10kV配電變壓器保護配置方式的合理選擇

曾新科 胡朝陽 劉中鋒

摘要：電力系統(tǒng)內(nèi)部非常重要的一個設(shè)備是配電變壓器，配電變壓器性能的優(yōu)劣直接影響著電力系統(tǒng)功能的發(fā)揮。因此，本文以10kv配電變壓器作為分析對象，分析10kv配電變壓器的常見保護裝置方式的重要性，以及探討10kv配電變壓器保護配置方案，為10kv配電變壓器保護配置發(fā)展提供一點參考作用。

關(guān)鍵詞：10kv;配電變壓器;保護配置

10kv配電變壓器是一種靜止電器，它是利用電磁感應(yīng)定律變換和交流電流電壓，從而實現(xiàn)了電力能源傳輸。保障10kv配電變壓器平穩(wěn)安全運行的是保護配置，保護配置可以根據(jù)實際情況進行選擇，如斷路器、熔斷器、負荷開關(guān)+熔斷器等多種方式可供選擇。每種選擇各有各的優(yōu)勢，因此本文對10kv配電變壓器保護配置方式的合理配置進行了分析，選擇合理的保護配置對電力運行系統(tǒng)有著重大的影響。

一、10kv配電變壓器保護配置的必要性

配電變壓器的安全運行對整個電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性有著直接的影響，配電變壓器在電力系統(tǒng)中是非常重要的電氣設(shè)備之一。隨著電力系統(tǒng)容量的增大以及電壓等級的提高，也要求配電變壓器保護的安全性、可靠性、靈敏性、快速性不斷提高。為確保10kv高壓開關(guān)設(shè)備與10kv配電變壓器平穩(wěn)運行，無論是在箱式變電站環(huán)網(wǎng)供電單元或者終端用戶高壓室接線等方式下出現(xiàn)10kv配電變壓器短路故障現(xiàn)象，保護裝置均需在短時間內(nèi)準確切除故障。

隨著10kv電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)結(jié)構(gòu)日漸增多，電力系統(tǒng)運行控制和電力變壓器保護裝置也隨之不斷提高，這也給10kv配電變壓器保護裝置的發(fā)展帶來全新的挑戰(zhàn)。近年來，繼電保護動作率逐年上升，但根據(jù)全國10kV配電變壓器運作情況看，10kV配電變壓器保護動作率仍相對偏低，比同期線路保護仍具有一定差距。因此，探討10kV配電變壓器保護裝置方案就具有重大意義。

二、常見10kV配電變壓的保護配置方式

（一）斷路器

斷路器具有分斷次數(shù)多、保護性能好、開斷容量大的特點，是大容量10kV配電變壓器中應(yīng)用頻率較高的短路保護開關(guān)。斷路器被大面積地應(yīng)用于變壓器保護中，但其缺點是價格相對較高。斷路器包括控制室、滅弧室、導電主回路、絕緣子支撐件等幾個部分，它可以在電力正常運行情況下將線路接通切斷，并且在短路故障時將故障線路切斷。在斷路器配置時，一般為其配置相應(yīng)的繼電保護系統(tǒng)裝置，繼電保護系統(tǒng)裝置能在被保護的10kV配電變壓器出現(xiàn)短路故障時，繼電保護系統(tǒng)會向斷路器發(fā)布跳閘指令，從而故障的10kV配電變壓器能及時從電力系統(tǒng)內(nèi)部斷開，降低故障電流從而保護10kV配電變壓器及減輕對整個電力系統(tǒng)的影響。

（二）熔斷器

跌落式熔斷器（短路保護開關(guān)）是10kv 配電變壓器保護配置過程的常用類型，它具有突出的開斷點，可執(zhí)行隔離開關(guān)功效，能為10kv 配電變壓器檢修工作提供一個安全作業(yè)的環(huán)境。熔斷器適用無腐蝕性氣體、環(huán)境空氣無導電粉塵及易燃易爆等環(huán)境，能應(yīng)用于10kv 配電變壓器一次側(cè)保護配置中，具有操作便捷、經(jīng)濟、戶外環(huán)境適應(yīng)能力強等良好特點。但當被保護10kv 配電變壓器的額定電壓與熔斷器額定電壓不匹配，或者被10kv 配電變壓器三相短路容量超過熔斷器額定斷開容量上限時，熔斷器有可能會出現(xiàn)熔斷體熔斷時無法順利滅弧，從而造成熔管燒毀爆炸。

（三）負荷開關(guān)+熔斷器

負荷開關(guān)+熔斷器也稱高遮斷容量后備式限流熔斷器，具有結(jié)構(gòu)簡單價格低廉等特點，主要適用于分合額定負荷電流并開斷短路電流，能夠在配電系統(tǒng)各種正?；蚬收线\行模式下提供操作保護。

在負荷開關(guān)+熔斷器組合中，負荷開關(guān)與熔斷器兩者各司其職，負荷開關(guān)的作用是承擔正常負荷電流的開斷與關(guān)合，在負荷開關(guān)額定開斷電流范圍內(nèi)將過載的電流進行切斷。而熔斷器主要的作用是配電電壓器高壓側(cè)短路保護與過載保護。兩者配合選擇，可以在10kv 配電變壓器無論正常運行還是故障運行階段操作提供保護措施，而且能降低保護配置造價。

三、10kv 配電變壓器保護配置方式的選擇與應(yīng)用

（一）保護配置方式的選擇

從10kv 配電變壓器保護配置角度進行分析，斷路器比熔斷器、負荷開關(guān)+熔斷器的配置模式來說，價格較高，但斷路器的保護性能與操作性能都處于相對完善的狀態(tài)。熔斷器與斷路器的保護性能沒什么差距，且整體價格處于一個較低的水平，熔斷器的保護性能相對處于一個較弱的狀態(tài)且無法實現(xiàn)遠程遙控。在目前的生產(chǎn)工藝中，跌落式熔斷器的生產(chǎn)工藝較為粗糙，觸頭彈簧彈性不夠，熔體缺失熔管過長等問題經(jīng)常出現(xiàn)，這些問題的出現(xiàn)導致了配電變壓器頻頻出現(xiàn)故障。負荷開關(guān)+熔斷器組合配置價格上比斷路器低，而且在斷開短路電流的同時，能起到與斷路器一樣的保護性能，其低廉的價格能降低資金費用的投入。

（二）負荷開關(guān)+熔斷器配置

負荷開關(guān)+熔斷器組合配置存在三相熔斷器熔體熔化具有時間差的問題，當某一相預(yù)先斷開，撞擊器動作，此時可能出現(xiàn)另外兩相熔斷器尚未熄弧開斷，進而促使負荷開關(guān)承擔故障電流切斷任務(wù)的情況發(fā)生。為防止三相熔斷器熔體熔化問題，應(yīng)在其配置前檢驗它的轉(zhuǎn)移電流。

（三）低壓側(cè)負荷開關(guān)+熔斷器應(yīng)用效益

低壓側(cè)負荷開關(guān)+熔斷器組合的優(yōu)勢較多，一方面可以滿足10KV配電變壓器正常運行及故障運行時的操作要求，另一方面還可以降低10kv 配電變壓器的造價成本并對10kv 配電變壓器保護配置結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。相對比，斷路器雖然具有較高的開關(guān)性能，但是它造價成本昂貴且結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，對參數(shù)整定的要求較為嚴格。熔斷器由于額定斷開容量較小，在被保護10kv配電變壓器的三相短路容量以下的下限值，容易出現(xiàn)在短路故障熔斷后出現(xiàn)熔體無法及時斷開斷路電流的問題。

結(jié)束語：

綜上所述，配電變壓器是電力系統(tǒng)內(nèi)部非常重要的一個設(shè)備，配電變壓器性能的優(yōu)劣直接影響著電力系統(tǒng)功能的發(fā)揮。10kv配電變壓器的保護配置主要有斷路器、熔斷器及負荷開關(guān)+熔斷器這三種。結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟性能和運行管理的考慮，負荷開關(guān)+熔斷器的組合配置能有效保護配電變壓器，是10kV配電變壓器保護配置方式的合理選擇。

參考文獻

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