10kV宁夏变压器配置合理选择

无论是在环网供电单元、宁夏变压器或是终端用户的室结线方式中, 如宁夏变压器发生短路故障时，配置能快速可靠地切除故障，对10 kV开关设备和宁夏变压器都非常重要。方式的配置一般有两种：一种利用断路器;另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点，以下对这两种方式进行综合比较分析。

1.环网供电单元接线形式

1.1环网供电单元的组成

环网供电单元(RMU)由间隔组成, 一般至少有3个间隔，包括2个环缆进出间隔和1个宁夏变压器回路间隔。

1.2环网供电单元方式的配置

环缆馈线与宁夏变压器馈线间隔均采用负荷开关, 通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。宁夏变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供。实际运行证明，这是一种简单、可靠而又经济的宁夏变压器方式。

1.3环网供电单元配置的特点

负荷开关用于分合额定负荷电流, 具有结构简单、价格便宜等特点, 但不能开断短路电流，高遮断容量后备式限流熔断器为元件, 可开断短路电流，如将两者有机地结合起来,可满足宁夏变压器系统各种正常和故障运行方式下操作的要求。断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行，兼具操作和两种功能，所以其结构复杂，造价昂贵，大量使变压器厂用不现实。环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置，把对宁夏变压器不尽相同的操作与功能分别由两种简单、便宜的元件来实现，即用负荷开关来完成大量发生的负荷合分操作，而采用高遮断容量后备式限流熔断器对极少发生短路的设备起作用，很好地解决问题，既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器，又可满足实际运行的需要。表1列出3种配置方式的技术-经济比较。

10kV宁夏变压器配置方式的合理选择从此可以看出：

a) 断路器具备所有功能与操作功能，但价格昂贵;

b) 负荷开关与断路器性能基本相同，但它不能开断短路电流;

c) 负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合，可断开短路电流，部分熔断器的分断容量比断路器还高，因此，使用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合不比断路器效果差，可费用却可以大大降低。

1.4负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合的优点

采用负荷开关加高遮容量熔断器组合，具有如下优点：

a) 开合空载宁夏变压器的性能好。环网柜的负荷种类，绝大部分为宁夏变压器，一般容量不大于1 250 kVA，极少情况达1 600 kVA，宁夏变压器空载电流一般为额定电流的2%左右，较大的宁夏变压器空载电流较小。环网柜开合空载宁夏变压器小电流时，性能良好，不会产生较高过电压。

b) 有效宁夏变压器，特别是对于油浸宁夏变压器，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比采用断路器更为有效，有时后者甚至并不能起到有效的作用。有关资料表明，当油浸宁夏变压器发生短路故障时，电弧产生的压力升高和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间，油会将压力传给宁夏变压器油箱体，随短路状态的继续，压力进一步上升，致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体，必须在20 ms内切除故障。如采用断路器，因有继电再加上自身动作时间和熄弧时间，其全开断时间一般不会少于60 ms，这就不能有效地宁夏变压器。而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能，加上其具有限流作用，可在10 ms之内切除故障并限制短路电流，能够有效地宁夏变压器。因此，应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来宁夏变压器，即便负荷为宁夏变压器，因熔断器动作快，也比用断路器好。

c) 从继电的配合来讲，在大多数情况下，也没有必要在环网柜中采用断路器，这是因为环网宁夏变压器网络的首端断路器(即110 kV或220 kV宁夏变压器的10 kV馈出线断路器)的设置一般为：速断的时间为0 s，过流的时间为0.5 s，零序的时间为0.5 s。若环网柜中采用断路器，即使整定时间为0 s动作，由于断路器固有动作时间分散，也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。

d) 高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备，如电流互感器、电缆等都可提供。高遮断容量后备式限流熔断器的范围可在最小熔化电流(通常为熔断器额定电流的2～3倍)到最大开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特性，一般为陡峭的反时限曲线，短路发生后，可在很短的时间内熔断，切除故障。如果采用断路器作。必定使其它宁夏变压器如电缆、电流互感器、宁夏变压器套管等元件的热稳定要求大幅度提高，加大了宁夏变压器设备的造价，增大工程费用。

在这里，有必要指出在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时，两者之间要很好地配合，当熔断器非三相熔断时，熔断器的撞针要使负荷开关立即联跳，防止缺相运行。

2.终端用户室接线形式

标准GB 14285—1993《继电和安全自动装置技术规程》规定，选择宁夏变压器的开关设备时，当容量等于或大于800 kVA，应选用带继电装置的断路器。对于这个规定，可以理解为基于以下两方面的需要：

a) 宁夏变压器容量达到800 kVA及以上时，过去多数使用油浸宁夏变压器，并配备有瓦斯继宁夏变压器，使用断路器可与瓦斯继宁夏变压器相配合，从而对宁夏变压器进行有效地。

b) 对于装置容量大于800 kVA的用户，因种种原因引起单相接地故障导致零序动作，从而使断路器跳闸，分隔故障，不至于引起主宁夏变压器的馈线断路器动作，影响其他用户的正常供电。

此外，标准还明确规定，即使单台宁夏变压器未达到此容量，但如果用户的宁夏变压器的总容量达到800 kVA时，亦要符合此要求。

目前，多数用户的宁夏变压器室的接线方案此所示，这是基本的结线方式，在此基础上可以派生出一主一备进线或双进线加母线分段等方式。

从此可知，一般在A处装设断路器，在B处也装设断路器，这样，视继电的配置情况，可以用A或B达到GB 14285—1993《继电和安全自动装置技术规程》的两个要求，在其中1台宁夏变压器需要退出运行时，操作B处的断路器即可实现。

根据有关的理论及现场试验，在B处装设熔断器作为装置更为合理、有效。笔者认为，在采用此的接线方式时，在B处应当装设负荷开关加高遮断容量后备式熔断器的组合，在A处装设断路器，既达到GB 14285—1993《继电和安全自动装置技术规程》的要求，而在B处装设熔断器作为每台宁夏变压器的相间短路，且利用负荷开关又可进行每台宁夏变压器的投切操作，这样，在B处装设的就不是常用的宁夏变压器而是环网负荷宁夏变压器，其造价较低，体积较小，能够有效节省宁夏变压器投资。此外，如果处理好负荷开关转移电流以及与熔断器交接电流的选择，也不排除在B处用每台负荷开关进行对应宁夏变压器零序的可能性。

3.结束语

10kV宁夏变压器的配置主要有断路器变压器厂、负荷开关或负荷开关加熔断器，综合技术-经济性能和运行变压器厂管理因素，无论在10 kV环网供电单元还是在终端用户宁夏变压器单元中，采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载宁夏变压器的性能，能有效宁夏变压器，为此，推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置作为宁夏变压器的方式。