10kV配電變壓器保護(hù)配置合理選擇

無論是在環(huán)網(wǎng)供電單元、箱式變電站或是終端用戶的高壓室結(jié)線方式中, 如配電變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)配置能快速可靠地切除故障，對保護(hù)10 kV高壓開關(guān)設(shè)備和變壓器都非常重要。保護(hù)方式的配置一般有兩種：一種利用斷路器;另一種則利用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量的后備式限流熔斷器組合。這兩種配置方式在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下對這兩種方式進(jìn)行綜合比較分析。

1環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式

1.1環(huán)網(wǎng)供電單元的組成

環(huán)網(wǎng)供電單元(RMU)由間隔組成, 一般至少有3個(gè)間隔，包括2個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和1個(gè)變壓器回路間隔。

1.2環(huán)網(wǎng)供電單元保護(hù)方式的配置

環(huán)纜饋線與變壓器饋線間隔均采用負(fù)荷開關(guān), 通常為具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開關(guān)。變壓器饋線間隔還增加高遮斷容量后備式限流熔斷器來提供保護(hù)。實(shí)際運(yùn)行證明，這是一種簡單、可靠而又經(jīng)濟(jì)的配電方式。

1.3環(huán)網(wǎng)供電單元保護(hù)配置的特點(diǎn)

負(fù)荷開關(guān)用于分合額定負(fù)荷電流, 具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜等特點(diǎn), 但不能開斷短路電流，高遮斷容量后備式限流熔斷器為保護(hù)元件, 可開斷短路電流，如將兩者有機(jī)地結(jié)合起來,可滿足配電系統(tǒng)各種正常和故障運(yùn)行方式下操作保護(hù)的要求。斷路器參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造均嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，兼具操作和保護(hù)兩種功能，所以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，大量使用不現(xiàn)實(shí)。環(huán)網(wǎng)柜中大量使用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合裝置，把對電器不盡相同的操作與保護(hù)功能分別由兩種簡單、便宜的元件來實(shí)現(xiàn)，即用負(fù)荷開關(guān)來完成大量發(fā)生的負(fù)荷合分操作，而采用高遮斷容量后備式限流熔斷器對極少發(fā)生短路的設(shè)備起保護(hù)作用，很好地解決問題，既可避免使用操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴的斷路器，又可滿足實(shí)際運(yùn)行的需要。表1列出3種保護(hù)配置方式的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)比較。

10 kV配電變壓器保護(hù)配置方式的合理選擇從此可以看出：

a) 斷路器具備所有保護(hù)功能與操作功能，但價(jià)格昂貴;

b) 負(fù)荷開關(guān)與斷路器性能基本相同，但它不能開斷短路電流;

c) 負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合，可斷開短路電流，部分熔斷器的分?jǐn)嗳萘勘葦嗦菲鬟€高，因此，使用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合不比斷路器效果差，可費(fèi)用卻可以大大降低。

1.4負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合的優(yōu)點(diǎn)

采用負(fù)荷開關(guān)加高遮容量熔斷器組合，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

a) 開合空載變壓器的性能好。環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷種類，絕大部分為配電變壓器，一般容量不大于1 250 kVA，極少情況達(dá)1 600 kVA，配電變壓器空載電流一般為額定電流的2%左右，較大的配電變壓器空載電流較小。環(huán)網(wǎng)柜開合空載變壓器小電流時(shí)，性能良好，不會產(chǎn)生較高過電壓。

b) 有效保護(hù)配電變壓器，特別是對于油浸變壓器，采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器比采用斷路器更為有效，有時(shí)后者甚至并不能起到有效的保護(hù)作用。有關(guān)資料表明，當(dāng)油浸變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，電弧產(chǎn)生的壓力升高和油氣化形成的氣泡會占據(jù)原屬于油的空間，油會將壓力傳給變壓器油箱體，隨短路狀態(tài)的繼續(xù)，壓力進(jìn)一步上升，致使油箱體變形和開裂。為了不破壞油箱體，必須在20 ms內(nèi)切除故障。如采用斷路器，因有繼電保護(hù)再加上自身動作時(shí)間和熄弧時(shí)間，其全開斷時(shí)間一般不會少于60 ms，這就不能有效地保護(hù)變壓器。而高遮斷容量后備式限流熔斷器具有速斷功能，加上其具有限流作用，可在10 ms之內(nèi)切除故障并限制短路電流，能夠有效地保護(hù)變壓器。因此，應(yīng)采用高遮斷容量后備式限流熔斷器而盡量不用斷路器來保護(hù)電器，即便負(fù)荷為干式變壓器，因熔斷器保護(hù)動作快，也比用斷路器好。