负荷开关加熔断器组合电器在配电变压器保护配置中的应用

曹艳琴刘文选陈勇

曹艳琴刘文选陈勇

（国网河南上蔡县供电公司河南驻马店463800）

摘要：随着社会的发展和科技的进步，人们对电力的需求和依赖性也与日俱增，因此进一步导致对电力需求的稳定性和安全性要求越来越高。在电力系统中，配电变压器是一个非常重要的电气设备。本文主要论述配电变压器保护配置中的负荷开关加熔断器组合应用。对其优点进行了深入分析。

关键词：负荷开关；高遮容量；配电变压器；熔断器；保护配置

前言

在配电网中，变压器是主要设备，其应用数量大，使用面积广。变压器的安全运行有影响系统可靠性的作用，在进行配电变压器的过流保护时，主要有以下两种措施：第一，利用断路器进行过流保护；第二，利用负荷开关与熔断器的配合进行变压器过流保护。在实际操作过程中，建议可在配电变压器过流保护中应用负荷开关加熔断器组合的保护配置方式，能够及时断开短路电流，提供额定范围内的负荷电压，另外还有对空载变压器进行开合的性能，最终实现对配电变压器的有效保护。

一、概述

10kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等。负荷开关投资省，但不能开断短路电流，很少采用；断路器技术性能好，但设备投资较高，使用复杂，广泛应用不现实；负荷开关加熔断器组合的保护配置方式，既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器，弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点，又可满足实际运行的需要，为此《国家电网公司输变电工程典型设计》（10kV配电工程分册）将该该配置可作为配电变压器的保护方式作为典设进行推广应用。

二、负荷开关加熔断器组合对配电变压器的保护优点

负荷开关用于分合额定负荷电流，具有结构简单、价格便宜等特点，但不能开断短路电流，高遮断容量后备式限流熔断器为保护元件，可开断短路电流，如将两者有机地结合起来，可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作保护的要求。断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行，兼具操作和保护两种功能，所以其结构复杂，造价昂贵，大量使用不现实。环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置，把对电器不尽相同的操作与保护功能分别由两种简单、便宜的元件来实现，即用负荷开关来完成大量发生的负荷合分操作，而采用高遮断容量后备式限流熔断器对极少发生短路的设备起保护作用，很好地解决问题，既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器，又可满足实际运行的需要。采用负荷开关加高遮容量熔断器组合（如图示），具有如下优点：

a）开合空载变压器的性能好。环网柜的负荷种类，绝大部分为配电变压器，一般容量不大于1250kVA，极少情况达1600kVA，配电变压器空载电流一般为额定电流的2%左右，较大的配电变压器空载电流较小。环网柜开合空载变压器小电流时，性能良好，不会产生较高过电压。

b）有效保护配电变压器，特别是对于油浸变压器，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比采用断路器更为有效，有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。有关资料表明，当油浸变压器发生短路故障时，电弧产生的压力升高和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间，油会将压力传给变压器油箱体，随短路状态的继续，压力进一步上升，致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体，必须在20ms内切除故障。如采用断路器，因有继电保护再加上自身动作时间和熄弧时间，其全开断时间一般不会少于60ms，这就不能有效地保护变压器。而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能，加上其具有限流作用，可在10ms之内切除故障并限制短路电流，能够有效地保护变压器。因此，应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来保护电器，即便负荷为干式变压器，因熔断器保护动作快，也比用断路器好。

c）从继电保护的配合来讲，在大多数情况下，也没有必要在环网柜中采用断路器，这是因为环网配电网络的首端断路器（即35kV或110kV变电站的10kV馈出线断路器）的保护设置一般为：速断保护的时间为0s，过流保护的时间为0.5s，零序保护的时间为0.5s。若环网柜中采用断路器，即使整定时间为0s动作，由于断路器固有动作时间分散，也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。

d）高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备，如电流互感器、电缆等都可提供保护。高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围可在最小熔化电流（通常为熔断器额定电流的2～3倍）到最大开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特性，一般为陡峭的反时限曲线，短路发生后，可在很短的时间内熔断，切除故障。如果采用断路器作保护。必定使其它电器如电缆、电流互感器、变压器套管等元件的热稳定要求大幅度提高，加大了电器设备的造价，增大工程费用。

在这里，有必要指出在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时，两者之间要很好地配合，当熔断器非三相熔断时，熔断器的撞针要使负荷开关立即联跳，防止缺相运行。

三小结

随着城市建设发展步伐的加快，深入负荷中心的高压供电方式越来越普遍，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置作为配电变压器保护的保护方式，对于减少集中式住宅、办公小区变配电所的占地面积，降低工程投资，优化电气系统都具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]李建基.高中压开关设备实用技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]交流高压负荷开关―熔断器组合电器[J].北京：中国标准出版社，2001.

[3]GB5166-1994.高压限流式熔断器[S]北京：中国标准出版社，2001.

[4]麻洪儒，卢莉.配电变压器过流保护的优化配置分析[J].陕西电力，2008.

[5]赵狄.高压交流负荷开关与熔断器组合在配电变压器保护中的应用[J].机电信息，2011.

作者简介：

曹艳琴：女；汉；工程师；专科；研究方向：输变配电运维检修；供职单位：国网河南上蔡县供电公司；

刘文选：男；汉；程师；专科；研究方向：输变配电运维检修；供职单位：国网河南上蔡县供电公司；

陈勇：男；汉；专科；研究方向：变电运维检修；供职单位：国网河南上蔡县供电公司。