10kV配电变压器保护配置方式的合理选择
10千伏配电变压器保护配置方式的合理选择
10千伏配电变压器保护配置方式的合理选择
宋利群
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2007(000)032
【摘要】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等.负荷开关投资省,但不能开断短路电流,很少采用;断路器技术性能好,但设备投资较高,使用复杂,广泛应用不现实;负荷开关加熔断器组合的保护配置方式,既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器,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,该配置可作为配电变压器的保护方式,值得大力推广,为此,对
10kV环网供电单元和终端用户10kv配电变压器采用断路器、负荷开关加熔断器组合的保护配置方式进行技术-经济比较.
【总页数】1页(P629)
【作者】宋利群
【作者单位】哈尔滨市电业局,黑龙江,哈尔滨,150000
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
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10kV开闭所电气接线及保护配置选择
郑州航空工业管理学院毕业设计二零一三届电气工程及其自动化专业 1106971 班级题目10kV开闭所电气接线及保护配置选择姓名韩道友学号*********指导教师李响职称讲师二О一三年五月二十日目录绪论 (1)第一节10kV开闭所基本介绍 (2)1.1 、10kV开闭所的主要功能 (2)1.2 、10kV开闭所的设置原则 (2)1.3 、10kV开闭所电气主接线方式可分为单母线接线、单母线分段接线、双母线接线 (2)1.4 、10kV开闭所按其在电网中的功能可分为环网型和终端型 (3)1.5 、10kV开闭所接入系统的方案 (3)1.6 、10kV开闭所的最终建设规模 (3)第二节10kV开闭所的基本接线方式及适用范围 (3)2.1、单母线接线 (3)2.2、单母线分段接线 (4)2.3、双母线接线 (5)第三节10kV开闭所在实际应用中的典型设计方案 (7)3.1、方案1的电气技术条件和电气主接线图 (7)3.1.1、电气技术条件一览表 (7)3.1.2、电气主接线图 (7)3.2、方案2的电气技术条件和电气主接线图 (7)3.2.1、电气技术条件一览表 (7)3.1.2、电气主接线图 (8)3.3、方案3的电气技术条件和电气主接线图 (8)3.3.1、电气技术条件一览表 (8)3.3.2、电气主接线图 (8)3.4、方案4的电气技术条件和电气主接线图 (9)3.4.1、电气技术条件一览表 (9)3.4.2、电气主接线图 (9)第四节10kV开闭所典型设计方案的保护配置的分析 (9)4.1、总述 (9)4.2、电流、电压互感器在保护配置中的应用 (9)4.2、对于各个方案的具体分析 (10)第五节10kV开闭所设计实例 (11)5.1、关于短路电流的概述 (11)5.1.1、短路电流计算目的 (11)5.1.2、短路电流的计算方法 (11)5.1.3、一般规定 (11)5.2、短路点位置的选择 (12)5.2.1、选择原则 (12)5.2.2、短路点的选择分析 (12)5.3、短路电流计算 (12)5.4、电气设备的选择 (13)5.4.1、母线的选择 (13)5.4.2、电缆的选择 (14)5.4.3、熔断器的选择 (15)5.4.4、电流互感器的选择和校验 (16)5.4.5、电压互感器的选择 (17)5.4.6、断路器的选择 (17)5.5、继电保护配置的简单说明 (18)参考文献 (19)附录 (20)绪论10kV开闭所是城镇配电网的重要组成部分，随着大规模城、网建设与改造的开展，10kV 开闭所不仅在大、中城市的配电网中得到广泛的使用，而且在县城配电网和其他负荷密集的城镇配电网中也已普遍使用，10kV开闭所已成为配电网的主要设施之一。
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配电变压器配电保护的合理配置
浅谈10kv配电变压器配电保护的合理配置摘要：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。
因此，本文主要对10kv配电变压器的保护配置方式进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：10kV配电变压器；保护配置；负荷开关1、高压配电室的接线《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-2006以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062—2008规定：当容量不小于800kVA时选择配电变压器的保护开关设备，应选用带继电保护装置的断路器。
可以从两方面理解为这个规定：一方面当配电变压器容量不小于800kVA时，通常会采用配备有瓦斯继电器的油浸变压器，断路器能够和瓦斯继电器共同工作有效地保护变压器；另一方面当配电变压器容量不小于800kVA的用户，出于各种不同理由，导致单相接地出现故障，致使零序保护动作，断路器跳闸、分隔，避免主变电站的馈线断路器动作，导致供电失常。
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-2006以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062-2008对未达到800kVA容量的单台变压器也做了详细的规定。
目前，多数的高压配电室的接线方案都采用一种基本的接线方式，在此基本接线方式上对10kV配电变压器保护配置方式的进行合理选择。
2、环网供电单元接线形式2.1 环网供电保护的特征负荷开关具有容易操作、性价比高等特征，可用于额定负荷电流的分合，但没有开断短路电流功能。
高遮断容量后备式限流熔断器是具有开断短路电流的保护元件，将负荷开关和高遮断容量后备式限流熔断器有机地进行结合，可以保护配电系统在各类正常或故障情况下运作。
应严格按规范和标准进行断路器指标的明确和结构的创造。
环网供电普遍采用负荷开关加熔断器组合，通过由两种高性价比的元件来实现对各种不同电器不同的操作和保护，即通过负荷开关完成负荷合分，而对发生短路的设备则采用高遮断容量后备式限流熔断器来保护，能有效的解决问题的同时避免了使用价格昂贵，操作复杂的断路器，相对更经济实用。
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，
常用10kV配变保护方式特点与适用性分析
１ 路 器 的 特 点 ． 断
断路器是大容量 １ ｋ 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 、 分断次数多 ， 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。
２断路器保护适用性分析 ． （） １ 断路器在电力 系统 中主要 ｊ ｝来分断正常负荷 电流和故障时的短 ｆ 路 电流 ， 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 ， 由继电器保护装置迅 速准确地给断路器发出跳闸命令 ， 使故障变压器及时从 系统 中断开 ， 减 少对变压器 的损坏 ， 降低对系统的影 响， 保证系统其他部分继续运行 。
开容量（ 一般是指其上限） 过大， 可能使 被保 护系统 ｊ相短路容量小于 很 熔断器额定断开容量的下 限， 造成在熔体熔 断时难 以灭 弧 ， 最终引起熔 管烧毁 、 爆炸等事故。
二、 负荷开关加熔 断器组合电器保护方式 １ ． 负荷开关加熔 断器组合电器的特点 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
压器保护 。
式各有优缺点 ，在选择 时要 充分 考虑其适用性 。下 面进行 综合 比较分
析。
一
、
跌 落 式 熔 断器 保 护 方 式
１ ． 跌落式熔断器 的特点 跌落式熔断器是 １ ｋ ０ Ｖ配电变压器最常用的一种短路 保护开关 ， 它
（） ３ 当选用负荷开关加熔断器组合电器作为变压器保护时 ， 如用户 ｌｋ Ｏ Ｖ配 电所 的配 电变压器台数较 多时 ，若采用 负荷开关作 为进线开
具有经济 、 操作方便 、 户外环境性强等特点 ， 适应 被广泛应用于 ｌ ｋ Ｏ Ｖ配 电变压器一次侧作 为保护 和进行设备投 、 切操作之用 。 因其有一个明显 的断开点 ， 具备了隔离 开关 的功能 ， 给检修设备创造 了一个 安全作业环
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10kV配电变压器保护配置方式的合理选择
【摘要】本文对10 kV环网供电单元和终端用户10 kV配电变压器采用断路器、负荷开关加熔断器组合的保护配置方式进行技术进行了经济比较，供配电网的设计和运行管理部门参考。
【关键词】10kV配电变压器断路器负荷开关熔断器保护配置
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，很好地解决问题，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。
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1600 kV 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10ms 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，这是因为环网配电网络的首端断路器（即110 kV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0.5 s。
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。
2 终端用户高压室接线形式
标准GB 14285—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，影响其他用户的正常供电。
3 结语
10 kV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-经济性能和运行管理因素，无论在10 kV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。
参考文献：
[1]夏道之，于永源.电力系统分析[M].北京：水利电力出版社，1995.。