負荷開關和熔斷器組合電器在配電變壓器保護中的應用

1 概述

環(huán)網(wǎng)柜中采用負荷開關和熔斷器組合電器對配電變壓器進行保護。正常情況下，負荷開關分、合負荷電流；當變壓器發(fā)生短路時，熔斷器可在10ms內(nèi)切除故障。斷路器保護配電變壓器時，其切斷時間由繼電保護時間、斷路器固定分閘時間和燃弧時間構(gòu)成，一般需要40到60ms，其切斷時間遠大于熔斷器的切斷時間，這是采用負荷開關和熔斷器組合電器對變壓器進行保護的明顯優(yōu)點。同時，環(huán)網(wǎng)柜體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、運行維護工作量少、成本較低等優(yōu)點，適用于10KV環(huán)網(wǎng)供電、雙電源供電和終端供電系統(tǒng)，也可用于箱式變電站。但是，環(huán)網(wǎng)柜的保護功能簡單，不適用于對保護和自動化要求較高的場所使用。

2 負荷開關和熔斷器組合電器工作原理

負荷開關和熔斷器組合電器是由一組三極負荷開關及配有撞擊器的三只限流式熔斷器組成的，任何一個撞擊器的動作都會引起負荷開關三極全部自動分閘；也可以是由一組配有脫扣器的三極負荷開關和三只限流式熔斷器組成的，由過電流脫扣器或并聯(lián)脫扣器觸發(fā)來操作負荷開關的自動分閘。環(huán)網(wǎng)負荷開關柜中的熔斷器，一般選擇帶有撞擊器的熔斷器，這也是本文介紹內(nèi)容。

負荷開關和熔斷器組合電器，當采用撞擊器操作負荷開關分閘時，在熔斷器與負荷開關轉(zhuǎn)換開斷職能時的三相對稱電流值稱為組合電器的額定轉(zhuǎn)移電流。當預期短路電流低于組合電器的額定轉(zhuǎn)移電流值時，首開相電流由熔斷器開斷，而后兩相電流由負荷開關開斷；當預期短路電流大于額定轉(zhuǎn)移電流值時，三相電流僅由熔斷器開斷。

3 負荷開關和熔斷器組合電器與變壓器配合

（1）確定實際轉(zhuǎn)移電流

負荷開關熔斷器組合電器的實際轉(zhuǎn)移電流，取決于熔斷器觸發(fā)的負荷開關分閘時間和熔斷器的時間一電流特性。

對于給定用途的組合電器，其實際轉(zhuǎn)移電流可由廠家提供，當廠家不能提供時可按以下簡化方法確定。

T_m=0.9T₀，其中，T_m為三相故障電流下首先動作的熔斷器在最小時間一電流特性曲線上的熔斷時間，T₀為熔斷器觸發(fā)的負荷開關分閘時間，一般可取0.05s。

（2）對計算的實際轉(zhuǎn)移電流校驗

1）熔斷器的額定最小開斷電流≤計算實際轉(zhuǎn)移電流<負荷開關和熔斷器組合電器的額定轉(zhuǎn)移電流；

2）當變壓器二次側(cè)端子直接短路時，將使得一次側(cè)產(chǎn)生嚴酷的TRV值，組合電器中負荷開關不具有開斷這種故障的能力，因此，必須由熔斷器單獨將此故障開斷，而不能把開斷電流的任務轉(zhuǎn)移到負荷開關上。為了組合電器中負荷開關的安全使用，計算的實際轉(zhuǎn)移電流校驗還應滿足小于變壓器二次側(cè)直接短路時一次側(cè)故障電流。

（3）組合電器中熔斷器選擇時需注意問題

1）高壓熔斷器應能承受變壓器最大勵磁涌流0.1s，并且熔斷件弧前時間一電流特性在該點上留有20%選擇性的距離；

2）熔斷器的工作電流受環(huán)境溫度影響較大，熔斷器要考慮降容使用；

3）組合電器中高壓熔斷器與低壓熔斷器上下級配合問題。

下表是施耐德公司給出了不同容量變壓器在不同電壓等級時高壓熔斷器的選擇表。從表中可知10kV側(cè)400kVA變壓器的保護，可選擇額定值50A的Fusarc CF熔斷器。

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