配電變壓器的熔斷器保護黃紹平（湖南工程學院，湖南湘潭411101）1刖目配電變壓器的過流保護有兩種途徑：一種是利將帶有圓錐形尖頭81的剛性鋼釬8插入內管1的內腔11中，然后順次插入上方校正板7上的校正孔71，再依次穿過各動觸頭片54、55、54的功能孔52.由于校正孔對功能孔偏心的校正，使各動觸片依次向軸線回縮，比較后穿過下方的校正板7的校正孔71，使動觸片回縮圓滿且定位，三相動觸頭盡皆如此。尤其是鋼釬8的外徑與校正孔71和功能孔52公稱尺寸一致，公差為滑配合，因此鋼釬插入后各個校正孔和功能孔基本同軸心。比較后鋼釬與內管固定施力，內管結構便可一次性插入或抽出。

　　4內管結構抽出機構的完善互偏歸正法如所示，如果將管型開關的三相動觸頭組5按120.均布，則它們的功能孔52必互相偏心分點，介紹了熔斷器選擇的基本原則。

　　用斷路器；另一種是利用熔斷器。用熔斷器保護配電變壓器不僅結構簡單、成本低，而且比斷路器保護更有效。短路試驗結果表明，當變壓器內部發生故障布，而使之有一適當的公共透孔區521.此時插入鋼釬8可同樣收到各動觸頭組向心回縮之效。這樣，便省略了校正板。同理，動觸頭還可以有180.兩向對稱或90.四向對稱等等多向分布。

　　4.2雙栓鎖關如中13所示的是兩個球頭絕緣螺栓。其所處位置正是內管首端外管的咽喉關口處。內管軸端處加工一環形半圓開口槽，由雙栓鎖定，使內管軸向定位。

　　欲抽出或裝入內管結構時，只需使雙栓自動松開便可。

　　4.3剛柔兼濟三相管型開關的內管和動觸頭機構是轉動構件，不耐磨也較易于出故障，此為易損件集中的柔性結構；而外管和定觸頭結構是靜態構件，當然不易出故障，本身強度和剛度就很大，設計中又加強之，所以剛性裕度非常高，自然故障概率極小，增加了其可靠性。

　　時，為避免油箱爆炸，必須在20ms內切除短路故障。限流熔斷器可在10m內切除短路故障，而斷路器一般需要三周波（60ms）切除短路故障。斷路器全開斷時間由三部分組成：繼電保護動作時間、斷路器固有動作時間和燃弧時間。

　　歐洲一些電力公司的實踐說明了這一點。德國RE電力公司在配電網中使用的41 000臺變壓器，均采用高壓熔斷器保護，1987年其變壓器發生故障87起，僅出現一次箱體炸開。法國電力公司曾于1960年~1970年做了取消熔斷器保護的嘗試，使用的7500臺變壓器在10年中發生500起故障，其中有50起箱體炸開。在1991年國際配電網會議（CIRED）上，比利時也提供了有力證據。比利時對4萬臺變壓器觀察10年以上，其中975的變壓器通過熔斷器保護，3%的變壓器通過斷路器保護，在整個期間，沒有出現一次箱體炸裂。

　　近年來，熔斷器保護在一些新型變配電設備中得到廣泛應用。

　　2配電變壓器熔斷器保護的形式長期以來，在我國的配電網中，小容量配電變壓器（一般在630kVA以下）大都采用熔斷器保護。戶外315kVA及以下配電變壓器采用跌落式熔斷器（R系列）；戶內630kVA及以下配電變壓器采用RN系列限流熔斷器。

　　近年來，環網供電單元和預裝式變電站（組合式變壓器）在我國的配電網中應用日益增多。這兩種類型的變配電設備大都采用限流熔斷器來保護配電變壓器。

　　2.1環網供電單元環網供電單元常用于環網供電系統，它一般至少由三個間隔組成，即兩個環纜進出間隔和一個變壓器回路間隔，其主接線如所示。它有兩個環纜進出間隔（負荷開關柜），一個變壓器回路間隔（負荷開關一熔斷器組合電器柜）。環纜進出間隔采用電纜進線，是受電柜。它安裝有三工位（合一分一接地）負荷開關，一旦供電線路出現故障時，進出環網間隔可及時切除故障線路，并迅速接通另一正常線路，恢復系統供電。變壓器回路間隔對所接變壓器起控制和保護作用。利用負荷開關一熔斷器組合電器保護變壓器可以限制短路電流，并快速切除變壓器內部短路故障，使變壓器得到更為經濟有效的保護。

　　2.2預裝式變電站預裝式變電站是一種把高壓開關設備、配電變FU??熔斷器F??避雷器環網供電單元主接線壓器和低壓配電裝置按一定主接線方案排布成一體的緊湊式成套變配電設備。預裝式變電站有三種主接線方案，如所示，均采用限流熔斷器對變壓器進行保護。

　　組合式變壓器的特點是將變壓器器身、高壓負荷開關、熔斷器及高低壓連線置于一個共同的封閉油箱內。變壓器器身為三相三柱、三相四柱和三相五柱結構，采用Dyn11或Yyn0聯結，熔斷器連接在“D”外部，如>所示。三相五柱式Dyn11變壓器特點是承載三相不平衡負荷能力強和耐雷特性好，但熔斷器一相熔斷后，會造成低壓側兩相電壓不正常，為額定電壓的1/2.為解決這一問題，有些采用了將熔斷器連接在“D”內部的方法，如b所示。

　　組合式變壓器采用兩組熔斷器串聯進行全范圍保護，一組是插入式熔斷器，另一組是后備保護熔斷器。這兩組熔斷器均是油浸式的，安裝在變壓器油箱內部，經濟可靠，操作簡便。

　　插入式熔斷器為雙敏（溫度、電流）熔斷器，在變壓器低壓側發生短路故障、過負荷及油溫過高時熔斷。當插入式雙敏熔斷器熔斷后，可以在現場方便地更換熔絲。

　　插入式熔斷器是噴逐式熔斷器，開斷電流（一般為2500A）小，但足以開斷變壓器低壓側的短路電流。在運行中，頻繁發生的故障是變壓器低壓側短路，由于變壓器短路阻抗的原因，短路電流被大大限采用插入熔斷器保護具有有效、更換方便和成本低等優點。

　　后備保護熔斷器是限流熔斷器，其開斷電流（31.5kA~50kA）大，具有速斷功能，可在10ms之內切除故障，再加上其限流作用，可以有效地保護變壓器。

　　后備保護熔斷器用以斷開變壓器內部短路電流，主要是在高壓側繞組發生短路故障時保護變壓器。因為變壓器內部短路時，如發生短網故障，短路電流將會很大，一般為2kA~10kA，在此電流下限流熔斷器可以在10ms內迅速切斷故障，將故障變壓器與系統隔離。

　　限流熔斷器的保護范圍為比較小熔化電流（通常為熔斷器額定電流的2~3倍）到比較大開斷電流之間。其安秒特性為陡峭的反時限曲線，短路發生后，可在很短時間內熔斷。

　　插入式熔斷器與后備保護熔斷器的配合如所示。選取熔斷器的原則是：低壓側短路時，高壓側比較大通過電流小于中兩條熔斷器曲線的交叉點電流/eR0SS，就能保護兩個熔斷器有選擇地開斷。

　　3負荷開關與熔斷器的配合環網供電單元和預裝式變電站使用的負荷開關一熔斷器組合電器，其熔斷器帶有撞擊器（撞針）。負荷開關有機械脫扣裝置，熔斷器的撞擊器作用在負荷開關的機械脫扣裝置上時，負荷開關自動跳閘。

　　熔斷器與負荷開關各司其職，其動作應配合得當。負荷開關負責正常負荷電流和過負荷電流的分斷。而對于短路保護，首先由熔斷器動作，開斷短路電流。由于熔斷器一般單相動作，這樣，被保護設備可能處于危險的非全相運行，于是，熔斷器開斷短路電流后，其撞擊器頂開負荷開關的機械脫扣裝置，使負荷開關三相跳閘，從而完成保護作用。

　　關與熔斷器之間的配合做了明確規定。將電流的開斷劃分成四個區域：區域1正常負荷電流范圍。正常負荷電流由負荷開關單獨完成開斷。

　　區域"過負荷電流范圍。電流范圍為（1~3）/（/n.TO為熔斷器熔體額定電流）。在此范圍內，熔斷器承受超過額定電流的過電流。約從2/電流起，熔體動作，但熔斷器尚不能熄弧。只能由熔斷器的撞擊器觸發，使負荷開關動作，三相開斷并熄弧，即在過負荷范圍內，由負荷開關三相開斷并熄弧。

　　一一轉移電流范圍。所謂轉移電流！<，是指熔斷器與負荷開關轉移開斷職能時的三相對稱電流。當/　　區域??限流范圍。當故障電流更大（超過轉移電流區域）時，三相電流都由熔斷器開斷。熔斷器在電流的第一個半波（10ms）就已經動作。這時熔斷器斷開大于轉移電流的電流，負荷開關在撞擊器作用下雖動作，但熔斷器已斷開電流，負荷開關不開斷電流。

　　在選用負荷開關一限流熔斷器組合電器時，轉移電流是一個重要參數，若選用不當，負荷開關不能承受相應的轉移電流，負荷開關就可能會因無力表110kV系統變壓器熔斷器的額定參數承擔開斷兩相短路電流的任務而爆炸。

　　4熔斷器的選擇目前我國使用量比較大和覆蓋面比較廣的高壓限流熔斷器是某廠引進英國Brush公司技術生產的系列產品。其額定電壓為12kV，額定電流為6.3A~125A.其型號有：SDL.型、SFL.型和SKL.型等。S代表保護變壓器用新型熔斷器；D表示熔管直徑為51mm，K、F代表熔管直徑為76mm；L表示熔斷器長度為292mm；表示插入式。其中SDL.型的額定電流有6.3，10，16，20，25，31.5型的額定電流有50，63，71，80和100A；SKL.型的額定電流為125A.SKL.型的分斷電流為31.5kA，SFL.型和SDL.型的分斷電流為50kA.保護變壓器的限流熔斷器的熔體額定電流/N按下式選擇：實際選用中，可按IEC787用于變壓器回路的高壓熔斷器熔體的選擇使用導則的要求進行，熔斷器制造廠家也給出了熔斷器的熔體額定電流與變壓器容量的配合表。10kV系統中不同容量變壓器的熔體額定電流一般可按表1選擇。

　　此外，還要考慮以下兩個問題：在環境溫度為40時，熔斷器的功率損失不得超過75W.對于負荷開關一熔斷器組合電器，要根據熔斷器的安秒特性曲線和負荷開關的開斷時間求出轉移電流，以確定負荷開關是否可以開斷轉移電流。要求轉移電流應小于變壓器低壓側出線端三相短路電流折算到高壓側的值。

　　5結束語限流熔斷器用于配電變壓器保護，不僅經濟，而且有效，它與負荷開關配合使用已成為環網供電單元、組合式變壓器等新型變配電設備控制和保護電器的主流。