空气开关对变压器短路保护失效分析范文

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摘要:变压器上的空气开关是电力拖动、电气控制系统、低压配电网络内的较为重要的电气元件，它具有多种保护与控制性功能，对保护变压器的输出功能具有重要的意义。基于此点，本文根据变压器的参数与工作特点及相互之间的关系，首先阐述了变压器的组成，其次探讨了空气开关的基本工作原理，最后分析了变压器的输出和输入之间的参数关系，总结了在使用变压器的过程中当空气开关作为保护系统时，探讨变压器在输出短路的过程中空气开关不能起到保护作用的因素，以期使空气开关能够保护变压器的正常运行。

关键词:空气开关;变压器输出;短路保护作用

空气开关属于一种电器元件，其存在优势的同时也存在着一定的缺点，也并不是在任何条件下都能将其自身的优势发挥出来。笔者在多年的实践工作中发现使用空气开关保护变压器时，如果变压器的输出端出现短路的现象，空气开关将不能起到保护的作用。因此为了能够将此类问题解决，应从空气开关的自身工作原理与变压器的工作参数和结构角度出发，分析其不能对变压器起到保护作用的因素。［1］

1变压器的组成

变压器是由两个主要部分组成，第一是绕组，第二是铁心。这两个组成部分主要关注的是绕组，在一般情况下，绕组都是运用绝缘的铝线或铜线所制成的。与电源相连接的绕组，将其称为初级绕组或原绕组。将与负载相相连接的绕组称之为次级绕组或者是副绕组。在使用变压器的过程中可将其分成低压变压器器和升压变压器，如果低压侧绕组匝数较少，会使得导线较细。如果高压侧绕组匝的数量增多，会促使导线变粗。［2］

2空气开关的工作原理

一般来说空气开关都是用于对电气线路的过载和短路的保护，以下主要解释了空气开关的过载和短路的脱扣原理。

2．1电磁的脱扣原理

在电力设备正常运行工作的过程中，线路内所通过的电流是正常大小，在空气开关内部的电磁铁产生的电磁力反作用于衔铁上面的弹簧，使电磁铁不容易被吸动，促使空气开关能够保持在正常的运行状态下运行。当供电系统中的设备出现短路的故障时，在线路内的电流很容易超过正常电流瞬间增大，造成电磁铁的上面瞬间产生巨大的电磁力，超出弹簧对衔铁自身的反作用力，使得衔铁被电磁吸动。此时，自由脱扣机构会通过机械传动被推动，将主触头上的跳钩释放出去，主触头受到分闸弹簧的拉力作用断开连接将短路切断。这样空气开关会对电流的短路现象起到保护的作用。［3］

2．2热脱扣现象

在线路中的电流正常运行时，其中的发热元件在发热的过程中会促使双金属片出现弯曲的现象。在弯曲到一定程度下，能够达到动态平衡的效果，此时双金属片不能再继续弯曲。如果产生了过载的现象，并且线路内的电流出现增大的现象时，双金属片会出现超过动态平衡继续弯曲的现象，达到一定程度时可通过传动机构联动自由脱扣机构将主触头释放。在一般情况下主触头能够在分闸弹簧的作用下分开，将短路切断，进而能够起到保护电路的作用。实际上通过对空气开关的脱扣原理进行详细的了解，就能发现空气开关不管是热脱扣还是电磁脱扣都能对电路起到一定的保护作用，而且他们都会受到电流的影响，只有在空气开关的电流超过了一定的大小后，并且电流瞬间出现变大的现象，电磁脱落扣才能工作，而这时热脱扣器实际上不能起到保护的作用。如果电流仅是偏大，没有达到能使电磁脱落装置出现动作的程度，此时在长期大电流的作用下，热脱扣器将会出现动作，起到保护作用。

3变压器的输出和输入之间参数关系

当变压器处于理想的状态下，会得出变压器的参数的关系为:当空间参数处于运行的状态时候，将其划定为一次绕组的接电源和二次绕组的开路的状态。此外变压器在受到电压的UI作用下在一次绕组的N1内所通过的电流I0将其称之为空载电流。此外I0能够产生磁通，可将其称之为励磁电流。在它的作用下，其中的二次绕组N2的两端会感应出电动的实例，可将变压器的变换关系式为:u1u2=N1N2=K此公式说明了变压器的一次绕组、二次绕组电压有效值与一次绕组的匝数形成正比。可将比例K称之为变压比。将其作为降压变压器时，其中K的数值会大于1。综上所述，空气开关不能起到保护作用的原因一方面是由于空气开关中的电流值没有达到保护要求的临界值。另一方面，出现短路时空气开关没有对变压器起到保护作用时，分析其原因。在变压器的输出处的短路仅能使一种电源系统的间接性的短路，它属于处在一种较为理想的状态。可不用考虑变压器的线圈受到阻抗而出现的短路现象。在一般情况下当变压器的线圈接入电流时，会具有一定的组抗性，将此划定为Zlo≠0．得出变压负载的阻抗性虽然是0，可得出二次侧电流为l2=U2zlo。

4总结

空气开关是电气控制、电力拖动、配电网络系统当中的重要器件，具有较强的控制功能，能够兼顾到不同型号的设备。它具有集保护电流短路、分离控制、保护欠压为一体的优势，并且该控制系统具有一定的优越性，当前已经广泛使用在各种电力系统当中。

参考文献:

［1］王玉喜，李乐萍，王付奎，等．变压器后备保护拒动原因分析与改进措施［J］．中国科技纵横，2016(11)．

［2］任凭，隋淞印，飞景明，等．大功率平面变压器温度场模拟及热失效分析［J］．电子工艺技术，2017，38(5):284-288．

［3］赵玉林，牛泽晗，李海凤，等．具有保护功能的配电变压器无触点有载自动调压分接开关［J］．电力自动化设备，2016，36(9):169-175．

作者:薛峰 单位:兰州寰球工程有限公司