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        技術交流
        關于美式箱變的缺相保護
        發布日期:2011-04-06 15:49:47
         

        摘要:分析了美式箱變缺相運行的成因和危害,提出了解決這一問題的辦法。

        1、概述

            隨著我國城鄉電網改造的不斷深入,特別是城市電網逐步實施“電纜下地工程”,美式箱變因其具有:體積小,全絕緣,過載能力強,安裝方便等一系列優點而得到越來越多的運用。從美式箱變在我國的逐步推廣到目前的廣泛使用,大約經歷了不到十年的時間,這說明:一個好產品的發展是勢不可擋的。其間從電力設計部門到制造廠都對該產品在中國的適用性提出了不少看法,這些觀點對美式箱變的國產化、“本土化”都起到了積極的作用。然而,就目前美式箱變實際使用的情況來看,多數未采取缺相保護措施,這說明該產品的缺相保護問題仍未引起電力設計部門的足夠重視,對美式箱變缺相運行的危害性沒有普遍和深刻的認識。而美式箱變在使用的過程中,如果發生低壓單相對地短路等故障或者出現較長時間的過載,特別是夏季高溫過載,都很可能導致高壓一相插入式熔絲熔斷。應該說,這是美式箱變發生幾率較高的事情。故而,本文想通過對這一問題的分析,能引起大家的重視。

        2、美式箱變的使用現狀

           目前國產的美式箱變為適應我國10kV電網特點,普遍采用Dyn11接法。高壓熔絲有放在角內的,也有放在角外的;變壓器鐵芯有三相三柱的,也有三相四柱或五柱的。但通常的做法是三相四柱或五柱的將高壓熔絲放在角內,而三相三柱的美式箱變將高壓熔絲放在角外。

            高壓熔絲放在角內的三相四柱或五柱產品(簡稱角內產品)在目前市場上的應用只占較少部分,該產品是基于“三相互不干擾”的技術觀點而設計的,其特點介紹如下:角內產品的接線方式如圖1所示,當A相熔絲熔斷時,高壓繞組成V型接法,B、C相心柱通過


        正常磁通,A相心柱由于低壓回路的存在,限制了磁通的形成,故認為磁通基本為零。于是B、C相合成磁通在旁軛形成磁回路。最終表現為:低壓Uao=0,Ubo=Uco=U2N。也就是說:高壓A相熔絲熔斷后,低壓a相電壓為零,負載失壓,但另兩相負載能夠正常工作,三相之間可互不干擾?陀^地講,該類產品對于純粹的單相照明、家用負荷有著一定的優越的性,正是由于其一相的故障并不影響到另外兩相的正常供電,因而增強了用電的可靠性。但是對于動力負荷或者照明、動力混用的負荷來講,該種方案有不足之處,主要是缺相時三相動力不能正常工作,甚至燒毀電機。另外,由于三相四柱(或五柱)角內方案變壓器鐵芯的制造比較麻煩,成本也有所增加,這也一定程度上影響了它的廣泛應用。

            目前美式箱變產品的主流仍是三相三柱高壓熔絲角外放置的結構模式(簡稱角外產品),其接線方式如圖2所示。該類產品當高壓A相熔絲熔斷時,可以看出:高壓繞組形成兩條并聯支路,A、C相繞組串聯為一條支路,B相繞組為一支路,線電壓UBC為施加在并聯支


        路上的電源。故A、C相繞組上所加電壓為其額定電壓的一半,而B相繞組所加電壓為額定電壓,故低壓電壓:Ubo=U2N,Uao=Uco=0.5U2N,即低壓三相電壓為一個全電壓,兩個半電壓(實際測試時中性點應可靠接地,以防止電壓飄移)。當以上缺相狀態時間較長(一般為幾分鐘到十分鐘左右),則A、C兩相所帶負載的電器設備如:電機、冰箱、空調,洗衣機等會因嚴重欠壓而燒毀,從而給用戶造成不應有的財產損失,并給供電質量帶來負面影響。   

            通過上述分析,可見現在使用的美式箱變存在缺相運行的現象是一個比較普遍的問題,為了避免可能造成的危害,我們應該采取有效措施,防止缺相運行的發生。

        3、缺相保護的措施

            歐式箱變的應用在我國有著比美變更長的歷史,它也是采用高壓熔絲來對變壓器及其下端設備進行保護的,不同的是歐式箱變的熔絲與負荷開關有著聯鎖機構,只要有一相高壓熔絲熔斷,負荷開關就會三相同時斷開,所以它不存在缺相運行問題。而美式箱變的負荷開關通常為人工機械操動,對于三相三柱高壓熔絲角外放置的美式箱變產品,解決其缺相運行最經濟、可靠的方法便是在低壓室加裝美式箱變專用的智能電子缺相保護器,一旦箱變出現缺相運行狀態,它會通過控制低壓主進開關的失壓線圈令主開關斷開,將二次負荷切斷,從而有效避免了美式箱變缺相運行對用電設備的損害。

            關于缺相保護的控制接線原理見圖3:


         

        4、結束語

            美式箱變缺相運行發生的可能性隨著其投運后使用期的延長而逐步上升,原因是美式箱變的負荷率在逐漸升高,負荷支路及用電的復雜性逐步增加,電氣絕緣會逐漸老化等等。而通過加裝電子缺相保護裝置,可以避免缺相運行可能對負荷設備造成的損害,實質上也是提高了供電的可靠性,由此可見,此舉不論是對供電部門還是對用戶都是有益的。

         
         
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