关于配电变压器保护方案的研究及日常管理

摘 要：变压器是一种用于交流电能转换的电气设备，它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能，是配电网的主要设备，应用面广量大，其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前，配电变压器保护配置方面还存在许多问题，为了保证用户用上优质、安全电，必须保证配电变压器运行正常，本文论述了配电变压器的保护方案。

关键词：配电变压器 安全 保护措施

配电变压器，指用于配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。我国变压器产品按电压等级一般可分为特高压（750KV及以上）、超高压（500KV）变压器、220-110KV变压器、35KV及以下变压器。配电变压器通常是指运行在配电网中电压等级为10-35KV、容量为6300KVA及以下直接向终端用户供电的电力变压器。

一、配电变压器的保护装置

1、配电变压器采用熔断器作为保护

熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备，它具有经济、操作方便、适应性强等特点，被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kVA以下时，采用熔断器保护，高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护，低压侧使用熔断器作为过负荷保护。

使用跌落式熔断器确定容量时，既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配，又要考虑下限开断容量与安装地点的最小短路电流的容量关系。目前，户外跌落式熔断器分为50A、100A、200A三种型号，200A跌落式熔断器的开断容量上限是200MVA，下限是20MVA，其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行，也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配，熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流，可选为额定负荷电流的1.5～2倍。

配变的短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器来实现。为了有效地保护配变，必须正确选择熔断器的熔体及低压过电流保护定值。高压侧熔丝的选择，应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。熔丝选择原则：

（1）容量在100kVA及以下的配变，高压熔丝按2～2.5倍额定电流选择。

2、配电变压器采用负荷开关加熔断器组合电器作为保护

负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5kA的短路电流，其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路，无论哪种故障，任意一相熔断后，撞针触发负荷开关的脱扣器，负荷开关三相联动，及时隔离故障点，防止缺相运行，顺序是先熔断熔丝，后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护，经济实用，既可以开断负荷电流，实现安全操作需要，还可以在10ms内开断短路电流，切除故障并限制短路电流，能够有效保护配电变压器短路故障。

3、装设避雷器保护，防止雷击过电压

配电变压器是配电网中十分重要的设备，一旦发生雷击损坏事故，就会造成停电，直接影响着工农业生产和人民生活。因此，在条件许可时，最好采用避雷器来保护，在中性点不接地的系统中，也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。但同一配电网络中，所有间隙必须装在同一相导线上，这样既可以节省一只阀型避雷器，而同时又不至于增加线路跳闸的次数。

配电变压器可能出现的过电压分两种情况：

（1）正变换：当雷电波到达Y，y接线的变压器的低压绕组时，中性点所装的击穿保险被击穿，或当雷电波到达Y，yn接线的变压器低压绕组时，都会在外加电压作用下，通过变压器的低压绕组的冲击电流按变比感应出电动势，而使高压绕组的中性点电压升高。

（2）反变换：当10kV侧遭受雷击时，经过避雷器会有较大的雷电流通过，在接地装置上产生电压降，这个电压降同时将作用在低压绕组的中性点并加到低压绕组上，通过电磁感应也会在高压侧出现高电压，对于星形接线的变压器，高压侧中性点上也会出现对绝缘有危险的高电压。另外也可根据具体情况在变压器低压侧加装避雷器或击穿保险器，能进一步提高变压器安全可靠性。

运行经验证明，处在多雷地区的配电变压器，虽然装了阀型避雷器保护，但因雷击引起损坏者仍然不少。根据事故教训，为了减少配电变压器事故，还应根据具体情况采取下列技术措施：

（1）消除配电变压器本身的绝缘薄弱点。在运行中还应加强对变压器绝缘油的试验和分析，因绝缘油劣化会直接导致绕组绝缘的降低，所以发现问题后必须及时进行处理或更换。对配电变压器进行广泛的冲击试验和匝间试验，能有效地发现变压器上存在的绝缘弱点，及时安排检修，能减少雷击损坏事故。

（2）装在木杆线路上的配电变压器，可在变压器进线段内装设保护间隙，或将导线为三角排列的顶相绝缘子的铁脚接地，以降低雷电侵入波的陡度和减少流过阀型避雷器的电流。

（3）也可考虑在配电变压器与阀型避雷器之间，加装一组电感线圈（30匝左右，长24cm，直径20cm，电感值约为100μH），以限制雷电侵入波的陡度，从而降低变压器绕组层间绝缘上的过电压。

二、结语

配电变压器保护配置应根据实际情况考虑熔断器、负荷开关加熔断器、断路器加继电保护装置等多种方案，根据变压器容量和接线形式合理选择保护配置方案，优化配置，确保配电变压器安全可靠运行。除此之外，在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员，一定要做到勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，采取各种措施来加强配电变压器的保护，防止出现故障或事故，以保证配电网安全、稳定、可靠运行。

参考文献：

[1] 李丹娜、孙成普编著， 电力变压器应用技术[M]. 中国电力出版社. 2009（05）.

[2] 谢毓城主编，电力变压器手册[M].机械工业出版社. 出版时间： 2003（02）.

[3]交流熔断器组合电器（GB 16926-1997）[S].北京：中国标准出版社，2001.

[4]崔家佩，孟庆炎.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京：中国电力出版社，1992.

[5]陈曾田.电力变压器保护（第二版）[M].北京：中国电力出版社，1989. 转

[6]赵家礼.变压器故障诊断与修理.第1版.北京：机械工业出版社.1998.

[7]保定天威保变电气股份有限公司.变压器试验技术.北京：机械工业出版社.2001.