無論是在環(huán)網(wǎng)供電單元、箱式變電站或是終端用戶的高壓室結(jié)線方式中,如配電變壓器發(fā)生短路故障時(shí),保護(hù)配置能快速可靠地切除故障,對保護(hù)10kV 高壓開關(guān)設(shè)備和變壓器都非常重要。在10kV 終端用戶配電變壓器的保護(hù)通常有三種方式:一是利用跌落式熔斷器,二是利用負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器所構(gòu)成的組合電器,三是利用真空斷路器。這三種配置方式在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上各有優(yōu)缺點(diǎn),現(xiàn)對這三種方式進(jìn)行綜合比較分析。http；//
1跌落式熔斷器保護(hù)
跌落式熔斷器是10kV 配電變壓器zui常用的一種短路保護(hù)開關(guān),它具有經(jīng)濟(jì)、操作方便、適應(yīng)戶外環(huán)境性強(qiáng)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于10kV 配電變壓器一次側(cè)作為保護(hù)和進(jìn)行設(shè)備投、切操作之用。因其有一個(gè)明顯的斷開點(diǎn),具備了隔離開關(guān)的功能,給檢修設(shè)備創(chuàng)造了一個(gè)安全作業(yè)環(huán)境,增加了檢修人員的安全感。安裝在配電變壓器上,可以作為配電變壓器的主保護(hù)。所以,在10kV 配電變壓器中得到了普及,戶外315kVA及以下配電變壓器常采用跌落式熔斷器（RW 系列）。目前,10kV 戶外跌落式熔斷器分為三種型號,即50A、100A、200A。
200A跌落式熔斷器的遮斷能力上限是200MV A, 下限是20MVA。其工作原理是:熔絲管兩端的動觸頭依靠熔絲（熔體）系緊,將上動觸頭推入“鴨嘴”凸出部分后,磷銅片等制成的上靜觸頭頂著上動觸頭,故而熔絲管牢固地卡在“鴨嘴”里。當(dāng)短路電流通過熔絲熔斷時(shí),產(chǎn)生電弧,熔絲管內(nèi)襯的鋼紙管在電弧作用下產(chǎn)生大量的氣體因熔絲管上端被封死,氣體向下端噴出,吹滅電弧。由于熔絲熔斷,熔絲管的上下動觸頭失去熔絲的系緊力,在熔絲管自身重力和上、下靜觸頭彈簧片的作用下,熔絲管迅速跌落,使電路斷開,切除故故障設(shè)備。 http；//
10kV 跌落式熔斷器適用于環(huán)境空氣無導(dǎo)電粉塵、無腐蝕性氣體及易燃、易爆等危險(xiǎn)性環(huán)境,年度溫差變比在±40℃以內(nèi)的戶外場所。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)設(shè)備（線路）的額定電壓相匹配。熔斷器具的額定 電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。而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,對所選定的熔斷器進(jìn)行校核。保證被保護(hù)系統(tǒng)三相短路 容量小于熔斷器額定斷開容量的上限,但必須大于額定斷開容量的下限。若熔斷器的額定斷開容量（一般是指其上限）過大,很可能使被保護(hù)系統(tǒng)三相短路容量小于熔斷器額定斷開容量的下限,造成在熔體熔斷時(shí)難以滅弧,zui終引起熔管燒毀,爆炸等事故。
2負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合電器作為變壓器保護(hù) http；//
負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合電器可以開斷至31.5kA的短路電流,其基本特征是依賴熔斷器熔斷觸發(fā)撞針動作于負(fù)荷開關(guān)。熔斷器是分相熔斷,其熔斷是因短路電流熔斷。在配電網(wǎng)系統(tǒng) 內(nèi)的短路有單相、二相、三相短路,且單相、二相短路居多,故熔斷器也以熔斷一相、二相居 多。但任一相熔斷后,撞針觸發(fā)負(fù)荷開關(guān)的脫扣器,都引起負(fù)荷開關(guān)三相聯(lián)動,其順序總是先熔 斷熔絲,后斷負(fù)荷開關(guān)。在單相或二相熔斷時(shí),開關(guān)未斷開前,未熔斷相還有電流,負(fù)荷開關(guān)此時(shí) 不僅是切斷負(fù)載電流,還要切斷未熔相的電流。這個(gè)電流稱作轉(zhuǎn)移電流,其值是個(gè)變量,但大于 負(fù)荷開關(guān)的額定電流。轉(zhuǎn)移電流的大小取決于變壓器容量和短路狀態(tài)。采用負(fù)荷開關(guān)加熔斷 器組合電器作為變壓器保護(hù),設(shè)計(jì)人員一般都不再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和對短路電流和繼電保護(hù) 整定計(jì)算,直接選用設(shè)備廠提供的成套設(shè)備即可。但這種方式也有其自身應(yīng)用的局限性,現(xiàn)分述如下。http；//
對于短路故障電流的開斷均以損壞熔斷器為代價(jià),且動作電流、時(shí)間無法人為確定。例如當(dāng)要求6倍額定電流時(shí)0.5s動作、10倍額定電流時(shí)0s動作,則負(fù)荷開關(guān)組合電器是無法滿足用戶要求的。
負(fù)荷開關(guān)開斷轉(zhuǎn)移電流的能力取決于負(fù)荷開關(guān)的開斷速度,若開斷時(shí)間短,則開斷電流大（產(chǎn)氣式960A,壓氣式1250A,SF6 及真空1750A）。西安高壓研究所對不同容量配電變壓器的轉(zhuǎn)移電流已進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)測,如1250kVA的變壓器轉(zhuǎn)移電流zui大為1440A,1600kVA變壓器的轉(zhuǎn)移電流zui大為1800A,所以SF6及真空負(fù)荷開關(guān)能安全切斷≤1250kVA變壓器的轉(zhuǎn)移電流,但不能安全切斷≥1600kVA變壓器的轉(zhuǎn)移電流。因此當(dāng)用戶選擇≥1600kVA大容量變壓器時(shí),則應(yīng)該選擇斷路器做為變壓器保護(hù)。
當(dāng)選用負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合電器做為變壓器保護(hù)時(shí),如用戶10kV 變電所的變壓器臺數(shù)較多時(shí),若采用負(fù)荷開關(guān)做為進(jìn)線開關(guān),則無法做為母線短路保護(hù)及出線負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的后備保護(hù)。由于該類用戶一般為大用戶或者專線供電,一旦出現(xiàn)母線短路或者熔斷器保護(hù)不動作時(shí),將會導(dǎo)致上級110kV 變電所中的10kV 出線開關(guān)動作,影響供電可靠性。在這種情況下,應(yīng)選擇斷路器做為進(jìn)線保護(hù)比較妥善。 http；//
3用斷路器作為變壓器保護(hù)
真空斷路器是大容量10kV 配電變壓器主要一種短路保護(hù)開關(guān),因其開斷容量大、分?jǐn)啻螖?shù)多,廣泛地應(yīng)用于變壓器保護(hù)。斷路器具備所有保護(hù)功能與操作功能,但價(jià)格相對昂貴。當(dāng)油浸變壓器容量等于或大于800kVA、干式變壓器容量等于或大于1000kV A, 應(yīng)采用真空斷路器保護(hù)。斷路器在電力系統(tǒng)中主要用來分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和故障時(shí)的短路電流,為了實(shí)現(xiàn)自動分?jǐn)喙收蠒r(shí)短路電流的功能,必須配備相應(yīng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置。當(dāng)被保護(hù)的變壓器發(fā)生故障時(shí),由繼電器保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障變壓器及時(shí)從系統(tǒng)中斷開,減少對變壓器的損壞,降低對系統(tǒng)的影響,保證系統(tǒng)其他部分繼續(xù)運(yùn)行。http；//
標(biāo)準(zhǔn)G B14285-1993《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,選擇配電變壓器的保護(hù)開關(guān)設(shè)備時(shí),當(dāng)容量等于或大于800kV A, 應(yīng)選用帶繼電保護(hù)裝置的斷路器。配電變壓器容量達(dá)到800kVA及以上時(shí),使用油浸變壓器時(shí),配備有瓦斯繼電器,使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合,從而對變壓器進(jìn)行有效地保護(hù)。對于裝置油浸容量等于或大于800kVA、干式變壓器容量等于或大于1000kVA的用戶,因種種原因引起單相接地故障導(dǎo)致零序保護(hù)動作,從而使斷路器跳閘,分隔故障,不至于引起主變電站的饋線斷路器動作,影響其他用戶的正常供電。http；//
真空斷路器從絕緣角度來講,有空氣絕緣和復(fù)合絕緣; 從總體結(jié)構(gòu)上講有機(jī)構(gòu)一體式和分體式; 從操動機(jī)構(gòu)上講有電磁機(jī)構(gòu)和彈簧機(jī)構(gòu)。目前上,真空斷路器的設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域里形成以德國西門子為代表的空氣絕緣和以ABB 公司為代表復(fù)合絕緣產(chǎn)品的兩大派別。西門子公司的產(chǎn)品有3AF 、3AG 及3AH 等系列產(chǎn)品,其操動機(jī)構(gòu)為彈簧儲能式。ABB 公司的代表產(chǎn)品有V D4,它采用復(fù)合絕緣,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊,其操動機(jī)構(gòu)為真空斷路器保護(hù)以前采用常規(guī)繼電保護(hù),近年微機(jī)保護(hù)已成為主流,常有電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)及瓦斯保護(hù)等。 http；//
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