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摘 要：10kV配电变压器是普遍应用的配电变压器。它的的保护配置方式一般有负荷开关、断路器和负荷开关与熔断器组合。负荷开关不具备开断短路电流功能，虽然投资比较少，但也用的比较少；断路器功能使用良好，但操作上较为复杂且设备比较昂贵，没办法广泛推广使用；负荷开关加熔断器组合的保护配置方式，不用使用价钱很高、使用难度大的断路器，能开断短路电流且可以满足实际运行的需要。所以该配置作为保护方式广泛应用于当下。
关键词：10kV 配电变压器；保护配置；负荷开关；断路器；负荷开关加熔断器
0 前言
不论在环网供电单元形式还是在终端用户的高压配电室结线形式中，保护配置能在发生短路故障时，安全迅速地切除故障，能有效的保护10kV 高压开关变压器，同时能保护各种设备。目前常用的保护方式有断路器和负荷开关加熔断器。在经济和技术上这两种保护方式各有优势和不足，接下来主要综合比较分析这两种保护方式。
1 环网供电单元接线形式
1.1 环网供电单元的组成
环网供电是指用于供电的变压器连接成一个环形供电网络。在环形供电网络中一般连接不止一座配电所（或者说开关站）。环形供电网可以有不同的形式包括多或双环网络以及单环网络等环网中的配电所（开关站）的供电单元。通常会采用技术功能可行，操作使用简单、价格也相对便宜负荷开关与熔断器组合装置。开环运行在环形供电网络中最常见，闭环运行在少数局部地方也会用到。确保故障能迅速解除，供电能尽快恢复，环网供电系统建议加馈线自动化设施或者采用线路故障指示器。环网供电单元（RMU）通常会有有三个或以上间隔组成，包括一个变压器回路间隔和两个环缆进出间隔。
1.2 环网供电的保护方式
变压器馈线间隔都需要用到负荷开关。负荷开关一般都是三工位负荷开关，同时拥有接通功能、隔断功能和接地功能。熔断器（高遮断容量后备式限流）能有效保卫变压器馈线间隔。大量的工程实例证明了这一配电方式简单性、可靠性和经济性。
1.3 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。经过综合比较后，对于10 kV配电变压器保护方式，得出以下结论：
a） 具备所有保护和操作功能断路器，使用复杂且价格较高；
b） 负荷开关价格便宜，能实现大部分所需功能，但不具备开断短路电流功能；
c） 负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）组合，能媲美断路器，但是操作上简单可行，性价比高，适合广泛应用。
1.4 负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）的优势
具体优势有一下几点：
a）性能良好的开合空载变压器。环网柜的负荷种类一般为容量不大于1 250 kVA的配电变压器，在一些特殊时候可以达到1600 kVA。空载电流通常为配电变压器额定电流的2%左右，空载电流与配电变压器容量成反比。环网柜开合空载变压器电流小时，过电压不会过高，具有较好的性能。
b）配电变压器的有效保护。对于配电变压器特别是油浸变压器，相对于断路器，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器更为有效，有时断路器甚至起不到有效的保护作用。根据有关资料显示，短路故障发生在油浸变压器时，电弧产生的压力会升高导致油气化，气化产生的气泡会占用部分的空间，油压增大并会传压力给变压器油箱体，会持续保持短路状态，内部压力持续上升，最终导致油箱体变形或者开裂。因此故障必须在20 ms 内切除，才能避免油箱体破坏。当采用断路器时，继电保护时间、自身动作时间以及熄弧时间，整个全开断时间一般会超过60 ms，油箱体会被破坏。熔断器（高遮断容量后备式限流）不仅能够限流而且其在10 ms 之内迅速断开切除故障、从而阻止短路电流，从而能很好的保护变压器。因此，应尽肯能少使用断路器而是用熔断器（高遮断容量后备式限流）来保护电器。在负荷为干式变压器情况下，熔断器也比用断路器更实用，更迅速。
c）在大多数情况下，从继电保护的配合来讲，环网柜中也不是必须使用用断路器。环网供电的首端断路器即220千伏或110 千伏变电站的10 千伏馈出线断路器的设定通常是：时长0.5 s的过流保护，时长0 s的速断保护，时长0.5 s的零序保护。当环网柜用断路器时，因为断路器固有动作时间不集中，所以就算整定时间为0 s ，也难以保证环网柜中的上一级断路器先动作。
d）熔断器（高遮断容量后备式限流）可有效保护电流互感器、电缆等。熔断器（高遮断容量后备式限流）能在最小熔化电流到断路器无损地开断的最大容量之间进行有效保护。最小熔化电流一般情况下是熔断器（高遮断容量后备式限流）额定电流的两、三倍。限流熔断器的电流- 时间特性曲线一正常情况下为陡峭的反时限曲线，发生短路时迅速的熔断。使用价格昂贵的断路器作为保护装置，会大幅度提高其它电器如电流互感器、电缆、变压器套管等元件的热稳定要求，电器设备的费用增加，整个项目的费用增加。负荷开关和高遮断容量后备式限流熔断器组合要相互配合，采用非三相熔断熔断器时，负荷开关要随着熔断器的撞针立即联跳，避免缺相运行。
2高压配电室的接线
《继电保护和安全自动装置技术规程》？GB14285-1993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及时，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，单相接地出现故障，致使零序保护动作，断路器跳闸、分隔，避免主變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程》？GB14285-1993以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062—2008对单台变压器未达到800kVA容量的也做了详细的规定。
目前，多数的高压配电室的接线方案都采用一种基本的结线方式，在此基本结线方式上对10kV配电变压器保护配置方式的进行合理选择。
3 结束语
10 千伏配电变压器有负荷开关、断路器、负荷开关组合熔断器等保护方式，综合技术、 经济、运行、管理方面，选用负荷开关组合熔断器的方式。在10 千伏环网供电单元和终端用户高压室接线形式中，既可分合负荷电流，同时能断开短路电流，具备开合空载变压器功能，能有效对配电变压器进行保护，为此配电变压器保护应大力推广使用负荷开关组合熔断器的配置作为保护方式。
参考文献
[1] 贺家礼，宋从矩. 电力系统继电保护原理[M]. 北京：水利电力出版社，1991.
[2] 夏道之；于永源；杨绮雯 电力系统分析[M]. 北京：水利电力出版社，1995.
关键词：10kV 配电变压器；保护配置；负荷开关；断路器；负荷开关加熔断器
0 前言
不论在环网供电单元形式还是在终端用户的高压配电室结线形式中，保护配置能在发生短路故障时，安全迅速地切除故障，能有效的保护10kV 高压开关变压器，同时能保护各种设备。目前常用的保护方式有断路器和负荷开关加熔断器。在经济和技术上这两种保护方式各有优势和不足，接下来主要综合比较分析这两种保护方式。
1 环网供电单元接线形式
1.1 环网供电单元的组成
环网供电是指用于供电的变压器连接成一个环形供电网络。在环形供电网络中一般连接不止一座配电所（或者说开关站）。环形供电网可以有不同的形式包括多或双环网络以及单环网络等环网中的配电所（开关站）的供电单元。通常会采用技术功能可行，操作使用简单、价格也相对便宜负荷开关与熔断器组合装置。开环运行在环形供电网络中最常见，闭环运行在少数局部地方也会用到。确保故障能迅速解除，供电能尽快恢复，环网供电系统建议加馈线自动化设施或者采用线路故障指示器。环网供电单元（RMU）通常会有有三个或以上间隔组成，包括一个变压器回路间隔和两个环缆进出间隔。
1.2 环网供电的保护方式
变压器馈线间隔都需要用到负荷开关。负荷开关一般都是三工位负荷开关，同时拥有接通功能、隔断功能和接地功能。熔断器（高遮断容量后备式限流）能有效保卫变压器馈线间隔。大量的工程实例证明了这一配电方式简单性、可靠性和经济性。
1.3 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。经过综合比较后，对于10 kV配电变压器保护方式，得出以下结论：
a） 具备所有保护和操作功能断路器，使用复杂且价格较高；
b） 负荷开关价格便宜，能实现大部分所需功能，但不具备开断短路电流功能；
c） 负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）组合，能媲美断路器，但是操作上简单可行，性价比高，适合广泛应用。
1.4 负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）的优势
具体优势有一下几点：
a）性能良好的开合空载变压器。环网柜的负荷种类一般为容量不大于1 250 kVA的配电变压器，在一些特殊时候可以达到1600 kVA。空载电流通常为配电变压器额定电流的2%左右，空载电流与配电变压器容量成反比。环网柜开合空载变压器电流小时，过电压不会过高，具有较好的性能。
b）配电变压器的有效保护。对于配电变压器特别是油浸变压器，相对于断路器，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器更为有效，有时断路器甚至起不到有效的保护作用。根据有关资料显示，短路故障发生在油浸变压器时，电弧产生的压力会升高导致油气化，气化产生的气泡会占用部分的空间，油压增大并会传压力给变压器油箱体，会持续保持短路状态，内部压力持续上升，最终导致油箱体变形或者开裂。因此故障必须在20 ms 内切除，才能避免油箱体破坏。当采用断路器时，继电保护时间、自身动作时间以及熄弧时间，整个全开断时间一般会超过60 ms，油箱体会被破坏。熔断器（高遮断容量后备式限流）不仅能够限流而且其在10 ms 之内迅速断开切除故障、从而阻止短路电流，从而能很好的保护变压器。因此，应尽肯能少使用断路器而是用熔断器（高遮断容量后备式限流）来保护电器。在负荷为干式变压器情况下，熔断器也比用断路器更实用，更迅速。
c）在大多数情况下，从继电保护的配合来讲，环网柜中也不是必须使用用断路器。环网供电的首端断路器即220千伏或110 千伏变电站的10 千伏馈出线断路器的设定通常是：时长0.5 s的过流保护，时长0 s的速断保护，时长0.5 s的零序保护。当环网柜用断路器时，因为断路器固有动作时间不集中，所以就算整定时间为0 s ，也难以保证环网柜中的上一级断路器先动作。
d）熔断器（高遮断容量后备式限流）可有效保护电流互感器、电缆等。熔断器（高遮断容量后备式限流）能在最小熔化电流到断路器无损地开断的最大容量之间进行有效保护。最小熔化电流一般情况下是熔断器（高遮断容量后备式限流）额定电流的两、三倍。限流熔断器的电流- 时间特性曲线一正常情况下为陡峭的反时限曲线，发生短路时迅速的熔断。使用价格昂贵的断路器作为保护装置，会大幅度提高其它电器如电流互感器、电缆、变压器套管等元件的热稳定要求，电器设备的费用增加，整个项目的费用增加。负荷开关和高遮断容量后备式限流熔断器组合要相互配合，采用非三相熔断熔断器时，负荷开关要随着熔断器的撞针立即联跳，避免缺相运行。
2高压配电室的接线
《继电保护和安全自动装置技术规程》？GB14285-1993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及时，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，单相接地出现故障，致使零序保护动作，断路器跳闸、分隔，避免主變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程》？GB14285-1993以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062—2008对单台变压器未达到800kVA容量的也做了详细的规定。
目前，多数的高压配电室的接线方案都采用一种基本的结线方式，在此基本结线方式上对10kV配电变压器保护配置方式的进行合理选择。
3 结束语
10 千伏配电变压器有负荷开关、断路器、负荷开关组合熔断器等保护方式，综合技术、 经济、运行、管理方面，选用负荷开关组合熔断器的方式。在10 千伏环网供电单元和终端用户高压室接线形式中，既可分合负荷电流，同时能断开短路电流，具备开合空载变压器功能，能有效对配电变压器进行保护，为此配电变压器保护应大力推广使用负荷开关组合熔断器的配置作为保护方式。
参考文献
[1] 贺家礼，宋从矩. 电力系统继电保护原理[M]. 北京：水利电力出版社，1991.
[2] 夏道之；于永源；杨绮雯 电力系统分析[M]. 北京：水利电力出版社，1995.