浅谈配电变压器保护配置方式的合理选择
浅谈配电变压器保护配置方式的合理选择
105科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程无论是在环网供电单元、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,保护配置能快速可靠地切除故障,对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要。
保护方式的配置一般有两种:一种利用断路器;另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。
这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点,以下对这两种方式进行综合比较。
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)由间隔组成,一般至少有3个间隔,包括2个环缆进出间隔和1个变压器回路间隔。
1.2环网供电单元保护方式的配置环缆馈线与变压器馈线间隔均采用负荷开关,通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。
变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。
实际运行证明,这是一种简单、可靠而又经济的配电方式。
1.3环网供电单元保护配置的特点负荷开关用于分合额定负荷电流,具有结构简单、价格便宜等特点,但不能开断短路电流,高遮断容量后备式限流熔断器为保护元件,可开断短路电流,如将两者有机地结合起来,可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作保护的要求。
断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行,兼具操作和保护两种功能,所以其结构复杂,造价昂贵,大量使用不现实。
环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置,把对电器不尽相同的操作与保护功能分别由两种简单、便宜的元件来实现,即用负荷开关来完成大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极少发生短路的设备起保护作用,很好地解决,既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器,又可满足实际运行的需要。
10kV配电变压器保护配置方式的合理选择从此可以看出:(1)断路器具备所有保护功能与操作功能,但价格昂贵;(2)负荷开关与断路器性能基本相同,但它不能开断短路电流;(3)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,部分熔断器的分断容量比断路器还高,因此,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,可费用却可以大大降低。
10kV配电变压器保护配置及应用
浅析10kV配电变压器保护配置及应用摘要：10kv配电变压器是发电厂电能和用户用电之间的一个非常重要的降压设备，它的运行质量直接影响着整个电网的运行效率及可靠性，所以保证10kv电网配电变压器的正常高效运行是我们一直追求的目标。
本文将对10kv电网配电变压器保护配置的选择及其合理性的应用做一些分析讨论。
关键词：10kv电网配电变压器；保护配置选择；断路器abstract: 10 kv power distribution transformer is electric energy and power users electricity of a very important between the antihypertensive equipment, its operation quality directly influences the whole operation efficiency and reliability of power network, so that 10 kv power grid of distribution transformer normal efficient operation is always our pursuit of the goal. this paper will be to 10 kv power distribution transformer protection selection and configuration of the reasonable application do some analysis discussed.keywords: 10 kv power grid power distribution transformer；protection configuration choice; circuit breaker中图分类号：tm6文献标识码：a 文章编号：1.引言在我国，从电厂发电机出来的电压经过变压之后成为几类标准的定值电压（如220kv），经过电网输送到负荷所在地的地方变电站，然后在地方变电站中降压为10kv，再通过配电线路送到居民所在地附近的配电变压器，再次被降压至220v（380v）之后供用户使用。
如何合理选择10kV配电变压器的保护配置
大 用户或者 专线供 电 ， 一旦 出现母 线短 路或者熔 断器保 护不 动作时 ， 会导致 将 上 级变 电所 中的 ｌＲＶ出线开 关 动作 ， ０ 影响供 电可靠性 。 这种 情 况下 ， 选 在 应 择 断路 器 做为进 线 保护 比较妥 善 。 ３用断 路 器作 为变 压器 保护 ３ １ 断路 器的特 点 ． 断 路器 是大容 量 ｌＲ ０ Ｖ配 电变 压器 主要 的一 种短路保 护开 关 ， 因其开 断容 量大 、 断 次数 多 ， 泛地 应用 于变压 器 保护 。 分 广 断路器 具 备所有 保 护功能 与操 作功 能 ， 价格 相对 昂贵 。 但 ３ ２ 断路 器 的保护特 性 ． （ 断路器在 电力 系统中主要用 来分断正常负荷 电流 和故障 时的短路 电流 ， １ ） 为了实现 自动分断故障时短路电流的功能， 必须配备相应的继 电保护系统装 置。 当被保 护的 变压器 发生 故障时 ， 电器保护 装置迅 速准 确地 给 断路器 发 由继 出跳闸命 令 ， 障变压器 及时 从系统中断开 ， 对变压器 的损坏 ， 使故 减少 降低对 系 统的 影响 ， 证 系统 其他部 分继 续运 行。 保 （） Ｂ１２５ １９ 继 电保 护 和安 全 自动装 置 技术 规程 》规定 ， ２Ｇ ４８ — ９３《 选择 配 电变 压器 的保 护 开关设 备时 ， 当容量等 于或大 于８０ Ａ， ０ＲＶ 应选用 带继 电保 护装置 的 断 路器 。 电变 压 器容 量达 到８０ ＶＡ 以上 ． 油 浸变 压器 时 ， 配 ０Ｒ 及 使用
器技术性能好， 但设备投资较高； 负荷开关加熔断器可弥补负荷开关不能开断短路 电流的缺点， 又可满足实际运行的需要。 本文对 以上几种保护配置方式进行了 比较 分 析 ， 如何 合理选 择进 行 了详 细 阐述 。 对 ［ 关键词］ ０Ｖ配电变压器 跌落式熔断器 断路器 负荷开关 熔断器 １ｋ 中图 分类号 ：Ｍ４ Ｔ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ：０９ ９ ４ ２ １）１ ０３ — １ １０ － １Ｘ（０ ２０ — ０ ５ ０
浅谈10kV配电变压器的保护配置方式
、
跌落式熔 断器保 护
１ 跌落式熔 断器 的特点 。
跌落式熔断器是 １ｋ 配电变压 器最常用 的一种短 路保 二相短路居多 ，故熔断器也 以熔断一相 、二相居多。但任 一 Ｖ ０ 护开 关， 具有 经济、操作方便 、 它 适应户 外环 境性强等特点 ， 相 熔 断 后 ，撞 针 触 发 负 荷 开 关 的 脱 扣 器 ，都 引 起 负荷 开 关 三
一
２ 负荷 开关加熔 断器组合电器的保护特性 ． （ ）负荷开关加熔断器组合 电器可 以开 断至 ３ ．ｋ 的 １ １５ Ａ
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。熔断器 是分相熔 断，其熔断是 因短 路 电流熔 断。 在配 电网系统 内的短路有 单相、二相 、三相 短路 ，且单相 、
引起熔管烧毁 、爆炸等事故 。
被广泛应用于 １ｋ Ｖ配 电变压器 一次侧作为保护和进行设备 相联动 ，其顺序总是先熔断熔丝 ，后断负荷 开关。在 单相 或 ０ 投 、切操 作之用 。因其有 一个 明显 的断 开点 ，具备 了隔离 二相熔断时 ，开关未断开前 ，未熔断相还有 电流 ，负荷开 关
仅 开 关 的功 能 ，给 检 修 设 备 创 造 了 一 个 安 全 作 业 环 境 ，增 加 此 时 ： 是 切 断 负 载 电流 ，还 要 切 断 未 熔 相 的 电流 。 这 个 电
10 kV配电变压器保护配置方式的合理选择.
摘要：配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。
目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。
笔者主要对馈线自动化原理和10KV配电变压器的保护配置方式进行技术-经济比较。
关键词：馈线自动化、通信技术、10KV配电变压器、断路器、负荷开关、熔断器、在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。
基本原理如下：参见图3所示典型系统，该系统采用断路器作为分段开关，如图A、B、C、D、E、F.对于变电站M，手拉手的线路为A至D之间的部分。
变电站N则对应于C至F之间的部分。
N侧的馈线系统保护则控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR7组成。
当线路故障F1发生在BC区段，开关A、B处将流过故障电流，开关C处无故障电流。
但出现低电压。
此时系统保护将执行步骤：Step1：保护起动，UR1、UR2、UR3分别起动；Step2：保护计算故障区段信息；Step3：相邻保护之间通信；Step4：UR2、UR3动作切除故障；Step5：UR2重合。
如重合成功，转至Step9；Step6：UR2重合于故障，再跳开；Step7：UR3在△T内未测得电压恢复，通知UR4合闸；Step8：UR4合闸，恢复CD段供电，转至Step10；Step9：UR3在△T时间内测得电压恢复，UR3重合；Step10：故障隔离，恢复供电结束。
3.2 故障区段信息定义故障区段信息如下：逻辑1：表示保护单元测量到故障电流，逻辑0：表示保护单元未测量到故障电流，但测量到低电压。
当故障发生后，系统保护各单元向相邻保护单元交换故障区段，对于一个保护单元，当本身的故障区段信息与收到的故障区段信息的异或为1时，出口跳闸。
浅析10KV配电变压器保护配置方式的选择
但这种方式也有其 自身应用的局限性，现分述如下。 对于短路故障电流 的开断均 以损坏熔断器为代价 ， 且动作电流、时间无法人为确定。 例如当要求 ６
倍额 定 电流时 ０５ 动作 、 ｌ ．ｓ ０倍额 定 电流 时 Ｏ 动作 ， ｓ 则负荷 开关 组合 电器是 无法满 足用 户要求 的 。 负荷 开关 开 断转移 电流 的能 力取 决于 负荷 开关 的开 断速度 ，若 开 断 时间短 ，则 开断 电流大 （ 气 产
为进线保护比较妥善。
３ 用断路器作 为变压器保护
真 空断路器 是大容 量 １Ｋ 配 电变 压器 主要 一种 短路保 护开 关 ，因其 开断容 量大 、分 断次数 多 ， ０Ｖ 广泛 地应 用于 变压 器保护 。断路器 具 备所 有保 护功 能与操 作 功 能 ，但 价格 相对 昂贵 。当油 浸变 压器 容
断后，撞针触发负荷开关的脱扣器，都引起负荷开关三相联动，其顺序总是先熔断熔丝，后断负荷开 关。在单相或两相熔断时，负荷开关未断开前 ，未熔断相还有电流，负荷开关此时不仅是切断负载电
收稿 日期：２ １．０３ ０ １１．１
２ ０
浅析 １Ｋ 配『变 器保护配置方式的选择 ０Ｖ 乜
流 ，还要 切断 未熔 相 的电流 。这个 电流 称作 转移 电流 ，其 值是 个变 量 ，但 火 于负 荷开 关的额 定 电流 。 转移 电流 的大 小取 决于变 压 器容量 和 短路状 态 。采用 负荷 开关 加熔 断器 组合 电器 作为变 压 器保护 ，一 般都 不再 进行 具体 的 没计 和对 短路 电流 和继 电保护整 定计 算 ，直接 选用 设备 厂提 供 的成 套 设备 即可 。
量等于或大于 ８０ Ｖ 、干式变压器容量等于或大于 １０ Ｋ Ａ，应采用真空断路器保护。断路器在 电 ０Ｋ Ａ ００ Ｖ 力系统中主要用来分断正常负荷电流和故障时的短路电流， 为了实现 自动分断故障时短路 电流的功能，
论10kV电网配电变压器保护配置及应用
论10kV电网配电变压器保护配置及应用摘要：随着经济的高速发展，目前供配电网已经改变了过去以架空线路为主的局面，而是以电缆线路为主。
同时原有的一些设计尺度已不能适应当前电力事业的发展需要，本文针对10 kv 配电变压器保护配置中的一些问题进行分析讨论。
关键词：10kv配电变压器保护选择开关定值电容补偿应用0前言随着经济的高速发展，近年来，电网的改善对电能质量的提高起到积极的作用。
10 kv 配电网是电网的重要组成部分，它直接面对用户，直接关系到对用户的安全、可靠供电。
近几年来，由于经济发展势头强劲，工业化、城市化进程加快，另外旧城改造也在大规模开展; 这些对配电网的影响很大，同时也对配电网提出了更高的要求。
因此10 kv配电变压器保护配置选择的正确与否，直接影响到10 kv 配电网的安全运行。
供电设计必须遵循国家有关的规范和标准，供电可靠，技术先进，经济合理，保障人身、设备的安全，同时还应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远景规划的关系，做到远、近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
1 保护电器级间配合的选择及分析1．1对保护电器选择性动作的基本要求。
（1）要求末级保护电器以最快的速度(瞬时)切断故障电路；（2）上一级保护采用断路器时，宜设有短延时脱扣，整定电流和延长时间可调，以保证下级保护先动作；（3）上级保护用熔断器保护时，其反时限特性应相互配合，用过电流选择比给予保证；（4）自变压器低压侧配出回路至用电设备之间的配电级数不宜超过三级；（5）配电系统的第一、二级之间保护电器应具有动作选择性，并宜采用选择型保护电器，对非重要负荷可以采用无选择性切断；（6）当上、下级断路器距离很近，出线端预期短路电流差别很小时，上级断路器宜选用带有短延时脱扣器，使之延时动作，以保证选择性。
1．2保护电器级间配合的选择与分析。
目前，在10kv配电电气设计中，变压器低压侧出线总开关(第一级保护电器)选用了过载长延时和短路瞬时保护，母线联络开关选用了过载长延时和短路瞬时保护，例如采用mw或 mt开关配micrologic2.0 控制单元。
10Kv变压器配电箱保护的配置方式探讨
10Kv变压器配电箱保护的配置方式探讨10KV变压器配电箱是电力系统中非常重要的设备之一，负责将10KV电压降低到低压（如400V）进行供电。
为了保证变压器配电箱的安全运行，需要对其进行有效的保护。
本文将从配电箱的配置方式入手，探讨10KV变压器配电箱保护的配置方式。
10KV变压器配电箱的保护可分为硬件保护和软件保护两个方面。
硬件保护是通过安装电器设备，如保险丝、熔断器、电流互感器等实现的，而软件保护则是通过逻辑控制设备，如保护继电器、保护控制装置等实现的。
硬件保护主要包括过流保护、短路保护和接地保护。
过流保护是指当电流超过正常运行值时，及时切断电路，避免设备损坏；短路保护是指当电路发生短路时，及时切断电源，避免产生更大的故障；接地保护是指当电路有接地故障时，及时切断电源，避免产生触电危险。
这些保护装置一般安装在变压器配电箱的电缆出线端，通过感应电流或电压信号实现对电路的保护。
软件保护主要包括过电流保护、短路保护、过电压保护和欠压保护等。
过电流保护是指当电流超过正常运行值时，通过保护继电器或保护控制装置实现对电路的保护；短路保护是指当电路发生短路时，通过保护继电器或保护控制装置实现对电路的保护；过电压保护是指当电压超过正常运行值时，通过保护继电器或保护控制装置实现对电路的保护；欠压保护是指当电压低于正常运行值时，通过保护继电器或保护控制装置实现对电路的保护。
这些保护装置一般安装在变压器配电箱的控制柜中，通过逻辑判断和控制实现对电路的保护。
在配置10KV变压器配电箱的保护时，需要考虑以下几个因素：首先是保护装置的选择，根据电路的特点和需求选择合适的保护装置；其次是保护装置的设置，根据电路的需求设置合适的保护参数；再次是保护装置的连线，保证保护装置与电路之间的连接可靠；最后是保护装置的调试和运行，保证保护装置能够正常工作。
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浅谈配电变压器保护配置方式的合理选择
摘要:本文就配电变压器保护配置方式的合理选择进行了探讨。
提出了自已的几点想法,可供同行参考学习。
关键词:10kV 配电变压器负荷开关保护配置
无论是在环网供电单元、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,保护配置能快速可靠地切除故障,对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要。
保护方式的配置一般有两种:一种利用断路器;另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。
这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点,以下对这两种方式进行综合比较。
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)由间隔组成,一般至少有3个间隔,包括2个环缆进出间隔和1个变压器回路间隔。
1.2 环网供电单元保护方式的配置
环缆馈线与变压器馈线间隔均采用负荷开关,通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。
变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。
实际运行证明,这是一种简单、可
靠而又经济的配电方式。
1.3 环网供电单元保护配置的特点
负荷开关用于分合额定负荷电流,具有结构简单、价格便宜等特点,但不能开断短路电流,高遮断容量后备式限流熔断器为保护元件,可开断短路电流,如将两者有机地结合起来,可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作保护的要求。
断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行,兼具操作和保护两种功能,所以其结构复杂,造价昂贵,大量使用不现实。
环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置,把对电器不尽相同的操作与保护功能分别由两种简单、便宜的元件来实现,即用负荷开关来完成大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极少发生短路的设备起保护作用,很好地解决,既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器,又可满足实际运行的需要。
10kV配电变压器保护配置方式的合理选择从此可以看出:(1)断路器具备所有保护功能与操作功能,但价格昂贵;(2)负荷开关与断路器性能基本相同,但它不能开断短路电流;(3)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,部分熔断器的分断容量比断路器还高,因此,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,可费用却可以大大降低。
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,具有如下优点:(1)开合空载变压器的性能好。
环网柜的负荷种类,绝大部分为配电变压器,一般容量不大于1250kV A,极少情况达1600kV A,配电变压器空载电流一般为额定电流的2%左右,较大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,性能良好,不会产生较高过电压。
(2)有效保护配电变压器,特别是对于油浸变压器,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效,有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。
有关资料表明,当油浸变压器发生短路故障时,电弧产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,必须在20ms内切除故障。
如采用断路器,因有继电保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,这就不能有效地保护变压器。
而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能,加上其具有限流作用,可在10 ms之内切除故障并限制短路电流,能够有效地保护变压器。
因此,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保护电器,即便负荷为干式变压器,因熔断器保护动作快,也比用断路器好。
(3)从继电保护的配合来讲,在大多数情况下,也没有必要在环网柜中采用断路器,这是因为环网配电的首端断路器(即110kV或220kV变电站的10kV馈出线断路器)的保护设置一般为:速断保护的时间为0s,过流保护的时间为0.5s,零序保护的时间为0.5s。
若环网柜中采用断路器,即使整定时间为0s 动作,由于断路器固有动作时间分散,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。
(4)高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备,如电流互感器、电缆等都可提供保护。
高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围可在最小熔化电流(通常为熔断器额定电流的2～3倍)到最大开断容量之间。
限流熔断器的电流-时间特性,一般为陡峭的反时限曲线,短路发生后,可在很短的时间内熔断,切除故障。
如果采用断路器作保护。
必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大幅度提高,加大了电器设备的造价,增大工程费用。
在这里,有必要指出在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时,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,防止缺相运行。
2 终端用户高压室接线形式
标准GBT14285-2006《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时,当容量等于或大于800 kV A,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800kV A及以上时,过去多数使用油浸变压器,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效地保护。
(2)对于装置容量大于800kV A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,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800kV A时,亦要符合此要求。
多数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,在此基础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,视继电保护的配置情况,可以用A或B达到GBT14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》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。
根据有关的及现场试验,在B处装设熔断器作为保护装置更为合理、有效。
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,既达到GBT14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求,而在B 处装设熔断器作为每台变压器的相间短路保护,且利用负荷开关又可进行每台变压器的投切操作,这样,在B处装设的就不是常用的开关柜而是环网负荷开关柜,其造价较低,体积较小,能够有效节省配电投资。
此外,如果处理好负荷开关转移电流以及与熔断器交接电流的选择,也不排除在B处用每台负荷开关进行对应变压器零序保护的可能性。
3 结语
10kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器,综合技术-性能和运行管理因素,无论在10kV环网供电单
元还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保护配置,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具备开合空载变压器的性能,能有效保护配电变压器,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配置作为配电变压器保护的保护方式。