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负荷开关-熔断器组合电器选用中的技术问题

发布时间:2016-11-14 15:14:26    浏览次数:307

近年来,在10kV配电变压器的保护和控制开关的选用中,由于负荷开关-熔断器组合电器与断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低、运行可靠等优点,从而使组合电器获得广泛的应用。在实际应用中,如何正确选用组合电器,负荷开关、熔断器与变压器如何合理选配参数,是关系到能否发挥组合电器作用,保证系统安全运行的关键问题。

1 转移电流的校验

由于组合电器的三相熔断器熔体熔化具有时间差,三相熔断器中有一相首先断开后,撞击器动作,此时可能出现另两相熔断器尚未熄弧开断,而撞击器出击形成由负荷开关切断故障电流的现象,即原本由熔断器承担的开断任务转移给负荷开关承担。因此转移电流是指熔断器与负荷开关转换职能时的三相对称电流。低于该值时,首开相电流由熔断器开断,其他两相电流由负荷开关开断。大于该值时,三相电流仅由熔断器开断。转移电流是我们在选用组合电器时应注意的一个重要指标,假如选用不当,负荷开关所能承受的转移电流不足够,将无力承担开断两相短路电流的任务而引起开关的爆炸。

负荷开关通常分为一般型和频繁型两种,以空气为绝缘介质的产气式和压气式负荷开关为一般型,真空和SF6负荷开关为频繁型,不同的负荷开关,转移电流的指标各不相同,一般型负荷开关的转移电流在800~1000A左右,频繁型可达1500~3150A。

配电变压器的容量不同,相应的转移电流也不相同,实际的转移电流可由变压器容量进行估算。一般S9-800/10型配变的转移电流为978A。

按照转移电流的定义及结合负荷开关的开断时间和特性,负荷开关转移电流要避开最大短路电流,控制在最大短路电流的70%以内,即实际转移电流约为978×70%=685A。在分析国产负荷开关和熔断器技术系数的基础上,考虑到产品的离散性,按照转移电流的验算结果,以我市的经验,容量在800kVA以内的变压器,可选用以空气绝缘的一般型负荷开关,容量在800~1250kVA范围内的变压器,一般选用真空或SF6绝缘的频繁型负荷开关。容量大于1250kVA的变压器则要求选用断路器进行保护及控制。从我市组合电器多年的运行情况来看,安全可靠,情况良好,一直未出现由于选配不当而发生事故。

2 交接电流指标的选配

某些负荷开关配备有分励脱扣器供过载等保护跳闸用,即过载时通过继电保护的方式使负荷开关跳闸而无须烧毁熔断器,熔断器只作短路保护。由分励脱扣器动作的继电保护的动作特性与熔断器的时间-电流特性相交点称之为"交接电流"。交接电流是一种过电流值,低于交接电流的过电流,由分励脱扣器动作使负荷开关断开,高于交接电流时,由熔断器保护动作。为此选配交接电流参数较高的负荷开关,可有效地减少熔断器的动作次数,从而大大减少了更换熔断件的数量,这具有一定的技术经济意义。对于真空和SF6负荷开关,相对具有较高的交接电流值,可以提高交接电流接近转移电流,以充分发挥此类频繁型负荷开关所具有的开断能力强的优势。

3 限流熔断器的选配

在负荷开关-熔断器组合电器中,负荷开关负责正常电流或转移电流的开断,熔断器承担过载电流及短路电流的开断,两种电器的开断能力相互配合,才能顺利完全开断任务,因此限流熔断器的选配至关重要。选用的限流熔断器应具备分断能力高、最小开断电流小、运行温度低、时间-电流特性曲线陡峭、特性曲线误差小等特性。同时应满足耐老化、安装形式多样、外形尺寸合适等要求。而且应注意在环境温度40℃时,熔断器的功率损失不得超过75W。

选用熔断器时,熔断器的额定电流要与变压器的容量相匹配。某些人认为选用额定电流大的熔断器会

更安全是错误的,这样不但造成经济浪费,而且使熔断器的"时间-电流特性"变差,保护速度降低,影响熔断器的正确开断保护。按照IEC标准,在10kV系统中,相对不同容量的变压器,熔断器的额定电流一般可按表1进行选择:

表1 熔断器额定电流

10kV变压器额定容量(kVA) 100 160 250 500 800 1250
熔断器额定电流(A) 16 25 25 50 80 100

4 应注意的其它问题

(1)对于多台配变并列运行的系统,在选用组合电器时要特别注意转移电流的校验问题,如前所述的校验计算中,如果为两台同型号、容量的配变并列运行,假如变压器二次侧端子短路,此时变压器阻抗将只有单台配变系统的一半,从而使高压侧最大三相短路电流增加一倍,相应可能出现的转移电流也随之增加了一倍。因此对于多台配变并列运行的系统,在选用组合电器时更应进行转移电流的验算,从而选用转移电流指标满足要求的组合电器。

(2)有下列要求之一的,组合电器均应配置分励脱扣器实现负荷开关的快速电动分闸:

①需设置重瓦斯保护的油浸变压器。一般情况下,容量在800kVA及以上的油浸变压器均须设置重瓦斯跳闸保护。

②干式变压器的超温跳闸保护。

③带外壳干式变压器的误带电开门的跳闸保护。

④具有远方操作控制要求的。

5 结束语

总之,对负荷开关-熔断器组合电器的选用,应根据实际使用场合,按照变压器容量及运行方式,结合各类负荷开关的各项技术参数及开断能力,求取转移电流和交接电流,对负荷开关、熔断器与变压器合理选配参数,从而对组合电器做出正确的选择,确保组合电器的安全可靠运行。

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