|
负荷开关主要用于开断和关合负荷电流，也能够将负荷开关与高压熔断器配合使用，取代断路器。由于负荷开关使用利便，价格合理，是以负荷开关在10kV配网系统中获得普遍的使用。在设计中合理选用负荷开关，对保障电网的平安、靠得住运行有着重要意义。
1负荷开关与熔断器的准确配合
负荷开关与熔断器的基本区分在于，熔断用具有开断短路电流能力，而负荷开关只作为负荷电流的切换。凡是认为，负荷开关合分工作电流，熔断器开断短路电流。可是当泛起故障时，由于三相电流纷歧定不异，和熔断器答理的误差，不成避免泛起三相熔断器之间的熔断时间差，辅弼切除故障后，假设负荷开关不能实时分断负荷电流，则会造成发生转移电流和两相运行，对受电装备造成损害。带有撞击器的熔断器，配合具有脱扣装配的负荷开关，则可解决缺相运行问题。当熔断器的熔件融化时，负荷开关脱扣装配在撞击器操作下立即断开。生产厂多采用四连杆机构，当负荷开关合闸操作时，合分闸弹簧同时储能，当四连杆机构过死点时，合闸弹簧的能释放，开关作合闸操作，此时分闸弹簧的能仍由半轴机构所连结，一旦撞击器出击，半轴解列，分闸弹簧的能释放，开关作分闸操作。是以，在使用中一定要选择带撞针的熔断器和具有机械脱扣装配的负荷开关。
应当指出，使用中的熔断器多作为后备庇护熔断器，这类熔断器有一个小开断电流，其值为熔断器额定电流的2.5～3倍,当小于开断电流时,后备熔断器不能开断此电流,这就是它与全范围熔断器的区分。全范围熔断器在引发熔体融化至额定开断电流（40kA）之间，任何电流均能靠得住断开，但其价格贵。当故障电流小于后备熔断器的小开断电流时，熔断器虽然不能保证其开断，但熔件会熔断，其内存的撞击器会击出，撞击负荷开关开断。例如额定电流为100A的熔断器，其小开断电流约为250～300A，在此电流区，熔断器不能开断，但熔件熔断撞针击出，撞击负荷开关跳闸，开断此电流，如选用600A的负荷开关，则可靠得住开断。
负荷开关-限流熔断器组合电器庇护变压器特征好，但只有两者配合好才能有用。
表1列出组合电器内熔断器与负荷开关的配合，这里将电流划分为四个区域。
a区域为工作电流范围。I＞InK，InK为组合电器的额定电流。它小于熔断器的额定电流InHH，这是由于熔断器安装时的温度状态及热消耗消失受限制，使组合电器不能承受熔断器的全数电流。组合电器的额定电流开断由负荷开关零丁完成。负荷开关三不异时开断，三不异时熄弧。
b区域为过负荷范围InHH＜I＜3InHH，在此范围内，熔断器承受跨越额定电流的过电流。约从2InHH起，熔体动作，但熔断器尚不能熄弧，熔断器的撞击器触发，使负荷开关动作，三相开断并熄弧。在这里，熔体动作的寄义是所有熔体至少在一处开断。这就是说，在过负荷范围内，由负荷开关三相开断并熄弧。
c区域为转移电流ITC范围约从3InHH起，熔断器动作后亦可熄弧。在三相电路中，三相熔断器中一相首先动作，触发撞击器并熄弧。负荷开关熄灭另两相中的电流，其他两相熔断器可能也动作，但负荷开关有时动作更快，是以，在转移电流区域，熔断器与负荷开关配合配合完成开断使命。转移电流是负荷开关在各自功率因数下，所能开断的年夜电流，它介于5InHH（小型熔断器）～1.5InHH（年夜型熔断器）之间。
d区域为限流范围，当故障电流更年夜时（约从20InHH），熔断器在电流的个半波就已动作，并将故障电流的峰值限制到它的允通电流值ID。这是熔断器熄灭年夜于转移电流ITC的电流，负荷开关在撞击器作用下虽动作，但不开断电流。
是以，只有负荷开关与熔断器配合适当，组成的组合电器就能够开断：负荷开关额定开断电流的任何负载电流；组合电器额定短路开断电流的任何过电流。这就是说，负荷开关加熔断器能承当工作电流和全短路电路之间的开断使命。
2撞击器操作与转移电流
熔断器经由过程的电流与熔断时间呈反时限特征，简称安-秒特征，当泛起过电流时，熔断器依其安-秒特征熔断。所谓转移电流，是指三相熔断器中有一相首先开断，三相熔断器的熔断时间差为Dt。当辅弼动作后，撞击器击出，此时可能泛起另外两相熔断器还没有灭弧开断，而撞击器击出形成负荷开关切断故障电流，原本应由熔断器承当的开断使命，现转移至负荷开关承当。熔断器与负荷开关转移开断时，对称电流就叫“转移电流”。显然，转移电流的数值与熔断器安-秒特征、负荷开关固定分断时间有关。转移电流值可以经由过程援用IEC-420尺度肯定。在熔断器安-秒特征时间轴，取0.9倍负荷开关固分时间，作一平行线，所对应的电流值就是转移电流。例如某真空负荷开关，其固有分断时间为28ms，配用100A熔断器，依法求出转移电流为1880A，负荷开关应能开断此电流。故障电流跨越转移电流时，由熔断器开断。其实转移电流是一个电流区域，由于三相熔断器之间存在熔断时间差，相对有电流差，是以是一个很小的电流区域，该区域就是转移电流区域。因而可知，负荷开关与熔断器的秀配合是可以开断任何电流。显然，熔断器分歧的额定电流有分歧的安-秒特征，那末分歧的额定电流配合统一个负荷开关，就有分歧的转移电流，额定转移电流是指所能配用年夜熔断器的转移电流，选择负荷开关应注重。
3分励脱扣器操作电源与交接电流
随着变电所“少人值守”、“无人值守”的推行，为了知足运行单元远方操作的基本要求，选择负荷开关时，需要设置装备摆设分励脱扣器供庇护跳闸使用，即过载时经由过程继电庇护的方式使负荷开关分闸，熔断器仅作短路庇护。由分励脱扣器动作使组合电器中负荷开关分断，称为脱扣器操作。继电庇护与熔断器的时间-电流曲线不会不异，配合使用必然泛起交叉点。继电庇护的动作特征与熔断器的安-秒特征订交点称为“交接电流”。工程上按IEC肯定年夜交接电流的方式为：在熔断器年夜弧前安-秒特征的时间轴取负荷开关小分闸时间，加上20ms外部继电器庇护的小动作时间，所对应电流值即为年夜交接电流。
4组合电器的选用
选用组合电器时必需要求所选的负荷开关的转移电流或交接电流的数值合适。熔断器的选择，应斟酌变压器的额定电流，过载系数取1.5，励磁涌流12倍0.1s，和四周情况身分。负荷开关依其灭弧原理可区分为产气、压气、SF6和真空等形式。产气开关由分闸的触头间发生的电弧灼热灭弧管，发生气体将电弧熄灭，随着开断次数的增加，灭弧管逐渐烧光，是以要不竭更换灭弧管。产气式负荷开关年夜约只能开断1000A以下的电流。压气式开关靠其动触杆分闸运动时发生气体来灭弧，动触杆是空心的铜杆，内装固定活塞，靠分闸运动时发生气体来灭弧。压气式负荷开关年夜约开断电流在1350～1850A之间，低于此范围值将会使产物的靠得住性年夜年夜下降。SF6开关主要点是3、四个回路，在SF6气体中共箱，体积小，不受外界天气影响，但SF6气体消耗臭氧资本，不合适环保潮水。它的电流开断能力在2000～3500A之间。今朝一般用户工程设计中要求SF6负荷开关具有零表压，开断正常负荷的能力，甚至到达当SF6气体发生泄露时，也要拥有一定的负荷开断能力。产气与压气式负荷开关很难开断2000A以上的转移电流，是以建议在变压器容500kVA的以下工程中使用，变压器容500kVA以上的，建议使用真空负荷开关。真空负荷开关是采用真空灭弧室，消息触头均在灭弧室中，真空灭弧室开断能力强，性能稳定，无燃火与爆炸危险，且可频仍操作，免维护，不单可以开断转移电流，还可以开决绝接电流到达2880A以上。另外，选择较年夜分断能力的真空灭弧室，例如在10～25kA之间，适合配搭使用反时限庇护。这类具有高分断能力，而且具有相当的二次庇护真空负荷开关，现实上可以作为经济型的真空断路器使用。
经由过程对10kV配网系统设计中选用负荷开关问题的分析，为10kV配网中若何合理选用负荷开关提供了经验，以保证电网的平安靠得住运行。
|