關于對10kV 變壓器高壓側保護方式的探討

◎劉超

隨著我國社會、經濟的不斷發展，時代的進步，現階段國內用電量逐年增加。為了實現電力的遠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的保護方式是十分必要的。現階段國內10KV 配電變壓器通常使用真空斷路器—微機保護或者電磁繼電保護，另外負荷開關—熔斷器組合的環網柜也是近幾年使用逐漸增多的新型保護方式。除此之外，還有多種保護方式，但是本文不再贅述，重點闡述真空斷路器—微機保護或者電磁繼電保護以及負荷開關—熔斷器組合的環網柜。接下來本文就將探究1000KVA 為界限的不同容量的10KV 配電變壓器高壓側的保護方式，保障我國工業、生產、生活的平穩進行。

一、不同的保護方式優缺點

1. 真空斷路器—微機保護或者電磁繼電保護。

采用真空斷路器—微機保護或者電磁繼電保護對10KV 配電變壓器高壓側進行保護可以迅速切斷發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—微機保護或者電磁繼電保護的優點，但是其由于結構復雜，用料較多，所以整體價格較高，平均每臺比負荷開關—熔斷器組合的環網柜價格高出3～4 萬元左右，并且不適合空間較小的區域，需要有足夠的空間擺放保護裝置。

2.負荷開關—熔斷器組合的環網柜。

采用負荷開關—熔斷器組合的環網柜具有結構簡單、價格便宜、操作方便、維護費用少、占地面積小、運行可靠的優點。特別是近幾年，國內開始推廣手拉手環網供電自動化裝置，在城網改造中不斷推行，國外看中了國內環網柜的商機，也紛紛涌入國內市場。但是，隨著現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，最終導致轉移電流It 的增大。由于負荷開關—熔斷器組合的環網柜只能夠分斷負荷電流，不能夠迅速切斷故障線路，因此過大的轉移電流成為限制該保護方式的主要因素。

二、熔斷器轉移電流

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致其開斷保護受到不利影響，還會造成不必要的浪費，增加成本。通常按照表一進行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—秒特性以及負荷開關固分時間相關聯。在熔斷器安—秒特性時間軸上選取負荷開關的固分時間的90%作出一條平行線，該平行線隊形的電流值就是額定電流值[3]。現假設負荷開關的固分時間為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、負荷開關開斷轉移電流值

在相關負荷開關之中，一般型的開關是以空氣為絕緣介質的，主要分為產氣式和壓氣式負荷開關。頻繁型的開關是以真空和SF6 氣體為絕緣介質的。一般型的負荷開關其額定電流值能夠達到900～1100A，頻繁型的額定電流更高，一般為一般型負荷開關的兩倍以上，能夠到達1800～3200A。但是，考慮到負荷開關以及熔斷技術參數和產品離散性、實際經驗的限制，一般性負荷開關的開斷額定電流一般應小于1000A。頻繁型符合開關的開斷額定電流不應當超過1800A。當額定電流超過1800A 時，就應當采用能夠開斷短路電流的斷路器。

四、變壓器容量與保護配置的關系

根據上述分析，變壓器的容量不同時，10KV 高壓側的保護配置應當采用以下方式：

當額定容量不超過800KVA 時，一般采用一般型負荷開關——熔斷器組合環網柜的保護方式；

當額度容量超過800KVA 但是不超過1000KVA 時，頻繁型負荷開關—熔斷器組合環網柜保護是最適合的；

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

五、結束語

綜上所述，當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 負荷開關—熔斷器組合環網柜最為變壓器高壓側的保護方式，最為安全可靠[4]。當配電變壓器的額定容量超過1000KVA 時，采用負荷開關—熔斷器組合環網柜的保護方式可行，但是會增加轉移電流值，熔斷器觸頭發熱嚴重等問題，因此，建議采用斷路器作為保護裝置。