熔断器组合电器选用中的技术分析

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zui大短路电流，控制在zui大短路电流的70%以内，即实际转移电流约为978×70%=68。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、zui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，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：  
    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zui大三相短路电流增加一倍，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，选用组  
    合电器时更应进行转移电流的验算，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。