王志杰

【摘 要】配電變壓器廣泛的應(yīng)用于國(guó)民的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，包括水庫(kù)、工廠(chǎng)、居民生活等。因此做好配電變壓器的保護(hù)措施對(duì)于維護(hù)正常的水庫(kù)生產(chǎn)十分的重要。本文就配電變壓器保護(hù)優(yōu)化裝置進(jìn)行探討，提出了合理的保護(hù)方案，以此來(lái)提高配電變壓器保護(hù)動(dòng)作的可靠性。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；熔斷器；負(fù)荷開(kāi)關(guān)；斷路器

一、前言

變壓器是配電網(wǎng)的主要設(shè)備，應(yīng)用面廣量大，其安全運(yùn)行直接影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。目前，配電變壓器保護(hù)配置方面還存在許多問(wèn)題，其中配電變壓器與保護(hù)不匹配或存在動(dòng)作死區(qū)，造成越級(jí)跳閘、拒動(dòng)導(dǎo)致的事故相當(dāng)多，因此，加強(qiáng)配電變壓器保護(hù)優(yōu)化配置，合理選擇保護(hù)方案，可以提高配電變壓器保護(hù)動(dòng)作可靠性，有效防止主線(xiàn)路出口斷路器保護(hù)誤動(dòng)。

二、熔斷器在配電變壓器保護(hù)中的運(yùn)用

熔斷器是配電變壓器最常見(jiàn)的一種短路故障保護(hù)設(shè)備，它具有經(jīng)濟(jì)、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于配電變壓器一次側(cè)作為保護(hù)和進(jìn)行變壓器投切操作用。所以一般配電變壓器容量在400kVA以下時(shí)，采用熔斷器保護(hù)，高壓側(cè)使用跌落式熔斷器作為短路保護(hù)，低壓側(cè)使用熔斷器作為過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

使用跌落式熔斷器確定容量時(shí)，既要考慮上限開(kāi)斷容量與安裝地點(diǎn)的最大短路電流相匹配，又要考慮下限開(kāi)斷容量與安裝地點(diǎn)的最小短路電流的容量關(guān)系。目前，戶(hù)外跌落式熔斷器分為50A、100A、200A三種型號(hào)，200A跌落式熔斷器的開(kāi)斷容量上限是200MVA，下限是20MVA，其選擇是按照額定電壓和額定電流兩項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行，也就是熔斷器的額定電壓必須與被保護(hù)配電變壓器額定電壓相匹配，熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流，可選為額定負(fù)荷電流的1.5～2倍，此外，應(yīng)按被保護(hù)系統(tǒng)三相短路容量，對(duì)所選定的熔斷器進(jìn)行效驗(yàn)，保證被保護(hù)設(shè)備三相短路容量小于熔斷器額定開(kāi)斷容量上限，但必須大于額定開(kāi)斷容量的下限。筆者曾經(jīng)參與過(guò)事故調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分配電變壓器所配置熔斷器的額定開(kāi)斷容量（一般指上限）過(guò)大，或者在線(xiàn)路末段T接的配電變壓器，選定熔斷器造未經(jīng)過(guò)短路容量效驗(yàn)，造成被保護(hù)變壓器三相短路熔斷器熔斷時(shí)難以滅弧，最終引起容管燒毀、爆炸，導(dǎo)致主線(xiàn)路跳閘事故。

三、負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合電器的繼電保護(hù)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合電器可以開(kāi)斷至31.5kA的短路電流，其基本特征是依賴(lài)熔斷器熔斷觸發(fā)撞針動(dòng)作于負(fù)荷開(kāi)關(guān)。配電變壓器短路有單相、兩相、三相短路，無(wú)論哪種故障，任意一相熔斷后，撞針觸發(fā)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的脫扣器，負(fù)荷開(kāi)關(guān)三相聯(lián)動(dòng)，及時(shí)隔離故障點(diǎn)，防止缺相運(yùn)行，順序是先熔斷熔絲，后斷負(fù)荷開(kāi)關(guān)。采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合電器作為配電變壓器保護(hù)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，既可以開(kāi)斷負(fù)荷電流，實(shí)現(xiàn)安全操作需要，還可以在10ms內(nèi)開(kāi)斷短路電流，切除故障并限制短路電流，能夠有效保護(hù)配電變壓器短路故障。

采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合電器，廣泛應(yīng)用于1000kVA以下配電變壓器保護(hù)配置上，熔斷器額定電流一般為負(fù)荷電流的2～3倍，按照這種配置方案，設(shè)計(jì)人員一般都不需要進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和對(duì)短路電流和繼電保護(hù)整定計(jì)算，可以直接選用成套設(shè)備，設(shè)計(jì)人員大部分喜歡此種配置方案。但是這種保護(hù)配置方案也有一定局限性，例如，對(duì)于短路故障電流的開(kāi)斷均以犧牲熔斷器為代價(jià)，且動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間無(wú)法人為控制，對(duì)于輕微相間短路故障，動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于大用戶(hù)或?qū)＞€(xiàn)用戶(hù)，配電變壓器臺(tái)數(shù)較多或配電變壓器容量較大時(shí)，若采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)作為進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，則無(wú)法作為母線(xiàn)短路保護(hù)及出線(xiàn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)——熔斷器組合電器的后備保護(hù)，因?yàn)楫?dāng)用戶(hù)母線(xiàn)短路或熔斷器保護(hù)不配合時(shí)，會(huì)導(dǎo)致上級(jí)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，影響供電可靠性，在這種情況下，應(yīng)選用斷路器加繼電保護(hù)裝置作為進(jìn)線(xiàn)保護(hù)比較可靠。

四、斷路器加繼電保護(hù)裝置作為保護(hù)方案

斷路器開(kāi)斷容量大、分?jǐn)啻螖?shù)多，具備操作功能，配合繼電保護(hù)裝置作為大容量配電變壓器主要短路保護(hù)開(kāi)關(guān)，應(yīng)用很廣泛，但價(jià)格相對(duì)較高。

《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（標(biāo)準(zhǔn)GB 14285-1993）規(guī)定，當(dāng)容量等于或大于800kVA的油浸變壓器時(shí)，應(yīng)配置瓦斯繼電器作為變壓器內(nèi)部故障保護(hù)，應(yīng)選用繼電保護(hù)裝置與斷路器相配合的保護(hù)方案，可以有效地保護(hù)配電變壓器。近年來(lái)，干式配電變壓器得到廣泛應(yīng)用，按照要求應(yīng)配置溫度跳閘保護(hù)，對(duì)于干式變壓器也應(yīng)選用繼電保護(hù)裝置與斷路器相配合的保護(hù)配置方案。對(duì)于Yyno、Dyno接線(xiàn)形式的配電變壓器，高低壓側(cè)三相四線(xiàn)均采用斷路器控制，可以選用兩相或三相過(guò)電流保護(hù)，繼電器為反時(shí)限型。根據(jù)GBJ62—1983《工業(yè)與民用電力裝置的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。應(yīng)采用下列保護(hù)之一：（1）利用高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)，保護(hù)裝置宜采用三相式以提高靈敏性；（2）接于低壓側(cè)中性點(diǎn)的零序電流保護(hù)；（3）接于低壓側(cè)的三相式電流保護(hù)。

目前，部分單位對(duì)Yyno接線(xiàn)的配電變壓器低壓側(cè)中性線(xiàn)配置零序電流保護(hù)的認(rèn)識(shí)還不夠，認(rèn)為在變壓器高壓側(cè)安裝了三相式電流保護(hù)就能滿(mǎn)足要求，其實(shí)不然，筆者發(fā)現(xiàn)部分配電變壓器雖然配置三相式過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)防止配電變壓器低壓側(cè)單相接地短路，但在進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往有時(shí)也滿(mǎn)足不了靈敏度要求，這時(shí)必須按照規(guī)程規(guī)定在低壓側(cè)另裝設(shè)保護(hù)裝置，或在低壓側(cè)中性線(xiàn)上安裝零序過(guò)電流保護(hù)。筆者還經(jīng)過(guò)大量計(jì)算發(fā)現(xiàn)對(duì)于Dyno接線(xiàn)的配電變壓器，在低壓側(cè)發(fā)生單相接地或短路故障時(shí)，高壓側(cè)三相式過(guò)電流保護(hù)靈敏度能滿(mǎn)足要求。因此，在對(duì)配電變壓器選擇保護(hù)配置時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮變壓器接線(xiàn)形式：對(duì)于Yyno接線(xiàn)的變壓器保護(hù)配置，應(yīng)采用高壓側(cè)三相式過(guò)電流保護(hù)作為相間短路或低壓側(cè)接地短路保護(hù)，如果低壓側(cè)單相接地故障時(shí)靈敏度不滿(mǎn)足要求，還應(yīng)在低壓側(cè)中性線(xiàn)上安裝零序過(guò)電流保護(hù)；對(duì)于Dyno接線(xiàn)的變壓器保護(hù)配置，只在高壓側(cè)安裝三相過(guò)電流保護(hù)就能滿(mǎn)足靈敏度要求。

五、結(jié)語(yǔ)

配電變壓器保護(hù)配置關(guān)乎變壓器的正常運(yùn)行，因此根據(jù)實(shí)際情況做好配電工作，設(shè)置科學(xué)合理的繼電保護(hù)配置方案方案，根據(jù)變壓器容量和接線(xiàn)形式合理選擇保護(hù)配置方案，優(yōu)化配置，對(duì)確保配電變壓器安全可靠運(yùn)行有著重要的意義。

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