10kV配电变压器保护配置方式的合理选择

曾新科 胡朝阳 刘中锋

摘要：电力系统内部非常重要的一个设备是配电变压器，配电变压器性能的优劣直接影响着电力系统功能的发挥。因此，本文以10kv配电变压器作为分析对象，分析10kv配电变压器的常见保护装置方式的重要性，以及探讨10kv配电变压器保护配置方案，为10kv配电变压器保护配置发展提供一点参考作用。

关键词：10kv;配电变压器;保护配置

10kv配电变压器是一种静止电器，它是利用电磁感应定律变换和交流电流电压，从而实现了电力能源传输。保障10kv配电变压器平稳安全运行的是保护配置，保护配置可以根据实际情况进行选择，如断路器、熔断器、负荷开关+熔断器等多种方式可供选择。每种选择各有各的优势，因此本文对10kv配电变压器保护配置方式的合理配置进行了分析，选择合理的保护配置对电力运行系统有着重大的影响。

一、10kv配电变压器保护配置的必要性

配电变压器的安全运行对整个电力系统工作的稳定性有着直接的影响，配电变压器在电力系统中是非常重要的电气设备之一。随着电力系统容量的增大以及電压等级的提高，也要求配电变压器保护的安全性、可靠性、灵敏性、快速性不断提高。为确保10kv高压开关设备与10kv配电变压器平稳运行，无论是在箱式变电站环网供电单元或者终端用户高压室接线等方式下出现10kv配电变压器短路故障现象，保护装置均需在短时间内准确切除故障。

随着10kv电网规模的不断发展，网络架构结构日渐增多，电力系统运行控制和电力变压器保护装置也随之不断提高，这也给10kv配电变压器保护装置的发展带来全新的挑战。近年来，继电保护动作率逐年上升，但根据全国10kV配电变压器运作情况看，10kV配电变压器保护动作率仍相对偏低，比同期线路保护仍具有一定差距。因此，探讨10kV配电变压器保护装置方案就具有重大意义。

二、常见10kV配电变压的保护配置方式

（一）断路器

断路器具有分断次数多、保护性能好、开断容量大的特点，是大容量10kV配电变压器中应用频率较高的短路保护开关。断路器被大面积地应用于变压器保护中，但其缺点是价格相对较高。断路器包括控制室、灭弧室、导电主回路、绝缘子支撑件等几个部分，它可以在电力正常运行情况下将线路接通切断，并且在短路故障时将故障线路切断。在断路器配置时，一般为其配置相应的继电保护系统装置，继电保护系统装置能在被保护的10kV配电变压器出现短路故障时，继电保护系统会向断路器发布跳闸指令，从而故障的10kV配电变压器能及时从电力系统内部断开，降低故障电流从而保护10kV配电变压器及减轻对整个电力系统的影响。

（二）熔断器

跌落式熔断器（短路保护开关）是10kv 配电变压器保护配置过程的常用类型，它具有突出的开断点，可执行隔离开关功效，能为10kv 配电变压器检修工作提供一个安全作业的环境。熔断器适用无腐蚀性气体、环境空气无导电粉尘及易燃易爆等环境，能应用于10kv 配电变压器一次侧保护配置中，具有操作便捷、经济、户外环境适应能力强等良好特点。但当被保护10kv 配电变压器的额定电压与熔断器额定电压不匹配，或者被10kv 配电变压器三相短路容量超过熔断器额定断开容量上限时，熔断器有可能会出现熔断体熔断时无法顺利灭弧，从而造成熔管烧毁爆炸。

（三）负荷开关+熔断器

负荷开关+熔断器也称高遮断容量后备式限流熔断器，具有结构简单价格低廉等特点，主要适用于分合额定负荷电流并开断短路电流，能够在配电系统各种正常或故障运行模式下提供操作保护。

在负荷开关+熔断器组合中，负荷开关与熔断器两者各司其职，负荷开关的作用是承担正常负荷电流的开断与关合，在负荷开关额定开断电流范围内将过载的电流进行切断。而熔断器主要的作用是配电电压器高压侧短路保护与过载保护。两者配合选择，可以在10kv 配电变压器无论正常运行还是故障运行阶段操作提供保护措施，而且能降低保护配置造价。

三、10kv 配电变压器保护配置方式的选择与应用

（一）保护配置方式的选择

从10kv 配电变压器保护配置角度进行分析，断路器比熔断器、负荷开关+熔断器的配置模式来说，价格较高，但断路器的保护性能与操作性能都处于相对完善的状态。熔断器与断路器的保护性能没什么差距，且整体价格处于一个较低的水平，熔断器的保护性能相对处于一个较弱的状态且无法实现远程遥控。在目前的生产工艺中，跌落式熔断器的生产工艺较为粗糙，触头弹簧弹性不够，熔体缺失熔管过长等问题经常出现，这些问题的出现导致了配电变压器频频出现故障。负荷开关+熔断器组合配置价格上比断路器低，而且在断开短路电流的同时，能起到与断路器一样的保护性能，其低廉的价格能降低资金费用的投入。

（二）负荷开关+熔断器配置

负荷开关+熔断器组合配置存在三相熔断器熔体熔化具有时间差的问题，当某一相预先断开，撞击器动作，此时可能出现另外两相熔断器尚未熄弧开断，进而促使负荷开关承担故障电流切断任务的情况发生。为防止三相熔断器熔体熔化问题，应在其配置前检验它的转移电流。

（三）低压侧负荷开关+熔断器应用效益

低压侧负荷开关+熔断器组合的优势较多，一方面可以满足10KV配电变压器正常运行及故障运行时的操作要求，另一方面还可以降低10kv 配电变压器的造价成本并对10kv 配电变压器保护配置结构进行优化。相对比，断路器虽然具有较高的开关性能，但是它造价成本昂贵且结构设计复杂，对参数整定的要求较为严格。熔断器由于额定断开容量较小，在被保护10kv配电变压器的三相短路容量以下的下限值，容易出现在短路故障熔断后出现熔体无法及时断开断路电流的问题。

结束语：

综上所述，配电变压器是电力系统内部非常重要的一个设备，配电变压器性能的优劣直接影响着电力系统功能的发挥。10kv配电变压器的保护配置主要有断路器、熔断器及负荷开关+熔断器这三种。结合技术、经济性能和运行管理的考虑，负荷开关+熔断器的组合配置能有效保护配电变压器，是10kV配电变压器保护配置方式的合理选择。

参考文献

[1]王月敏.浅谈10kV配电变压器保护配置方式的合理选择[J].民营科技，2018，{4}（06）：30.

[2]宋通林.10kV配电变压器保护配置方式的合理选择[J].电工技术，2016，{4}（08）：7+9.