关于正确选用变压器熔断器保护的探讨分析

　　熔断器由于结构简单，运行维护方便，价格低廉，所以一直在低压小容量的电网中广泛应用。

　　在高压电网上使用的熔断器，虽有限流式和跌落式等种类，但使用量大的则是户外跌落式熔断器。

　　农村配电网使用的跌落式熔断器。存在着熔管自动跌落，铜铝接触不良，导电系统过热，触头熔焊，熔管变形或烧坏，合闸操作动触头摇摆，特性曲线不稳定，不能可靠动作等问题。甚至造成变压器高压绕组谐振过电压，在断开保障电流时，产生反喷造成相间短路或烧坏熔断器。这主要是由于产品的电气机械.性能、制造质量、选择不匹配和运行维护等方面的原因造成的。为了保证熔断器的安全运行，除对产品质量运行整顿、改进和提高外，还要正确地选择和使用，应符合可靠性、选择性和灵敏性的要求，不致于发生误动和拒动，因此首先要正确地选择其额定电流和额定断流容量。

　　小容量的变压器，一般采用熔断器保护。低压倒熔断器可根据变压器的额定电流并适当考虑其过负荷能力，即熔丝额定电流等于或略大于变压器的额定电流进行选择。变压器高压倒的熔断器，为保证其有选择性地动作，应与低压侧熔断器保持一定的关系：容量在150千伏安以下的变压器，可按其额定电流的2～3倍选择;容量在150千伏安以上的变压器，按其1.5～2倍的额定电流选择。按此原则，320千伏安以下容量的变压器，高压侧熔丝选择可参照表1。


　　熔丝通过的电流与熔化时间(秒)的关系称为安秒特性。也可根据安秒特性进行熔丝选择，要求高低压熔丝安秒特性曲线的时限阶段大于0.5秒。

　　熔断器是一种依靠自身能量灭弧的开断电器，因此选择熔断器时还应考虑其额定断流容量，并与技装地点的实际短路容量相匹配。熔断器的断流容量有上限和下限两个参数，其上限指的就是铭牌额定开断容量(兆伏安)，应高于熔断器按装地点的最大短路电流，若其额定开断容量(即上限)选得过小，而网络短路电流大，就会造成熔管爆炸事故；但其下限和应低于熔断器按装地点的最小短路电流，若其下限选得大千网络短路电流的最小值时，当开断小故障电流过程中，因自身产生的能量过小而不能有效地熄弧，造成不该发生的运行事故。
为便于选择合适的熔断器，根据变电所10千伏母线短路容量的大小，配电线路沿线的短路容量，计算结果如表2，可作为选择熔断器额定开断容量(上限值)参考。


　　根据《10-35kV户外交流高压跌落式熔断器暂行技术条件》，10千伏级熔断器的额定断流容量，规定最小为50MVA，最大为250MVA。

　　选择熔断器的额定断流容量时，往往只考虑网络最大短路电流值与设备上限断流容量相匹配，而忽略最小短路电流与下眼开断容量的关系。实际运行上的某些熔断器事故，恰恰是由于熔断器的下限开断值偏高不能有效地灭弧造成的。考虑到高压熔断器作为变压器的主保护(包括变压器低压套管至低压熔断器一段连线)，且为低压熔断器(或开关)的后备保护，应以低压出口(两相)短路电流来选择其下限。为便于比较，现将配电变压器低压倒零秒三相短路容量的近似计算值列于表3。


　　由表3可知，因小容量变压器的阻抗大，即使变压器高压侧系统具有无限大的容量，其低压倒短路容量的最大值只有7.87兆伏安。熔断器的下限开断容量，一般为其额定容量的20%左右，这就说明，现有10千伏产品的下限开断值都大于安装地点的短路电流最小值。

　　35千伏熔断器也存在这个问题，如安装在短路容量为200MVA的跌落熔断器作为35/10kV1000kVA变压器的保护时。设变压器的阻抗电压为6.5%，则10千伏例短路容量为14.3MVA，而熔断器选用上眼开断容量为200MVA(或250MVA)，下限为40(或50)或20MVA时，产品下限值同样大于安装处的最小短路电流值。在这种情况下，当网络发生低压短路故障时，短路电流通过高压熔丝，使其发热熔断，但在开断过程中，因故障电流低于熔断器的下限开断值，致使自身产生的能量小，不能按时熄弧，而可能将熔管烧坏造成运行事故。为此，建议制造厂尽量降低熔断器的下限开断值，以满足运行要求。

　　熔断器工作的物理过程是，当短路故障电流通过时，熔丝发热，间隙气化后电路被断开，断点间的电压升高，间隙又被击穿，产生电弧，最后使电弧熄灭。因此，熔断器切断过程中也可能产生过电压。这种过电压的幅值与线路电流被切断的情况和被击穿间隙的长度有关。因而在运行上要注意总结熔断器切断过电压的异常现象和发生机率，以及开断小故障电流的能力，积累数据以改善它的性能。