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　　隨著城市電網改造，美式箱變由于其體積小、安裝方便、全絕緣且能深入負荷中心等，一系列優點而得到越來越多的應用。特別是許多城市逐步將10 kV架空線改為電纜供電，更使得美式箱變成為城網改造的首選設備。

 

　　我國配電網12 kV為中性點不接地系統。而美國15 kV （相當于中國的12 kV）的電網為中性點接地系統，中國市場上的美式箱變為Dy繞組，一般采用噴射式熔斷器和后備限流熔斷器串聯對箱變進行保護。熔斷器用來保護變壓器二次側過載和短路，后備熔斷器用來保護變壓器內部短路大電流故障。變壓器原理接線如圖1所示，變壓器的鐵芯為三相三柱，當高壓A相熔斷器熔斷時，A、C相串聯成一個支路，B相繞組為一支路，UBC施加在并聯支路上，A、C繞組的電壓為1/2的線電壓、B相仍為線電壓, 低壓a、c相電壓降1/2，b相電壓正常，a、c相所接的電器設備（電視、冰箱、空調等）會因欠壓而燒毀。在標準中規定，當高壓組合電器的熔斷器任何一相熔斷時，必須由聯動機構撞開三相負荷開關，避免系統的缺相運行。

 

　　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。現就美式箱變缺相保護的危害，綜合國內外的技術特點，提出了幾種解決方案。

 

　　1 二次側加裝缺相保護器

 

　　缺相保護器PAS400（www.ourspower.com）的工作原理接線圖如圖2所示。PAS缺相保護器專業為美式箱變設計，不同時市面上普通的缺相保護器，主要區別在于PAS400觸點為有源輸出接點。當保護器所接電網上端某相斷線或相電壓嚴重降低到額定值的70％，則電子缺相保護器觸點動作閉合，從而觸發控制斷路器分閘，避免系統缺相運行，從而防止低壓用電設備過熱燒毀。該方案成本低，能避免變壓器的缺相運行。是目前美式箱變缺相保護普遍采用的方式。缺點是單相熔斷器熔斷，出線端缺相保護器動作后，變壓器內仍然帶電，不能從根本上解決問題。

 

 

　　前一方案不能有效切除變壓器高壓電源實現有效的缺相保護，提出了如下方案。

　　方案中需要為傳統的美式箱變負荷開關加裝電動機構。電動機構的控制整合了低壓缺相保護器的電動機構控制的部分功能，當檢測到缺相時，保護模塊分閘繼電器動作，觸點閉合使分閘繼電器線圈帶電，從而使其觸點閉合驅動電動機構，電機轉動分斷變壓器的高壓電源，避免了變壓器的缺相運行。采用IDP200給合PAS400-II使用，正常時，電動機構由變壓器二次側比給IDP200供電，充分利用了變壓器二次輸出電源，此種方式成本比較高。

 

 

　　真空斷路器保護類似于預裝式箱變（即歐式箱變）的保護方式。只是該方案中，把油浸式美式環網柜中的斷路器單元整合在美式箱變中，通過對控制器的整定來實現對變壓器的保護。正常情況下，斷路器可以承載持續電流，并且其額定開斷值遠大于熔斷器。可復位的斷路器代替一次性的熔斷器，可以迅速恢復供電，縮短了停電時間和傳統的由于更換熔斷器而增加的費用，提高了供電質量。同時由真空斷路器開斷負荷和故障電流，避免了傳統的油浸式美式箱變的負荷開關對變壓器油的污染，延長了變壓器的使用壽命。

 

　　瞬時分閘附件擴大了在大故障電流水平時與上級線路設備的配合。當電流高于預設的故障電流水平時，瞬時分閘附件使控制器繞過正常的TCC延時，從而消除原來的延時。可選的三相接地（TPG）脫扣控制器提供改進的系統配合，可以由電纜或架空饋線輸入。控制器由靈敏的接地保護，當檢測到較低水平的接地故障電流時可以快速的開斷故障電流。

 

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　　     附:缺相保護器簡單說明

 

　　一、工作條件

　　1、  海拔高度≤2000m。

　　2、  周圍空氣溫度－25℃~65℃，24h平均溫度≤55℃。

　　3、  日平均相對濕度≤98%，月平均相對濕度≤95%。

　　4、  安裝使用地點無強烈振動和沖擊，無強電磁干擾，外磁場感應強度均不超過0.5mT。

　　5、  使用地點不得有爆炸危險介質，周圍介質不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體及導電介質，不允許有霉菌存在。

　　二、主要參數

　　1、  輸入部分

　　接線端口：a、b、c、n

　　額定電壓：380VAC、660VAC    50/60HZ

　　2、  輸出部分

　　接線端口：有源輸出接點PL、PN(220VAC)； 無源輸出接點FA、FB、FC和GND分別表示a、b、c相電壓缺相輸出用于遠程報警

　　額壓工作電壓：≤440VAC(125VDC)

　　額定工作電流：≤10A

　　延時動作：5～10S

　　保護電壓：≤額定相電壓×(65.5%～70%)

　　3、  連接導線

　　輸入部分：4~10mm2絕緣銅線，采用軟線時，必須在導線上加接線頭。

　　輸出部分：1.5~4mm2絕緣銅線，采用軟線時，必須在導線上加接線頭。

　　4、  產品特點

　　1)      PAS400-II電子缺相保護器的保護功能不受線路或負載的電流大小，沖擊電流、不平衡電流和負載性質的影響。能夠全性能、全氣候長期工作。

　　2)      產品具有在線模擬測試功能：先接通電源，然后按下斷相模擬測試按鈕5～10秒鐘，缺相保護器有源輸出接點PL、PN輸出低壓主進線開關分勵脫扣線圈所需的工作電壓； 無源輸出接點NO、COM閉合，同時對應斷相指示燈亮。

　　3)      產品具有自復位功能：高壓熔絲更換后，美式箱變二次三相正常全電壓，則電子缺相保護器自動恢復到正常工作狀態。

　　4)      本產品符合GB/T 14048.1-2000 、GB14048.5-2001 eqv IEC60947-1：1999。

　　5)      本產品的EMC符合GB4343-1995的無線電干擾特性測量方法和允許值。

　　6)      三相電子式，以4個指示燈分別來指示電源，A斷相、B斷相、C斷相。

　　7)      具有電氣不可分的常開有源輸出接點和無源輸出接點觸頭。