压侧通过集电线路连接在一起，电能输送至汇集站或升压站，最终送入电力系统。箱变型式主要有美式箱变和欧式箱变（或紧凑式箱变，亦称华变），美式箱变将高压侧负荷开关和熔断器放入变压器油箱内，美式箱变体积小价格低，但供电可靠性低，高压侧设备故障易导致变压器本体故障，且没有明显断开点。而欧变或华变则将负荷开关及熔断器放置在变压器之外，组成一套完整的设备：交流高压真空负荷开关-熔断器组合电器，提高了供电可靠性，但由于熔断器三相熔丝特性不可能完全相同，因此在首相熔断后撞击器动作，这时其余两相将承载两相短路电流（0.87倍三相短路电流），短路电流会被负荷开关开断或被剩余的两相熔断器开断，可能就会发生转移电流。
1转移电流的产生
高压负荷开关熔断器组合电器主要由隔离开关、负荷开关和限流熔断器组成，安装于欧变或华变的高压侧。组合电器具有开断能力大、安全可靠、电寿命长、可频繁操作、结构紧凑、基本不需维护等优点。开关有明显可见的隔离断口,可配装电动机构，使之具有远方遥控能力。当发生短路情况时，短路电流流过熔断器使之熔断，由于熔断器电流-时间曲线特性的不同，首先会发生一相动作，首开相动作后后续存在两种可能：一是另外两相熔断器亦发生开断，二是另外两相熔断器尚未开断而撞击器动作导致负荷开关分闸切断故障电流，即负荷开关先于两相熔断器动作，这样本应由熔断器开断的电流转移至负荷开关开断（首开相除外）。电流转移现象是否发生，取决于短路电流量值、熔断器电流-时间特性和撞击器联动负荷开关开断所需时间，刚好使电流转移现象出现的三相短路电流即为转移电流，记为Itrf[1]。
2转移电流的校验方法
故障发生时如果实际短路电流大于组合电器的转移电流，则短路电流由熔断器开断，即三相熔断器全部熔断；如果短路电流小于转移电流，则发生熔断器首开相熔断，其余两相短路电流全由负荷开关开断，由于已断开一相，故障此时变成两相短路，实际短路电流为0.87倍的三相短路电流（0.87Ik3）。组合电器转移电流的校验，以下两种情况均为合格：
1）如果最小三相短路电流Ik3min＜组合电器的转移电流Itrf，两相短路电流由负荷开关开断，负荷开关的额定转移电流Ir•trf＞组合电器的转移电流Itrf。2）如果最小三相短路电流Ik3min＞组合电器的转移电流Itrf，三相短路电流全部由熔断器开断，校验通过。
从图1可以看出当首开相与次开相的熔断时间查△T=Tm2-Tm1，正好等于撞击器联动负荷开关分闸时间T0时，电流转移临界点出现，此时电流I1=Itrf。根据国家标准GB16926-2009《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》，熔断器特性曲线的斜率取典型值-4，对应熔断器触发的负荷开关分闸时间在0.05s~0.3s之间。
T0=△T=1.1×Tm1
或者
Tm1=0.9T0
式中，Tm1为熔断器首开相的熔断时间；T0为熔断器联动负荷开关分闸时间。
因此，转移电流可以确定为：熔断器的最小时间-电流特性上弧前时间等于0.9T0时的电流值。
图1 组合电器的转移电流计算
3结语
随着风力发电项目的大规模开发，用户提出了对箱变更高可靠性的要求，风电场升压变正逐步由美变过渡到欧变或华变，箱变高压侧配置负荷开关熔断器组合电器的越来越多，除了额定电流、开断能力等常规的电气参数校验，对组合电器的转移电流进行校验也非常重要。本文阐述了组合电器转移电流的产生原因和校验思路，并给出了工程实例，对同类工程很有参考价值。
参考文献
[1]杨岳. 供配电系统（第二版）[M]. 科学出版社，2015.
[2]魏建荣．负荷开关—熔断器组合电器的应用探讨 [J]．装备应用与研究，2015.
[3]中国航空规划设计研究总院有限公司 组编. 工业与民用供配电设计手册[M]. 中国电力出版社，2016.
[4]王海燕、李邵军等．10kV负荷开关-熔断器组合电器设计的典型问题[J]．电气制造，2013年08期.
[5]许志华，陈益祥等. 10kV变压器高压侧采用负荷开关与熔断器组合电器保护方式的探讨[C]. 全国电力系统配电技术协作网第三届年会，2010.
作者简介
许冰冰(1982-)，男，硕士，副高级工程师，主要从事新能源电气方面的研究与设计。
论文作者:许冰冰,范琳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
标签：电流论文; 熔断器论文; 组合论文; 负荷论文; 电器论文; 高压论文; 发生论文; 《电力设备》2019年第14期论文;