摘要：對配電變壓器的熔斷器保護及Y/Y0接線變壓器、△/Y0接線變壓器的過電流保護進行了分析,提出了完善措施。

關鍵詞： 變壓器，過流保護，靈敏度

前言

變壓器是配電網的主要設備，面廣量大，其安全運行直接影響供電的安全可靠性。當前在配電變壓器的過流保護方面，還存在著一些問題，如：保護不匹配或有死區(qū)，造成超級跳閘、拒動，使事故擴大或惡化，降低了供電可靠性。

目前，我國6～l0kV的配電變壓器，根據(jù)其容量大小，采用熔斷器或繼電器保護。不論那種保護方式，都應考慮保護的靈敏度。

1 熔斷器保護

一般變壓器容量在400kVA以下時，采用熔斷器保護。用熔斷器保護時，一般高壓側使用戶外跌落式熔斷器，作過電流保護；低壓側熔斷器作過負荷保護。在選擇跌落式熔斷器的額定容量時，既要考慮其上限開斷容量與安裝地點的最大短路電流相匹配，還要重視其下限開斷容量與安裝地點的最小短路電流的關系。跌落式熔斷器的下限開斷容量一般為其額定容量的10%～20%，若熔斷器的額定容量選擇過大，其下限開斷值也相應地大，不利于切斷小故障電流。

考慮到高壓熔斷器作為變壓器內部故障的主保護，并包括低壓套管到熔斷器（或空氣開關）一段引線，且為低壓熔斷器的后備保護，應以低壓出口短路（兩相）作為短路電流最小值來選擇其下限開斷容量。為保證熔斷器動作的選擇性或靈敏性的要求，應使其高、低壓側熔體保持一定的關系。為防止過負荷而燒壞變壓器，選用的低壓側熔體的額定電流，可等于（或略大于）變壓器的額定電流進行選擇；高壓側熔體容量在150kVA以下的變壓器，可按其額定電流的2～3倍選擇，150kVA以上的按其1.5～2倍額定電流選擇。

2 繼電器保護

2.1 Y/Y0-12接線變壓器的過流保護

過去，我們選擇的配電變壓器都系Y/Y0-12接線，低壓側三相四線供電，變電室一般為交流操作，采用斷路器控制，配彈簧儲能操作機構，選用兩相或三相式過電流保護，繼電器為反時限型。采用此方案的優(yōu)點是保護簡單、經濟、占地面積校但對于低壓側單相接地短路保護，GBJ《工業(yè)與民用電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定，應采用下列保護之一：a．利用高壓側的過流保護，此時，保護裝置宜采用三相式以提高靈敏性。b．接于低壓側中性線上的零序電流保護。c．接于低壓側的三相式電流保護。

在實際應用時采用高壓側裝三相式過電流保護，有時卻不能滿足靈敏性要求，現(xiàn)舉例說明如下：Y/Y0-12變壓器，低壓側單相接地時，流經高壓側的穿越電流，可以從圖l關系換算，Ld為短路電流；K為變壓器變比。

從高、低壓側的電流分布可知，當?shù)蛪簜葐蜗嘟拥鼗蚪恿銜r，高壓側三相式過流保護裝置，可按短路電流。K的2／3而兩相式過流保護卻按1/3短路來檢驗，故采用三相式來提高靈敏度。單相短路電流，可按下列通式求得。式中，U為網絡額定電壓，V;R小XeN,ZeN為相零回路的總電阻、總電抗、總阻抗，mΩ。三相四線制低壓電網的零序阻抗為相線的零序阻抗與零線的3倍零序阻抗之和，即相零回路阻抗與各序阻抗的關系，一般為：Y/Y0-12變壓器的零序阻抗，因與其所使用的材料及結構形式有較大的關系，應通過實測求得，其值比正序阻抗大得多。

根據(jù)上述公式，經計算，安裝在短路容量為100MVA處的SJI1-560/10（Ud=4％，△Pd=8.99kW）和SJLl-1000/10（Ud=4.5%，△Pd=13.93kW）兩種配電的變壓器，低壓母線單相接地的短路電流，為4.226kA和7.95kA。

在上述變壓器高壓側安裝的過電流保護裝置，當選用100/5的電流互感器和GL11型繼電器，其動作電流值按常規(guī)公式計算，Idz為7A和9A，即一次動作電流為。140A和180A。

利用高壓側三相過電流保護作低壓單相接地保護時，其靈敏度對560kVA變壓器。由此可見，利用高壓側的三相式過流保護裝置，作低壓單相接地保護時，對560kVA和1000kVA的變壓器，均不能滿足靈敏系數(shù)的要求。也就是說，對該變壓器低壓繞組發(fā)生單相接地的內部故障時，保護裝置可能不動作，以致燒壞變壓器，同時還容易發(fā)生觸電事故，危害人身安全。為安全起見，在高壓側過流保護不能滿足要求時，應按規(guī)程規(guī)定在低壓側另裝保護或在低壓中性線上裝設零序電流保護，跳高壓側斷路器，其動作電流，可按中性線不平衡電流不超過變壓器額定電流的25%進行整定。

例如對560kVA變壓器，零序電流互感器的變比為200/5時，啟動電流為：Idz=Kk×0.25/n=1.2×0.25×850/40=6.4A，取7A保護裝置一次動作電流240A，其靈敏系數(shù)為KIm=4226/280=15.09>2?？蛇x用GL-11/10型繼電器，保護裝置的動作時限比下一級增加0.5s。

在我們供電系統(tǒng)實際運行中，從設計部門到運行部門，對Y/Y0接線變壓器低壓側中性線加裝零序電流保護認識程度不夠，還存在著沒有加裝此保護或加裝了此保護而沒有投入運行的現(xiàn)象，從而留下了事故隱患。

2.2 △/Y0-11接線變壓器的過電流保護

隨著城市建設的不斷發(fā)展，越來越多的變電室設計在高層建筑里，為了防火、防爆的要求一般選灑/Y0-11接線的千式變壓器，此種接線的優(yōu)點是：三角形繞組濾掉了由照明設備的鎮(zhèn)流器產生的大量的三次諧波，防止諧波干擾電網；由于△/Y0接線變壓器的零序電抗等于正序電抗，對于低壓側單相接地短路，高壓側裝三相式過流保護，靈敏度滿足要求。舉例說明如下：△/Y0-11變壓器，低壓側單相接地時，流經高壓側的穿越電流，可以換算得出，當?shù)凸蟼葐蜗嘟拥鼗蚪恿銜r，高壓側三相式過流保護按1/Id/K來檢驗。

如安裝在短路容量為134MVA處的SCR-1600/10（Ud=5.55%，△Pd=13.93kW）DYN-11配電變壓器，低壓側母線單相接地的短路電流Id為36.4kA，當變壓器高壓側選用200/5的電流互感器，其過電流保護動作值按常規(guī)公式計算，Idz為7A即一次動作電流為280A。

3 結論

在實際工作中，要認真校驗保護靈敏度，對于Y/Y0-12接線的配電變壓器，當?shù)蛪簜葐蜗嘟拥囟搪?，高壓側的三相式過流保護靈敏度不滿足要求時，應在低壓中性線上裝設零序電流保護。而Y/Y0-11接線的配電變壓器，高壓側過流保護靈敏度則能滿足要求，低壓中性線上不必安裝零序電流保護。