負荷開關(guān)的正確選用

1、配網(wǎng)中負荷開關(guān)的正確選用時間：2021.02.09創(chuàng)作人：歐陽歷負荷開關(guān)主要用于開斷和關(guān)合負荷電流，也可以將負荷開 關(guān)與高壓熔斷器配合使用，代替斷路器。由于負荷開關(guān)使 用方便，價格合理，因此負荷開關(guān)在10 kV配網(wǎng)系統(tǒng)中得 到廣泛的使用。在設計中合理選用負荷開關(guān)，對保障電網(wǎng) 的安全、可靠運行有著重要意義。1負荷開關(guān)與熔斷器的正確配合負荷開關(guān)與熔斷器的根本 區(qū)別在于，熔斷器具有開斷短路電流能力，而負荷開關(guān)只 作為負荷電流的切換。通常認為，負荷開關(guān)合分工作電 流，熔斷器開斷短路電流。但是當出現(xiàn)故障時，由于三相 電流不一定相同，以及熔斷器允許的誤差，不可避免出現(xiàn) 三相熔斷器之間的熔斷時間差，首相切除

2、故障后，如果負 荷開關(guān)不能及時分斷負荷電流，則會造成產(chǎn)生轉(zhuǎn)移電流和 兩相運行，對受電設備造成損害。帶有撞擊器的熔斷器， 配合具有脫扣裝置的負荷開關(guān)，則可解決缺相運行問題。 當熔斷器的熔件熔化時，負荷開關(guān)脫扣裝置在撞擊器操作 下立即斷開。生產(chǎn)廠多采用四連桿機構(gòu)，當負荷開關(guān)合閘 操作時，合分閘彈簧同時儲能，當四連桿機構(gòu)過死點時， 合閘彈簧的能量釋放，開關(guān)作合閘操作，此時分閘彈簧的 能量仍由半軸機構(gòu)所保持，一旦撞擊器出擊，半軸解列， 分閘彈簧的能量釋放，開關(guān)作分閘操作。因此，在使用中 一定要選擇帶撞針的熔斷器和具有機械脫扣裝置的負荷開 關(guān)。應該指出，使用中的熔斷器多作為后備保護熔斷器，這種熔斷器有一

3、個最小開斷電流，其值為熔斷器額定電流的2.53倍，當小于開斷電流時,后備熔斷器不能開斷此電流,這就是它與全范圍熔斷器的區(qū)別。全范圍熔斷器在引起熔體熔化至額定開斷電流(40 kA)之間，任何電流均能可靠斷開，但其價格貴。當故障電流小于后備熔斷器的最小開斷電流時，熔斷器雖然不能保證其開斷，但熔件會熔斷，其內(nèi)存的撞擊器會擊出，撞擊負荷開關(guān)開斷。例如額定電流為100 A的熔斷器，其最小開斷電流約為250300 A,在此電流區(qū)，熔斷器不能開斷，但熔件熔斷撞針擊出，撞擊負荷開關(guān)跳閘，開斷此電流，如選用600 A的負荷開關(guān)，則可可靠開斷。負荷開關(guān)限流熔斷器組合電器保護變壓器特性好，但只有兩者配合好才能有效。

4、表1列出組合電器內(nèi)熔斷器與負荷開關(guān)的配合，這里將電流劃分為四個區(qū)域。a區(qū)域為工作電流范圍。IInK, InK為組合電器的額定電 流。它小于熔斷器的額定電流InHH,這是由于熔斷器安裝 時的溫度狀況及熱損耗消散受限制，使組合電器不能承受 熔斷器的全部電流。組合電器的額定電流開斷由負荷開關(guān) 單獨完成。負荷開關(guān)三相同時開斷，三相同時熄弧。b區(qū)域為過負荷范圍InHHI3InHH,在此范圍內(nèi)，熔斷 器承受超過額定電流的過電流。約從2InHH起，熔體動 作，但熔斷器尚不能熄弧，熔斷器的撞擊器觸發(fā)，使負荷 開關(guān)動作，三相開斷并熄弧。在這里，熔體動作的含義是 所有熔體至少在一處開斷。這就是說，在過負荷范圍內(nèi)，

5、 由負荷開關(guān)三相開斷并熄弧。c區(qū)域為轉(zhuǎn)移電流ITC范圍約從3InHH起，熔斷器動作后亦可熄弧。在三相電路中，三相熔斷器中一相首先動作，觸發(fā)撞擊器并熄弧。負荷開關(guān)熄滅另兩相中的電流，其他兩相熔斷器可能也動作，但負荷開關(guān)有時動作更快，因此，在轉(zhuǎn)移電流區(qū)域，熔斷器與負荷開關(guān)配合共同完成開斷任務。轉(zhuǎn)移電流是負荷開關(guān)在各自功率因數(shù)下，所能開斷的最大電流，它介于5InHH （小型熔斷器）1.5InHH （大型熔斷器）之間。d區(qū)域為限流范圍，當故障電流更大時（約從20InHH）, 熔斷器在電流的第一個半波就已經(jīng)動作，并將故障電流的 峰值限制到它的允通電流值IDo這是熔斷器熄滅大于轉(zhuǎn)移 電流ITC的電流，負荷

6、開關(guān)在撞擊器作用下雖動作，但不 開斷電流。因此，只有負荷開關(guān)與熔斷器配合得當，組成的組合電器就能夠開斷：負荷開關(guān)額定開斷電流的任何負載電流；組合電器額定短路開斷電流的任何過電流。這就是說，負荷開關(guān)加熔斷器能承擔工作電流和全短路電路之間的開斷任務。2撞擊器操作與轉(zhuǎn)移電流熔斷器通過的電流與熔斷時間呈反時限特性，簡稱安秒特性，當出現(xiàn)過電流時，熔斷器依其安秒特性熔斷。所謂轉(zhuǎn)移電流，是指三相熔斷器中有一相首先開斷，三相熔斷器的熔斷時間差為Dl。當首相動作后，撞擊器擊岀，此時可能出現(xiàn)另外兩相熔斷器尚未滅弧開斷，而撞擊器擊出形成負荷開關(guān)切斷故障電流，原本應由熔斷器承擔的開斷任務，現(xiàn)轉(zhuǎn)移至負荷開關(guān)承擔。熔斷器

7、與負荷開關(guān)轉(zhuǎn)移開斷時，對稱電流就叫轉(zhuǎn)移電流？顯然，轉(zhuǎn)移電流的數(shù)值與熔斷器安秒特性、負荷開關(guān)固定分斷時間有關(guān)。轉(zhuǎn)移電流值可以通過引用IEC-420標準確定。在熔斷器安秒特性時間軸，取0.9倍負荷開關(guān)固分時間，作一平行線，所對應的電流值就是轉(zhuǎn)移電流。例如某真空負荷開關(guān)，其固有分斷時間為28 ms,配用100 A熔斷器，依法求岀轉(zhuǎn)移電流為1880 A,負荷開關(guān)應能開斷此電流。故障電流超過轉(zhuǎn)移電流時，由熔斷器開斷。其實轉(zhuǎn)移電流是一個電流區(qū)域，由于三相熔斷器之間存在熔斷時間差，相對有電流差，因此是一個很小的電流區(qū)域，該區(qū)域就是轉(zhuǎn)移電流區(qū)域。由此可見，負荷開關(guān)與熔斷器的良好配合是可以開斷任何電流。負荷開關(guān)

8、-熔斷器組合電器選用中的技術(shù)問題近年來，在10kV配電變壓器的保護和控制開關(guān)的選用中，由于負荷開關(guān)熔斷器組合電器與斷路器相比具有結(jié)構(gòu)簡單、操作維護方便、造價低、運行可靠等優(yōu)點，從而使組合電器獲得廣泛的應用。在實際應用中，如何正確選用組合電器，負荷開關(guān)、熔斷器與變壓器如何合理選配參數(shù)，是關(guān)系到能否發(fā)揮組合電器作用，保證系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵問題。1、轉(zhuǎn)移電流的校驗由于組合電器的三相熔斷器熔體熔化具有時間差，三 相熔斷器中有一相首先斷開后，撞擊器動作，此時可能出 現(xiàn)另兩相熔斷器尚未熄弧開斷，而撞擊器出擊形成由負荷 開關(guān)切斷故障電流的現(xiàn)彖，即原本由熔斷器承擔的開斷任 務轉(zhuǎn)移給負荷開關(guān)承擔。因此轉(zhuǎn)移電流是

9、指熔斷器與負荷 開關(guān)轉(zhuǎn)換職能時的三相對稱電流。低于該值時，首開相電流由熔斷器開斷，其他兩相電流由負荷開關(guān)開斷。大于該 值時，三相電流僅由熔斷器開斷。轉(zhuǎn)移電流是我們在選用 組合電器時應注意的一個重要指標，假如選用不當，負荷 開關(guān)所能承受的轉(zhuǎn)移電流不足夠，將無力承擔開斷兩相短 路電流的任務而引起開關(guān)的爆炸。負荷開關(guān)通常分為一般型和頻繁型兩種，以空氣為絕緣介 質(zhì)的產(chǎn)氣式和壓氣式負荷開關(guān)為一般型，真空和SF6負荷 開關(guān)為頻繁型，不同的負荷開關(guān)，轉(zhuǎn)移電流的指標各不相 同，一般型負荷開關(guān)的轉(zhuǎn)移電流在8001000A左右，頻繁 型可達15003150Ao配電變壓器的容量不同，相應的轉(zhuǎn)移電流也不相同，實際的轉(zhuǎn)

10、移電流可由變壓器容量進行估算。一般S9-800/10型配變的轉(zhuǎn)移電流為978Ao按照轉(zhuǎn)移電流的定義及結(jié)合負荷開關(guān)的開斷時間和特 性，負荷開關(guān)轉(zhuǎn)移電流要避開最大短路電流，控制在最大 短路電流的70%以內(nèi)，即實際轉(zhuǎn)移電流約為978x70%= 685Ao在分析國產(chǎn)負荷開關(guān)和熔斷器技術(shù)系數(shù)的基礎上， 考慮到產(chǎn)品的離散性，按照轉(zhuǎn)移電流的驗算結(jié)果，以我市 的經(jīng)驗，容量在800kVA以內(nèi)的變壓器，可選用以空氣絕緣 的一般型負荷開關(guān)，容量在8001250kVA范圉內(nèi)的變壓 器，一般選用真空或SF6絕緣的頻繁型負荷開關(guān)。容量大 于1250kVA的變壓器則要求選用斷路器進行保護及控制。 從我市組合電器多年的運行情

11、況來看，安全可靠，情況良 好，一直未出現(xiàn)由于選配不當而發(fā)生事故。2、交接電流指標的選配某些負荷開關(guān)配備有分勵脫扣器供過載等保護跳閘用，即過載時通過繼電保護的方式使負荷開關(guān)跳閘而無須燒毀熔斷器，熔斷器只作短路保護。由分勵脫扣器動作的繼電保護的動作特性與熔斷器的時間電流特性相交點稱之為”交接電流”。交接電流是一種過電流值，低于交接電流的過電流，由分勵脫扣器動作使負荷開關(guān)斷開，高于交接電流時，由熔斷器保護動作。為此選配交接電流參數(shù)較高的負荷開關(guān)，可有效地減少熔斷器的動作次數(shù)，從而大大減少了更換熔斷件的數(shù)量，這具有一定的技術(shù)經(jīng)濟意義。對于真空和SF6負荷開關(guān)，相對具有較高的交接電流值，可以提高交接電流

12、接近轉(zhuǎn)移電流，以充分發(fā)揮此類頻繁型負荷開關(guān)所具有的開斷能力強的優(yōu)勢。3、限流熔斷器的選配在負荷開關(guān)一熔斷器組合電器中，負荷開關(guān)負責正常 電流或轉(zhuǎn)移電流的開斷，熔斷器承擔過載電流及短路電流 的開斷，兩種電器的開斷能力相互配合，才能順利完全開 斷任務，因此限流熔斷器的選配至關(guān)重要。選用的限流熔 斷器應具備分斷能力高、最小開斷電流小、運行溫度低、 時間一電流特性曲線陡悄、特性曲線誤差小等特性。同時 應滿足耐老化、安裝形式多樣、外形尺寸合適等要求。而 且應注意在壞境溫度40C時，熔斷器的功率損失不得超過 75Wo選用熔斷器時，熔斷器的額定電流要與變壓器的容量 相匹配。某些人認為選用額定電流大的熔斷器會

13、更安全是錯誤的，這樣不但造成經(jīng)濟浪費，而且使熔 斷器的”時間一電流特性”變差，保護速度降低，影響熔斷 器的正確開斷保護。按照IEC標準，在10kV系統(tǒng)中，相對 不同容量的變壓器，熔斷器的額定電流一般可按表1進行 選擇：表1熔斷器額定電流10kV變壓器額定容量(kUA) 100 160 250 5008001250熔斷器額定電流(A)8001250熔斷器額定電流(A)80 10016 2525 504、應注意的其它問題(1)對于多臺配變并列運行的系統(tǒng)，在選用組合電器時 要特別注意轉(zhuǎn)移電流的校驗問題，如前所述的校驗計算 中，如果為兩臺同型號、容量的配變并列運行，假如變壓 器二次側(cè)端子短路，此時變壓器阻抗將只有單臺配變系統(tǒng) 的一半，從而使高壓側(cè)最大三相短路電流增加一倍，相應 可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)移電流也隨之增加了一倍。因此對于多臺配 變并列運行的系統(tǒng)，在選用組合電器時更應進行轉(zhuǎn)移電流 的驗算，從而選用轉(zhuǎn)移電流指標滿足要求的組合電器。(2)有下列要求之一的，組合電器均應配置分勵脫扣器實現(xiàn)負荷開關(guān)的快速電動分閘：需設置重瓦斯保護的油浸變壓器。一般情況下，容 量在800kVA及以上的油浸變