浅析石油企业配电变压器的保护配置优化

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1、浅析石油企业配电变压器的保护配置优化朱岩（北京华福工程有限公司北京100016）摘要：近些年来，伴随着我国快速的发展，石油企业现己普遍全国各地。其中，配电变压器是油田生产中的常用设备，木文针对其各种保护配置类型进行全面分析对比，并提出有效的优化方案。关键词：熔断器；负荷开关；变压器；继电保护；石油企业变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。变压器是配电网的主要设备，同样也是油田生产中的常用设备，

2、其安全运行直接影响整个系统的可靠性。因此，木文就石油企业配电变压器的保护配置进行相关讨论。一、釆用熔断器进行保护熔断器是指当电流超过规定值时，以木身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。它是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备，它具有经济、操作方便、适应性强等特点，被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kVA以下时，采用熔断器保护，高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护，低压侧使用熔断器作为过负荷保护。使用跌落式熔断器确定容量时，既要考虑上限开断容量与安装地点的最

3、大短路电流相匹配，乂要考虑下限开断容量与安装地点的最小短路电流的容量关系。目前，户外跌落式熔断器分为50A、100A、200A三种型号，200A跌落式熔断器的开断容量上限是200MVA，下限是20MVA，其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行，也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配，熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流，可选为额定负荷电流的1.5〜2倍，此外，应按被保护系统三相短路容量，对所选定的熔断器进行效验，保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限，但必须大于额定开断容量

4、的下限。笔者曾经参与过事故调查，发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量（一般指上限）过大，或者在线路末段T接的配电变压器，选定熔断器造未经过短路容量效验，造成被保护变压器三相短路熔断器熔断吋难以火弧，最终引起容管烧毁、爆炸，导致主线路跳闸事故。二、采用负荷开关加熔断器组合负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的火弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5RA的短路电流，其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器

5、短路有单相、两相、三相短路，无论哪种故障，任意一相熔断后，撞针触发负荷开关的脱扣器，负荷开关三相联动，及吋隔离故障点，防止缺相运行，顺序是先熔断熔丝，后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护，经济实用，既可以开断负荷电流，实现安全操作需要，还可以在10ms内开断短路电流，切除故障并限制短路电流，能够冇效保护配电变压器短路故障。采用负荷开关加熔断器组合电器，广泛应用于lOOOkVA以下配电变压器保护配置上，熔断器额定电流一般为负荷电流的2〜3倍，按照这种配置方案，设计人员一般都不需要进行具体的设计和

6、对短路电流和继电保护整定计算，可以直接选用成套设备，设计人员大部分喜欢此种配置方案。但是这种保护配置方案也奋一定局限性，例如，对于短路故障电流的开断均以牺牲熔断器为代价，且动作电流、动作吋间无法人为控制，对于轻微相间短路故障，动作吋间较长，对于大用户或专线用户，配电变压器台数较多或配电变压器容量较大时，若采用负荷开关作为进线开关，则无法作为母线短路保护及出线负荷开关--熔断器组合电器的后备保护，因为当用户母线短路或熔断器保护不配合吋，会导致上级出线开关动作，影响供电可靠性，在这种情况下，应选用断路器加继电保护装置作为

7、进线保护比较可靠。三、采用断路器加继电保护装置断路器开断容量大、分断次数多，具备操作功能，配合继电保护装置作为大容量配电变压器主要短路保护开关，应用很广泛，但价格相对较高。标准GB14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，选择配电变压器的保护开关设备吋，当容量等于或大于800kVA，应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定，可以理解为基于以下两方面的需要：（1）配电变压器容量达到800kVA及以上吋，过去多数使用油浸变压器，并配备冇瓦斯继电器，使用断路器可与瓦斯继电器相配合，从而对变压器进行奋效地

8、保护。（2）对于装置容量大于800kVA的用户，因种种原因引起单相接地故障导致零序保护动作，从而使断路器跳闸，分隔故障，不至于引起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，标准还明确规定，即使单台变压器未达到此容量，但如果用户的配电变压器的总容量达到800kVA吋，亦要符合此要求。0前，多数用户的高压配电室的接线方案此所示，这是基