石油企業(yè)10kV配電變壓器保護(hù)配置方式的選擇

黃躍勇（西南油氣田公司川西北氣礦水電管理中心，四川江油 621700）

石油企業(yè)10kV配電變壓器保護(hù)配置方式的選擇

黃躍勇
（西南油氣田公司川西北氣礦水電管理中心，四川江油 621700）

在石油企業(yè)的生產(chǎn)過程中，10kV配電變壓器是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)安全。因此，必須做好10kV配電變壓器的運(yùn)行保護(hù)工作，設(shè)置合理的保護(hù)配置，確保其在技術(shù)層面的可行性、功能層面的可靠性以及經(jīng)濟(jì)層面的實(shí)用性。

石油企業(yè)；10kV配電變壓器；保護(hù)配置

石油作為當(dāng)前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的化石能源，關(guān)系著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國(guó)家的能源安全，保證石油企業(yè)的生產(chǎn)安全，具有重要意義。而在石油生產(chǎn)中，10kV配電變壓器是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，做好相應(yīng)的保護(hù)配置，確保變壓器出現(xiàn)短路故障時(shí)能夠?qū)ο鄳?yīng)的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，則是保證企業(yè)生產(chǎn)安全的重要內(nèi)容。這里主要針對(duì)兩種不同的接線形式，對(duì)10kV配變保護(hù)配置的選擇進(jìn)行對(duì)比分析。

1　環(huán)網(wǎng)供電單元接線

一般情況下，環(huán)網(wǎng)供電單元包括1～3個(gè)間隔，2個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔以及1個(gè)變壓器回路間隔，在環(huán)纜饋線以及變壓器饋線間隔中，采用的保護(hù)配置多是負(fù)荷開關(guān)，兼具了開關(guān)和接地功能，在變壓器饋線間隔中，還設(shè)置有能夠提供保護(hù)功能的高遮斷容量后備式限流熔斷器，這種配置方式不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，而且不需要投入過多的成本。

環(huán)網(wǎng)供電單元的保護(hù)配置具有比較顯著的特點(diǎn)，以負(fù)荷開關(guān)對(duì)額定負(fù)荷電流進(jìn)行分合的方式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也便宜，不過無法實(shí)現(xiàn)對(duì)短路電流的開斷。對(duì)此，高遮斷容量后備式限流熔斷器能夠彌補(bǔ)這一缺陷，從而實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)功能。在對(duì)斷路器參數(shù)進(jìn)行選擇，對(duì)保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及設(shè)備安裝配置時(shí)，需要依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行。對(duì)比當(dāng)前幾種比較常見的10kV配變保護(hù)配置，斷路器兼具操作與保護(hù)功能，不過價(jià)格相對(duì)昂貴，不適合大量使用［1］；負(fù)荷開關(guān)與斷路器功能類似，但無法開斷短路電流；負(fù)荷開關(guān)配合高遮斷容量后備式限流熔斷器，能夠達(dá)到斷路器的保護(hù)效果，成本也得到了有效控制，成為環(huán)網(wǎng)供電單元接線保護(hù)配置的首選。

負(fù)荷開關(guān)與高遮斷容量后備式限流熔斷器聯(lián)合保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)有四個(gè)：一是環(huán)網(wǎng)柜在進(jìn)行空載變壓器的開合時(shí)，具備良好的性能，不會(huì)產(chǎn)生較高的過電壓；二是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配變的可靠保護(hù)，尤其是對(duì)于油浸式變壓器而言，一旦發(fā)生短路故障，油氣化產(chǎn)生的氣泡會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部壓力的升高，最終可能壓裂油箱，引發(fā)更加嚴(yán)重的問題，而上述保護(hù)配置可以在20ms內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行切除，保證了安全；三是斷路器在環(huán)網(wǎng)柜中基本沒有必要配置，因?yàn)榄h(huán)網(wǎng)首端斷路器的保護(hù)配置通常為速斷保護(hù)時(shí)間0s，零序保護(hù)時(shí)間0.5s，過流保護(hù)時(shí)間0.5s，如果采用斷路器，由于其固有動(dòng)作時(shí)間分散，無法起到最佳的保護(hù)效果；四是高遮斷容量后備式限流熔斷器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)后接設(shè)備的保護(hù)，如電纜、互感器等，其保護(hù)范圍在最小熔化范圍到最大開斷容量之間，其本身的電流-時(shí)間特性，表現(xiàn)為陡峭的反時(shí)限曲線，在短路故障發(fā)生時(shí)，可以在極短的時(shí)間內(nèi)熔斷，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速切除。

2　終端用戶高壓室接線

依照《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（GB14285—2006）的相關(guān)規(guī)定，在對(duì)配電變壓器的保護(hù)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí)，如果容量達(dá)到或者超過了800kVA，則必須選擇帶有繼電保護(hù)裝置的斷路器，以保證安全［2］。針對(duì)這條規(guī)定，可以從兩個(gè)方面來理解：一是當(dāng)配電變壓器的容量達(dá)到或者超過800kVA，采用瓦斯繼電器與斷路器相互配合的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器的可靠保護(hù)；二是對(duì)用戶而言，如果出現(xiàn)單相接地故障，導(dǎo)致零序保護(hù)動(dòng)作，會(huì)引發(fā)斷路器跳閘實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的切除和分割，避免影響其他用戶的正常用電。

而在標(biāo)準(zhǔn)中還明確指出，上述規(guī)定不僅針對(duì)單臺(tái)變壓器而言，如果用戶配變總?cè)萘窟_(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同樣必須滿足規(guī)定的要求。現(xiàn)階段，在石油企業(yè)中，多數(shù)情況下高壓配電室的接線都是在基本接線（如圖1所示）的基礎(chǔ)上，派生出其他不同的方式，如雙進(jìn)線加母線分段，或者一主一備進(jìn)線等。對(duì)于石油企業(yè)的電力技術(shù)人員而言，必須充分了解相關(guān)電力安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)配置，切實(shí)保證10kV配電變壓器的運(yùn)行安全。

圖1　用戶高壓配電室基本接線方式

一般情況下，會(huì)在A位置和B位置設(shè)置斷路器，根據(jù)繼電保護(hù)的配置情況，以A或者B達(dá)到《規(guī)程》的相關(guān)要求，當(dāng)其中某個(gè)變壓器由于故障或者檢修需要退出運(yùn)行時(shí)，只需要操作B位置的斷路器即可。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，將熔斷器設(shè)置在B位置作為相應(yīng)的保護(hù)裝置，具有更好的效果。而對(duì)于石油企業(yè)而言，可以在B位置設(shè)置負(fù)荷開關(guān)以及高遮斷容量后備式限流熔斷器，在A位置設(shè)置斷路器，這樣，不僅能夠達(dá)到安全保護(hù)的要求，而且設(shè)置在B位置的熔斷器可以擔(dān)任不同變壓器的相間短路保護(hù)，結(jié)合負(fù)荷開關(guān)，能夠?qū)γ恳慌_(tái)變壓器進(jìn)行投切操作。在這種情況下，B位置可以以環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜代替常用開關(guān)柜，體積更小，造價(jià)更低，能夠有效節(jié)約成本投入。

3　結(jié)束語

總而言之，在石油企業(yè)中，10kV配電變壓器的保護(hù)配置方式是多種多樣的，包括斷路器、負(fù)荷開關(guān)以及負(fù)荷開關(guān)加熔斷器等，在進(jìn)行選擇時(shí)，需要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行管理等方面進(jìn)行綜合考慮，在保證良好的保護(hù)效果的基礎(chǔ)上，控制成本投入，推動(dòng)石油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 谷喜森.10kV配電變壓器保護(hù)配置方式的合理選擇［J］.黑龍江科技信息，2010，（25）.

［2］ 隋春梅.10kV配電變壓器保護(hù)配置方式的合理選擇［J］.科技視界，2012，（34）.

Select the Oil Companies 10kv Distribution Transformer Protection Configuration Mode

Huang Yue-yong

In the oil companies in the production process，10kV distributio n transformer is a very important infrastructure，stability and reliability of its operation directly affect the safety and production.Therefore，we must do a good job running the protection of 10kV distribution transformer provided reasonable protection configuration to ensure its viability at the technical level，functional level of reliability and economic dimensions of practicality.

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TM772

A

1003-6490（2016）05-0026-02

2016-04-11

黃躍勇（1973—），男，四川江油人，助理工程師，主要從事電氣供配電方面工作。