淺談負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器的應(yīng)用

摘要：10kV配電變壓器在實(shí)際生活應(yīng)用中具有十分重要的作用，其保護(hù)裝置對(duì)于變壓器的安全使用意義重大。文章對(duì)變壓器的保護(hù)裝置進(jìn)行了分析，說明了負(fù)荷開關(guān)-熔斷組合電器在使用過程中的要求，并結(jié)合其合理性和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，從而達(dá)到保護(hù)配電變壓器的目的，提升電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷開關(guān)-熔斷器；組合電器；斷路器；配電變壓器；保護(hù)裝置；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM564 文章編號(hào)：1009-2374（2015）28-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.033

隨著國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，整體的發(fā)展趨勢(shì)良好，因此獲得了越來越多的企業(yè)關(guān)注，電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提升具有重要的作用。作為電力資源的使用者，其關(guān)心的電力系統(tǒng)最重要的內(nèi)容是有關(guān)造價(jià)的問題，電力工程造價(jià)主要是由變壓器的保護(hù)配置方案以及電氣設(shè)備的選用決定的，使用者由于自身對(duì)于專業(yè)知識(shí)了解不足，不知道整體的造價(jià)情況，因此才會(huì)產(chǎn)生電力工程造價(jià)高的負(fù)面情緒。本文將重點(diǎn)對(duì)其保護(hù)裝置進(jìn)行分析，說明負(fù)荷開關(guān)-熔斷組合電器在使用過程中的要求，并結(jié)合其合理性和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，從而達(dá)到保護(hù)配電變壓器的目的，提升電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。不僅能夠保證配電變壓器的運(yùn)行質(zhì)量，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以對(duì)整體電力工程的造價(jià)進(jìn)行全面的分析，在滿足基本安全、使用要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低總成本，降低用戶使用價(jià)格，使用戶能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的服務(wù)更加

滿意。

1 10kV配電變壓器的保護(hù)配置方案

對(duì)于永久性用電用戶計(jì)量柜的管理標(biāo)準(zhǔn)要求為：容量水平為100～315kVA，并且采用低壓計(jì)量供電方案進(jìn)行供電的用戶，在進(jìn)行計(jì)量柜選擇時(shí)采用低壓計(jì)量柜；容量水平為315kVA及以上采用高壓計(jì)量柜來對(duì)使用情況進(jìn)行計(jì)量。技術(shù)人員在進(jìn)行相關(guān)的配置高壓柜保護(hù)工作時(shí)且，一般都是依據(jù)上述原則來進(jìn)行處理，10kV配電變壓器的保護(hù)配置方案參考類型如下：第一，用戶容量在315kVA以下，一般保護(hù)配置選擇跌落式熔斷器，安裝位置可以根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)具體情況來選擇采用桿上或者落地安裝的形式；第二，用戶容量在315kVA以上，采用高壓計(jì)量柜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此還要充分考慮高壓配電柜的規(guī)格問題，大部分情況是選擇采用熔斷器或者選擇負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器。

在技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，上述兩種配置并不相同，目前在選擇時(shí)這兩種會(huì)同時(shí)使用，根據(jù)實(shí)際情況的要求和環(huán)境限制來選擇。

2 負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器與斷路器的比較

2.1 配置比較

高壓負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器設(shè)計(jì)原理是采用高壓負(fù)荷開關(guān)對(duì)過載電流和正常工作電流進(jìn)行區(qū)分和選擇，通過對(duì)實(shí)際情況的判斷來確定開合操作，同時(shí)還要控制轉(zhuǎn)移電流，操作轉(zhuǎn)移電流開斷。在變壓器高壓區(qū)利用熔斷器控制短路保護(hù)和過載保護(hù)，該裝置一般設(shè)計(jì)一組負(fù)荷開關(guān)以及三個(gè)帶觸發(fā)器的熔斷器，當(dāng)任意一個(gè)觸發(fā)器被觸發(fā)，那么本身設(shè)計(jì)的聯(lián)動(dòng)效果將直接將三個(gè)變壓器觸發(fā)，進(jìn)而自動(dòng)進(jìn)行分閘操作，對(duì)變壓器起到保護(hù)作用。該結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)，本身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，價(jià)格便宜，通過正確的熔斷器、負(fù)荷開關(guān)以及變壓器參數(shù)選擇，能夠有效地保證變壓器的穩(wěn)定性。

斷路器本身對(duì)專門用于變壓器保護(hù)的裝置，通過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)形成比較全面的設(shè)計(jì)管理使用規(guī)則，國(guó)家對(duì)于斷路器相關(guān)參數(shù)的要求比較嚴(yán)格，因此在設(shè)計(jì)制造方面的成本投入相對(duì)較高，并且該結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)于材料選擇要求比較多，因此普通用戶一般不選擇使用該設(shè)備。

2.2 保護(hù)配電變壓器性能比較

對(duì)比保護(hù)配電變壓器效果可以發(fā)現(xiàn)，采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的使用效果相對(duì)較好，某些情況下斷路器甚至不能起到保護(hù)作用。通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)內(nèi)容來對(duì)兩種裝置的使用效果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，如果油浸變壓器出現(xiàn)短路故障，為了避免油箱體出現(xiàn)變形和裂開的情況，最大允許操作時(shí)間為20ms。利用斷路器保護(hù)裝置，需要通過繼電保護(hù)動(dòng)作、斷路器固有動(dòng)作、燃弧處理，這一程序完成至少需要60ms，利用限流熔斷器在10ms的將故障位置電流切斷，同時(shí)控制短路電流在正常范圍內(nèi)，保證變壓器的整體安全性。將油浸變壓器換成干式變壓器，效果與之前相同，本身熔斷器作用時(shí)間相對(duì)斷路器要快得多，因此可以證明采用熔斷器的使用效果相比斷路器好。

2.3 繼電保護(hù)性能對(duì)比

在配電網(wǎng)絡(luò)中，一級(jí)斷路器保護(hù)要求為速斷0s完成，過流0.5s或更短時(shí)間內(nèi)完成，零序0.5s內(nèi)完成。如果在環(huán)網(wǎng)柜中選擇斷路器來使用，本身斷路器的作用需要經(jīng)過一系列的動(dòng)作時(shí)間來完成，因此在實(shí)際使用過程中，也不能準(zhǔn)確保證能夠在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求。限流熔斷器本身不會(huì)被壓降影響，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)切斷故障位置電流，不發(fā)生越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。

2.4 開合空載變壓器性能對(duì)比

在正常情況配電變壓器常規(guī)情況的容量要求為不超過1250kVA，空載電流設(shè)定為整體額定電流的2%，空載電流與配電變壓器呈反比例相關(guān)。選擇斷路器，本身的滅弧能力不穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)強(qiáng)制滅弧的情況，有可能導(dǎo)致截流過電壓出現(xiàn)。

在實(shí)際電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求中，通常不會(huì)選擇強(qiáng)滅弧能力的斷路器，通過負(fù)荷開關(guān)開合來控制空載變壓器小電流能夠保證其具備良好的使用性能，而且沒有高過電壓存在，整體系統(tǒng)的安全性得到提升。

通過上述對(duì)于兩者的對(duì)比分析，采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的使用效果比熔斷器的效果更佳，而且在某些方面可以起到的效果比熔斷器具備更好的性能，同時(shí)還可以對(duì)整體的使用成本進(jìn)行有效的控制，大幅度降低該方面成本投入，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在用戶中的推廣

工作。

3 負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器在使用時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 10kV負(fù)荷開關(guān)的選擇類型

負(fù)荷開關(guān)有兩種類型可以選擇：一種是將空氣作為絕緣介質(zhì)的負(fù)荷開關(guān)的一般型；另一種是將真空盒SF6負(fù)荷開關(guān)的頻繁型。頻繁型在使用時(shí)間、電壽命以及部分性能上相對(duì)一般型具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)前期都是采用一般型負(fù)荷開關(guān)來使用，隨著社會(huì)科技水平的不斷提升，采用真空盒的負(fù)荷開關(guān)出現(xiàn)并且發(fā)展，而逐漸發(fā)展使用。頻繁型負(fù)荷開關(guān)產(chǎn)量不斷提升，電力系統(tǒng)也將一般型負(fù)荷開關(guān)向頻繁型負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其主要原因是由于一般型負(fù)荷開關(guān)的整體滅弧能力存在一定的不足。SF6開關(guān)在35kV戶外配電變壓器的應(yīng)用過程中效果良好。

3.2 轉(zhuǎn)移電流對(duì)負(fù)荷開關(guān)的要求

在三相熔斷器中，如果某一相熔斷器熔斷時(shí)，其他兩相也會(huì)受到影響，撞擊器發(fā)揮作用使高壓負(fù)荷開關(guān)分開閘口，使得其他兩相過載電流大幅度降低，轉(zhuǎn)移至高壓負(fù)荷開關(guān)來處理。轉(zhuǎn)移電流指的是熔斷器與負(fù)荷開關(guān)轉(zhuǎn)化過程時(shí)的三相對(duì)稱電流，當(dāng)小于該值時(shí)，首開相電流通過熔斷器來控制開斷。轉(zhuǎn)移電流在選擇組合電器時(shí)具有十分重要的參考依據(jù)，如果選擇出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷開關(guān)能夠允許的轉(zhuǎn)移電流不能達(dá)到要求，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)其他兩相短路電流的控制，甚至出現(xiàn)開關(guān)爆炸的

情況。

4 結(jié)語

10kV配電變壓器的保護(hù)工作對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用。本文重點(diǎn)對(duì)負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的主要性能進(jìn)行分析，同時(shí)說明了負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器在使用過程中需要注意的主要問題。電力技術(shù)人員在實(shí)際電力設(shè)備選擇和安裝過程中，不僅需要對(duì)技術(shù)的可行性進(jìn)行重視，同時(shí)還要對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行控制，降低使用安裝過程中的成本投入，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的利益最大化。

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作者簡(jiǎn)介：陳文（1987-），男，福建福州人，供職于國(guó)網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司，研究方向：負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）