浅谈10KV变压器的保护配置和熔断器的使用运行和维护

王春艳

【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，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。

【关键词】跌落式熔断器；10KV配电；短路保护；负荷开关

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（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。

2.终端用户高压室接线形式

标准GB14285-1993《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800kVA，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：

配电变压器容量达到800kVA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。

对于装置容量大于800kVA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.对跌落式熔断器装置性缺陷的分析

现实中经常出现缺熔管、缺熔体或用铜丝、铝丝甚至于铁丝勾挂代替熔体的情况。使得线路的跳闸率和配电变压器的故障率居高不下。

产品工艺粗糙，制造质量差，触头弹簧弹性不足，造成触头接触不良而产生火花过热。

熔管转动轴制造的粗糙不灵活，使熔管角度达不到规程要求，尤其是配备的熔管尺寸多数达不到规程要求，熔管过长将鸭嘴顶死，造成熔体熔断后熔管不能迅速跌落，及时将电弧切断、熄灭，造成熔管烧毁或爆炸，熔管尺寸短，合闸困难，触头接触不良，产生电火花。

熔断器额定断开容量小，其下限值小于被保护系统的三相短路容量。目前，10kV户外跌落式熔断器分为三种型号，即50A、100A、200A。200A跌落式熔断器的遮断能力上限是200MVA，下限是20MVA。根据其遮断容量的能力，我们不难看出，短路故障时熔体熔断后不能及时灭弧，也容易使熔管烧毁或爆炸。

4.对跌落式熔断器（开关）的选择

10kV跌落式熔断器适用于环境空气无导电粉尘、无腐蚀性气体及易燃、易爆等危险性环境，年度温差变比在±40℃以内的户外场所。其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行，也就是熔断器的额定电压必须与被保护设备（线路）的额定电压相匹配。熔断器具的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。而熔体的额定电流可选为额定负荷电流的1.5-2倍。此外，应按被保护系统三相短路容量，对所选定的熔断器进行校核。保证被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的上限，但必须大于额定断开容量的下限。

5.跌落式熔断器的安装

安装时应将熔体拉紧（使熔体大约受到24.5N左右的拉力），否则容易引起触头发热。

熔断器安装在横担（构架）上应牢固可靠，不能有任何的晃动或摇晃现象。

熔管应有向下25°±2°的倾角，以利熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。

熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4m的横担（构架）上，若安装在配电变压器上方，应与配变的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离，以防万一熔管掉落引发其他事故。

熔管的长度应调整适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上，以免在运行中发生自行跌落的误动作，熔管亦不可顶死鸭嘴，以防止熔体熔断后熔管不能及时跌落。

所使用的熔体必须是正规厂家的标准产品，并具有一定的机械强度，一般要求熔体最少能承受147N以上的拉力。

10kV跌落式熔断器安装在户外，要求相间距离大于70cm。

6.跌落式熔断器的运行维护管理

熔断器具额定电流与熔体及负荷电流值是否匹配合适，若配合不当必须进行调整。

熔断器的每次操作须仔细认真，不可粗心大意，特别是合闸操作，必须使动、静触头接触良好。

熔管内必须使用标准熔体，禁止用铜丝铝丝代替熔体，更不准用铜丝、铝丝及铁丝将触头绑扎住使用。

对新安装或更换的熔断器，要严格验收工序，必须满足规程质量要求，熔管安装角度达到25°左右的倾下角。

熔体熔断后应更换新的同规格熔体，不可将熔断后的熔体联结起来再装入熔管继续使用。

应定期对熔断器进行巡视，每月不少于一次夜间巡视，查看有无放电火花和接触不良现象，有放电，会伴有嘶嘶的响声，要尽早安排处理。

7.结语

综合上述，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—经济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。