關(guān)于對10kV 變壓器高壓側(cè)保護(hù)方式的探討

◎劉超

隨著我國社會、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，時代的進(jìn)步，現(xiàn)階段國內(nèi)用電量逐年增加。為了實(shí)現(xiàn)電力的遠(yuǎn)距離輸送就必須選擇高壓輸電線路，因此討論分析高壓變壓器高壓側(cè)的保護(hù)方式是十分必要的。現(xiàn)階段國內(nèi)10KV 配電變壓器通常使用真空斷路器—微機(jī)保護(hù)或者電磁繼電保護(hù)，另外負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜也是近幾年使用逐漸增多的新型保護(hù)方式。除此之外，還有多種保護(hù)方式，但是本文不再贅述，重點(diǎn)闡述真空斷路器—微機(jī)保護(hù)或者電磁繼電保護(hù)以及負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜。接下來本文就將探究1000KVA 為界限的不同容量的10KV 配電變壓器高壓側(cè)的保護(hù)方式，保障我國工業(yè)、生產(chǎn)、生活的平穩(wěn)進(jìn)行。

一、不同的保護(hù)方式優(yōu)缺點(diǎn)

1. 真空斷路器—微機(jī)保護(hù)或者電磁繼電保護(hù)。

采用真空斷路器—微機(jī)保護(hù)或者電磁繼電保護(hù)對10KV 配電變壓器高壓側(cè)進(jìn)行保護(hù)可以迅速切斷發(fā)生故障以及短路的電路電流，并且不受到變壓器容量大小的限制，能夠靈活的保護(hù)上下級配合，還能夠整定跳閘時間和定值。以上是真空斷路器—微機(jī)保護(hù)或者電磁繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但是其由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用料較多，所以整體價格較高，平均每臺比負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜價格高出3～4 萬元左右，并且不適合空間較小的區(qū)域，需要有足夠的空間擺放保護(hù)裝置。

2.負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜。

采用負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、操作方便、維護(hù)費(fèi)用少、占地面積小、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)。特別是近幾年，國內(nèi)開始推廣手拉手環(huán)網(wǎng)供電自動化裝置，在城網(wǎng)改造中不斷推行，國外看中了國內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜的商機(jī)，也紛紛涌入國內(nèi)市場。但是，隨著現(xiàn)階段我國變壓器的容量逐年增加，熔斷器的額定電流就會隨之增加，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)移電流It 的增大。由于負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜只能夠分?jǐn)嘭?fù)荷電流，不能夠迅速切斷故障線路，因此過大的轉(zhuǎn)移電流成為限制該保護(hù)方式的主要因素。

二、熔斷器轉(zhuǎn)移電流

變壓器的容量是決定熔斷器額定電流IN 的主要因素，二者需要相互匹配才能正常工作。如果熔斷器的額定電流選擇過大就會導(dǎo)致其開斷保護(hù)受到不利影響，還會造成不必要的浪費(fèi)，增加成本。通常按照表一進(jìn)行10KV 變壓器額定電流的選擇。

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熔斷器的額定電流值和其安—秒特性以及負(fù)荷開關(guān)固分時間相關(guān)聯(lián)。在熔斷器安—秒特性時間軸上選取負(fù)荷開關(guān)的固分時間的90%作出一條平行線，該平行線隊(duì)形的電流值就是額定電流值[3]。現(xiàn)假設(shè)負(fù)荷開關(guān)的固分時間為50ms，通過熔斷器安—秒特性曲線（見圖一）就能夠得到不同的額定電流值，詳情見表二。

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圖1 ：熔斷器安—秒特性曲線

三、負(fù)荷開關(guān)開斷轉(zhuǎn)移電流值

在相關(guān)負(fù)荷開關(guān)之中，一般型的開關(guān)是以空氣為絕緣介質(zhì)的，主要分為產(chǎn)氣式和壓氣式負(fù)荷開關(guān)。頻繁型的開關(guān)是以真空和SF6 氣體為絕緣介質(zhì)的。一般型的負(fù)荷開關(guān)其額定電流值能夠達(dá)到900～1100A，頻繁型的額定電流更高，一般為一般型負(fù)荷開關(guān)的兩倍以上，能夠到達(dá)1800～3200A。但是，考慮到負(fù)荷開關(guān)以及熔斷技術(shù)參數(shù)和產(chǎn)品離散性、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的限制，一般性負(fù)荷開關(guān)的開斷額定電流一般應(yīng)小于1000A。頻繁型符合開關(guān)的開斷額定電流不應(yīng)當(dāng)超過1800A。當(dāng)額定電流超過1800A 時，就應(yīng)當(dāng)采用能夠開斷短路電流的斷路器。

四、變壓器容量與保護(hù)配置的關(guān)系

根據(jù)上述分析，變壓器的容量不同時，10KV 高壓側(cè)的保護(hù)配置應(yīng)當(dāng)采用以下方式：

當(dāng)額定容量不超過800KVA 時，一般采用一般型負(fù)荷開關(guān)——熔斷器組合環(huán)網(wǎng)柜的保護(hù)方式；

當(dāng)額度容量超過800KVA 但是不超過1000KVA 時，頻繁型負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)是最適合的；

當(dāng)額定容量超過1300KVA 時，最好選用能夠切斷短路線路的斷路器保護(hù)方式。

五、結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)配電變壓器的額定容量不超過1000KVA 時，主要選用的是真空以及SF6 負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合環(huán)網(wǎng)柜最為變壓器高壓側(cè)的保護(hù)方式，最為安全可靠[4]。當(dāng)配電變壓器的額定容量超過1000KVA 時，采用負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合環(huán)網(wǎng)柜的保護(hù)方式可行，但是會增加轉(zhuǎn)移電流值，熔斷器觸頭發(fā)熱嚴(yán)重等問題，因此，建議采用斷路器作為保護(hù)裝置。