[关于利用组合电器实现对10kV变压器控制及保护功能的探讨]变压器是利用什么原理
时间：2019-03-29 03:13:52 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着电气线路设计的整体优化和发展，组合电器在10kV变压器控制以及保护中的应用也越来越普遍。然而，关于为何利用组合电器可以实现对10kV变压器控制保护功能以及其发展前景如何，则是每个电网运行管理人员、特别是配网运行管理人员必须了解和掌握的问题。文章通过对10kV配电变压器控制、保护功能要求和由组合电器构成的10kV变压器控制保护功能原理分析，得出以上问题的正确答案。
关键词：组合电器；10kV变压器；保护功能
中图分类号：TM595 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）18
在组合电器构成的10kV变压器控制以及保护功能的具体研究上，针对保护元件断路器加继电器等一些控制系统的整体把握，并结合其具备的体积相对较小，结构很紧密、系统接线比较简单、而且造价比较低等一些优势，可以对组合电器在10kV变电站尤其是箱式变电站中给予广泛的应用，并达到更好的控制和保护效果。
1 10kV配电变压器控制、保护功能要求分析
1.1 10kV配电变压器测量控制方式
对10kV配电变压器的测量与控制方式，一般根据其容量的大小采取不同方式。目前，在有些地区，在容量处于100～315kVA并且供电方案确定为低压计量的用户都可以采用低压计量柜方式来进行计量，对于一些容量在315kVA之上的用户，也可以采用高量计量柜的方式来进行计量。低于315kVA的，可以通过采用跌落式熔断器来实现整体保护，具体的应用办法就是在变压器的设置上，依据现场的条件选择性的放置在杆上变台或者落地的方式。在使用高量计量方式的应用上，可以结合高压配电柜的选型来实现，主要是利用断路器或者利用负荷开关，也就是熔断器组合器来分别实现，通过整体优势的比较，在目前普遍采用的一种方式，就是选用利用负荷开关，也就是熔断器组合电器为主体，更好的实现保护功能，起到更好的作用。
1.2 10kV配电变压器常见故障与保护功能要求
作为10kV配电变压器，其常见故障一般有变压器内部绝缘故障（分为单相和相间绕组故障）、变压器后面低压侧故障或者变压器长期过载烧坏。这些故障会使变压器损坏造成系统运行事故，为防止这些故障对变压器及系统运行带来严重影响，国家GB50062-92规范中对10kV中小容量终端用户配电变压器的保护提出了基本要求。
2 利用组合电器实现对10kV变压器控制保护功能的原理分析
2.1 组合电器及其特点
组合电器，就是将两种或两种以上的电器，按接线要求组成一个整体而各电器仍保持原性能的装置。组合电器，按电压高低可分为低压组合电器及高压组合电器。常见的低压组合电器有熔断式刀开关、电磁起动器、综合起动器等。
从高压组合电器的结构分类来看，可以分解为敞开式与全封闭式两种，在正确理解两种结构类型的具体操作性能基础上，譬如，敞开式高压组合电器，主要是以隔离开关或者断路器为主，实现对电流互感器、电压互感器等一些元件的组合构成；而全封闭式高压组合电器，主要是将组成的各种元件的高压带点部位密封，并且密封在接地金属的外壳之内，通过一些绝缘性能比较好的气体、固体绝缘介质等，更好的依次组成一个完全的整体，主要元件包括有断路器、隔离开关、母线、避雷器等等，并严格按照接线的要求，更好的发挥出组合电器的整体功能。
例如，在工业电力拖动自动控制系统的电动机支路中，只需使用一台由接触器、断路器（或熔断器）和过电流继电器等组合而成的低压电器，即具备远距离控制电动机频繁起动、停止及各种保护和控制的功能。在10kV配电变压器回路中，只需使用一台负荷开关和一组高压熔断器构成的组合电器，即具备对10kV配电变压器控制保护功能。负荷开关-熔断器组合电器在终端用户中应用，不但可以更好的保护10kV配电变压器不受到任何损伤，确保整个电力系统功能的安全运行，同时还能有效降低电力工程中的造价浪费，减少一些安全隐患或者事故发生，更好地提高用电客户的满意度。
2.2 智能系统配置
智能箱变采用的智能型元器件应配置电源、接口器件、通信介质、控制设备（上位机、智能仪表等）以满足智能化的要求。智能箱变为：采用Profibus-DP标准的、开放型的现场总线技术将具有通讯能力的元器件与之连接，从而实现主站通过总线对开关、电网的远程测量、调节、控制、通讯；或采用智能控制仪对高低压侧进行本地或远程的测量、调节、控制、通讯。
2.3 组合开关电器取代高压断路器
组合开关电器具有很多的优势，尤其是高压负荷开关，也就是熔断器组合器，通过高压负荷开关来承担电流以及各种正常工作电流的关合和开断，同时还可以有效的分流出“转移电流”的开断，起到更好的效果。在组合电器的使用上，负荷开关带有三个带触发器的熔断器，在这三个触发器的运行检测下，如果发现一个触发器动作，就会形成联动效应，其余两个触发器也会自动分闸，在这样的有机结合下，可以有效的实现对各种正常以及故障出现的操作保护，在特点的体现上就是结构简单、制作方便、价格适当，能满足当前的整体需要。因此，在选择熔断器的时候，可以充分考虑负荷开关与变压器的参数问题，通过对参数的具体掌握，能更好地起到保护的效果。
高压断路器在具体的应用上，主要是通过切断短路电流，并在整个过程中，经过继电保护的动作时间，在三部分的时间掌握上，也就是分闸时间、燃弧时间、熄弧时间的具体应用，并且保持着三部分的时间约在三周波60ms以上，这样，熔断器就可以在10ms的时间之内有效的切断各种短路故障的电流，并对故障区域的电流给予迅速的隔离，可以大大减少故障的持续时间和影响范围，起到更好的保护作用。
在配电器容量的掌握上，具体范围一般控制在1250kVA至1600kVA之间，因为变压器的空载电流大约在额定电流的2kVa左右，一些比较大的变压器空载电流较小。在采用断路器时，在充分考虑其在空载变压方面的效能，尤其是受到灭弧能力的影响，如果使用具有强大灭弧能力的断路器，就会发生强制灭弧等现象，发生截流过电压的现象，因此，在选择负荷开关组合空载变压器上，可以有效解决这些问题，不会缠上较高过压电流，所以，从不同角度思考，选择负荷开关，也就是熔断器组合器，具有很好的效果，在某些方面还具有更大的优势，在大大降低费用的同时，还能收到更好的保护效果。
3 利用组合电器实现对10kV变压器控制及保护功能应用与发展前景
3.1 缺相运行的解决办法
在组合电器对10kV变压器控制及保护功能上，完全解决缺相运行的办法就是，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。
3.2 智能化低压配电系统的技术应用
低压开关设备智能化装置主要包括电能质量监测、开关控制及电动机控制等。智能化万能式断路器经现场总线与计算机系统连接实现开关保护定值设置、电参量测量与显示、故障与维护信息管理等功能，可测量与显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因素、电度量及报告故障类型、电动机运行维护信息等。由于漏电保护装置的种类不同，可以采取不同的漏电保护方式，可以从漏电保护、选择性漏电保护、漏电闭锁等方式来加强漏电保护的运用，从原理的应用角度来看，可以采用附加直流电源漏电保护。
4 总结
在组合电器对10kV变压器控制及保护功能运用上，通过技术的综合应用，尤其是结合智能操作系统的整体功能深化，围绕对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深入的分析，更好地实现变电箱的整体功能，实现智能化的管理模式，并通过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，实现现代化的变压器控制及保护，其发展前景不可低估。
参考文献
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[3] 刘玉才，李慧石．浅谈低压配电系统中漏电火灾危险性及预防[J]．黑龙江科技信息，2010，（23）．
（责任编辑：文 森）
