组合电器对10kV变压器控制及保护功能探讨

　　在10kV中小容量终端用户配电变压器的控制、保护中，高压负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器已经取代了以往所采用的高压断路器。这种组合电器由于体积小巧、结构紧凑、系统接线简单、设备造价低等优点广泛应用于10kV变电站，特别是箱式变电站中。现就组合电器对10kV中小容量终端用户配电变压器实现控制、保护功能、工作特性及应用中所存在的问题及解决方法进行探讨。

　　高压断路器在电力系统中主要用来分断正常负荷电流和故障时的短路电流，为了实现自动分断故障时短路电流的功能，必须配备复杂的继电保护系统装置。而10kV中小容量配电变压器终端用户的高压开关，经常性分断正常负荷电流。采用组合电器取代高压断路器，由高压负荷开关实现分断正常负荷电流，由熔断器实现分断短路电流，这样就可大大简化继电保护装置，降低设备造价。

　　高压断路器在切断短路电流的全开断过程中，必须要经过继电器保护的动作时间，操作机构的固有分闸时间、燃弧、熄弧时间，这三部分时间约在三周波60ms以上，而熔断器可在10ms内迅速切断各种严重的短路故障电流，迅速有效地隔离故障区对电网的影响，从而缩短了故障持续时间及影响范围。由于熔断器具有快速熔断特性加上负荷开关所配的相应辅助装置构成的组合电器，对中小容量终端用户配电变压器控制保护是完全能够满足GB50062-92规范中对10kV中小容量终端用户配电变压器的保护要求。

　　高压熔断器是靠熔体（即熔丝）对被保护线路中发生过载及各种短路故障的良好反延时安秒特性进行有效的保护。它没有任何操作机构和控制回路，完全采取缺相运行保护方式，哪相有故障，哪相的熔体自行熔化而断电，哪相就缺相。这种熔体缺相运行保护的特点是由于熔体熔断的反延时安秒特性在合格范围内有较大分散性，决定了高压熔断器对故障的保护有某相熔断体熔断的客观存在。这种因某相出现故障，熔丝熔断所造成的缺相运行会直接影响到配电变压器低压侧相应两相电压不正常。对于Y，yn0型联接组别的配电变压器，会因为三相电压不对称造成中心点偏移的问题，对于D，yn11型联接组别的配电变压器会造成所对应低压侧两相电压为额定电压的1/2，使负载出现欠压运行的问题。为避免出现负载欠压运行，可以将熔断器改为在“Δ”内部连接的办法，使故障相所对应的低压侧电压为零，其它两相电压正常。但这种方法仅对单相供电系统单相负载的保护是有效的，我国采用的是三相供电制，而且三相动力和单相照明负载往往是混合供电的，电力系统对三相不对称负荷是有限制的，不允许缺相运行。缺相运行会造成三相用电设备无法启动，同时运行中的三相用电设备也可能因缺相运行而被烧毁，所以这并不是完全解决问题的方法。

　　完全解决缺相运行的办法：在熔断器上装有撞针，利用熔断器熔断时撞针撞击高压负荷开关脱扣器采用机械脱扣的方式，或者发出电信号启动高压负荷开关的分励脱扣器采用电气脱扣方式，使负荷开关同时分断三相高压电源的方法。此时负荷开关所分断的电流为转移电流，经过联动装置传递时间与负荷开关固有分断时间的过渡过程，到负荷开关分断熄弧时的电流，显然转移电流要比负荷电流大得多，这样就构成了负荷开关——熔断器组合分断故障电流全过程。