摘要：10kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等。负荷开关投资省，但不能开断短路电流，很少采用；断路器技术性能好，但设备投资较高，使用复杂。广泛应用不现实；负荷开关加熔断器组合的保护配置方式。既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器．弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点．又可满足实际运行的需要，该配置可作为配电变压器的保护方式。值得大力推广．
关键词：10kV配电变压器；断路器；负荷开关；熔断器；保护配置
无论是在环网供电单元、箱式变电站或是终端用户的高压室结线方式中，如配电变压器发生短路故障时，保护配置能快速可靠地切除故障，对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要。保护方式的配置一般有两种：一种利用断路器；另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点。
1环网供电单元接线形式
负荷开关加高遮容量熔断器组合是一种常见的环网供电单元接线形式。相对于其它组合形式，负荷开关加高遮容量熔断器组合具有以下优点。首先，在进行继电保护的过程中，不需要在环网柜中使用断路器，这主要和环网配电网络的保护设置有关。在环网配电网络中有首端断路器，保护设置内容主要包括设置零序保护的时间、速断保护的时间和过流保护的时间，且这三个时间分别为0．5、0、0．5s。如果在环网柜中使用断路器，那么将无法保证环网柜中的断路器先动作，往往是上一级断路器先动作。其次，该种组合形式中采用性能良好的开合空载变压器。环网柜承受的负荷种类较多，但主要负荷来源于配电变压器。通常，配电变压器容量都不会达到1250kVA，只在一些极为特殊的情况下才会达到l6O0kVA。配电变压器空载电流约为额定电流的百分之二，大型配电变压器空载电流还会比平均数值小。而在环网柜开合空载变压器中，即使电流变小，也不会使电压过高。再次，该种组合形式对配电变压器具有一定的保护作用。在油浸式变压器中，相对于断路器，负荷开关加高遮断容量熔断器的使用效果更好，因为在发生异常情况时会出现断路器不起保护作用的现象，而负荷开关加高遮断容量熔断器不会出现这种问题，可给配电变压器很好的保护。调查显示，在油浸式变压器发生短路故障时会出现两种现象：一是电弧产生的电压会升高；二是变压器内部的油会变成气泡，从而使得变压器油箱体内的压力升高。当油浸式变压器短路现象越来越严重时，油箱内的压力也会越来越高，从而使得油箱体出现变形，严重时油箱体还会裂开。为了避免出现更大的问题，必须要及时排除故障，通常排除故障的时间控制在20ms内。但若采用断路器进行保护，则难以在规定时间内排除故障，因为断路器自身动作时间加上熄灭电弧的时间要远超20ms。高遮断容量熔断器具有速断功能，可在10ms内切除故障并阻止短路电流，因此用高遮断容量熔断器代替断路器，即便保护对象为干式变压器，也比断路器的性能好。最后，高遮断容量熔断器不仅可对配电变压器起到保护作用，还可对电缆、电流互感器等所接设备起到保护作用。高遮断容量熔断器的保护范围较广，通常熔断器额定电流的2～3倍都在保护范围内；熔断速度较快，发生短路故障时可迅速熔断。由于断路器难以对所接设备进行保护，因此要采用断路器保护就需要提高所接设备的质量和性能，而这将大大增加建设成本，也难以保证电力系统运行的安全性。
2终端用户高压宣接线形式
标准GB14285—1993（继电保护和安全自动装置技术规程》规定，选择配电变压器的保护开关设备时，当容盈等于或大于800kVA，应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定，可以理解为基于以下两方面的需要：a）配电变压器容量达到800kVA及以上时，过去多数使用油浸变压器，并配备有瓦斯继电器，使用断路器可与瓦斯继电器相配合，从而对变压器进行有效地保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆b）对于装置容量大于800kVA的用户，因种种原因目l起单相接地故障导致零序保护动作，从而使断路器跳闸，分隔故障．不至于引起主变电站的馈线断路器动作，影响其他用户的正常供电。此外，标准还明确规定，即使单台变压器未达到此容量，但如果用户的配电变压器的总容盈达到800kVA时，亦要符合此要求目前，多数用户的高压配电室的接线方案此所示，这是基本的结线方式，在此基础上可以派生出一主一备进线或双进线加母线分段等方式。从此可知．一般在A处装设断路器，在B处也装设断路器，这样，视继电保护的配景情况，可以用A或B达到GB14285—1993（继电保护和安全自动装置技术规程》的两个要求，在其中1台变压器需要退出运行时，操作B处的断路器即可实现。根据有关的理论及现场试验，在B处装设熔断器作为保护装置更为合理、有效。笔者认为，在采用此的接线方式时，在B处应当装设负荷开关加高遮断容量后备式熔断器的组合，在A处装设断路器，既达到GB14285—1993《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，而在B处装设熔断器作为每台变压器的相间短路保护，且利用负荷开关又可进行每台变压器的投切操作，这样，在B处装设的就不是常用的开关柜而是环网负荷开关柜，其造价较低．体积较小，能够有效节省配电投资。此外，如果处理好负荷开关转移电流以及与熔断器交接电流的选择，也不排除在B处用每台负荷开关进行对应变压器零序保护的可能性。
310kV配电变压器保护中的配置及应用
相对于其它断路器，高压断路器功能强大、开断容量较大，通常作为10kV配电变压器的保护装置，但在应用中也存在价格、占地程度、配置和维修复杂等问题。在进行配电变压器保护开关设备选择时，应严格按照相关规定确保选择的断路器符合配电变压器保护要求。
3.1负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护
负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护具有占地面积小、经济成本低、操作过程简单等优点，因此成为i0kV配电变压器保护装置的一部分。相对于断路器，负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护的功能更完善，可分断正常电流和短路电流。在熔断器分断短路电流后，继电保护装置动作就会变得简单，而且熔断器可快速切断故障电流，为维修人员提供更加充足的维修时间。
3.2跌落式熔断器跌
落式熔断器是变电站常用的短路保护开关，其工作原理是通过熔体熔断产生的隔离口实现保护配电变压器的目的，具有价格低、实用性较好、对户外环境适应性强、操作过程简单、可对设备投／切操作进行保护的优点，通常适用于单台容量不大于315kVA的配电变压器。另外，跌落式熔断器还有非常清晰的断开点，因此具备隔离开关功能，可有效缩减停电时间和范围，为维修创造良好的安全作业环境。通常，熔断器的额定电流应是熔体额定电流的1．5～2．0倍，其额定电压必须与其它设备的额定。
4结束语
10kv配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器，综合技术一经济性能和运行管理因素，无论在10kV环网供电单元还是在终端用户高压配电单元中，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效保护配电变压器，为此，推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置作为配电变压器保护的保护方式。
参考文献：
[1]王月敏.浅谈10kV配电变压器保护配置方式的合理选择.民营科技，2018.06.30.
[2]王强.配电变压器保护配置方式的合理选择.东方电机，2013，41.03.23-27.
[3]隋春梅.10kV配电变压器保护配置方式的合理选择.科技视界，2012.34.69.
论文作者:吕晨洁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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