关于对10kV 变压器高压侧保护方式的探讨

◎刘超

随着我国社会、经济的不断发展，时代的进步，现阶段国内用电量逐年增加。为了实现电力的远距离输送就必须选择高压输电线路，因此讨论分析高压变压器高压侧的保护方式是十分必要的。现阶段国内10KV 配电变压器通常使用真空断路器—微机保护或者电磁继电保护，另外负荷开关—熔断器组合的环网柜也是近几年使用逐渐增多的新型保护方式。除此之外，还有多种保护方式，但是本文不再赘述，重点阐述真空断路器—微机保护或者电磁继电保护以及负荷开关—熔断器组合的环网柜。接下来本文就将探究1000KVA 为界限的不同容量的10KV 配电变压器高压侧的保护方式，保障我国工业、生产、生活的平稳进行。

一、不同的保护方式优缺点

1. 真空断路器—微机保护或者电磁继电保护。

采用真空断路器—微机保护或者电磁继电保护对10KV 配电变压器高压侧进行保护可以迅速切断发生故障以及短路的电路电流，并且不受到变压器容量大小的限制，能够灵活的保护上下级配合，还能够整定跳闸时间和定值。以上是真空断路器—微机保护或者电磁继电保护的优点，但是其由于结构复杂，用料较多，所以整体价格较高，平均每台比负荷开关—熔断器组合的环网柜价格高出3～4 万元左右，并且不适合空间较小的区域，需要有足够的空间摆放保护装置。

2.负荷开关—熔断器组合的环网柜。

采用负荷开关—熔断器组合的环网柜具有结构简单、价格便宜、操作方便、维护费用少、占地面积小、运行可靠的优点。特别是近几年，国内开始推广手拉手环网供电自动化装置，在城网改造中不断推行，国外看中了国内环网柜的商机，也纷纷涌入国内市场。但是，随着现阶段我国变压器的容量逐年增加，熔断器的额定电流就会随之增加，最终导致转移电流It 的增大。由于负荷开关—熔断器组合的环网柜只能够分断负荷电流，不能够迅速切断故障线路，因此过大的转移电流成为限制该保护方式的主要因素。

二、熔断器转移电流

变压器的容量是决定熔断器额定电流IN 的主要因素，二者需要相互匹配才能正常工作。如果熔断器的额定电流选择过大就会导致其开断保护受到不利影响，还会造成不必要的浪费，增加成本。通常按照表一进行10KV 变压器额定电流的选择。

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熔断器的额定电流值和其安—秒特性以及负荷开关固分时间相关联。在熔断器安—秒特性时间轴上选取负荷开关的固分时间的90%作出一条平行线，该平行线队形的电流值就是额定电流值[3]。现假设负荷开关的固分时间为50ms，通过熔断器安—秒特性曲线（见图一）就能够得到不同的额定电流值，详情见表二。

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图1 ：熔断器安—秒特性曲线

三、负荷开关开断转移电流值

在相关负荷开关之中，一般型的开关是以空气为绝缘介质的，主要分为产气式和压气式负荷开关。频繁型的开关是以真空和SF6 气体为绝缘介质的。一般型的负荷开关其额定电流值能够达到900～1100A，频繁型的额定电流更高，一般为一般型负荷开关的两倍以上，能够到达1800～3200A。但是，考虑到负荷开关以及熔断技术参数和产品离散性、实际经验的限制，一般性负荷开关的开断额定电流一般应小于1000A。频繁型符合开关的开断额定电流不应当超过1800A。当额定电流超过1800A 时，就应当采用能够开断短路电流的断路器。

四、变压器容量与保护配置的关系

根据上述分析，变压器的容量不同时，10KV 高压侧的保护配置应当采用以下方式：

当额定容量不超过800KVA 时，一般采用一般型负荷开关——熔断器组合环网柜的保护方式；

当额度容量超过800KVA 但是不超过1000KVA 时，频繁型负荷开关—熔断器组合环网柜保护是最适合的；

当额定容量超过1300KVA 时，最好选用能够切断短路线路的断路器保护方式。

五、结束语

综上所述，当配电变压器的额定容量不超过1000KVA 时，主要选用的是真空以及SF6 负荷开关—熔断器组合环网柜最为变压器高压侧的保护方式，最为安全可靠[4]。当配电变压器的额定容量超过1000KVA 时，采用负荷开关—熔断器组合环网柜的保护方式可行，但是会增加转移电流值，熔断器触头发热严重等问题，因此，建议采用断路器作为保护装置。