空氣開關對變壓器短路保護失效分析范文

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摘要:變壓器上的空氣開關是電力拖動、電氣控制系統、低壓配電網絡內的較為重要的電氣元件，它具有多種保護與控制性功能，對保護變壓器的輸出功能具有重要的意義。基于此點，本文根據變壓器的參數與工作特點及相互之間的關系，首先闡述了變壓器的組成，其次探討了空氣開關的基本工作原理，最后分析了變壓器的輸出和輸入之間的參數關系，總結了在使用變壓器的過程中當空氣開關作為保護系統時，探討變壓器在輸出短路的過程中空氣開關不能起到保護作用的因素，以期使空氣開關能夠保護變壓器的正常運行。

關鍵詞:空氣開關;變壓器輸出;短路保護作用

空氣開關屬于一種電器元件，其存在優勢的同時也存在著一定的缺點，也并不是在任何條件下都能將其自身的優勢發揮出來。筆者在多年的實踐工作中發現使用空氣開關保護變壓器時，如果變壓器的輸出端出現短路的現象，空氣開關將不能起到保護的作用。因此為了能夠將此類問題解決，應從空氣開關的自身工作原理與變壓器的工作參數和結構角度出發，分析其不能對變壓器起到保護作用的因素。［1］

1變壓器的組成

變壓器是由兩個主要部分組成，第一是繞組，第二是鐵心。這兩個組成部分主要關注的是繞組，在一般情況下，繞組都是運用絕緣的鋁線或銅線所制成的。與電源相連接的繞組，將其稱為初級繞組或原繞組。將與負載相相連接的繞組稱之為次級繞組或者是副繞組。在使用變壓器的過程中可將其分成低壓變壓器器和升壓變壓器，如果低壓側繞組匝數較少，會使得導線較細。如果高壓側繞組匝的數量增多，會促使導線變粗。［2］

2空氣開關的工作原理

一般來說空氣開關都是用于對電氣線路的過載和短路的保護，以下主要解釋了空氣開關的過載和短路的脫扣原理。

2．1電磁的脫扣原理

在電力設備正常運行工作的過程中，線路內所通過的電流是正常大小，在空氣開關內部的電磁鐵產生的電磁力反作用于銜鐵上面的彈簧，使電磁鐵不容易被吸動，促使空氣開關能夠保持在正常的運行狀態下運行。當供電系統中的設備出現短路的故障時，在線路內的電流很容易超過正常電流瞬間增大，造成電磁鐵的上面瞬間產生巨大的電磁力，超出彈簧對銜鐵自身的反作用力，使得銜鐵被電磁吸動。此時，自由脫扣機構會通過機械傳動被推動，將主觸頭上的跳鉤釋放出去，主觸頭受到分閘彈簧的拉力作用斷開連接將短路切斷。這樣空氣開關會對電流的短路現象起到保護的作用。［3］

2．2熱脫扣現象

在線路中的電流正常運行時，其中的發熱元件在發熱的過程中會促使雙金屬片出現彎曲的現象。在彎曲到一定程度下，能夠達到動態平衡的效果，此時雙金屬片不能再繼續彎曲。如果產生了過載的現象，并且線路內的電流出現增大的現象時，雙金屬片會出現超過動態平衡繼續彎曲的現象，達到一定程度時可通過傳動機構聯動自由脫扣機構將主觸頭釋放。在一般情況下主觸頭能夠在分閘彈簧的作用下分開，將短路切斷，進而能夠起到保護電路的作用。實際上通過對空氣開關的脫扣原理進行詳細的了解，就能發現空氣開關不管是熱脫扣還是電磁脫扣都能對電路起到一定的保護作用，而且他們都會受到電流的影響，只有在空氣開關的電流超過了一定的大小后，并且電流瞬間出現變大的現象，電磁脫落扣才能工作，而這時熱脫扣器實際上不能起到保護的作用。如果電流僅是偏大，沒有達到能使電磁脫落裝置出現動作的程度，此時在長期大電流的作用下，熱脫扣器將會出現動作，起到保護作用。

3變壓器的輸出和輸入之間參數關系

當變壓器處于理想的狀態下，會得出變壓器的參數的關系為:當空間參數處于運行的狀態時候，將其劃定為一次繞組的接電源和二次繞組的開路的狀態。此外變壓器在受到電壓的UI作用下在一次繞組的N1內所通過的電流I0將其稱之為空載電流。此外I0能夠產生磁通，可將其稱之為勵磁電流。在它的作用下，其中的二次繞組N2的兩端會感應出電動的實例，可將變壓器的變換關系式為:u1u2=N1N2=K此公式說明了變壓器的一次繞組、二次繞組電壓有效值與一次繞組的匝數形成正比。可將比例K稱之為變壓比。將其作為降壓變壓器時，其中K的數值會大于1。綜上所述，空氣開關不能起到保護作用的原因一方面是由于空氣開關中的電流值沒有達到保護要求的臨界值。另一方面，出現短路時空氣開關沒有對變壓器起到保護作用時，分析其原因。在變壓器的輸出處的短路僅能使一種電源系統的間接性的短路，它屬于處在一種較為理想的狀態。可不用考慮變壓器的線圈受到阻抗而出現的短路現象。在一般情況下當變壓器的線圈接入電流時，會具有一定的組抗性，將此劃定為Zlo≠0．得出變壓負載的阻抗性雖然是0，可得出二次側電流為l2=U2zlo。

4總結

空氣開關是電氣控制、電力拖動、配電網絡系統當中的重要器件，具有較強的控制功能，能夠兼顧到不同型號的設備。它具有集保護電流短路、分離控制、保護欠壓為一體的優勢，并且該控制系統具有一定的優越性，當前已經廣泛使用在各種電力系統當中。

參考文獻:

［1］王玉喜，李樂萍，王付奎，等．變壓器后備保護拒動原因分析與改進措施［J］．中國科技縱橫，2016(11)．

［2］任憑，隋淞印，飛景明，等．大功率平面變壓器溫度場模擬及熱失效分析［J］．電子工藝技術，2017，38(5):284-288．

［3］趙玉林，牛澤晗，李海鳳，等．具有保護功能的配電變壓器無觸點有載自動調壓分接開關［J］．電力自動化設備，2016，36(9):169-175．

作者:薛峰 單位:蘭州寰球工程有限公司