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摘要：对于10KV中小容量用户，真空负荷开关-熔断器组合电器的应用渐趋广泛,主要是因为负荷开关-熔断器组合电器电气接线简单、保护动作迅速、维护方便等技术优点以及性价比高。本文重点介绍组合式负荷开关在环网供电系统中的应用。
关键词：真空负荷开关；熔断器；断路器
0引言
对于10KV中小容量且负荷等级不高的用户，在我国，传统采用放射式供电，点对点采用断路器保护的方式。但随着机电设备及保护方案的革新，供电方案越发趋于安全化，经济化。
在应用越来越广泛的环网供电系统中，SF6绝缘的组合式负荷开关设备的安全、易安装、维修少、体积小、价格便宜、安全可靠等优点逐渐体现出来。使得供电可靠性和电压质量得到大幅提高。尤其是对中小容量变压器用户，负荷开关-熔断器组合电器简化了变电所的操作电源和继电保护装置，减少了占地面积，节约了投资，同时也能基本满足运行的要求。
1环网供电系统
现在城市配网大量采用环网供电。环网供电主要分为单电源开环和双电源闭环两种，其中双电源闭式环网供电主要应用在供电可靠性高和负荷等级高的场合，而容量小、重要性不高的场合主要采用开环供电网络，系统结构简单、维护方便。如下图1所示：
图1单电源开式环网供电系统
图1为典型的单电源环网供电系统接线图，箱变1及其后面的箱变成链式结构，电源取自开闭所的同一馈线回路。图中标示不同数字的地方采用不同的高压保护设备，通常在位置1处采用断路器保护，位置2采用独立负荷开关，位置3采用组合式负荷开关器件。
1.1断路器
断路器是电力系统中主要的开关设备，它不仅能在正常操作中安全地切合负载电流，更重要的是可以在故障时可靠和迅速地自动切除短路电流。按照所采用的灭弧介质进行分类，常用高压断路器分为多油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、固体产气断路器和磁吹断路器等多种型号。断路器的主要技术参数和性能有额定电压、额定电流、额定短路电流分断能力、动稳定电流和热稳定电流等，其中最重要的性能包括短路电流的运行分断能力和极限分断能力。在发生短路故障时，断路器可以分断很高的短路电流，从而保护设备与线路的安全。
1.2负荷开关
负荷开关是一种性能介于断路器和隔离开关之间的开关电器，它具有简单的灭弧装置，可以切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。相比断路器，负荷开关的结构简单，有着和隔离开关一样明显的可见断开点。负荷开关与断路器的主要区别在于其不能开断短路电流。因此将负荷开关与高压熔断器配合使用，用负荷开关切断负荷电流和轻微过载电流，故障时，用熔断器切断短路电流及重过载电流，在功率不大或不太重要的场所，这种组合可代替价格昂贵的断路器使用，既可降低投资成本，也使其操作和维护相对简单。
真空负荷开关有较高的技术指标，现已广泛使用在配电网中。其转移电流一般都大于2kA，最大达到3.15kA，一般都能达到20kA，4s的短时耐受电流及50kA的短路关合能力。
1.3高压开关设备的选择
真空高压负荷开关一般用在容量为1250kVA及以下干式变压器且配变空载电流为额定电流2%左右的配电系统中。图1位置3处的开关设备需保护配电变压器及低压设备，在正常操作及故障时能够切断负荷电流及短路电流，于是断路器及组合式负荷开关均可满足要求。但在开断空载变压器时，如断路器的灭弧能力较强，容易出现电流过零前强制熄弧电流截断现象，产生截流过电压。而负荷开关，由于灭弧能力较弱，电弧电流过零前的截流小，由此避免了高的过电压。因此，负荷开关开断空载变压器的性能比断路器好，位置3处选择负荷开关较为合适。但考虑到变电站的重要性及微机保护的需要,1250kVA以上容量的配电系统中，干式变压器保护设备宜采用断路器。变电站10kV馈线容量较大时，配电系统中的线路及设备保护一般采用断路器，而馈线线路中段如位置2处只开断正常的负载电流，线路中的短路故障电流分断任务由位置1处的断路器承担，故2处的开关设备可以采用独立的真空负荷开关。在配电系统设计中，位置1处断路器参数一般设置为速断时间t=0s，短延时过流t=0.5s，零序电流t=0.5s。假定箱变环网柜中位置3处采用断路器，由于断路器固有动作时间的分散性，这样就很难保证末端断路器首先动作而不越级跳闸。组合电器中的限流熔断器只根据短路电流的大小，在极短的时间内切除故障，不会造成越级跳闸。因此位置3处的组合电器的选择更利于电气系统的安全稳定。
2负荷开关-熔断器组合电器
当配电系统出现故障时，由于三相电流不一定相同，以及熔断器产品性能的误差，不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差，如首相切除故障后，负荷开关不能及时分断负荷电流，这样会造成产生转移电流和两相运行，对受电设备造成损害。因此只有负荷开关和限流熔断器配合好才能有效地保护线路。当熔断器的首相熔件熔化时，负荷开关脱扣装置在其撞击器操作下立即断开。在负荷开关性能参数中，转移电流是一个比较重要的技术参数。当故障电流高于转移电流时是熔断器的保护范围，低于交接电流是负荷开关的保护范围。所谓转移电流，是指三相熔断器中有一相首先开断，撞击器击出，此时可能出现另外两相熔断器尚未灭弧开断，而撞击器击出形成负荷开关切断故障电流，原本应由熔断器承担的开断任务，现转移至负荷开关承担。其实转移电流是一个电流区域，由于三相熔断器之间存在熔断时间差，该区域就是转移电流区域。
3总结
10kV配电网中，变电站馈线出口处及1250kVA以上干式变压器的保护开关采用断路器控制。环网配电所的供电单元可以采用结构简单、价格低廉的真空负荷开关控制。c、1250kVA及以下干式变压器的配电系统中，变压器供电单元采用负荷开关-熔断器组合电器。组合电器注意必须能开断转移电流。