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[行业技术文章]10kV配电变压器保护配置方式的合理选择
更新时间:2013-06-24 发布:www.1024sj.com

不管是在环网供电单元、箱式变电站或是终端用户的高压室结线方式中,如配电变压器发生短路故障时,庇护设置装备摆设能快速靠得住地切除故障,对庇护10kV高压开关装备和变压器都很是重要。庇护方式的设置装备摆设一般有两种:一种哄骗断路器;另外一种则哄骗负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。这两种设置装备摆设方式在技术和经济上各有优错误谬误,以下对这两种方式进行综合比力分析。

1环网供电单元接线形式

1.1环网供电单元的组成
环网供电单元(RMU)由距离组成,一般至少有3个距离,包括2个环缆进出距离和1个变压器回路距离。

1.2环网供电单元庇护方式的设置装备摆设
环缆馈线与变压器馈线距离均采用负荷开关,凡是为具有接通、隔绝距离和接地功能的三工位负荷开关。变压器馈线距离还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供庇护。现实运行证实,这是一种简单、靠得住而又经济的配电方式。

1.3环网供电单元庇护设置装备摆设的特点
负荷开关用于分合额定负荷电流,具有结构简单、价格廉价等特点,但不能开断短路电流,高遮断容量后备式限流熔断器为庇护元件,可开断短路电流,如将两者有机地连系起来,可知足配电系统各类正常和故障运行方式下操作庇护的要求。断路器参数简直定和结构的设计制造均严酷按尺度要求进行,兼具操作和庇护两种功能,所以其结构复杂,造价昂贵,年夜量使用不现实。环网柜中年夜量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装配,把对电器不尽不异的操作与庇护功能划分由两种简单、廉价的元件来实现,即用负荷开关来完成年夜量发生的负荷合分操作,而采用高遮断容量后备式限流熔断器对少少发生短路的装备起庇护作用,很好地解决问题,既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器,又可知足现实运行的需要。表1列出3种庇护设置装备摆设方式的技术-经济比力。
10kV配电变压器庇护设置装备摆设方式的合理选择从此可以看出:
a)断路用具备所有庇护功能与操作功能,但价格昂贵;
b)负荷开关与断路器性能基底细同,但它不能开断短路电流;
c)负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合,可断开短路电流,部门熔断器的分断容量比断路器还高,是以,使用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合不比断路器效果差,可费用却可以年夜年夜下降。

1.4负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合的优点
采用负荷开关加高遮容量熔断器组合,具有以下优点:
a)开合空载变压器的性能好。环网柜的负荷种类,尽年夜部门为配电变压器,一般容量不年夜于1250kVA,少少情况达1600kVA,配电变压器空载电流通常是额定电流的2左右,较年夜的配电变压器空载电流较小。环网柜开合空载变压器小电流时,性能优秀,不会发生较高过电压。
b)有用庇护配电变压器,非凡是对于油浸变压器,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比采用断路器更为有用,有时后者甚至其实不能起到有用的庇护作用。有关资料讲明,当油浸变压器发生短路故障时,电弧发生的压力升高和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间,油会将压力传给变压器油箱体,随短路状态的继续,压力进一步上升,致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体,必需在20ms内切除故障。如采用断路器,因有继电庇护再加上自身动作时间和熄弧时间,其全开断时间一般不会少于60ms,这就不能有用地庇护变压器。而高遮断容量后备式限流熔断用具有速断功能,加上其具有限流作用,可在10ms之内切除故障并限制短路电流,能够有用地庇护变压器。是以,应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来庇护电器,即使负荷为干式变压器,因熔断器庇护动作快,也比用断路器好。
c)从继电庇护的配合来说,在年夜大都情况下,也没有需要在环网柜中采用断路器,这是由于环网配电网络的首端断路器(即110kV或220kV变电站的10kV馈出线断路器)的庇护设置通常是:速断庇护的时间为0s,过流庇护的时间为0.5s,零序庇护的时间为0.5s。若环网柜中采用断路器,即使整按时间为0s动作,由于断路器固有动作时间涣散,也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。
d)高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接装备,如电流互感器、电缆等都可提供庇护。高遮断容量后备式限流熔断器的庇护范围可在最小融化电流(凡是为熔断器额定电流的2~3倍)到最年夜开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特征,通常是峻峭的反时限曲线,短路发生后,可在很短的时间内熔断,切除故障。假设采用断路器作庇护。一定使其它电器如电缆、电流互感器、变压器套管等元件的热稳定要求年夜幅度提高,加年夜了电器装备的造价,增年夜工程费用。
在这里,有需要指出在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组应时,两者之间要很好地配合,当熔断器非三相熔断时,熔断器的撞针要使负荷开关立即联跳,避免缺相运行。

2终端用户高压室接线形式
尺度GB14285—1993《继电庇护和平安自动装配技术规程》划定,选择配电变压器的庇护开关装备时,当容量等于或年夜于800kVA,应选用带继电庇护装配的断路器。对于这个划定,可以理解为基于以下两方面的需要:
a)配电变压器容量到达800kVA及以上时,曩昔大都使用油浸变压器,并配备有瓦斯继电器,使用断路器可与瓦斯继电器相配合,从而对变压器进行有用地庇护。
b)对于装配容量年夜于800kVA的用户,因种种缘由引发单相接地故障致使零序庇护动作,从而使断路器跳闸,分隔故障,不至于引发主变电站的馈线断路器动作,影响其他用户的正常供电。
此外,尺度还明确划定,即使单台变压器未到达此容量,但假设用户的配电变压器的总容量到达800kVA时,亦要合适此要求。
今朝,大都用户的高压配电室的接线方案此所示,这是基本的结线方式,在此根蒂根基上可以派生出一主一备进线或双进线加母线分段等方式。
  从此可知,一般在A处装设断路器,在B处也装设断路器,这样,视继电庇护的设置装备摆设情况,可以用A或B到达GB14285—1993《继电庇护和平安自动装配技术规程》的两个要求,在其中1台变压器需要退出运行时,操作B处的断路器即可实现。
凭据有关的理论及现场实验,在B处装设熔断器作为庇护装配更为合理、有用。笔者认为,在采用此的接线方式时,在B处应当装设负荷开关加高遮断容量后备式熔断器的组合,在A处装设断路器,既到达GB14285—1993《继电庇护和平安自动装配技术规程》的要求,而在B处装设熔断器作为每台变压器的相间短路庇护,且哄骗负荷开关又可进行每台变压器的投切操作,这样,在B处装设的就不是经常使用的开关柜而是环网负荷开关柜,其造价较低,体积较小,能够有用节省配电投资。此外,假设处置好负荷开关转移电流和与熔断器交接电流的选择,也不破除在B处用每台负荷开关进行对应变压器零序庇护的可能性。

3竣事语
10kV配电变压器的庇护设置装备摆设主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器,综合技术-经济性能和运行治理身分,不管在10kV环网供电单元仍是在终端用户高压配电单元中,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的庇护设置装备摆设,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具有开合空载变压器的性能,能有用庇护配电变压器,为此,推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的设置装备摆设作为配电变压器庇护的庇护方式。

参考文献

[1]贺家礼,宋从矩.电力系统继电庇护原理[M].北京:水利电力出书社,1991.
[2]夏道之,于永源,杨绮雯.电力系统分析[M].北京:水利电力出书社,1995.
[3]GB14285—1993,继电庇护和平安自动装配技术规程[S].

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