鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所低壓配電變壓器保護技術(shù)

李亞棟

摘 要：配電變壓器是進行輸電工作的基礎(chǔ)設(shè)備，對保證日常電力供應(yīng)來說十分重要。但由于我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)電力發(fā)展比較落后，對配電變壓器的保護意識不夠，在保護設(shè)備的采購上也有著資金不足等問題，給鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所的低壓配電變壓器保護工作帶來了巨大困難。本文對一些符合鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所實際情況的配電器保護技術(shù)進行了一些總結(jié)與闡述，希望能夠?qū)︵l(xiāng)鎮(zhèn)電力發(fā)展起到一些促進作用。

關(guān)鍵詞：低壓配電變壓器；避雷器；防雷保護技術(shù)

中圖分類號：TM744 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0135-01

鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所低壓配電變壓器關(guān)系著我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)的日常電力供應(yīng)，對人們的生產(chǎn)、生活都有著非常重要的影響。如果在配電過程中受到各種情況的損壞，不僅會給人民群眾造成經(jīng)濟的損失，更會給電力設(shè)備維護工作帶來不必要的麻煩。因此必須重視鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所低壓配單變壓器保護技術(shù)，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)變壓器的實際運行情況與保護措施上入手，多方面的對鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所低壓配電變壓器進行保護。

1 低壓配電變壓器的熔斷器選擇

1.1 跌落式熔斷器

由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的配電變壓器的容量較低，一般只是采用熔斷器作為變壓器的保護設(shè)備，而不會選擇其他較為復(fù)雜的繼電保護措施。因此熔斷器對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所的配電變壓器來說是十分重要的。目前我國使用較為普遍的熔斷器是跌落式熔斷器。其主要功能有三種，第一是對保護性能要求不高的地方與隔離開關(guān)配合使用，代替自動空氣開關(guān)；第二是與負荷開關(guān)配合使用，代替價格高昂的斷路器。第三是為變壓器提供短路保護、過載及隔離電路的作用。跌落式熔斷器能夠在變壓器繞組、線路短路等情況發(fā)生時斷開熔絲與熔絲管，并關(guān)閉電源，對變壓器提供及時的保護。同時即可以進行對配電變壓器的輸送、關(guān)停工作，也可以作為高壓配電線路的開關(guān)使用，具有著成本低、維護簡單、便于運輸、斷開點明顯等優(yōu)點，對配電變壓器的保護效果十分顯著。

1.2 配電變壓器的保護

對于配電變壓器的高、低壓側(cè)一般會采用對應(yīng)的高、低壓跌落式熔斷器。首先，跌落式熔斷器的熔絲選擇是非常重要的一點，由于當(dāng)配電變壓器發(fā)生短路等特殊情況時，熔斷器需要熔斷熔絲，斷開電流。所以熔斷器熔絲的額定電流，需要根據(jù)配電變壓器在高壓側(cè)的額定電流來判定。在具體選擇上，配電變壓器容量在125kVA以下的應(yīng)選擇額定電流兩到三倍于變壓器高壓側(cè)額定電流的熔絲；如果配電變壓器容量在125kVA至400kVA之間，熔絲的額定電流可為變壓器高壓側(cè)的1.5-2倍；而配電變壓器容量如果大于400kVA，那么熔絲額定電流則應(yīng)為1.5倍。需要注意的是，銅絲或鋁絲是不可以作為熔絲的替代品的。

其次在熔斷器的安裝上也有著要求，跌落式熔斷器應(yīng)安裝在配電變壓器的高、低壓側(cè)橫擔(dān)上，與變壓器的距離控制在五十厘米以上，并利用鋼板與螺釘進行固定。另外安裝高度應(yīng)在4.5米到5米之間，以便于地面操作，還要保持15°-30°左右的后傾。最后是熔斷器的維護，熔絲在更換時應(yīng)保持原來一致，熔斷器的接觸也需要定期檢查，一旦出現(xiàn)老化、機械損傷等情況要立即進行更換。

2 低壓配電變壓器的防雷保護技術(shù)

2.1 高壓側(cè)避雷器的使用

由于農(nóng)村的人口密度低、房屋建筑的高度與密度低，所以配電變壓器經(jīng)常會設(shè)立在空地或山上，這就會經(jīng)常引發(fā)雷擊，造成配電變壓器的損壞，因此必須通過避雷器的是用來進行配電變壓器的防雷保護。避雷器一般安裝在配電變壓器的高壓側(cè)，在具體安裝上，首先應(yīng)把避雷器固定在熔斷器的熔絲下方70cm左右的位置，這樣既可以保證設(shè)備檢修時的安全，也能夠盡量減少避雷器接地引線的長度，進而方便安裝與維修工作的進行。其次避雷器與變壓器的位置、間距也有著一定的科學(xué)原理，當(dāng)配電變壓器遭受雷擊時，雷電波會沿著高壓電線路入侵，在經(jīng)過避雷器后，避雷器會在進行工作的同時產(chǎn)生一個電壓波，并在配電變壓器的高壓側(cè)之間發(fā)生反射、震蕩。于是在變壓器與避雷器之間就會產(chǎn)生一個電壓差值，這一差值是由避雷器與變壓器之間存在距離所導(dǎo)致的，并且與二者之間的距離差成正比。因此，配電變壓器需與避雷器之間存在0.8m-2.5m的距離，這樣既不會因距離過大使變壓器得不到有效保護，也不會在避雷器爆炸時對變壓器造成損傷。

2.2 高、低壓側(cè)多組避雷器的使用

有些配電變壓器會存在高低壓兩側(cè)的雷擊威脅，這時就需要在配電變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)各安裝一組避雷器，保證對配電變壓器的充足保護。在配電變壓器的高壓側(cè)出現(xiàn)落雷時，會產(chǎn)生一道從高壓側(cè)經(jīng)接地連接、電磁感應(yīng)后，最終回到高壓側(cè)的電壓波，這是由于在兩組避雷器處理落雷的過程中，接地電流在二者之間產(chǎn)生了高電壓，電壓在經(jīng)過低壓繞組的中性點后形成電流，這一電流在經(jīng)過后低壓繞組后，最終在高壓組感應(yīng)出較高的電動勢，而在這一循環(huán)過程中的電壓波則一般被稱為電壓反變換波。

以FS-10型避雷器為例，配電變壓器高壓側(cè)發(fā)生落雷時，高壓避雷器進行工作，若沖擊電流為5KA，接地電阻為8Ω，那么通過運算，就可以得知接地電阻產(chǎn)生的電壓降為：5KA×8Ω=40KA。電壓作用在低壓電阻上后，再利用電磁感應(yīng)在高壓繞組上感應(yīng)出電壓，假設(shè)配電變壓器容量為10/0.4kVA，那么配電變壓器的變比為25，這樣就會在高壓側(cè)產(chǎn)生1000kV的沖擊電壓與很高的電壓降，這時如果沒有安裝低壓側(cè)避雷器，電壓在經(jīng)過高電阻中性點時很容易將絕緣點擊穿。而如果安裝了兩組避雷器，就可以有效的對正反變換電壓產(chǎn)生遏制作用，從而對配電變壓器起到更好的防雷保護作用。

2.3 避雷器的安裝注意事項

避雷器的安裝上還有一些問題需要注意。首先，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)配電變壓器的一般為Yyn0聯(lián)結(jié)方式，一旦發(fā)生雷擊，就會使得變壓器繞組絕緣受到避雷器殘壓與接地電阻壓降的共同作用，進而對配單變壓器的安全造成威脅。因此需要將變壓器的低側(cè)中性點、避雷器引下線、金屬外殼共同接地，以免受到正反變換電壓的影響。其次，避雷器的引下線必須采用圓鋼、鋼絞絲、扁鐵等材料，為了減少接地電阻，還應(yīng)盡量縮短引下線的長度。另外接地電阻也要符合相關(guān)規(guī)定，變壓器在100kVA以下的接地電阻應(yīng)為10Ω，而100kVA以上的變壓器則可選擇4Ω的接地電阻。最后，在避雷器采購時也要對避雷器的質(zhì)量進行嚴格把關(guān)，購買前要對避雷器進行全面性的檢查，避免安裝的避雷器出現(xiàn)質(zhì)量不合格或損壞的情況。

3 配電變壓器的選用

如果配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別不同，那么其性能與防雷效果也會有著明顯差異。由于我國普遍使用的Yyn0聯(lián)結(jié)方式配電變壓器較為落后、性能也相對較差。因此應(yīng)選用更為先進的聯(lián)結(jié)變壓器，從根本上促進對鄉(xiāng)鎮(zhèn)配電變壓器的保護。

3.1 對Dyn11聯(lián)結(jié)配電變壓器的選用

Dyn11聯(lián)結(jié)配電變壓器目前在國內(nèi)較為先進，首先，Dyn11聯(lián)結(jié)配電變壓器采用了三角形結(jié)線的原邊，即在激磁電流中利用三次諧波為主的高次諧波電流在原邊接成三角形，這樣可在原邊形成環(huán)流，有利于抑制高次諧波電流，能夠有效保證的供電波形質(zhì)量。其次，在相同的條件下，Dyn11聯(lián)結(jié)方式的變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流為Yyn0方式時的3倍以上，所以前者在對單相接地短路故障的切除上更加有效。最后，Dyn11聯(lián)結(jié)方式的變壓器不會對中性線電流產(chǎn)生限制，可達變壓器低壓側(cè)支線電流，能夠充分的利用變壓器容量，從而最大化的發(fā)揮出設(shè)備性能。

3.2 對Yzn11聯(lián)結(jié)配電變壓器的選用

Yzn11聯(lián)結(jié)配電變壓器也是新系列配單變壓器之一，這種變壓器在一次側(cè)采用星形（Y形）聯(lián)結(jié)方式，而在二次側(cè)則使用曲折形（Z形）方式結(jié)線，將二次側(cè)的每個相線圈分成兩部分，即a相線圈一部分套在A相芯柱，另一部分套在b相芯柱上，利用同一芯柱上半繞組的磁動勢與感應(yīng)電動勢會相互抵消的原理，使電流通過一次側(cè)時二次側(cè)不會產(chǎn)生電壓現(xiàn)象，而在電流通過二次測時也可以避免電壓對一次側(cè)的感應(yīng)，從而達到十分良好的防雷效果。

4 結(jié)語

總體而言，對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所的低壓配電變壓器保護可以使用多樣化的措施，只要能夠在配電變壓器、熔斷器、避雷器等專業(yè)設(shè)備上進行合理運用與靈活搭配，再加上對當(dāng)?shù)貙嶋H電力發(fā)展情況的考慮，就能夠?qū)︵l(xiāng)鎮(zhèn)配電變壓器進行有效的保護。endprint