摘要：10 kV配電變壓器的保護配置主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)加熔斷器等。負(fù)荷開關(guān)投資省，但不能開斷短路電流，很少采用；斷路器技術(shù)性能好，但設(shè)備投資較高，使用復(fù)雜，廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實；負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合的保護配置方式，既可避免采用操作復(fù)雜、價格昂貴的斷路器，彌補負(fù)荷開關(guān)不能開斷短路電流的缺點，又可滿足實際運行的需要，該配置可作為配電變壓器的保護方式，值得大力推廣，為此，對10 kV環(huán)網(wǎng)供電單元和終端用戶10 kV配電變壓器采用斷路器、負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組合的保護配置方式進行技術(shù)-經(jīng)濟比較，供配電網(wǎng)的設(shè)計和運行管理部門參考。

關(guān)鍵詞：10 kV配電變壓器 斷路器 負(fù)荷開關(guān) 熔斷器 保護配置

　　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，保護配置能快速可靠地切除故障，對保護10 kV高壓開關(guān)設(shè)備和變壓器都非常重要。保護方式的配置一般有兩種：一種利用斷路器；另一種則利用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量的后備式限流熔斷器組合。這兩種配置方式在技術(shù)和經(jīng)濟上各有優(yōu)缺點，以下對這兩種方式進行綜合比較分析。

1環(huán)網(wǎng)供電單元接線形式
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　　1.1環(huán)網(wǎng)供電單元的組成

　　環(huán)網(wǎng)供電單元(RMU)由間隔組成, 一般至少有3個間隔，包括2個環(huán)纜進出間隔和1個變壓器回路間隔。

　　1.2環(huán)網(wǎng)供電單元保護方式的配置

　　環(huán)纜饋線與變壓器饋線間隔均采用負(fù)荷開關(guān), 通常為具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開關(guān)。變壓器饋線間隔還增加高遮斷容量后備式限流熔斷器來提供保護。實際運行證明，這是一種簡單、可靠而又經(jīng)濟的配電方式。
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　　1.3環(huán)網(wǎng)供電單元保護配置的特點

　　負(fù)荷開關(guān)用于分合額定負(fù)荷電流, 具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等特點, 但不能開斷短路電流，高遮斷容量后備式限流熔斷器為保護元件, 可開斷短路電流，如將兩者有機地結(jié)合起來,可滿足配電系統(tǒng)各種正常和故障運行方式下操作保護的要求。斷路器參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造均嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求進行，兼具操作和保護兩種功能，所以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，大量使用不現(xiàn)實。環(huán)網(wǎng)柜中大量使用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合裝置，把對電器不盡相同的操作與保護功能分別由兩種簡單、便宜的元件來實現(xiàn)，即用負(fù)荷開關(guān)來完成大量發(fā)生的負(fù)荷合分操作，而采用高遮斷容量后備式限流熔斷器對極少發(fā)生短路的設(shè)備起保護作用，很好地解決問題，既可避免使用操作復(fù)雜、價格昂貴的斷路器，又可滿足實際運行的需要。表1列出3種保護配置方式的技術(shù)-經(jīng)濟比較。

　　10 kV配電變壓器保護配置方式的合理選擇從此可以看出：

　　a) 斷路器具備所有保護功能與操作功能，但價格昂貴；

　　b) 負(fù)荷開關(guān)與斷路器性能基本相同，但它不能開斷短路電流；

　　c) 負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合，可斷開短路電流，部分熔斷器的分?jǐn)嗳萘勘葦嗦菲鬟€高，因此，使用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合不比斷路器效果差，可費用卻可以大大降低。

　　1.4負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合的優(yōu)點

　　采用負(fù)荷開關(guān)加高遮容量熔斷器組合，具有如下優(yōu)點：

　　 a) 開合空載變壓器的性能好。環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷種類，絕大部分為配電變壓器，一般容量不大于1 250 kVA，極少情況達1 600 kVA，配電變壓器空載電流一般為額定電流的2%左右，較大的配電變壓器空載電流較小。環(huán)網(wǎng)柜開合空載變壓器小電流時，性能良好，不會產(chǎn)生較高過電壓。

　　 b) 有效保護配電變壓器，特別是對于油浸變壓器，采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器比采用斷路器更為有效，有時后者甚至并不能起到有效的保護作用。有關(guān)資料表明，當(dāng)油浸變壓器發(fā)生短路故障時，電弧產(chǎn)生的壓力升高和油氣化形成的氣泡會占據(jù)原屬于油的空間，油會將壓力傳給變壓器油箱體，隨短路狀態(tài)的繼續(xù)，壓力進一步上升，致使油箱體變形和開裂。為了不破壞油箱體，必須在20 ms內(nèi)切除故障。如采用斷路器，因有繼電保護再加上自身動作時間和熄弧時間，其全開斷時間一般不會少于60 ms，這就不能有效地保護變壓器。而高遮斷容量后備式限流熔斷器具有速斷功能，加上其具有限流作用，可在10 ms之內(nèi)切除故障并限制短路電流，能夠有效地保護變壓器。因此，應(yīng)采用高遮斷容量后備式限流熔斷器而盡量不用斷路器來保護電器，即便負(fù)荷為干式變壓器，因熔斷器保護動作快，也比用斷路器好。

　　c) 從繼電保護的配合來講，在大多數(shù)情況下，也沒有必要在環(huán)網(wǎng)柜中采用斷路器，這是因為環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)的首端斷路器(即110 kV或220 kV變電站的10 kV饋出線斷路器)的保護設(shè)置一般為：速斷保護的時間為0 s，過流保護的時間為0.5 s，零序保護的時間為0.5 s。若環(huán)網(wǎng)柜中采用斷路器，即使整定時間為0 s動作，由于斷路器固有動作時間分散，也很難保證環(huán)網(wǎng)柜中的斷路器而不是上一級斷路器首先動作。

　　d) 高遮斷容量后備式限流熔斷器可對其后所接設(shè)備，如電流互感器、電纜等都可提供保護。高遮斷容量后備式限流熔斷器的保護范圍可在最小熔化電流(通常為熔斷器額定電流的2～3倍)到最大開斷容量之間。限流熔斷器的電流-時間特性，一般為陡峭的反時限曲線，短路發(fā)生后，可在很短的時間內(nèi)熔斷，切除故障。如果采用斷路器作保護。必定使其它電器如電纜、電流互感器、變壓器套管等元件的熱穩(wěn)定要求大幅度提高，加大了電器設(shè)備的造價，增大工程費用。

　　在這里，有必要指出在采用負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合時，兩者之間要很好地配合，當(dāng)熔斷器非三相熔斷時，熔斷器的撞針要使負(fù)荷開關(guān)立即聯(lián)跳，防止缺相運行。

2終端用戶高壓室接線形式

　　標(biāo)準(zhǔn)GB 14285—1993《繼電保護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開關(guān)設(shè)備時，當(dāng)容量等于或大于800 kVA，應(yīng)選用帶繼電保護裝置的斷路器。對于這個規(guī)定，可以理解為基于以下兩方面的需要：

　　a) 配電變壓器容量達到800 kVA及以上時，過去多數(shù)使用油浸變壓器，并配備有瓦斯繼電器，使用斷路器可與瓦斯繼電器相配合，從而對變壓器進行有效地保護。

　　b) 對于裝置容量大于800 kVA的用戶，因種種原因引起單相接地故障導(dǎo)致零序保護動作，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。