中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用

负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题负荷开关--熔断器组合电器选用中的技术问题近年来，在10kV配电变压器的保护和控制开关的选用中，由于负荷开关-熔断器组合电器与断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低、运行可靠等优点，从而使组合电器获得广泛的应用。

在实际应用中，如何正确选用组合电器，负荷开关、熔断器与变压器如何合理选配参数，是关系到能否发挥组合电器作用，保证系统安全运行的关键问题。

1转移电流的校验由于组合电器的三相熔断器熔体熔化具有时间差，三相熔断器中有一相首先断开后，撞击器动作，此时可能出现另两相熔断器尚未熄弧开断，而撞击器出击形成由负荷开关切断故障电流的现象，即原本由熔断器承担的开断任务转移给负荷开关承担。

因此转移电流是指熔断器与负荷开关转换职能时的三相对称电流。

低于该值时，首开相电流由熔断器开断，其他两相电流由负荷开关开断。

大于该值时，三相电流仅由熔断器开断。

转移电流是我们在选用组合电器时应注意的一个重要指标，假如选用不当，负荷开关所能承受的转移电流不足够，将无力承担开断两相短路电流的任务而引起开关的爆炸。

负荷开关通常分为一般型和频繁型两种，以空气为绝缘介质的产气式和压气式负荷开关为一般型，真空和SF6负荷开关为频繁型，不同的负荷开关，转移电流的指标各不相同，一般型负荷开关的转移电流在800～1000A左右，频繁型可达1500～3150A。

配电变压器的容量不同，相应的转移电流也不相同，实际的转移电流可由变压器容量进行估算。

一般S9-800/10型配变的转移电流为978A。

按照转移电流的定义及结合负荷开关的开断时间和特性，负荷开关转移电流要避开最大短路电流，控制在最大短路电流的70%以内，即实际转移电流约为978×70%＝685A。

在分析国产负荷开关和熔断器技术系数的基础上，考虑到产品的离散性，按照转移电流的验算结果，以我市的经验，容量在800kV A以内的变压器，可选用以空气绝缘的一般型负荷开关，容量在800～1250kV A范围内的变压器，一般选用真空或SF6绝缘的频繁型负荷开关。

中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用目录中压负荷开关-熔断器组组合电器及F-C组合电器应用 (1)高压限流熔断器的合理选用与等效替换 (3)高压限流熔断器的性能特点 (3)SF6负荷开关＋熔断器组合电器的性能特点 (3)高压限流熔断器选用应考虑的问题 (4)高压限流熔断器等效替换应考虑的问题 (6)电容器组保护配置及整定计算方案实例 (8)引言 (8)1电容器运行中的应注意的问题 (8)2电容器组的保护配里方案 (9)3电容器组的保护整定计算方案 (11)4结论 (13)电容器组熔断器保护配置分析 (14)1.引言 (14)2.熔断器误动问题分析 (14)2.1熔断器温升超标 (14)2.2我国熔断器温升超标原因 (15)2.3我国熔断器可靠系数 (16)2.4现行熔断器时间-电流特性存在的起始熔化电流现状 (17)3.正确选择熔断器额定电流 (18)3.1熔断器特性 (18)3.2熔丝额定电流（I）选定 (18)nf4.结论 (19)限流熔断器的配合 (20)1概述 (20)2环网柜中的负荷开关+熔断器的必要性 (20)3负荷开关与熔断器的配合 (21)一种新型的真空接触器-熔断器组合电器（F-C回路） (25)高压真空接触器电气控制回路的优化设计 (30)1问题的出现及其原因分析 (30)2解决方案 (34)3结束语 (36)高压真空接触器-高压限流熔断器组合电器在发电厂中的应用 (38)1高压真空接触器 (38)1.1真空接触器的形式 (38)1.2真空接触器的开断原理 (38)1.3真空接触器的动作原理 (39)1.4真空接触器的额定参数 (39)1.5真空接触器主要优点 (40)1.6接触器用真空灭弧室 (40)2高压限流熔断器 (40)2.1额定电压选择 (40)2.2额定电流选择 (41)2.3电动机的保护和熔断器的选择 (41)2.4变压器的保护和熔断器的选择 (43)2.5电容器组的保护和熔断器的选择 (43)3F-C回路的应用实例 (45)4结论 (46)F—C回路中高压限流熔断器参数的选择及动热稳定验算 (47)1影响F-C回路中高压限流熔断器参数的因素 (47)1.1外部因素及环境对高压限流熔断器参数的影响 (47)1.2真空接触器与高压熔断器特性配合要求及满足安全运行的基本条件 (48)2保护电动机用高压限流熔断器参数选择及计算 (48)2.1高压熔断器参数选择原则 (48)2.2参数计算 (50)电力电容器的保护与管理的研究 (55)一、电力电容器的保护 (55)二、运行中的电容器的维护和保养 (56)三、电容器在运行中的故障处理 (57)四、处理故障电容器应注意的安全事项 (57)高压限流熔断器的合理选用与等效替换在12kV系统中，SF6负荷开关＋熔断器组合电器用以保护变压器时，高压限流熔断器的如何合理选用与等效替换。

负荷开关熔断器组合电器的保护（经验总结）民用建筑的10/0.4kV变电所设计中，对于变压器容量不大的情况下，高压侧经常采用负荷开关-熔断器组合电器作为保护，那么多大容量以上的变压器就不能采用这种保护方式呢？以及采用这种保护方式会有什么其他的问题？下面是对变电器高压侧采用负荷开关、熔断器保护的简单分析，希望大家对负荷开关熔断器组合电器的保护加深下了解，不恰当之处敬请指正，谢谢！（1）采用负荷开关-熔断器组合电器（配有撞击器）负荷开关-熔断器组合电器分为以下两种：■一种是由一组三极负荷开关及配有撞击器的三只熔断器组成，任一只撞击器的动作都会引起负荷开关三极全部自动分闸；■一种是由配有脱扣器的三极负荷开关和三只熔断器组成，由过电流脱扣器触发联动负荷开关的自动分闸。

对于这类安装有撞击器或过电流脱扣器的负荷开关，应该进行转移电流和交接电流的检验。

下面来谈谈负荷开关+熔断器组合电器的转移电流和交接电流。

1）负荷开关-熔断器组合电器的转移电流依据国标GB16926-2009《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》对转移电流的定义为：在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。

在出现三相短路故障时，故障电流会使熔断器件最快的一相熔化，成为首开极，熔断器的撞击器动作使负荷开关分闸，其余两极承受87%的故障电流，该故障电流由负荷开关开断，或者被剩下的两相熔断器开断。

也就是说，当预期短路电流低于转移电流时，首先开断极的电流由熔断器开断，而后两相电流由负荷开关开断；当预期短路电流高于转移电流时，三相短路电流均由熔断器开断。

2）额定转移电流和实际转移电流的确定额定转移电流（I tn）是组合电气中负荷开关能够开断转移电流的最大均方根值（有效值）。

额定转移电流（I tn）由制造厂家提供，以施耐德SM6中压开关柜为例，其额定转移电流为1750A（三次开断能力）。

实际转移电流（I ts），制造厂家往往未能提供，则需根据变压器容量和所采用的熔断器规格来计算确定，依据国标GB16926-2009《高压交流负荷开关-熔断器组合电器》，实际转移电流可以确定为：熔断器的最小时间-电流特性上弧前时间等于0.9To的电流值。

组合电器(负荷开关—熔断器)在电网改造中的应用及相关技术城网、农网的改造，涉及众多的配电变压器，解决好变压器的保护问题是电网改造的重要内容，直接影响电网的供电质量。

1 负荷开关与熔断器的正确配合才可收到保护效果负荷开关与熔断器根本区别在于熔断器具有开断短路能力，而负荷开关只作为负荷电流的切换(当然也应具有一定的开断能力)。

通常认为，负荷开关合分工作电流，熔断器开断短路电流。

但是当出现故障时，由于三相电流不尽相同，以及熔断器制造上的允许误差，不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差，即有首开相。

首开相切除故障后如果负荷开关不能及时分断负荷电流，则会造成产生转移电流和两相运行对受电设备损害。

带有撞击器(俗称撞针)的熔断器配合具有脱扣装置的负荷开关则可解决缺相运行问题。

当熔断器的熔件熔化时，熔断器内存的撞击器以一定的能量击出(通常为1.5焦耳)，负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即三相断开。

据了解生产厂多采用四连杆机构，当开关合闸操作时，开关中合分闸弹簧同时储能，当四连杆机构过死点时，合闸弹簧的能量释放，开关作合闸操作，此时分闸弹簧的能量仍由半轴机构所保持，一旦撞击器出击，半轴解列，分闸弹簧的能量释放，开关作分闸操作。

因此，工程中应用一定要选择带撞针的熔断器和具有机械脱扣装置的负荷开关。

应该指出，工程中所用的熔断器多系后备熔断器，这种熔断器有一个最小开断电流，其值约为熔断器额定电流的2.5～3倍，当小于开断电流时，后备熔断器不能开断此电流，这就是它与全范围熔断器的区别。

全范围熔断器在引起熔体熔化至额定开断电流(40kA)之间任何电流均能可靠断开，但其价格昂贵，一般不采用。

当故障电流小于后备熔断器的最小开断电流时，熔断器虽然不保证其开断，但熔件会熔断其后内存的撞击器会击出，撞击负荷开关开断。

例如额定电流为100A的熔断器其最小开断电流约250～300A，在此电流区，熔断器不能开断，但熔件熔断撞针击出，撞击负荷开关跳闸开断此电流，如选用600A的负荷开关，则可可靠开断。

中压系统F＋C组合回路熔断器的选择方法2005年1月第6卷第1期电力设备ElectricalEquipmentJan.2005V oI.6NO.1中压系统F+C组合回路熔断器的选择方法李锡芝(华东电力设计院,上海市200063)摘要:文章扼要地论述了发电厂中压厂用电系统中,熔断器和真空接触器(F+c)组合回路熔断器及回路电缆截面的选择原则和方法,以及需要注意的问题.文中较详细地介绍了根据变压器励磁电流峰值,变压器额定电流,二次侧故障电流等因素选择变压器熔断器的原则与方法,以及工程上电缆截面选择方法.文中还介绍了熔断器保护特性的配合原则.关键词:中压系统;熔断器与真空接触器组合;熔断器选择;电缆截面选择中图分类号:TM621.71通常将由中压熔断器(F)与真空接触器(C)组合而成的回路,简称为F+C组合回路.F+C组合回路常作为中压系统中,小容量电动机和变压器回路的开断设备.熔断器参数的选择,取决于熔断器本身的型式和被保护设备的种类.工程设计中,常常为熔断器额定电流和电缆截面的选择而感到困惑.本文简要讨论了熔断器和电缆截面的选择方法.1F+C组合回路应考虑的主要因素设计时应考虑的主要因素有:①熔断器的额定电压应大于或等于电网电压;②熔断器的额定5-)-断电流应大于或等于安装点的最大短路电流;③应考虑设备特性的容差,以获得良好的保护效果;④如果熔断器通风不良, 必须校验其稳态温升,以便保证其温升不超过标准值,必要时,熔断器应降低额定值使用;⑤熔断器,接触器和保护装置的过负荷保护特性三者之间应良好匹配.2保护变压器的熔断器2.1熔断器须满足的要求(1)能耐受正常负荷和可能引起的过负荷.(2)能耐受变压器的励磁涌流.(3)能分断变压器二次侧出口的短路电流,并应与低压侧的熔断器或断路器选择性配合.(4)若有必要,应能可靠躲过变压器低压侧电动机的成组自起动.2.2变压器的励磁电流峰值熔断器0.1s的熔化电流,m..应大于或等于l4倍变压器的额定电流,即..≥14故令峰值电流为,B=I/14≥(1)2.3稳定负荷和过负荷在正常环境(即不超过40℃)的环境温度下,熔断器的额定电流不应小于1.3倍变压器额定电流,以避免其装入开关柜后温度升高而引起的降容影响.一般情况下,熔断器额定电流,州选择范围在1.3≤,FH≤1.5(2)如果变压器按连续过负荷设计,则熔断器的额定电流不应小于1.3倍过负荷电流,T|.因此,作为一般的准则,熔断器额定电流应选择的范围为1.3,T|≤≤1.5,T|(3)2.4变压器二次侧的故障电流从切除故障的观点来说,故障电流不应小于熔断器的最小熔断电流厶I≥I而=/ud%式中,il,%为变压器的阻抗(标幺值).令,^=,3il,%,贝Ⅱ≥,^(4)由式(1)和(4)可见,变压器额定电流的范围为,^≤≤,B(5)由式(5)表明,熔断器额定电流与负荷电流之间不存在直接的关系.因此,对于用于变压器的熔断器,可以用临界参数,^和,B来表示其特征,前者与最小熔断电流有关,后者与0.1s熔化电流有关.2.5熔断器的选择实际工程中,可按以下步骤选择熔断器:(1)先按式(2)选择熔断器额定电流.如果安装和运行条件不明确,则可按1.5来选择.(2)再按式(5)校验熔断器的额定电流.如果所选熔断器不满足要求,则可选高一档额定电流的熔断器,并重新校验.(3)校验与低压侧断路器的短路短延时特性是否配合.2.6举例说明(1)变压器参数:6kV,200kV A,额定电流=19.2A,"d%=5%.(2)熔断器选择.按式(2)≥1.3,=1.3×19.2=25A初步选用25A/7.2kV熔断器.熔断器的有关56电力设备第6卷第1期参数如下熔断器0.1s的熔化电流I.=230A,熔断器的最小熔断电流Is=112A.按式(5)校验,≤,TN≤,B,^=,3"d%=112×5%=5.6AIB=IFo.1/14=230/14=16.4A<ITN校验结果:该熔断器不能满足式(5)的要求.改选高一级额定电流的熔断器,即40A/7.2kV.该熔断器的有关参数为:熔断器0.1s的熔化电流I.=400A,熔断器的最小熔断电流,3:180A,再按式(5)校验,^=180×5%=9AIB=400/14=28.6A>ITN校验结果:该熔断器能满足式(5)的要求.3保护电动机的熔断器熔断器作为保护电器,能对中压电动机提供部分保护作用.选择保护电动机的熔断器,必须考虑电动机和配电网二方面的因素.3.1电动机方面的因素(1)电动机的起动电流,d.通常,电动机的起动电流或称堵转电流是用起动电流与额定电流,N的倍数来表示的.直接起动的中压电动机,d/IN=6～6.5. (2)起动时间t.电动机的起动时间取决于被驱动设备(如泵与风机)的转动惯量(GD).一般情况下,泵类电动机起动时间比较短,只有几秒;风机类电动机的起动时间比较长,有的长达20s以上.在大容量机组F+C的实际使用范围内,电动机的起动时间可取t=10s.该值是偏于安全的.(3)电动机连续起动次数.按国家标准规定,用户如果没有提出特别的起动次数要求,电动机按冷态连续起动2次,热态起动1次设计.熔断器的电流一时间特性,应可靠避开电动机的起动过程,而熔断器累积的热效应与电动机连续起动次数有关,因此,在选择熔断器时必须考虑连续起动次数的因素.3.2配电网方面的因素(1)额定电压.中压电动机的额定电压不超过11kV.11,10,6.6,6kV均为IEC规定的标准电压.可选用的熔断器额定电压小于12kV.国内制造12,7.2kV2种额定电压的熔断器,分别用于10kV和6kV2种系统.(2)熔断器安装处的短路电流.目前,大容量机组中压厂用电系统短路电流水平有40,50kA2种.熔断器的预期分断能力,应不小于熔断器安装处的最大短路电流.(3)熔断器额定电流.如前所述,熔断器的额定电流取决于电动机的起动电流,起动时间和允许的连续起动次数.通常情况下熔断器制造商均根据熔断器的特性,编制出曲线或图表,方便用户正确选择熔断器.3.3电动机保护熔断器选择曲线的编制原则和方法电动机保护熔断器选择曲线如图1所示.该曲线的编制原则和方法如下:IN{Ald/S-\熔线(\jPN=500kWPN/kW(点点334A'lJ\\\】o,礁\第1组曲线A点:=500kW;脯:1N=556A;(1点:ld=334AD点:td=lOS;选用160A熔断器图1电动机保护熔断器选择曲线示意图(1)第1组曲线.电动机额定功率P(kW),额定电压(kV),额定电流,N(A)之间的关系P..I=—_=一(6)一J,7./3COS,咖式中,cos为电动机的额定功率因数,取COS咖=0.92;为电动机的额定效率,取=0.94.已知电动机的额定功率和电压,由该曲线可获得电动机的额定电流,(A).(2)第2组曲线.该曲线表示电动机额定电流(A),起动电流倍数Id/l,起动电流,d之间的关系.按电动机额定电流和已知起动电流倍数,查该曲线可获得起动电流,d(A).(3)第3组曲线.按电动机起动电流,起动时间,从该曲线上可找到合适的熔断器额定电流.编制第3组曲线时,一般假定电动机在1h内起动6次,或连续起动次数P为2次.1)如果实际使用中,1h内的起动次数大于6次,则起动时间应按t=修正,也就是说,有可能需要适当放大熔断器的额定电流,以防止多次起动而使熔断器熔断.2)如果连续起动次数P超过2次,则起动时间应按t=譬修正.3)如果电动机不是直接起动型的,则由上述图表求出的熔断器额定电流,有可能小于电动机的满载电流.此时,应按1.1～1.2倍电动机满载电流来选择熔断器的额定电流,以避免熔断器装入开关柜后的降容影响.4熔断器保护特性的配合原则以电动机为例,熔断器保护特性的配合原则可以经验交流李锡芝:中压系统F+C组合回路熔断器的选择方法57用图2表示.由图2可见:01001HA1一保护装置过负荷保护特性上限;2一保护装置过负荷保护特性下限; 3一熔断器特性;411A和电缆的热稳定极限;5一电动机起动电流特性; 6一接触器的额定分断能力;7接触器的热极限曲线;A和B一配合裕度;D电动机最大允许堵转时间图2熔断器保护特性的配合原则(1)熔断器的电流一时问曲线,应位于电动机起动电流曲线的右侧.(2)熔断器的额定电流必须大于电动机的工作电流.(3)相对于熔断器特性曲线上点c的电流,应大于其最小熔断电流,如果不能满足,则低于最小熔断电流的任何过负荷电流,在150ms以内靠接触器来分断,以防止熔断器过热而导致烧毁.(4)接触器的额定分断电流必须大于熔断器的最小分断电流.通常情况下,前者为8倍接触器额定电流,后者为2～6倍,.(5)在最大系统故障电流时,熔断器的限流电流不应超过接触器的额定峰值电流.(6)熔断器的电流一时问曲线,应位于接触器热极限曲线的左侧.美国电站中,要求F+c回路的接触器的热极限至少为l5倍熔断器额定电流,时,时间为1S;6倍熔断器额定电流,时,时间为30S.德国SIE—MENS公司3TL61,7.2kV,4O0A熔断器1S时的额定短时电流为8kA,即20,…有些制造商能提供接触器的热极限曲线,即允许短时电流和时间的关系曲线. 5关于F+C回路的电缆截面选择众所周知,电力电缆截面主要取决于载流量,短路热稳定,电压降,经济性,机械强度,制造上的最小截面等因素.本文仅讨论F+C回路的电缆短路热稳定截面问题.图2表明,电缆的热稳定极限应位于熔断器特性曲线的右侧.当馈线回路发生短路故障时,在熔断器熔断切除故障后,电缆不应因过热而遭到损坏.为简单起见,短路发热过程可按绝热过程考虑,其短路热稳定截面可按下式计算.s≥(7)式中,S为电缆最小短路热稳定截面,咖;J为涉及熔断器限流作用后的短路电流对称分量有效值,A;t 为熔断器的熔断时间,S;为与电缆绝缘和导体材料有关的常数.对于铜芯交流聚乙烯(XLPE)电缆,后取143;铜芯乙丙橡胶绝缘电缆,后取141.按式(7)计算出的电缆截面往往比较小的.工程上F+C回路的电缆最小短路热稳定截面建议选用>~50mm.具体截面应视熔断器和接触器规格,电动机驱动设备的类型,以及保护装置热过负荷保护特性而定.因熔断器的熔断时间比较长,所以应特别注意校验熔断器处于低分断电流时的热稳定截面.外高桥电厂二期(2×900Mw)工程中,汽机岛承包商德国SIEMENS公司计算出S一11mm,但按SIL程经验,实际选用了S为70mln的铜芯交流聚乙烯电缆.6结束语熔断器是实现变压器,电动机和电缆等保护的重要手段.熔断器的可靠保护和电缆的安全运行对减少电力系统事故具有重要作用.因此对于熔断器和电缆截面的选择务必认真对待,不仅要考虑诸多因素,还要注意熔断器保护特性的配合.电缆截面不计算值往往偏小,熔断器的熔断时间又比较长,因此应特别注意校验熔断器处于低分断电流时的热稳截面.收稿日期:2004—05—08作者简介:李锡芝(1943一),男,高级工程师(教授级),长期从事发电厂电气设计和研究工作.(责任编辑赵杨) SelectionMethodofFuseinCombinationofFuseandContactorinMediumV oltageSystem UXi—zhi(EastChinaELectricPowerDesignInstitute,Shanghai200063,China)Abstract:Thepaperbrieflydescrt~theselectionpmciplesandmethodoffuseandcablesectio n缸combkmtionoffuseandvacuumcontactor(F+C)forelectricalauxi~arysystem缸powerplant,andtheproblemstobenoticed.Theprinciplesandmethodofseleetmg订ansf-0nnerfusewerehtroducedaccordhgtothefactorssuchaspeakvalueof们nsf-0nnerexcitationcurrent.ratedcurrentandsee-ondaryfaultcurrentof仃a】f-0nner.andtheselectionmethodofcablesectionforengineeringWasdescrtmd.Thecoordha ationprincipleofthefuseprotectioncharacteristicsWasalsohtroduced.Keywords:mcdmvohgesystem;combkmtionoffuseandvacuumcontactor;fuseseleetion;s eleetionofcablesection。

负荷开关和熔断器组合电器在配电变压器保护中的应用1 概述环网柜中采用负荷开关和熔断器组合电器对配电变压器进行保护。

正常情况下，负荷开关分、合负荷电流；当变压器发生短路时，熔断器可在10ms 内切除故障。

断路器保护配电变压器时，其切断时间由继电保护时间、断路器固定分闸时间和燃弧时间构成，一般需要40到60ms，其切断时间远大于熔断器的切断时间，这是采用负荷开关和熔断器组合电器对变压器进行保护的明显优点。

同时，环网柜体积小、结构相对简单、运行维护工作量少、成本较低等优点，适用于10KV环网供电、双电源供电和终端供电系统，也可用于箱式变电站。

但是，环网柜的保护功能简单，不适用于对保护和自动化要求较高的场所使用。

2 负荷开关和熔断器组合电器工作原理负荷开关和熔断器组合电器是由一组三极负荷开关及配有撞击器的三只限流式熔断器组成的，任何一个撞击器的动作都会引起负荷开关三极全部自动分闸；也可以是由一组配有脱扣器的三极负荷开关和三只限流式熔断器组成的，由过电流脱扣器或并联脱扣器触发来操作负荷开关的自动分闸。

环网负荷开关柜中的熔断器，一般选择带有撞击器的熔断器，这也是本文介绍内容。

负荷开关和熔断器组合电器，当采用撞击器操作负荷开关分闸时，在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值称为组合电器的额定转移电流。

当预期短路电流低于组合电器的额定转移电流值时，首开相电流由熔断器开断，而后两相电流由负荷开关开断；当预期短路电流大于额定转移电流值时，三相电流仅由熔断器开断。

3 负荷开关和熔断器组合电器与变压器配合（1）确定实际转移电流负荷开关熔断器组合电器的实际转移电流，取决于熔断器触发的负荷开关分闸时间和熔断器的时间一电流特性。

对于给定用途的组合电器，其实际转移电流可由厂家提供，当厂家不能提供时可按以下简化方法确定。

T m=0.9T0，其中，T m为三相故障电流下首先动作的熔断器在最小时间一电流特性曲线上的熔断时间，T0为熔断器触发的负荷开关分闸时间，一般可取0.05s。

负荷开关2熔断器组合电器的选用中山电力工业局 叶慧萍　李力杭中图分类号:TM 563,TM 56412 文献标识码:B 文章编号:100626357(2002)0320043202 近年来,在10kV 配电变压器的保护和控制开关的选用中,由于负荷开关2熔断器组合电器与断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低和运行可靠等优点,从而获得广泛的应用。

在实际应用中,如何正确选用组合电器,负荷开关、熔断器与变压器如何合理选配参数,是关系到能否发挥组合电器作用,保证系统安全运行的关键问题。

1　转移电流的校验由于组合电器的三相熔断器熔体熔化具有时间差,三相熔断器中有一相首先断开后,撞击器动作,此时可能出现另两相熔断器尚未熄弧开断而撞击器出击,形成由负荷开关切断故障电流的现象,即原来由熔断器承担的开断任务转移给负荷开关承担。

因此转移电流是指熔断器与负荷开关转换职能时的三相对称电流。

低于该值时,先断开一相的电流由熔断器开断,其他两相电流由负荷开关切断。

大于该值时,三相电流都由熔断器开断。

转移电流是我们在选用组合电器时应注意的一个重要指标,假如选用不当,负荷开关所能承受的转移电流不足够,将无力承担开断两相短路电流的任务而引起开关的爆炸。

负荷开关通常分为一般型和频繁型两种,以空气为绝缘介质的产气式和压气式负荷开关为一般型,真空和SF 6负荷开关为频繁型。

不同的负荷开关,转移电流的指标各不相同,一般型负荷开关的转移电流在800～1000A 左右,频繁型可达1500～3150A 。

配电变压器的容量不同,相应的转移电流也不相同,实际的转移电流可由变压器容量进行估算,下面就以一台S 92800 10的变压器为例,其额定容量S N =800kVA ,额定电压比为1015 014kV ,阻抗电压百分数U K %=415。

转移电流的校验计算如下:(计算忽略系统高压阻抗)变压器阻抗为:X T =U K %×U N 2÷(100×S N )=415×10152÷(100×018)=6128假设变压器二次侧端子短路,高压侧最大三相短路电流为:I d ″=U N ÷(31 2×X T )=1015÷(31 2×612)=978A按照转移电流的定义及结合负荷开关的开断时间和特性,负荷开关转移电流要避开最大短路电流,一般控制在最大短路电流的70%以内,即实际转移电流约为978×70%=685A 。

负荷开关-熔断器组合电器在变压器保护中的应用近年来，福建省莆田经济一直在持续稳步地增长，投资环境的日益改善吸引了越来越多的企业在莆田落户。

而电气工程的造价与变压器的保护配置方案、电气设备的选型是息息相关的，本文通过对10 kV配电变压器保护配置方案的综合比较分析，以及对负荷开关-熔断器组合电器在正确选用时一些相关事项的介绍，论述了负荷开关-熔断器组合电器在终端用户中应用的合理性和发展前景，目的是一方面做到有效保护10 kV配电变压器，保证电力系统的安全运行水平；另一方面可以降低工程的整体造价，减少用户的投资成本，提高用户的满意度水平。

1 10 kV福建省电力有限公司要求永久性用电的用户计量柜的设计选型是：凡容量在100～315 kVA（不含315 kVA）且供电方案确定为低压计量的用户应采用低压计量柜方式计量，容量在315 kVA及以上的用户应采用高压计量柜方式计量。

电气设计人员就依据该原则考虑是否配置高压柜对变压器进行保护，一般大部分设立专用变压器的用户，高压供电系统为10 kV系统，10 kV配电变压器的保护配置方案通常有以下几种：用户容量小于315 kVA的，考虑采用跌落式熔断器进行保护，变压器的位置根据现场提供的条件选择放置在杆上变台或落地的方式。

用户容量在315 kVA及以上时，由于要求使用高压计量柜，就涉及到高压配电柜的选型问题。

此时变压器保护配置方案一般有两种：一种是利用断路器；另一种则利用负荷开关-熔断器组合电器。

这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点，目前的情况是并存选用。

本文着重对这两种方式进行综合比较分析。

2 -2.1高压负荷开关-熔断器组合电器是由高压负荷开关来承担过载电流（此过载电流对高压负荷开关来说，仍在高压负荷开关额定开断电流的范围内）和正常工作电流的关合和开断，并且还要求承担“转移电流”的开断。

而变压器高压侧的短路保护和过载保护由熔断器来承担。

这是一组负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相同时自动分闸。

Ｚｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇ　ｙｕ　Ｙａｎｊｉ机电信息　２０１５年第９期总第４３５期　３７　负荷开关—熔断器组合电器的应用探讨魏建荣（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞５２３０００）摘　要：结合工作案例，阐述负荷开关—熔断器组合开关在变压器短路故障保护中的作用，依据国家标准，针对撞击器操作的组合电器及其转移电流、脱扣器操作的组合电器及其交接电流等技术特性展开分析，最后通过对变压器３个保护配置方案的对比，总结出脱扣器操作的组合电器具有投资成本小、运行成本小、动作速度快及防止越级跳闸等特点，具有较大的实际运用价值。

关键词：负荷开关—熔断器组合电器；应用；断路器０　引言目前变压器的保护配置一般采用断路器和负荷开关—熔断器组合电器２种，它们在技术及经济方面各有差异，针对具体情况选择不同配置有着很大的实际意义。

笔者在工作中遇到２个案例，对于同样的变压器内部短路故障，组合电器比断路器更有效地保护变压器，经深入研究发现，组合电器具备保护动作速度快等独特的优点，以下将详细探讨负荷开关—熔断器组合电器的技术应用。

１　案例经过工作中遇到２个案例，案例１：甲厂配置断路器保护４００ｋＶＡ油浸式变压器；案例２：乙厂配置负荷开关—熔断器组合电器保护５００ｋＶＡ油浸式变压器。

２０１３年甲厂的变压器发生内部短路故障，断路器跳闸，但甲厂的变压器损坏；２０１４年乙厂的变压器同样发生内部短路故障，负荷开关—熔断器组合电器成功动作，熔断器熔断，乙厂的变压器没有损坏。

案例１中断路器造价高，不能有效保护变压器，案例２中组合电器造价低廉，反而有效地保护了变压器。

２　动作原理分析当油浸式变压器内部发生短路故障时，短路电流非常大，如果在２０ｍｓ时间内不能切除短路故障，就会导致变压器的严重损坏。

断路器的开断时间由３部分组成：继电保护动作时间、断路器固有动作时间以及燃弧时间，耗时超过６０ｍｓ。

由此可知在案例１中，断路器虽然已经动作，但由于动作时间超过２０ｍｓ，所以变压器仍然被损坏。

工程中F+C组合开关的应用摘要：在大型工程中，开关设备和电缆占电气设备投资的一半以上。

技术、经济、合理的选择电气设备是国家规范的一项要求。

文章探讨了我国国家标准中对采用限流熔断器+真空接触器（Fuse&Contactor，简写F+C）组合开关的规定，F+C 组合开关特点、适用场合及其回路中各元器件的选择，并从实际工程应用角度，探讨采用F+C组合开关的技术经济性。

关键词：F+C组合开关；选择；经济性；热稳定截面1.国家规范对FC组合开关应用的规定1）20kV及以下变电所设计规范GB50053-2013中3.2.8条规定“向频繁操作的高压用电设备供电时，如果采用断路器兼做操作和保护电器，断路器应具有频繁操作性能，也宜采用高压限流熔断器和真空接触器的组合方式。

”，相对比原《10kV及以下变电所设计规范GB50053-2011994》版规范增加F+C组合开关的应用，并且条文说明针对其应用做了说明，“其优点在于接触器可满足高压电机频繁启动的要求，同时，熔断器的限流特性可以减小配电电缆的截面，从而降低造价。

”2）火力发电厂厂用电设计技术规程DL/T5153-2014中6.2.2条规定“对启停频繁的高压厂用电回路宜采用高压熔断器串真空接触器组合设备”，并给出了选择原则。

其规范2002版也有类似规定，但2014版对于200MW及以上机组由原来的“可采用”改为了“宜采用”。

3）化工企业供电设计技术规定HG/T 20664-1999中7.3.3条规定，“容量在1000kW以下的高压异步电动机、400~800kVA以下油浸变压器或1600kVA以下干式变压器，若无特殊要求时，建议采用高压熔断器加真空接触器（F+C）方案。

”规范条文说明中也有说明“高压熔断器再配以真空接触器，即F+C的控制保护方式。

在国外高压系统中得到广泛采用，主要作为1000~1200kW及以下异步电动机和400~800kVA及以下小容量油浸式变压器的操作和保护用。

熔断器组合应用中压限流熔断器主要用于变压器、电机等负载的保护。

这是一种装置，当其超过给定值足够长的时间时，通过将一个或多个专门设计和成比例的组件融合在一起，打开插入它的电路。

限流熔断器可能难以清除中间电流值（超过使用值小于 6 到 10 倍），因此通常与开关装置结合使用。

由于中压限流熔断器是利用金属导体作为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热，电流超过额定电流后而熔断，从而分断电路的一种电器。

因此熔断器的电阻比较大，额定电流下的发热也很大，125A的熔断器有93W,160A的熔断器发热217W，200A的发热是333W，市场上12kV熔断器的电流最大到355A，发热功率更高。

实际在开关柜的应用中，熔断体的额定电流应为负载长期工作电流的1.25倍。

熔断器安装在三相封闭的柜体中，或单只在绝缘浇注的筒内时，狭小熔丝筒内无法承受100W以上的发热，会超出温升标准，必须考虑降低容量使用。

而且由于环网柜熔丝筒尺寸问题，一般紧凑型气体绝缘环网柜熔丝筒直径在90mm左右，只能安装最大到160A 熔断器(实际使用125A)，用于保护最大到1250kVA变压器。

大于1250kVA变压器采用变压器保护，同样对于F-C接触器+熔断器保护电动机，也只能用于1250kW以下的电动机，大的电动机需要采用断路器控制、保护。

熔断器与接触器组合F-C用于电机控制，F－C回路中，高压限流熔断器是后备熔断器。

当回路电流等于或小于真空接触器额定开断电流时，应由综合保护装置动作，由接触器切断电流。

当回路电流大于综合保护装置整定电流或真空接触器拒动时，才能使熔断器动作。

短路保护通过熔断器实现，通常选择比电动机更高的额定电流以避免启动电流的影响，但不能同时进行过负荷保护。

因此必须有反时限或定时限继电器对过负荷进行保护。

接触器、电流互感器、电缆、电动机本身及电路中其他设备可能会受到因长期过负荷或允通能量超过耐受能量而造成的损害。

浅谈负荷开关---熔断器组合电器安装撞击器脱扣装置的非必要性【摘要】从负荷开关—熔断器组合电器安装撞击器的主要作用、变压器的一、二次侧保护、美式箱变的保护等方面分析了负荷开关—熔断器组合电器安装撞击器脱扣装置的非必要性。

1撞击器脱扣装置的主要作用GB16926—1997、IEC420—1990标准中对负荷开关—熔断器组合电器的定义为：一种组合电器，它包括一组三极负荷开关及三个带撞击器的熔断器，任何一个撞击器动作，应使负荷开关全部自动分闸。

对带熔断器的负荷开关的定义为：一种负荷开关，其中一极或多极分别与熔断器串联于一个复合单元内。

二者主要区别于负荷开关带不带撞击器脱扣装置。

现行使用的负荷开关大都采用机械脱扣方式，即将撞击器的动作通过机械传动使负荷开关分闸。

由于组合电器主要用于控制保护变压器，所以撞击器脱扣装置的主要作用是一相熔断器熔断使三相负荷开关同时分闸，避免变压器缺相运行。

2安装撞击器脱扣装置对负荷开关的要求在组合电器中，当熔断器在某一短路电流值某相首先熔断(由于短路电流在某一时刻，总是某相电流最大及熔断器特性差异)，其余两相熔断器还未熔断时，此时的短路电流便转移到由负荷开关来开断，这个电流便是转移电流。

它是指在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。

当低于该值时，首开极电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断；大于该值时，三相电流仅由负荷开关开断，撞击器脱扣装置不起作用。

因此，安装撞击器脱扣装置要求负荷开关具有开断转移电流的能力，这就要求负荷开关在开断额定电流的基础上，增加开断转移电流的能力，同时相应增加了负荷开关成本。

3撞击器脱扣装置脱扣的几种情况(1)组合电器工作在额定电流内，负载由负荷开关电动脱扣器或手动操作，使之开断负荷电流，脱扣装置不起作用。

(2)过负荷电流大于负荷开关熔断器的额定电流，小于熔断器的最小熔断电流，这时熔断器可能动作，但尚不能熄弧，熔断器的撞击器触发，脱扣装置动作，使负荷开关分闸，三相电流由负荷开关开断。

负荷开关熔断器组合电器型号负荷开关熔断器组合电器型号负荷开关熔断器组合电器是一种常用的低压配电设备，它通常由负荷开关、熔断器、隔离开关、操作机构等组成。

这些组件为电力系统的维护提供了重要的支撑。

在选择适合的负荷开关熔断器组合电器时，需要了解相关型号及其特点。

一、负荷开关负荷开关是负责电路开关和负载控制的设备。

它一般分为固定式和插拔式两种形式。

插拔式负荷开关通常用于低压珂配电系统，它们的优点是可随时拆装，方便维护与更换。

二、熔断器熔断器是一种过载保护装置，它能够在电路中承受短路电流，从而保护电路不受不正常电流的影响。

熔断器根据其额定电流值来区分，如20A、50A等。

三、隔离开关隔离开关主要用于对某个电路进行隔离，以保证维护时安全。

此外，它还可以提供额外的过负荷保护。

四、操作机构操作机构负责控制负荷开关、熔断器和隔离开关等的开关和停用。

通常有手动和电动两种类型。

手动控制通常由专业人员完成，而电动控制则由电气控制系统完成。

以上组件的组合可以根据实际需求设计出不同型号的负荷开关熔断器组合电器。

一般来说，在型号的选用上需要考虑电路容量、电流稳定性和可靠性等因素。

1. JKW1型负荷开关熔断器组合电器 JKW1型负荷开关熔断器组合电器适用于额定电流830A及以下、额定控制电压为AC 380V的低压配电系统。

该型号内置熔断器，可快速切断短路电流和过负荷电流，安全可靠。

2. JAT1型负荷开关熔断器组合电器 JAT1型负荷开关熔断器组合电器适用于额定电流630A及以下的低压配电系统。

它采用“二合一结构”，即负荷开关和熔断器组成一个整体，安全性能更佳。

3. CJP1型负荷开关熔断器组合电器 CJP1型负荷开关熔断器组合电器适用于额定电流630A以下的低压配电系统。

它采用了结构简单、外形美观、操作方便的设计，能够提供高效的电力保护。

4. GGP1型负荷开关熔断器组合电器 GGP1型负荷开关熔断器组合电器适用于额定电流800A以下、频率为50Hz 和60Hz的低压配电系统。

F-C回路在发电厂高压厂用电系统中的应用郑鸿志;孙平【摘要】介绍了F-C回路的构成,对F-C回路中的重要电气元件"熔断器"的工作原理、技术特点进行了介绍和分析,论述了F-C回路中微机综合保护装置保护定值的设定原则及保护范围,并对F-C回路的电气元件在负荷侧短路情况下的动、热稳定校验结果进行了分析,得出F-C回路与断路器供电负荷容量划分原则.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2010(031)012【总页数】4页(P23-26)【关键词】熔断器;接触器;动稳定;热稳定;短路【作者】郑鸿志;孙平【作者单位】国电大连开发区热电厂,辽宁,大连,116600;国电电力旅顺热电项目筹建处,辽宁,大连,116041【正文语种】中文【中图分类】TM621;TM77高压限流熔断器与真空接触器组合构成的开关装置简称为F-C回路,在发电厂主要作为高压电动机、厂用低压变压器的保护和操作装置,具有控制性能合理、可靠性高、宜于频繁操作、经济效益显著等特点。

目前火力发电厂在高压厂用电系统一般采用真空断路器和F-C回路组合高压开关柜向厂用负荷（高压电动机和低压厂用变压器）供电,但供电负荷容量有明确划分。

1 F-C回路特性1.1 高压限流熔断器在F-C回路中高压限流熔断器作为短路保护功能元件,当电流超过给定值足够时间时,用熔体开断回路电流切断接入回路。

熔断器速断保护特性好,而且开断电流越大,开断时间越短,能在电流达到峰值前,将回路断开。

正常运行时,熔断器电阻产生的热量与扩散热量平衡时,处于稳定运行状态。

回路出现过载或短路等故障时,当电流足够大并在足够长的时间内流经该元件,熔体因发热而熔化,随即蒸发,出现断口,并在断口出现过电压,形成电弧。

当电弧熄灭时,电路断开,熔断器对短路电流的开断比较迅速。

从足够大的电流开始流过熔断器,到出现断口这段时间称为弧前时间,也称熔化时间。

从电弧出现,到电弧熄灭这段时间称为燃弧时间。

负荷开关-熔断器组合在变电所的应用发表时间：2018-03-05T11:30:51.543Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第29期作者：查流芳[导读] 如上所述，该变电所10kV环网馈线柜所采用的SF6式负荷开关-熔断器组合，配合过流脱扣器，能够实现对变压器各工作区域的保护。

国家电网安徽芜湖供电公司安徽省芜湖市 241000 摘要：介绍了芜湖某10kV环网馈线柜采用的负荷开关-熔断器组合的特点，负荷开关与熔断器之间的配合，以及使用中注意的问题。

关键词：负荷开关-熔断器组合电器；熔断器；过流脱扣芜湖某10kV变电所接线采用单母线环网形式，配置两台北京华泰生产干式变压器，容量为1250kVA，下设两组施奈德低压配电柜，10kV电源进线共配置5面施奈德开关柜，其中2面进线柜采用IM型开关柜，2面馈线柜采用QM负荷开关-熔断器组合开关柜，还有1面为测量柜。

馈线柜内高压熔断器采用户内高压限流熔断器，最高额定电压40.5kV，型号为XRNT1-10，额定电流为125A。

1.负荷开关与熔断器的配合国际电工委员会IEC420标准对负荷开关与熔断器之间的配合做了明确规定，将电流的开断划分成4 个区域：（1）区域Ⅰ为工作电流范围，I＜Ink。

Ink为组合电器的额定电流。

它小于熔断器的额定电流InHH，这是由于熔断器安装地（如装在开关柜内或单个外壳内）的温度状况及热损耗的导散受限制，使组合电器不能承受熔断器的全电流。

组合电器的额定电流开断由负荷开关单独完成。

负荷开关三相开断，三相熄弧。

（2）区域Ⅱ为过负荷范围，InHH＜I＜3InHH。

在此范围内，熔断器承受超过额定电流的过电流。

约从2InHH起，熔体动作，但熔断器尚不能熄弧。

熔断器的撞击器触发，使负荷开关动作，三相开断并熄弧。

在这里，熔体动作的含义是所有主熔体至少在一处金属断开。

这就是说，在过负荷范围内，由负荷开关三相开断并熄弧。

（3）区域Ⅲ为转移电流ITC范围。

F-C回路的设计应用摘要介绍F-C回路的构成和特点,并分析F-C回路的功能及保护配合的原则和方法。

由于它占地省、投资少、技术性能优越而被广泛使用,通过对具体数据的分析,简单介绍F-C回路在工程中的应用。

关键词F-C回路;分析;功能;保护配合中图分类号TM581 文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)032-0011-01由于机组容量的扩大,对高压断路器的要求越来越高;也对技术性能、经济指标、安全运行、安装维修、防火提出了更高的要求。

因此,采用维修量少而无燃烧危险的无油开关设备已势在必行。

1F-C回路的特点F-C回路是由高压限流式熔断器(Fuse)和真空接触器(Contactor),构成的开关回路,是集成化的多功能综合继电保护装置及操作过电压吸收装置所组成的具有各种保护功能的新型配电装置,主要用于高压电动机和变压器的操作和保护。

早在70年代,国外就有许多大容量发电厂高压厂用电系统采用F-C回路,自80年代末,F-C回路在我国大机组高压厂用电系统得到推广。

如今在中小机组和其他行业的中压配电装置上也时有采用。

1.1回路特点1.1.1功能合理F-C回路可用于短路电流不大于40kA的高压厂用电系统,一般具有高分断能力的断路器其额定电流也大,集控制、保护功能于一体造价高,用它去控制高压电动机操作频繁,而以F-C回路取代断路器,接触器承担了全部的控制功能和部分保护功能;通过恰当的继电保护装置后,接触器能够开断一定的过载电流,并且可以频繁操作,充分发挥接触器寿命长的优势,而短路保护由熔断器担当。

1.1.2短路电流小由于F-C回路用了限流式熔断器,限制了短路电流的上升,回路的短路动作时间快,当预期短路电流大于额定电流几十倍时,6kV回路瞬时值一般不会超过40kA,熔断器开断时间在10ms以内,因此有理由选择截面较小的支母线与电缆。

回路合闸速度快,在70ms左右,就可以实现快速切换。

1.1.3占地小、造价低F-C回路体积较小,节省配电室面积。