摘要：无论是在环网供电单元、箱式变电站或是终端用户的高压室结线方式中，如配电变压器发生短路故障时，保护配置能快速可靠地切除故障，对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要。因此，本文主要对10kv配电变压器的保护配置方式进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：10kV配电变压器；保护配置；负荷开关
1、高压配电室的接线
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-2006以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062—2008规定：当容量不小于800kVA时选择配电变压器的保护开关设备，应选用带继电保护装置的断路器。可以从两方面理解为这个规定：一方面当配电变压器容量不小于800kVA时，通常会采用配备有瓦斯继电器的油浸变压器，断路器能够和瓦斯继电器共同工作有效地保护变压器；另一方面当配电变压器容量不小于800kVA的用户，出于各种不同理由，导致单相接地出现故障，致使零序保护动作，断路器跳闸、分隔，避免主变电站的馈线断路器动作，导致供电失常。《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285-2006以及《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50062-2008对未达到800kVA容量的单台变压器也做了详细的规定。目前，多数的高压配电室的接线方案都采用一种基本的接线方式，在此基本接线方式上对10kV配电变压器保护配置方式的进行合理选择。
2、环网供电单元接线形式
2.1 环网供电保护的特征
负荷开关具有容易操作、性价比高等特征，可用于额定负荷电流的分合，但没有开断短路电流功能。高遮断容量后备式限流熔断器是具有开断短路电流的保护元件，将负荷开关和高遮断容量后备式限流熔断器有机地进行结合，可以保护配电系统在各类正常或故障情况下运作。应严格按规范和标准进行断路器指标的明确和结构的创造。环网供电普遍采用负荷开关加熔断器组合，通过由两种高性价比的元件来实现对各种不同电器不同的操作和保护，即通过负荷开关完成负荷合分，而对发生短路的设备则采用高遮断容量后备式限流熔断器来保护，能有效的解决问题的同时避免了使用价格昂贵，操作复杂的断路器，相对更经济实用。经过综合比较后，对于10kV配电变压器保护方式，得出以下结论：
a）具备所有保护和操作功能断路器，使用复杂且价格较高；b）负荷开关价格便宜，能实现大部分所需功能，但不具备开断短路电流功能；c）负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）组合，能媲美断路器，但是操作上简单可行，性价比高，适合广泛应用。
2.2 负荷开关加熔断器（高遮断容量后备式限流）的优势
a）性能良好的开合空载变压器。环网柜的负荷种类一般为容量不大于1250kVA的配电变压器，在一些特殊时候可以达到1600kVA。空载电流通常为配电变压器额定电流的2%左右，空载电流与配电变压器容量成反比。环网柜开合空载变压器电流小时，过电压不会过高，具有较好的性能。
b）配电变压器的有效保护。对于配电变压器特别是油浸变压器，相对于断路器，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器更为有效，有时断路器甚至起不到有效的保护作用。根据有关资料显示，短路故障发生在油浸变压器时，电弧产生的压力会升高导致油气化，气化产生的气泡会占用部分的空间，油压增大并会传压力给变压器油箱体，会持续保持短路状态，内部压力持续上升，最终导致油箱体变形或者开裂。因此故障必须在20ms内切除，才能避免油箱体破坏。当采用断路器时，继电保护时间、自身动作时间以及熄弧时间，整个全开断时间一般会超过60ms，油箱体会被破坏。
熔断器（高遮断容量后备式限流）不仅能够限流而且其在10ms之内迅速断开切除故障、从而阻止短路电流，从而能很好的保护变压器。因此，应尽肯能少使用断路器而是用熔断器（高遮断容量后备式限流）来保护电器。在负荷为干式变压器情况下，熔断器也比用断路器更实用，更迅速。
c）在大多数情况下，从继电保护的配合来讲，环网柜中也不是必须使用断路器。环网供电的首端断路器即220千伏或110千伏变电站的10千伏馈出线断路器的设定通常是：时长0.5s的过流保护，时长0s的速断保护，时长0.5s的零序保护。当环网柜用断路器时，因为断路器固有动作时间不集中，所以就算整定时间为0s，也难以保证环网柜中的上一级断路器先动作。
d）熔断器（高遮断容量后备式限流）可有效保护电流互感器、电缆等。熔断器（高遮断容量后备式限流）能在最小熔化电流到断路器无损地开断的最大容量之间进行有效保护。最小熔化电流一般情况下是熔断器（高遮断容量后备式限流）额定电流的两、三倍。限流熔断器的电流-时间特性曲线一正常情况下为陡峭的反时限曲线，发生短路时迅速的熔断。使用价格昂贵的断路器作为保护装置，会大幅度提高其它电器如电流互感器、电缆、变压器套管等元件的热稳定要求，电器设备的费用增加，整个项目的费用增加。负荷开关和高遮断容量后备式限流熔断器组合要相互配合，采用非三相熔断熔断器时，负荷开关要随着熔断器的撞针立即联跳，避免缺相运行。
3、10kV配电变压器保护中的配置及应用
相对于其它断路器，高压断路器功能强大、开断容量较大，通常作为10kV配电变压器的保护装置，但在应用中也存在价格、占地程度、配置和维修复杂等问题。在进行配电变压器保护开关设备选择时，应严格按照相关规定确保选择的断路器符合配电变压器保护要求。
3.1负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护
负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护具有占地面积小、经济成本低、操作过程简单等优点，因此成为10kV配电变压器保护装置的一部分。相对于断路器，负荷开关加高压熔断器所构成的组合电器保护的功能更完善，可分断正常电流和短路电流。在熔断器分断短路电流后，继电保护装置动作就会变得简单，而且熔断器可快速切断故障电流，为维修人员提供更加充足的维修时间。
3.2跌落式熔断器
跌落式熔断器是变电站常用的短路保护开关，其工作原理是通过熔体熔断产生的隔离口实现保护配电变压器的目的，具有价格低、实用性较好、对户外环境适应性强、操作过程简单、可对设备投／切操作进行保护的优点，通常适用于单台容量不大于315kVＡ的配电变压器。另外，跌落式熔断器还有非常清晰的断开点，因此具备隔离开关功能，可有效缩减停电时间和范围，为维修创造良好的安全作业环境。通常，熔断器的额定电流应是熔体额定电流的1.5～2.0倍，其额定电压必须与其它设备的额定电压相匹配。
结语：10kv配电变压器有负荷开关、断路器、负荷开关组合熔断器等保护方式，综合技术、经济、运行、管理方面，选用负荷开关组合熔断器的方式。在10千伏环网供电单元和终端用户高压室接线形式中，既可分合负荷电流，同时能断开短路电流，具备开合空载变压器功能，能有效对配电变压器进行保护。因此，配电变压器保护应大力推广使用负荷开关组合熔断器的配置作为保护方式。
参考文献：
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