杜新源 林啟輝

摘要：隨著電氣線路設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化和發(fā)展，組合電器在10kV變壓器控制以及保護(hù)中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。然而，關(guān)于為何利用組合電器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能以及其發(fā)展前景如何，則是每個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行管理人員、特別是配網(wǎng)運(yùn)行管理人員必須了解和掌握的問(wèn)題。文章通過(guò)對(duì)10kV配電變壓器控制、保護(hù)功能要求和由組合電器構(gòu)成的10kV變壓器控制保護(hù)功能原理分析，得出以上問(wèn)題的正確答案。

關(guān)鍵詞：組合電器；10kV變壓器；保護(hù)功能

中圖分類號(hào)：TM595文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）18

在組合電器構(gòu)成的10kV變壓器控制以及保護(hù)功能的具體研究上，針對(duì)保護(hù)元件斷路器加繼電器等一些控制系統(tǒng)的整體把握，并結(jié)合其具備的體積相對(duì)較小，結(jié)構(gòu)很緊密、系統(tǒng)接線比較簡(jiǎn)單、而且造價(jià)比較低等一些優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)組合電器在10kV變電站尤其是箱式變電站中給予廣泛的應(yīng)用，并達(dá)到更好的控制和保護(hù)效果。

110kV配電變壓器控制、保護(hù)功能要求分析

1.110kV配電變壓器測(cè)量控制方式

對(duì)10kV配電變壓器的測(cè)量與控制方式，一般根據(jù)其容量的大小采取不同方式。目前，在有些地區(qū)，在容量處于100～315kVA并且供電方案確定為低壓計(jì)量的用戶都可以采用低壓計(jì)量柜方式來(lái)進(jìn)行計(jì)量，對(duì)于一些容量在315kVA之上的用戶，也可以采用高量計(jì)量柜的方式來(lái)進(jìn)行計(jì)量。低于315kVA的，可以通過(guò)采用跌落式熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)整體保護(hù)，具體的應(yīng)用辦法就是在變壓器的設(shè)置上，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件選擇性的放置在桿上變臺(tái)或者落地的方式。在使用高量計(jì)量方式的應(yīng)用上，可以結(jié)合高壓配電柜的選型來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要是利用斷路器或者利用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也就是熔斷器組合器來(lái)分別實(shí)現(xiàn)，通過(guò)整體優(yōu)勢(shì)的比較，在目前普遍采用的一種方式，就是選用利用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也就是熔斷器組合電器為主體，更好的實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，起到更好的作用。

1.210kV配電變壓器常見(jiàn)故障與保護(hù)功能要求

作為10kV配電變壓器，其常見(jiàn)故障一般有變壓器內(nèi)部絕緣故障（分為單相和相間繞組故障）、變壓器后面低壓側(cè)故障或者變壓器長(zhǎng)期過(guò)載燒壞。這些故障會(huì)使變壓器損壞造成系統(tǒng)運(yùn)行事故，為防止這些故障對(duì)變壓器及系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，國(guó)家GB50062-92規(guī)范中對(duì)10kV中小容量終端用戶配電變壓器的保護(hù)提出了基本要求。

2利用組合電器實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV變壓器控制保護(hù)功能的原理分析

2.1組合電器及其特點(diǎn)

組合電器，就是將兩種或兩種以上的電器，按接線要求組成一個(gè)整體而各電器仍保持原性能的裝置。組合電器，按電壓高低可分為低壓組合電器及高壓組合電器。常見(jiàn)的低壓組合電器有熔斷式刀開(kāi)關(guān)、電磁起動(dòng)器、綜合起動(dòng)器等。

從高壓組合電器的結(jié)構(gòu)分類來(lái)看，可以分解為敞開(kāi)式與全封閉式兩種，在正確理解兩種結(jié)構(gòu)類型的具體操作性能基礎(chǔ)上，譬如，敞開(kāi)式高壓組合電器，主要是以隔離開(kāi)關(guān)或者斷路器為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流互感器、電壓互感器等一些元件的組合構(gòu)成；而全封閉式高壓組合電器，主要是將組成的各種元件的高壓帶點(diǎn)部位密封，并且密封在接地金屬的外殼之內(nèi)，通過(guò)一些絕緣性能比較好的氣體、固體絕緣介質(zhì)等，更好的依次組成一個(gè)完全的整體，主要元件包括有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、避雷器等等，并嚴(yán)格按照接線的要求，更好的發(fā)揮出組合電器的整體功能。

例如，在工業(yè)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)支路中，只需使用一臺(tái)由接觸器、斷路器（或熔斷器）和過(guò)電流繼電器等組合而成的低壓電器，即具備遠(yuǎn)距離控制電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)、停止及各種保護(hù)和控制的功能。在10kV配電變壓器回路中，只需使用一臺(tái)負(fù)荷開(kāi)關(guān)和一組高壓熔斷器構(gòu)成的組合電器，即具備對(duì)10kV配電變壓器控制保護(hù)功能。負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器在終端用戶中應(yīng)用，不但可以更好的保護(hù)10kV配電變壓器不受到任何損傷，確保整個(gè)電力系統(tǒng)功能的安全運(yùn)行，同時(shí)還能有效降低電力工程中的造價(jià)浪費(fèi)，減少一些安全隱患或者事故發(fā)生，更好地提高用電客戶的滿意度。

2.2智能系統(tǒng)配置

智能箱變采用的智能型元器件應(yīng)配置電源、接口器件、通信介質(zhì)、控制設(shè)備（上位機(jī)、智能儀表等）以滿足智能化的要求。智能箱變?yōu)椋翰捎肞rofibus-DP標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放型的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將具有通訊能力的元器件與之連接，從而實(shí)現(xiàn)主站通過(guò)總線對(duì)開(kāi)關(guān)、電網(wǎng)的遠(yuǎn)程測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、通訊；或采用智能控制儀對(duì)高低壓側(cè)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、通訊。

2.3組合開(kāi)關(guān)電器取代高壓斷路器

組合開(kāi)關(guān)電器具有很多的優(yōu)勢(shì)，尤其是高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也就是熔斷器組合器，通過(guò)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)承擔(dān)電流以及各種正常工作電流的關(guān)合和開(kāi)斷，同時(shí)還可以有效的分流出“轉(zhuǎn)移電流”的開(kāi)斷，起到更好的效果。在組合電器的使用上，負(fù)荷開(kāi)關(guān)帶有三個(gè)帶觸發(fā)器的熔斷器，在這三個(gè)觸發(fā)器的運(yùn)行檢測(cè)下，如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)觸發(fā)器動(dòng)作，就會(huì)形成聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，其余兩個(gè)觸發(fā)器也會(huì)自動(dòng)分閘，在這樣的有機(jī)結(jié)合下，可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)各種正常以及故障出現(xiàn)的操作保護(hù)，在特點(diǎn)的體現(xiàn)上就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、價(jià)格適當(dāng)，能滿足當(dāng)前的整體需要。因此，在選擇熔斷器的時(shí)候，可以充分考慮負(fù)荷開(kāi)關(guān)與變壓器的參數(shù)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)參數(shù)的具體掌握，能更好地起到保護(hù)的效果。

高壓斷路器在具體的應(yīng)用上，主要是通過(guò)切斷短路電流，并在整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，在三部分的時(shí)間掌握上，也就是分閘時(shí)間、燃弧時(shí)間、熄弧時(shí)間的具體應(yīng)用，并且保持著三部分的時(shí)間約在三周波60ms以上，這樣，熔斷器就可以在10ms的時(shí)間之內(nèi)有效的切斷各種短路故障的電流，并對(duì)故障區(qū)域的電流給予迅速的隔離，可以大大減少故障的持續(xù)時(shí)間和影響范圍，起到更好的保護(hù)作用。

在配電器容量的掌握上，具體范圍一般控制在1250kVA至1600kVA之間，因?yàn)樽儔浩鞯目蛰d電流大約在額定電流的2kVa左右，一些比較大的變壓器空載電流較小。在采用斷路器時(shí)，在充分考慮其在空載變壓方面的效能，尤其是受到滅弧能力的影響，如果使用具有強(qiáng)大滅弧能力的斷路器，就會(huì)發(fā)生強(qiáng)制滅弧等現(xiàn)象，發(fā)生截流過(guò)電壓的現(xiàn)象，因此，在選擇負(fù)荷開(kāi)關(guān)組合空載變壓器上，可以有效解決這些問(wèn)題，不會(huì)纏上較高過(guò)壓電流，所以，從不同角度思考，選擇負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也就是熔斷器組合器，具有很好的效果，在某些方面還具有更大的優(yōu)勢(shì)，在大大降低費(fèi)用的同時(shí)，還能收到更好的保護(hù)效果。

3利用組合電器實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV變壓器控制及保護(hù)功能應(yīng)用與發(fā)展前景

3.1缺相運(yùn)行的解決辦法

在組合電器對(duì)10kV變壓器控制及保護(hù)功能上，完全解決缺相運(yùn)行的辦法就是，在熔斷器上裝有撞針，利用熔斷器熔斷時(shí)撞針撞擊高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)脫扣器采用機(jī)械脫扣的方式，或者發(fā)出電信號(hào)啟動(dòng)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的分勵(lì)脫扣器采用電氣脫扣方式，使負(fù)荷開(kāi)關(guān)同時(shí)分?jǐn)嗳喔邏弘娫吹姆椒?。此時(shí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)所分?jǐn)嗟碾娏鳛檗D(zhuǎn)移電流，經(jīng)過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置傳遞時(shí)間與負(fù)荷開(kāi)關(guān)固有分?jǐn)鄷r(shí)間的過(guò)渡過(guò)程，到負(fù)荷開(kāi)關(guān)分?jǐn)嘞ɑr(shí)的電流，顯然轉(zhuǎn)移電流要比負(fù)荷電流大得多，這樣就構(gòu)成了負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合分?jǐn)喙收想娏魅^(guò)程。

3.2智能化低壓配電系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備智能化裝置主要包括電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)控制及電動(dòng)機(jī)控制等。智能化萬(wàn)能式斷路器經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)保護(hù)定值設(shè)置、電參量測(cè)量與顯示、故障與維護(hù)信息管理等功能，可測(cè)量與顯示三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因素、電度量及報(bào)告故障類型、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)信息等。由于漏電保護(hù)裝置的種類不同，可以采取不同的漏電保護(hù)方式，可以從漏電保護(hù)、選擇性漏電保護(hù)、漏電閉鎖等方式來(lái)加強(qiáng)漏電保護(hù)的運(yùn)用，從原理的應(yīng)用角度來(lái)看，可以采用附加直流電源漏電保護(hù)。

4總結(jié)

在組合電器對(duì)10kV變壓器控制及保護(hù)功能運(yùn)用上，通過(guò)技術(shù)的綜合應(yīng)用，尤其是結(jié)合智能操作系統(tǒng)的整體功能深化，圍繞對(duì)10kV中小容量終端用戶配電變壓器實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)功能、工作特性及應(yīng)用中所存在的問(wèn)題及解決方法進(jìn)行深入的分析，更好地實(shí)現(xiàn)變電箱的整體功能，實(shí)現(xiàn)智能化的管理模式，并通過(guò)采用組合電器取代高壓斷路器，由高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流，由熔斷器實(shí)現(xiàn)分?jǐn)喽搪冯娏?，這樣就可大大簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置，降低設(shè)備造價(jià)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的變壓器控制及保護(hù)，其發(fā)展前景不可低估。

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（責(zé)任編輯：文森）