組合電器對10kV變壓器控制及保護功能探討
發布時間：2010-01-14 共1頁
在10kV中小容量終端用戶配電變壓器的控制、保護中，高壓負荷開關加高壓熔斷器所構成的組合電器已經取代了以往所采用的高壓斷路器。這種組合電器由于體積小巧、結構緊湊、系統接線簡單、設備造價低等優點廣泛應用于10kV變電站，特別是箱式變電站中。現就組合電器對10kV中小容量終端用戶配電變壓器實現控制、保護功能、工作特性及應用中所存在的問題及解決方法進行探討。
高壓斷路器在電力系統中主要用來分斷正常負荷電流和故障時的短路電流，為了實現自動分斷故障時短路電流的功能，必須配備復雜的繼電保護系統裝置。而10kV中小容量配電變壓器終端用戶的高壓開關，經常性分斷正常負荷電流。采用組合電器取代高壓斷路器，由高壓負荷開關實現分斷正常負荷電流，由熔斷器實現分斷短路電流，這樣就可簡化繼電保護裝置，降低設備造價。
高壓斷路器在切斷短路電流的全開斷過程中，必須要經過繼電器保護的動作時間，操作機構的固有分閘時間、燃弧、熄弧時間，這三部分時間約在三周波60ms以上，而熔斷器可在10ms內迅速切斷各種嚴重的短路故障電流，迅速有效地隔離故障區對電網的影響，從而縮短了故障持續時間及影響范圍。由于熔斷器具有快速熔斷特性加上負荷開關所配的相應輔助裝置構成的組合電器，對中小容量終端用戶配電變壓器控制保護是完全能夠滿足GB50062-92規范中對10kV中小容量終端用戶配電變壓器的保護要求。
高壓熔斷器是靠熔體（即熔絲）對被保護線路中發生過載及各種短路故障的良好反延時安秒特性進行有效的保護。它沒有任何操作機構和控制回路，完全采取缺相運行保護方式，哪相有故障，哪相的熔體自行熔化而斷電，哪相就缺相。這種熔體缺相運行保護的特點是由于熔體熔斷的反延時安秒特性在合格范圍內有較分散性，決定了高壓熔斷器對故障的保護有某相熔斷體熔斷的客觀存在。這種因某相出現故障，熔絲熔斷所造成的缺相運行會直接影響到配電變壓器低壓側相應兩相電壓不正常。對于Y，yn0型聯接組別的配電變壓器，會因為三相電壓不對稱造成中心點偏移的問題，對于D，yn11型聯接組別的配電變壓器會造成所對應低壓側兩相電壓為額定電壓的1/2，使負載出現欠壓運行的問題。為避免出現負載欠壓運行，可以將熔斷器改為在“Δ”內部連接的辦法，使故障相所對應的低壓側電壓為零，其它兩相電壓正常。但這種方法僅對單相供電系統單相負載的保護是有效的，我國采用的是三相供電制，而且三相動力和單相照明負載往往是混合供電的，電力系統對三相不對稱負荷是有限制的，不允許缺相運行。缺相運行會造成三相用電設備無法啟動，同時運行中的三相用電設備也可能因缺相運行而被燒毀，所以這并不是完全解決問題的方法。
完全解決缺相運行的辦法：在熔斷器上裝有撞針，利用熔斷器熔斷時撞針撞擊高壓負荷開關脫扣器采用機械脫扣的方式，或者發出電信號啟動高壓負荷開關的分勵脫扣器采用電氣脫扣方式，使負荷開關同時分斷三相高壓電源的方法。此時負荷開關所分斷的電流為轉移電流，經過聯動裝置傳遞時間與負荷開關固有分斷時間的過渡過程，到負荷開關分斷熄弧時的電流，顯然轉移電流要比負荷電流得多，這樣就構成了負荷開關——熔斷器組合分斷故障電流全過程。
高壓斷路器在電力系統中主要用來分斷正常負荷電流和故障時的短路電流，為了實現自動分斷故障時短路電流的功能，必須配備復雜的繼電保護系統裝置。而10kV中小容量配電變壓器終端用戶的高壓開關，經常性分斷正常負荷電流。采用組合電器取代高壓斷路器，由高壓負荷開關實現分斷正常負荷電流，由熔斷器實現分斷短路電流，這樣就可簡化繼電保護裝置，降低設備造價。
高壓斷路器在切斷短路電流的全開斷過程中，必須要經過繼電器保護的動作時間，操作機構的固有分閘時間、燃弧、熄弧時間，這三部分時間約在三周波60ms以上，而熔斷器可在10ms內迅速切斷各種嚴重的短路故障電流，迅速有效地隔離故障區對電網的影響，從而縮短了故障持續時間及影響范圍。由于熔斷器具有快速熔斷特性加上負荷開關所配的相應輔助裝置構成的組合電器，對中小容量終端用戶配電變壓器控制保護是完全能夠滿足GB50062-92規范中對10kV中小容量終端用戶配電變壓器的保護要求。
高壓熔斷器是靠熔體（即熔絲）對被保護線路中發生過載及各種短路故障的良好反延時安秒特性進行有效的保護。它沒有任何操作機構和控制回路，完全采取缺相運行保護方式，哪相有故障，哪相的熔體自行熔化而斷電，哪相就缺相。這種熔體缺相運行保護的特點是由于熔體熔斷的反延時安秒特性在合格范圍內有較分散性，決定了高壓熔斷器對故障的保護有某相熔斷體熔斷的客觀存在。這種因某相出現故障，熔絲熔斷所造成的缺相運行會直接影響到配電變壓器低壓側相應兩相電壓不正常。對于Y，yn0型聯接組別的配電變壓器，會因為三相電壓不對稱造成中心點偏移的問題，對于D，yn11型聯接組別的配電變壓器會造成所對應低壓側兩相電壓為額定電壓的1/2，使負載出現欠壓運行的問題。為避免出現負載欠壓運行，可以將熔斷器改為在“Δ”內部連接的辦法，使故障相所對應的低壓側電壓為零，其它兩相電壓正常。但這種方法僅對單相供電系統單相負載的保護是有效的，我國采用的是三相供電制，而且三相動力和單相照明負載往往是混合供電的，電力系統對三相不對稱負荷是有限制的，不允許缺相運行。缺相運行會造成三相用電設備無法啟動，同時運行中的三相用電設備也可能因缺相運行而被燒毀，所以這并不是完全解決問題的方法。
完全解決缺相運行的辦法：在熔斷器上裝有撞針，利用熔斷器熔斷時撞針撞擊高壓負荷開關脫扣器采用機械脫扣的方式，或者發出電信號啟動高壓負荷開關的分勵脫扣器采用電氣脫扣方式，使負荷開關同時分斷三相高壓電源的方法。此時負荷開關所分斷的電流為轉移電流，經過聯動裝置傳遞時間與負荷開關固有分斷時間的過渡過程，到負荷開關分斷熄弧時的電流，顯然轉移電流要比負荷電流得多，這樣就構成了負荷開關——熔斷器組合分斷故障電流全過程。
