负荷开关-熔断器组合电器在中压终端变压器的应用探讨

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1、负荷开关—熔断器组合电器在中压终端变压器保护的应用探讨漳州电业局，福建漳州王建忠363009摘要：本文从技术性能和经济性方面对优先采用组合电器作为中压终端用户变压器的保护电器进行论述，解决了变压器保护开关电器选择认识上误区。文中还对组合电器作为中压终端用户变压器保护电器应注意的问题、组合电器的发展现状和典型运用实例进行探讨，进一步论证了组合电器应用于中压变压器全面保护的可行性和发展前景。关键词：中压终端变压器断路器负荷开关—熔断器组合电器变压器全面保护1、前言中压终端用户变压器一般不大于1600kVA其自

2、我保护、过载能力较差，在运行过程中依赖于开关电器的保护，目前采用较多的开关电器有断路器和负荷开关—熔断器组合电器（以下简称组合电器）两种类型。对于如何正确地使用断路器或组合电器作为变压器保护的开关电器，人们在认识上存在一定的误区，如果不能很好地解决此问题，中压终端用户变压器的保护就达不到最理想的效果。本文从几个方面就此问题进行探讨。2、断路器和组合电器在中压终端用户变压器保护各方面性能对比2.1技术性能方面首先，大量的试验证明，当变压器内发生短路故障时，必须在20mS内切除故障才能保证变压器的安全。采用断

3、路器保护时，因有继电保护加上燃弧和自身动作时间，一般全开断时间不少于60mS这就不能有效地保护变压器。组合电器用限流熔断器来开断短路障，具有速断功能，可在10mS内熔断而切除故障，从而有效地保护变压器。熔断器往往是单相断开，断开的同时其撞针启动负荷开关的脱扣板，负荷开关三相同时断开，防止变压器缺相运行，由于动作时间短，转移电流远小于故障电流的峰值，完全达到保护变压器的目的。欧洲一些电力公司的实践更加说明这点。联邦德国RWE电力公司报告，该电力公司在市区和城乡供电中，有4100台中压／低压变压器采用高压熔断

4、器保护，1987年，变压器发生8起故障，故障率为0.19%，长年故障率为0.15%~0.2%，只出现一次箱体炸开。法国电力公司曾作了一次取消熔断器的尝试，结果如下：1960年~1970年7500台变压器发生500起故障。50起箱体炸开且造成一次人身事故。该次尝试发现取消熔断器是错误的。其次，熔断路器开断短路故障时，电压扰动十分小，而断路器在分断短路电流期间的电压扰动几乎达到100%，并给用电设备带来相应的干扰。2.2经济性能方面在中压终端用户变电所，开关的投入和切断负荷是经常的，而短路故障是非常少的，断路

5、器按很少发生的短路电流设计，灭弧能力要求高，开关造价昂贵；组合电器则把控制和保护两功能分开，大量的经常发生的投切负荷由负荷开关完成，而极少发生的短路保护由熔断路器来完成，充分发挥设备能力，达到经济、合理的目的。在电缆选用方面，采用组合电器可以节约投资。在发生短路故障时，短路电流释放的能量（正比于I2t）通过熔断器的限流作用以及相关的极短的断开时间大大衰减，最小截面的中压聚氯乙烯电缆截面电缆（10kV、20kV时为25mm2）即可满足要求，因此在电缆选用时只需考虑满足经济电流密度。而在使用断路器时，一般按短

6、路强度来确定电缆截面，如Ik=20kA和tk=5%时聚氯乙烯电缆截面最小应达到95mm2。。从以上几个方面分析可以说明，组合电器作为中压终端用户变压器保护开关电器具有诸多优点和广泛的使用前景。3、采用组合电器作为中压终端用户变压器保护电器应注意的问题虽然采用组合电器作为中压终端用户变压器保护电器比断路器有诸多优点，但仍需要注意以下几个问题，否则事与愿违。3.1负荷开关与限流熔断器的配合通常认为，负荷开关开断工作电流，熔断器承担短路保护，但在中间存在一个过电流的区域，负荷开关与熔断器的如能恰当配合，可以顺利

7、地完成该区域电流的开断。3.1.1限流熔断器撞击器操作的转移电流在短路故障的情况下，其中一相的熔断器熔断，为避免造成二相供电的情况的发生，组合电器中的负荷开关要求任一相熔断器熔断时，熔断器撞击器动作操作负荷开关三相同时分闸。因此存在着熔断器将开断故障电流的职能转移给负荷开关的问题，这就产生了所谓的转移电流。其电流值取决于负荷开关的分闸时间和熔断器的时间－电流特性，同样的负荷开关，选用不同的熔断器额定电流就具有不同的转移电流。组合电器标准规定，在熔断器的最小弧前时间－电流特性(基于电流偏差－6.5%)对应于

8、0.9倍熔断器触发的负荷开关分闸时间，所对应的电流值就是三相转移电流值。3.1.2负荷开关脱扣器操作与交接电流组合电器脱扣器操作，是指在发生过载或故障的情况下，继电保护装置动作触发负荷开关的过流脱扣器或并联脱扣器使负荷开关分闸，由负荷开关开断故障电流。组合电器标准规定，脱扣器操作时的负荷开关交接电流是两种电流特性曲线(负荷开关与熔断器)的时间－电流特性交点所对应的电流值。如图一所示。图中1－熔断器特性曲线；2－负荷开关过电流特