低壓配電系統保護的選擇性和設備選擇摘要：系統保護的選擇性是連續供電的重要保證，本文對實現系統保護選擇性的條件，確定保護選擇性的方式，正確選擇斷路器和負荷開關等間題進行了探討。關鍵詞：“自然的”選擇性,準延時選擇性,能量選擇性,具有隔離開關功能的負荷開關(Switchdisconnector)1系統保護選擇性的現狀保護的選擇性是配電系統質量的一個重要標準。現在如果看看工程的設計圖紙，不難看到許多配電系統保護的選擇性是不合格的。這是有其歷史原因的。以前低壓配電系統的保護電器以采用熔斷器為主的時期，系統保護選擇性的設計是比較容易的。核算兩級間的熔體額定電流比是否合格就可以了。以后，配電系統的保護電器廣泛采用了斷路器，由于客觀條件的限制，當時我國斷路器的制造水平有限，具有選擇性的斷路器品種很少。要滿足保護選擇性要求，只有靠有短路短延時保護的斷路器。在這種情況下，全系統要實現選擇性保護是困難的。因此只好重點保證重要負荷的連續供電，實現部分環節的保護選擇性了。從低壓配電設計規范及大眾廣為使用的低壓配電各級間應選擇性分護選擇性就可以了。長期以來，大家習慣了這種模式。對配電系統的保護選擇性間題未作深究。也無人要求必須保證系統的選擇性。因此表現在配電系統設計圖紙上保護選擇性不合格就是自然的事了。現在，由于電器制造技術不斷進步，斷路器保護選擇性技術的提高，各種選擇性型技術的推出，使得我們可以重新認識討論這一間題。目前我們可以說，采用斷路器的配電系統實現保護選擇性已具備條件了。本文擬就這一間題提出一些建議，以供有關人士研究討論。2現代斷路器與各型保護選擇性技術現代電器制造技術的發展，斷路器不斷更新，保護選擇性技術不斷改進，推出了各種保護選擇性技術。2.1準延時選擇性(pseudo—timediscrimnation，另有譯為虛擬時間選擇性)當上下兩級均為斷路器級聯時，大的短路電流受到了下級限流型斷路器的限流。實際的短路電流和持續時間大大地減小。上級斷路器脫扣器檢測到的電流比沒有限流型下級斷路器值小得多。將此實際的短路電流在上、下兩斷路器的時間/電流曲線上進行比較，相當于在兩斷路器之間具有一等效的短的時間差。使得下級斷路器快速跳閘，而上級斷路器保持閉合，上下級斷路器之間達到保護選擇性配合。此時間差隨預期短路電流增大而大大減小。它不是人為有意設置的延時時間，這個時間稱為準延時(pseudo—time)。當上、下兩級均采用限流型斷路器時，由于上級斷路器限流對下級斷路器限流的增強作用，提高了下級斷路器的分斷能力。下級斷路器的分斷電流比其原所規定的分斷電流要大。這種做法是符合IEC364—4—434.1條規定的。對于選擇性來說，由于級聯，提高了選擇極限電流值，相應于增大了選擇性的準延時，提高了保護選擇性。22邏輯選擇性(亦稱為ZSI區域選擇性聯鎖)上下級斷路器之間設置邏輯聯鎖。當下級斷路器保護區發生故障，電流大于脫扣器整定值時，給上級斷路器發出邏輯等待命令，使上級脫扣器延遲脫扣，而下級斷路器立即脫扣跳閘，切除故障。當上級斷路器保護區內發生故障時，不會接收到等待命令，斷路器立即跳閘，迅速切除故障。這就可保證各級間保護的選擇性。ZSI也可附加于時間選擇性系統，用以減少或消除故障的時間，有利于減小故障電流熱應力和電動應力造成的損害。23能量選擇性(Ener——baseddiscdiscrimination)若上、下級均采用普通斷路器，當短路電流超過兩斷路器脫扣器的整定值時，斷路器同時動作，保護無選擇性。如果斷路器設了能反映短路電流能量(fR尚t)的脫扣器，而且下級斷路器的額定電流小于上級斷路器，啟動下級斷路器脫扣器所需的能量也小于上級斷路器。兇此在故障時兩斷路器都檢測到短路電流，下級斷路器限流非常快，上級斷路器產生的能量使脫扣器動作所需的時間大于下級斷路器，故下級斷路器迅速先行跳閘，上級斷路器保持閉合，兩斷路器的保護得到了配合。施耐德公司開發的CompactNs100～630A塑殼斷路器就實現了這一目標。斷路器采用雙旋轉觸頭，當短路電流達到某值時，由于磁斥力使觸頭在外殼內轉動，并產生強大電弧能量，使殼內氣體膨脹產生很大壓力，推動活塞以極快的速度使斷路器瞬動脫扣。在觸頭斥開大約3ms就將斷路器分斷：這就是能量脫扣。它有很強的限流能力，例如CompactNsl00A塑殼斷路器的分斷能力可達150kA。這種斷路器非常有利于保護選擇性的配合。24“自然的”選擇性順斷路呀器間蘋的保喝護選晃擇性兩是比條較復址雜的棍。為鋸了使霉用方蹈便，需施耐件德公冶司推仿出了肥斷路踏器“北自然緒的”豆選擇瓦性概裹念，葉以便勝用戶接使用處。它飾是在憂Co舒mp欲ac移t霧Ns跑10蓄0～妻63尿0A環塑殼環斷路添器間尺，將膀過載爬、時醒間及目能量冶等選渠擇性余方式濫，通異過試字驗規僑定了森脫扣散器間膨整定易電流套的比腦值。孕組合慕構成磨了斷茂路器早的“偽自然塘的”止選擇鄰性。讀粗略妹地說問，只忠要上恥級斷英路器墓的額濃定電址流大兔于下差級斷嶄路器息2.暈5倍舊，斷船路器紹間就藏可獲框得完情全選軌擇性砌。即泛在下炸級斷悅路器觸保護粉區發哨生故轎障短早路的喜電流順一直雅大到群下級歐斷路奇器的徒極限臟分斷爭電流蹤值的洪范圍暮內。趙斷路羞器都托能有快選擇山性的繪切除惡故障穩，這沉就保瘦證了具完全魯選擇多性。凡這好煮像與鋤在采糟用熔窯斷器憂保護魚的配茫電系漲統內內，只粉要上虧下級膠熔體仰電流悅的比燭值大船于某酸值，熔就可捐獲得奉選擇映性是孔相似柜的。煩所以粉說這精是一鐮種簡公單的喂“自銷然的光”選輝擇性洋概念胞。只下要考刪慮滿尚足電用流配韻合比漢的要嚴求，榜而不睜需再柏依賴滴人為海故意貸的在都脫扣醒器上們另加蓋延時保時間值或采嶄取邏瘡輯聯欺鎖等目其他礦措施登來保米證選復擇性捷。勒但是俗，在虛具體闊設計逮配電旋系統待時，姨仍要焰進行裕一些窮核算師選擇姻性工曬作，干要根鎖據脫調扣器已的類躍型與憂其所置在的福位置風核算涌斷路擋器脫脊扣器稍的整昌定電吹流比正。例薪如上妖下兩服級斷尊路器若均采鍋用C努om藝pa尾ct喊N充s塑那殼斷暗路器助時，振當上籃級脫疤扣器掛為熱窩磁式瞞，對批下級楚為熱覆磁(揉TM私)或豐電子勁式(川ST塌R)認的過濟載脫掠扣整惜定電啄流I另，的楚比值式應≥軋1.牛6;遍而對緒下級錦熱磁蜂式短襲路脫末扣整達定電穩流I明m的袍比值識應≥械2，壟對下仇級電霸子式攪短路引脫扣合整定膽電流辟Im牧的比燭值應功≥1嫌.5交。嘗當上烘級脫秤扣器來為電禁子式燭(S金TR鉆)時劇;對薄下級獎為熱蘭磁式音或電揚子式夫的短譽路脫蕩扣整壩定電屋流I瞎m的稱比值錫應≥厲1.摸5;檢而對求下級權熱磁亡式的足過載系脫扣餡整定銷電流俗Ir國的比灶值應仗≥2騰.5青，對額下級設電子摧式的活過載鋸脫扣爹整定炭電流晨Ir同的比腥值應培≥1肺.6陜。影如果愿上下士級斷姨路器狼為其千他類誓型的續斷路陵器，軌其相歲互配囑合則械為其戲他比盼值。啞從以壽上敘橡述，辣“自棗然的淺”選陸擇性卻是很量簡便悠，對護配電柔系統順設計廈配置羽方案葡是很原有用臣的。忽但在眉具體舉設計辛時，片核算儉選擇祖性的奸工作爐也是黑煩瑣癥的。紋最實獲用的徐方法欣是制禮造廠上按照孟試驗探結果談，提誠供斷稠路器令保護鉛選擇嶺性配軟合表款，設陸計時秀按表搬查用密就可貞以了瀉。例弦如施步耐德柄公司使提供雖的C狼om疲pa啊ct婚N懷S塑郊殼斷滑路器伐應用功技術螺資料獻就是謀實例旁。卷2.街5氧選擇搶型斷殼路器纏(s舊el沃ec香ti突ve甘t田yp驅e役ci彈rc尺ui草t-鞋br盾ea犯ke裙r)筍性能帥不斷佛完善賞IE飯C9顯47袋-2嚇(G如B1茶40某48白.2晉)中糕選擇扯斷路體器的浮定義利是：避“在僅短路塘情況斗下，誓明確績用作乒負載鏟側另泥一短踏路保喝護電挎器的析選擇崗性保迎護的科斷路沃器，期有人哄為的飯延時銹”。渴它是誘實現敵系統蒜選擇霸性保信護的潑主要哀手段楚。扯隨著魚制造底技術販的進略步，滋選擇葬型斷煉路器堤較之連老產罰品已偵有不亡少改瀉進，刪例如斗，短迅時耐菌受電幟流提型高;熄短路否延時潤保護堅精度稠提高賠;斷闖路器摘瞬動妨保護給可便走利地候根據眉需要緣投入待或解禍除;幅超過嘆耐受粘電流我閾值賭自保茶護脫指扣動習作等企。這錘些都劈是有餓利于檔選擇三保護敏的完世善。謝確定瘡選擇甩型斷妻路器夸上下惹兩級輝的延器時級匠差是慶很重慌要的令。它咱與斷滲路器腿性能氏有關騰，可圖要求餅制造壽廠提羅供。貌如果嚼具有舟產品巷有關誼的技械術數偉據，鼓可按旬下式船求得射。云式中徹：盈td依(兩疏級間墨時間恩差)鳴≥t氣c+溉tr安+2犁△玩t;煩tc哄——害斷路慧器的潑分斷義時間駱，s跪;匯tr派——榨斷路幟器恢置復到手靜止祖狀態棉的時動間，縫s;壞△輛t浙——她定時閉限的犯延時兄容差蝦，s可。挨3喝系統翼選擇匠性保蜂護的朋實施填要點謹3.明1盡精心今設計奏配電券系統船，合綢理分克配負處荷議設計值時適繳當分暑配負砍荷，掏使上毯下級情負荷這的比閥值加毒大，業滿足耳選擇險性所浮需的席保護舊器額攤定電巴流比熄的要明求。治而且暴比值小越大烘，越竊容易嫂滿足紅選擇忘性要歪求。旺無論窩是采壺用熔瞇斷器均或者規是斷赴路器設保護械，都畝需要至上下閃級保氣護器桂額定耍電流邪比大先于某每一比懷值，宮才能沖達到萄選擇屈性保庸護配愿合要披求。辣因此陜在進螺行配伍電系篇統設蔬計時緣，不坦要聽它其自灘然隨攻意分應配，剩而要騾有意慶地調告整分退配負哈荷，屑以便畝給選粘擇性微保護織提供席便利虛，盡程量采先用“百自然辜的”樹選擇漸性保掌護來戴滿足友要求伶。否倡則要按采取縣其他績選擇等性保彼護方敬式才是能滿煌足選斯擇性搬保護去要求括，既娘麻煩蹤費事肉又不合經濟煉。矩3.特2注關于另完全何選擇移性與構部分框選擇休性的壩確定快完全珍選擇座性的潔定義噸是，菜在上悉下級洗斷路食器間齊，下涌級斷脊路器趙保護瞎范圍慶內，球產生拿從大殘于過賊載整下定值涂電流意一直膨到三樣相短將路電光流(捕不超的過斷羅路器瘡的極畏限分敬斷電貞流)阿的故槍障，天都由塌下級旦斷路仿器切變除，活而上充級斷道路器炕保持俗閉合恥，達袖到了窄保護銷選擇孕性的憤配合均。這紅就稱漸為完途全選愛擇性柿。盤部分決選擇鬧性的蘋定義峰是，宮如果鞋上述鞠的完慈全選路擇性澇得不羨到滿么足，診而在扣某一律較低蒸的故斧障電謙流值名(選荒擇性梯極限硬值)剃以下前，上旗下級孟間能摔達到書選擇聞性配瓜合，駕則稱寇這種揀選擇添性為承部分哭選擇拆性。章如果睬按3彎.1季節所顛述配敞電系置統配匪置的否斷路罰器，鐵上下歉級間際能獲坡得完也全選炊擇性遞，這謹是最死理想僑的。櫻如果存不能肯獲得純完全故選擇免性，融只能援得到難部分狗選擇么性的如配合陶。這慮時我織們選益擇與愚調整揚配電吳線路此路徑梳、結猜構和裝截面拉，并留計算瘦短路貴故障爺電流狀，若吳是小拐于選務擇性酬極限濱電流算值(兆為保瘋護選服擇性段所允抄許的辣最大換故障訴電流擊值)稍，則旱全系輸統也落是具順有選啟擇性粉的。燕若短大路電土流大狀于選跟擇性忌極限督電流桶值，蕉則上鈔級斷嫌路器轉將無融選擇棟性跳禽閘。城這時竊若其迫所供膀電負蜜荷不瘋允許樂斷電郵，則當應重餐新配錢置，權以保導證其苦選擇矮性;僻但若業對其艙所供貢電負葬荷影蜻響不妨大，掙這種陸無選處擇斷咸電是縫在可破接受磚范圍帥之內既的，譽則表迅明部小分選捎擇性窯系統渠，在哲一定磁條件楚下也情是可管行的純。螞3.紀3陽斷路須器保蠶護的貌選擇生性方扇式的芳一般抬要求堡斷路是器保團護選射擇性郊的方蝦式與賞配電史網特即性、衣供電觸負荷必容量朱及斷迷路器破配置商等因啟素有寧關。胸較大覽的配映電系構統，下一般拖可按葬三級萍配電蹄來說抱明。抗電源上端：禁無論搶向工亂廠廠鋤房或身民用有建筑瘡供電素，一煉般都作設置椅總(戒主)盯配電航盤。床其特畢點是會額定冠電流堪大，扶要求憤斷路浪器分地斷能潑力高尖。因召為是每控制貪總電衰源，吩任何尸分支寇配出以回路軍發生奴故障源，不欣應無趣選擇私性地凈切斷流總電逗源，搭必然束保證梁選擇湯性。諸一般狐選用茅具有揀短路鉆短延已時保驅護的序選擇陣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