摘要：對(duì)配電變壓器的熔斷器保護(hù)及Y/Y0接線變壓器、△/Y0接線變壓器的過(guò)電流保護(hù)進(jìn)行了分析,提出了完善措施。

關(guān)鍵詞： 變壓器，過(guò)流保護(hù)，靈敏度

前言

變壓器是配電網(wǎng)的主要設(shè)備，面廣量大，其安全運(yùn)行直接影響供電的安全可靠性。當(dāng)前在配電變壓器的過(guò)流保護(hù)方面，還存在著一些問(wèn)題，如：保護(hù)不匹配或有死區(qū)，造成超級(jí)跳閘、拒動(dòng)，使事故擴(kuò)大或惡化，降低了供電可靠性。

目前，我國(guó)6～l0kV的配電變壓器，根據(jù)其容量大小，采用熔斷器或繼電器保護(hù)。不論那種保護(hù)方式，都應(yīng)考慮保護(hù)的靈敏度。

1 熔斷器保護(hù)

一般變壓器容量在400kVA以下時(shí)，采用熔斷器保護(hù)。用熔斷器保護(hù)時(shí)，一般高壓側(cè)使用戶外跌落式熔斷器，作過(guò)電流保護(hù)；低壓側(cè)熔斷器作過(guò)負(fù)荷保護(hù)。在選擇跌落式熔斷器的額定容量時(shí)，既要考慮其上限開(kāi)斷容量與安裝地點(diǎn)的最大短路電流相匹配，還要重視其下限開(kāi)斷容量與安裝地點(diǎn)的最小短路電流的關(guān)系。跌落式熔斷器的下限開(kāi)斷容量一般為其額定容量的10%～20%，若熔斷器的額定容量選擇過(guò)大，其下限開(kāi)斷值也相應(yīng)地大，不利于切斷小故障電流。

考慮到高壓熔斷器作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，并包括低壓套管到熔斷器（或空氣開(kāi)關(guān)）一段引線，且為低壓熔斷器的后備保護(hù)，應(yīng)以低壓出口短路（兩相）作為短路電流最小值來(lái)選擇其下限開(kāi)斷容量。為保證熔斷器動(dòng)作的選擇性或靈敏性的要求，應(yīng)使其高、低壓側(cè)熔體保持一定的關(guān)系。為防止過(guò)負(fù)荷而燒壞變壓器，選用的低壓側(cè)熔體的額定電流，可等于（或略大于）變壓器的額定電流進(jìn)行選擇；高壓側(cè)熔體容量在150kVA以下的變壓器，可按其額定電流的2～3倍選擇，150kVA以上的按其1.5～2倍額定電流選擇。

2 繼電器保護(hù)

2.1 Y/Y0-12接線變壓器的過(guò)流保護(hù)

過(guò)去，我們選擇的配電變壓器都系Y/Y0-12接線，低壓側(cè)三相四線供電，變電室一般為交流操作，采用斷路器控制，配彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，選用兩相或三相式過(guò)電流保護(hù)，繼電器為反時(shí)限型。采用此方案的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、占地面積校但對(duì)于低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)，GBJ《工業(yè)與民用電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)采用下列保護(hù)之一：a．利用高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)，此時(shí)，保護(hù)裝置宜采用三相式以提高靈敏性。b．接于低壓側(cè)中性線上的零序電流保護(hù)。c．接于低壓側(cè)的三相式電流保護(hù)。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)采用高壓側(cè)裝三相式過(guò)電流保護(hù)，有時(shí)卻不能滿足靈敏性要求，現(xiàn)舉例說(shuō)明如下：Y/Y0-12變壓器，低壓側(cè)單相接地時(shí)，流經(jīng)高壓側(cè)的穿越電流，可以從圖l關(guān)系換算，Ld為短路電流；K為變壓器變比。

從高、低壓側(cè)的電流分布可知，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)單相接地或接零時(shí)，高壓側(cè)三相式過(guò)流保護(hù)裝置，可按短路電流。K的2／3而兩相式過(guò)流保護(hù)卻按1/3短路來(lái)檢驗(yàn)，故采用三相式來(lái)提高靈敏度。單相短路電流，可按下列通式求得。式中，U為網(wǎng)絡(luò)額定電壓，V;R小XeN,ZeN為相零回路的總電阻、總電抗、總阻抗，mΩ。三相四線制低壓電網(wǎng)的零序阻抗為相線的零序阻抗與零線的3倍零序阻抗之和，即相零回路阻抗與各序阻抗的關(guān)系，一般為：Y/Y0-12變壓器的零序阻抗，因與其所使用的材料及結(jié)構(gòu)形式有較大的關(guān)系，應(yīng)通過(guò)實(shí)測(cè)求得，其值比正序阻抗大得多。

根據(jù)上述公式，經(jīng)計(jì)算，安裝在短路容量為100MVA處的SJI1-560/10（Ud=4％，△Pd=8.99kW）和SJLl-1000/10（Ud=4.5%，△Pd=13.93kW）兩種配電的變壓器，低壓母線單相接地的短路電流，為4.226kA和7.95kA。

在上述變壓器高壓側(cè)安裝的過(guò)電流保護(hù)裝置，當(dāng)選用100/5的電流互感器和GL11型繼電器，其動(dòng)作電流值按常規(guī)公式計(jì)算，Idz為7A和9A，即一次動(dòng)作電流為。140A和180A。

利用高壓側(cè)三相過(guò)電流保護(hù)作低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)時(shí)，其靈敏度對(duì)560kVA變壓器。由此可見(jiàn)，利用高壓側(cè)的三相式過(guò)流保護(hù)裝置，作低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)時(shí)，對(duì)560kVA和1000kVA的變壓器，均不能滿足靈敏系數(shù)的要求。也就是說(shuō)，對(duì)該變壓器低壓繞組發(fā)生單相接地的內(nèi)部故障時(shí)，保護(hù)裝置可能不動(dòng)作，以致燒壞變壓器，同時(shí)還容易發(fā)生觸電事故，危害人身安全。為安全起見(jiàn)，在高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定在低壓側(cè)另裝保護(hù)或在低壓中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)，跳高壓側(cè)斷路器，其動(dòng)作電流，可按中性線不平衡電流不超過(guò)變壓器額定電流的25%進(jìn)行整定。

例如對(duì)560kVA變壓器，零序電流互感器的變比為200/5時(shí)，啟動(dòng)電流為：Idz=Kk×0.25/n=1.2×0.25×850/40=6.4A，取7A保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流240A，其靈敏系數(shù)為KIm=4226/280=15.09>2。可選用GL-11/10型繼電器，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限比下一級(jí)增加0.5s。

在我們供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，從設(shè)計(jì)部門(mén)到運(yùn)行部門(mén)，對(duì)Y/Y0接線變壓器低壓側(cè)中性線加裝零序電流保護(hù)認(rèn)識(shí)程度不夠，還存在著沒(méi)有加裝此保護(hù)或加裝了此保護(hù)而沒(méi)有投入運(yùn)行的現(xiàn)象，從而留下了事故隱患。

2.2 △/Y0-11接線變壓器的過(guò)電流保護(hù)

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的變電室設(shè)計(jì)在高層建筑里，為了防火、防爆的要求一般選灑/Y0-11接線的千式變壓器，此種接線的優(yōu)點(diǎn)是：三角形繞組濾掉了由照明設(shè)備的鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的大量的三次諧波，防止諧波干擾電網(wǎng)；由于△/Y0接線變壓器的零序電抗等于正序電抗，對(duì)于低壓側(cè)單相接地短路，高壓側(cè)裝三相式過(guò)流保護(hù)，靈敏度滿足要求。舉例說(shuō)明如下：△/Y0-11變壓器，低壓側(cè)單相接地時(shí)，流經(jīng)高壓側(cè)的穿越電流，可以換算得出，當(dāng)?shù)凸蟼?cè)單相接地或接零時(shí)，高壓側(cè)三相式過(guò)流保護(hù)按1/Id/K來(lái)檢驗(yàn)。

如安裝在短路容量為134MVA處的SCR-1600/10（Ud=5.55%，△Pd=13.93kW）DYN-11配電變壓器，低壓側(cè)母線單相接地的短路電流Id為36.4kA，當(dāng)變壓器高壓側(cè)選用200/5的電流互感器，其過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值按常規(guī)公式計(jì)算，Idz為7A即一次動(dòng)作電流為280A。

3 結(jié)論

在實(shí)際工作中，要認(rèn)真校驗(yàn)保護(hù)靈敏度，對(duì)于Y/Y0-12接線的配電變壓器，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)單相接地短路，高壓側(cè)的三相式過(guò)流保護(hù)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)在低壓中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)。而Y/Y0-11接線的配電變壓器，高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)靈敏度則能滿足要求，低壓中性線上不必安裝零序電流保護(hù)。