直流断路器选择性保护

1、北京人民电器厂有限公司http:/提纲提纲保护电器选型分析保护电器选型分析直流断路器的保护机理直流断路器的保护机理直流断路器的分类直流断路器的分类使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题提纲提纲软件分析与服务软件分析与服务应用举例应用举例某某220KV变电站直流系统分析及解决方案变电站直流系统分析及解决方案直流产品可靠性保证手段直流产品可靠性保证手段一、直流断路器的分类一、直流断路器的分类以壳架型式分：小型直流断路器，塑壳式直流断路器，万能式直流断路器。以壳架型式分：小型直流断路器，塑壳式直流断路器，万能式直流断路器。以保护形式分：热磁式两段保护（热过载长延时保护、电磁短路瞬时保护）；电子

2、式三段保护（以保护形式分：热磁式两段保护（热过载长延时保护、电磁短路瞬时保护）；电子式三段保护（热过载长延时保护、电磁短路瞬时保护、热过载长延时保护、电磁短路瞬时保护、电子式短路短延时保护电子式短路短延时保护）；热磁式选择性保护（热过载长）；热磁式选择性保护（热过载长延时保护、延时保护、热式短路短延时限流型反时限保护热式短路短延时限流型反时限保护）。）。以接线方式分：板前接线、板后接线、插入式接线、抽出式接线。以接线方式分：板前接线、板后接线、插入式接线、抽出式接线。以外部附件分：手操机构、电操机构。以外部附件分：手操机构、电操机构。以内部附件分：辅助触头、报警触头、分励脱扣器、欠压脱扣器。以

3、内部附件分：辅助触头、报警触头、分励脱扣器、欠压脱扣器。1.以额定电压分：以额定电压分：DC48V、DC110V（125V）、）、DC220V（250V）、）、440V、500V、1000V、1500V直流断路器的分类直流断路器的分类二、直流断路器的保护机理二、直流断路器的保护机理热磁式两段保护直流断路器的保护机理热过载保护机理：过载保护主要是通过热反时限延时的双金属片来实现。电磁短路保护机理：一般通过螺管式电磁铁，实现断路器短路瞬时保护。电子式三段保护直流断路器的保护机理热过载保护机理：同上。电磁短路保护机理：同上。电子式短路短延时保护机理：在脱扣机构上连接电子控制装置。热磁式选择性保护直流

4、断路器的保护机理热过载保护机理：热式短路短延时反时限保护机理：快动双金属片。直流断路器的保护机理直流断路器的保护机理三、保护电器选型分析三、保护电器选型分析保护电器选型分析保护电器选型分析1.蓄电池出口保护电器选型蓄电池出口保护电器选型全程反时限全程反时限GM5FB系列系列Icc蓄电池出口蓄电池出口我们需要什么样的保护电器？蓄电池出口对保护电器的要求：1）高安全性高安全性：安全性不拒动（200Ah，200A；长距离电缆末端短路）；2）高可靠性高可靠性：不误动，结构可靠；3）高效性高效性：选择性要求最高：禁止出现越级跳闸4）兼顾灵敏性兼顾灵敏性：满足选择性前提下，最大限度提高本级保护的灵敏性保护

5、电器选型分析保护电器选型分析1）满足安全可靠性：GM5FB塑壳，动作特性逐台检测，纯机械式，短延时保护不依靠线路板；2）满足选择性： GM5FB塑壳，全程反时限延时保护；3）满足灵敏性： GM5FB塑壳，全分断时间在100ms以内，优于熔断器。超强限流特性，利于动稳定性和热稳定性蓄电池出口，我们推荐什么样的产品？蓄电池出口，我们推荐什么样的产品？蓄电池容量蓄电池容量断路器型号断路器型号最大壳架等最大壳架等级电流级电流分断能力分断能力（Icu）短延时时间短延时时间1500Ah以下GM5FB800A H型：15KA；R型：65KA20-80ms反时限延时1500Ah及以上GW3B3200A65KA

6、100ms定时限（可根据客户需求出厂前整定）蓄电池出口断路器和机组控制系统塑壳断路器选型蓄电池出口断路器和机组控制系统塑壳断路器选型保护电器选型分析保护电器选型分析GM5FB系列选择性保护塑壳式直流断路器系列选择性保护塑壳式直流断路器脱扣特性曲线脱扣特性曲线保护电器选型分析保护电器选型分析GM5FB系列断路器电气原理图和结构示意图系列断路器电气原理图和结构示意图GM5FB系列断路器电气原理图系列断路器电气原理图保护电器选型分析保护电器选型分析2.分电屏保护电器选择性和灵敏性的兼顾分电屏保护电器选择性和灵敏性的兼顾GM5B-40系列系列 分电屏分电屏断路器断路器保护屏保护屏断路器断路器1）定时限

7、的短路短延时保护满足选择性；2）在满足选择性的前提下，缩短短延时时间3）响应DLT-5044新规程的要求，满足高分断能力当分电屏本级出现短路，我们如何同时兼顾选择性和灵敏性？保护电器选型分析保护电器选型分析 GM5B-32/GM5B-40系列断路器参数表系列断路器参数表型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压宽度宽度分断能力分断能力GM5B-321632ADC110V/220V45mm4.5kAGM5B-32H1632A10kAGM5B-401640A15kAGM5B-40H1640A20kA1）GM5B-32/40系列和下级两段式断路器自然实现选择性；2） GM5B-32/40系列短延时时间

8、7ms，满足选择性前提下用时更短；3） GM5B-32/40系列分断能力最高可达20KA，满足各种直流系统要求分馈电屏，我们推荐什么样的产品？分馈电屏，我们推荐什么样的产品？保护电器选型分析保护电器选型分析3.直流末端保护电器的灵敏性和限流直流末端保护电器的灵敏性和限流GM5-63L型型 分电屏分电屏断路器断路器保护屏保护屏断路器断路器1）灵敏性的保证低脱扣倍数2）可靠性要求不误动，容性负载（储能电容）3）事故照明回路特殊要求：国标GB10963.2规定：同时符合用于交流回路中，单极分断AC400V，6kA短路分断能力的要求。灵敏性如何保证？可靠性？限流的必要性？保护电器选型分析保护电器选型分

9、析 GM5-63系列断路器参数表系列断路器参数表型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压脱扣倍数脱扣倍数分断能力分断能力GM5-63B型型663ADC220V/440V4-7InDC220V：20kAGM5-63C型型163A7-15InGM5-63CH型型1063A12-15InGM5-63CL型型16A7-10In1）GM5-63CL型脱扣倍数7-10In（低脱扣倍数，既保证灵敏性，又避免误跳）；2）GM5-63CL型组合式灭弧系统极大提高限流能力；3）GM5-63CL型（无极性）接线不再区分正负极，避免接错线烧开关直流末端保护电器，我们推荐的产品？直流末端保护电器，我们推荐的产品？保护电

10、器选型分析保护电器选型分析 PT回路我们推荐的产品回路我们推荐的产品型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压短路保护短路保护分断能力分断能力GMT32型型0.5-10AAC230VAC400V短路瞬动2.8-3.5In6KAGMT32B型型3-10A带有短路短延时保护4.5KA1）要求电压互感器出口断路器自身为低压降，以减少电能计量装置的误差；2）要求电压互感器出口断路器对PT线路快速保护，对断路器灵敏性要求高；计量回路对交流微型断路器的技术要求？计量回路对交流微型断路器的技术要求？保护电器选型分析保护电器选型分析1）GMT32（B）系列断路器内阻值仅为普通断路器内阻值的10%15%；2）GM

11、T32（B）系列 断路器短路瞬时脱扣电流为2.83.5In；四、四、使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题1.熔断器的种类，如下表。熔断器的种类，如下表。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题2.大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很好，但大趋势为什么不用了好，但大趋势为什么不用了（1）熔断器本身设计上的缺陷，熔体的老化现象： 无冶金效应的熔体老化现象：由于熔断体反复负载使熔体受到加热和冷却的循环，产生热膨胀和冷却收缩，使熔体受到机械应力，引起熔体金属材料晶格粗化、扭曲，导致电阻率增加而使特性变坏。

12、有冶金效应的熔体老化现象：由于熔体通过电流时温度的增加，还会使灭弧介质材料的分子溶解到熔体中去，产生合金现象，改变了熔点，而使特性变坏。（2）由于熔断器受环境温度和湿度的影响较大，熔断时间分散性大。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题（3）熔断器受一次大短路电流冲击，特性变化非常大，无法检验。（4）与基座的安装接触力的变化，接触表面氧化，使接触电阻变化很大。（5）在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增大，成为熔断器的薄弱点，熔断器整体性能下降，导致越级动作，导致存在全站直流失压的隐患。a）RM10熔断器的熔断情况b）熔片熔断部位图RM10熔断器的熔断情况使用熔断器

13、应注意的问题使用熔断器应注意的问题（6）由于熔断器结构原因，出厂无法检测其报警触点能否可靠动作所带来的严重问题。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题（7）由于熔断器结构原因，出厂无法检测其安秒特性曲线是否准确。（8）熔断器存在“越用越耐用”的问题熔断器内部除了熔断体外，还有灭弧介质。灭弧介质有多种，如粉末状灭弧介质等。此类灭弧介质由于温度、湿度影响，经过一段时间，有可能会结为块状结构，将使其散热性能大大加强，带来熔断时间变长，造成特性变坏。（9）熔断器防护等级太低 熔断器防护等级为IP00 GM5FB系列断路器防护等级可达IP30使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题小结：1.综

14、上所述，使用熔断器应制定一整套的完善的管理规范，如何时更换熔断器，熔断器经过一次大短路电流冲击但没有熔断等类似情况的管理。2.应使用符合标准要求的，合格的熔断器。3.但由于上述两点不容易实现，加之上述熔断器由于本身结构等的弊端，因此国网公司的趋势是用断路器逐步替代熔断器。这从近几年系统内变电站工程，电厂工程中可以看出这一点。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题五、应用举例五、应用举例 某省某省220kV变电站系统分析及解决方案变电站系统分析及解决方案（1）系统现状描述）系统现状描述蓄电池容量400Ah 220V 104节，2电2充，有分屏蓄电池出口电缆：S=50mm2，L=30m蓄电池

15、出口保护电器：250A直流屏出口保护电器：至220kV继保室分电屏，100A直流屏至220kV继保室分电屏电缆：S=25mm2，L=100m；分电屏出口保护电器：至测控保护屏，C10A；分电屏至测保屏导线：S=4mm2，L=20m；测保屏出口保护电器：C6A；测保屏到负载导线：S=2.5 mm2，L=5m。应用举例应用举例蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏应用举例应用举例此处空开选择额定电流为此处空开选择额定电流为10A，与，与下级下级6A断路器仅相差一个级差，很断路器仅相差一个级差，很难实现选择性，建议至少选择难实现

16、选择性，建议至少选择20A。根据根据Scac计算公式得出，截面积应选择计算公式得出，截面积应选择110mm2。根据根据I1h选择截面积应为选择截面积应为95mm2二者取大者，应选择二者取大者，应选择110mm2。问题问题1 1：电缆压降和断路器级差：电缆压降和断路器级差由于电缆长度为由于电缆长度为100m，此处电，此处电缆压降不合格的概率较大，建议缆压降不合格的概率较大，建议至少选择至少选择35mm2。此短路电流下，本级断路器与上此短路电流下，本级断路器与上级熔断器可实现选择性保护。级熔断器可实现选择性保护。所选所选NH1-250A熔断器，用于本系熔断器，用于本系统，其负载端短路电流为统，其负

17、载端短路电流为3245A，查曲线得其熔断时间在查曲线得其熔断时间在300ms左左右，灵敏度存在问题。右，灵敏度存在问题。问题问题2 2：选择性保护问题：选择性保护问题问题问题3 3：灵敏度问题：灵敏度问题蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏应用举例应用举例短路电流已大于上级断路器短路短路电流已大于上级断路器短路瞬时脱扣器动作上限瞬时脱扣器动作上限1200A，将，将发生越级跳闸，越级概率发生越级跳闸，越级概率100%。短路电流已大于上级断路器短路短路电流已大于上级断路器短路瞬时脱扣器动作上限瞬时脱扣器动作上限300A，将，

18、将发生越级跳闸，越级概率发生越级跳闸，越级概率100%。主馈电屏主馈电屏100A100A测保屏测保屏6A6A蓄电池蓄电池出口出口250A250A蓄电池蓄电池400Ah400Ah分馈电屏分馈电屏20A20AIcc542落在分馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作落在分馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作上限之外，越级动作概率为上限之外，越级动作概率为100%。Icc1225落在主馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动落在主馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作上限之外，越级动作概率为作上限之外，越级动作概率为100%。应用举例应用举例Icc3145Icc3245此短路电流下，本级断路器与上级熔断器可实现此短路电流下，本级断路器

19、与上级熔断器可实现选择性保护。选择性保护。3245A3245A灵敏度校验灵敏度校验300ms300ms（2）系统建议方案一）系统建议方案一蓄电池出口：将蓄电池出口保护电器更换为GM5FB-800系列全选择性断路器，在大于57In的电流范围内，延时时间为2080ms，快于熔断器，避免蓄电池和线路承受较长时间的短路电流冲击，同时又解决了熔断器离散性差的问题。因此，特别适合用于蓄电池出口作为保护蓄电池之用。此系列断路器具有熔断器特性，特别易于与下级断路器实现选择性保护。第一支路：将馈电屏断路器设计为GM5FB-250系列全选择性断路器，同时，将分电屏两段断路器更换为GM5B-32系列三段保护断路器，

20、短延时时间为7ms。馈电屏全选择性断路器与分电屏三段断路器（7ms延时）可实现选择性保护。分电屏断路器（7ms延时）可与下级测保屏中任何两段保护断路器自然实现选择性保护。应用举例应用举例第二支路：将馈电屏两段断路器更换为GM5B-32系列三段保护断路器，短延时时间为7ms。馈电屏断路器（7ms延时）可与下级测保屏中两段保护断路器自然实现选择性保护。应用举例应用举例三段断路器与两段断路器可自然实三段断路器与两段断路器可自然实现选择性保护现选择性保护。判定依据：判定依据：1.下级断路器负载端短路，短路电下级断路器负载端短路，短路电流小于上级断路器短路瞬时动作值流小于上级断路器短路瞬时动作值Is1。

21、2.判断上下级短延时时间是否符合判断上下级短延时时间是否符合t1t2。GM5FB与与GM5B-32系列断路器系列断路器之间实现选择性保护（级差配之间实现选择性保护（级差配合）：合）：判定依据：判定依据：上级断路器额定电流是下级断路上级断路器额定电流是下级断路器的器的3倍倍或更大，即可靠实现选或更大，即可靠实现选择性保护择性保护 。第1步：判据验证本级断路器出线端最远处短路电流是否大于本级断路器短路短延时或短路瞬时脱扣器的动作上限：GM5FB系列：Isd=7InGM5B-32系列：Isd=12InGM5-63系列：Ii=15In第2步：结论如大于上述脱扣器动作上限，则判断灵敏度合格。1.此短路电

22、流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动作上限（700A），），动作时间介于动作时间介于20ms和和80ms之间。之间。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。GM5FB系列断路器之间实现选系列断路器之间实现选择性保护：择性保护：判定依据：判定依据：上级断路器额定电流是下级断路上级断路器额定电流是下级断路器的器的2.5倍倍或更大，即可靠实现选或更大，即可靠实现选择性保护择性保护 。问题问题2 2：解决灵敏度问题：解决灵敏度问题应用举例应用举例问题问题1 1：解决选择性保护问题：解决选择性保护问题蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏

23、220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动作上限（240A），），延时延时7ms动作。动作。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣器动作上限（短路瞬时脱扣器动作上限（90A），），动作时间为动作时间为5ms以内。以内。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动作上限（1750A），），动作时间介于动作时间介于2

24、0ms和和80ms之间。之间。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。分电屏断路器短延时分电屏断路器短延时7ms，如果短路电流在，如果短路电流在7ms之之后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于大于2.5倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。应用举例应用举例主馈电屏主馈电屏100A100A测保屏测保屏6A6A蓄电池蓄电池出口出口250A250A蓄电池蓄

25、电池400Ah400Ah分馈电屏分馈电屏20A20AIcc531Icc1170Icc3118Icc32303230A3230A灵敏度校验灵敏度校验此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时7ms分断。分断。主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时2080ms，如果短路电流仍然存在，如果短路电流仍然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。则主馈屏断路器作为后备保护分断。小结：小结：这种方案可以在不改变现有测控保护屏断路器基础上，仅将上级断路器更换这种方案可以在不改变现有测控保护屏断路器基础上，仅将上级断路器更换为选择性断路器和三段式断路器，即可实现选择性保护。为选择性

26、断路器和三段式断路器，即可实现选择性保护。根据的判据是：根据的判据是： “全选择性全选择性”断路器断路器 之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的2.5倍倍或更大，即可靠实现选择性保护。或更大，即可靠实现选择性保护。“全选择性全选择性”断路器与断路器与GM5B-32系列三段式段保护断路器，满足额定电流系列三段式段保护断路器，满足额定电流为大于为大于3倍倍，即可实现选择性保护。，即可实现选择性保护。三段保护断路器可与两段保护断路器自然实现选择性保护。三段保护断路器可与两段保护断路器自然实现选择性保护。（1）下级断路器负载端短路，短路电流小于上级

27、断路器短路瞬时动作值）下级断路器负载端短路，短路电流小于上级断路器短路瞬时动作值Is1。（2）判断上下级短延时时间是否符合）判断上下级短延时时间是否符合t1t2。应用举例应用举例（3）系统建议方案二（限流方案）系统建议方案二（限流方案）蓄电池出口：将蓄电池出口保护电器更换为GM5FB-800系列全选择性断路器，在大于57In的电流范围内，动作时间快于熔断器，避免蓄电池和线路承受较长时间的短路电流冲击，同时又解决了熔断器离散性差的问题。因此，特别适合用于蓄电池出口作为保护蓄电池之用。此系列断路器具有熔断器特性，特别易于与下级断路器实现选择性保护。第一支路：将馈电屏断路器设计为GM5FB-250系

28、列全选择性断路器，分电屏和测保屏中断路器分别更换为GM5-63H延迟动作型微断和GM5-63L快速限流型微断。馈电屏断路器（短延时时间最小20ms）可与分电屏中的H型两段保护断路器实现选择性保护。分电屏H型（延迟动作型）与测保屏L型（快速限流型）同时使用，具有级联技术，可以极大的扩大选择性保护范围。本方案经计算得出结论：可实现选择性保护。应用举例应用举例第二支路：将馈电屏和测保屏中断路器分别更换为GM5-63H延迟动作型微断和GM5-63L快速限流型微断。馈电屏H型（延迟动作型）与测保屏L型（快速限流型）同时使用，具有级联技术，可以极大的扩大选择性保护范围。本方案经计算显示具有选择性保护特性。

29、应用举例应用举例1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣器动作上限（短路瞬时脱扣器动作上限（300A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。采用采用H型和型和L型的级联技术实现选型的级联技术实现选择性保护：择性保护：判定依据：判定依据：经下级经下级L型断路器限流并分断后型断路器限流并分断后的短路电流峰值，小于等于上级的短路电流峰值，小于等于上级H型断路器额定电流的型断路器额定电流的20倍倍。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路短延时脱扣器动作上限（路短延时脱扣器动作上限（700A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度

30、符合要求。全选择性保护断路器可与两段式全选择性保护断路器可与两段式断路器自然实现选择性保护断路器自然实现选择性保护。判定依据：判定依据：1.下级断路器负载端短路，短路下级断路器负载端短路，短路电流小于上级断路器短路瞬时动电流小于上级断路器短路瞬时动作值作值Is1。2.判断上下级短延时时间是否符判断上下级短延时时间是否符合合t1t2。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路短延时脱扣器动作上限（路短延时脱扣器动作上限（1750A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。第1步：判据验证本级断路器出线端最远处短路电流是否大于本级断路器短路短延时或短路瞬时脱扣器的

31、动作上限： GM5FB系列：Isd=7InGM5-63H系列：Ii=15InGM5-63L系列：Ii=10In第2步：结论如大于上述脱扣器动作上限，则判断灵敏度合格。“全选择性全选择性”断路器断路器 之间实现选之间实现选择性保护：择性保护：判定依据：判定依据：上级断路器额定电流是下级断路上级断路器额定电流是下级断路器的器的2.5倍倍或更大，即可靠实现选或更大，即可靠实现选择性保护。择性保护。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣器动作上限（路瞬时脱扣器动作上限（60A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。问题问题1 1：解决选择性保护问题：解决

32、选择性保护问题问题问题2 2：解决灵敏度问题：解决灵敏度问题应用举例应用举例蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时2080ms，如果短路电流仍，如果短路电流仍然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。落在分电屏断路器过载长延时区域，由于具有级联特性，未落在分电屏断路器过载长延时区域

33、，由于具有级联特性，未达到分电屏断路器额定电流的达到分电屏断路器额定电流的20倍，有选择性。倍，有选择性。主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于2.5倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。测保屏测保屏6A6AL L型型蓄电池蓄电池出口出口250A250A蓄电池蓄电池400Ah400Ah主馈屏主馈屏100A100AIcc438Icc3118Icc3230应用举例应用举例分电屏分电屏20A20AH H型型Icc12203230A3230A灵敏度校验灵敏度校验小结：小结：这种方案需要将蓄电池出口至主馈电屏的断路器设计为“全选择性

34、”断路器，分电屏和测控保护屏断路器需成套改变，采用H型和L型的级联技术实现选择性保护。根据的判据是：根据的判据是： “全选择性全选择性”断路器断路器 之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的2.5倍或更大，即可靠实现选择性保护。倍或更大，即可靠实现选择性保护。“全选择性全选择性”断路器与断路器与H型两段保护断路器之间，可自然实现选择性保护。型两段保护断路器之间，可自然实现选择性保护。两段保护断路器之间，采用两段保护断路器之间，采用H型和型和L型的级联技术实现选择性保护：只要保型的级联技术实现选择性保护：只要保证经下级证经下级L型断路器限流并分

35、断后的短路电流峰值，小于等于上级型断路器限流并分断后的短路电流峰值，小于等于上级H型断路器额定型断路器额定电流的电流的20倍倍。应用举例应用举例什么是级联技术？什么是级联技术？级联技术是一种在不扩大上级断路器额定电流的情况下，能够在一定短路电流级联技术是一种在不扩大上级断路器额定电流的情况下，能够在一定短路电流范围内，扩大两段保护断路器之间选择性保护范围的一种技术。范围内，扩大两段保护断路器之间选择性保护范围的一种技术。快速引弧技术：超级限流能力快速引弧技术：超级限流能力动作阈值区别设计：动作阈值区别设计：C（H）型）型+C（L）型）型延迟延迟/快速动作技术：瞬时脱扣器空行程区别设计快速动作技

36、术：瞬时脱扣器空行程区别设计级联选择性技术级联选择性技术 GM5-63CGM5-63C（H H）与）与GM5-63CGM5-63C（L L）成套使用，形成级联配合，可以有效的）成套使用，形成级联配合，可以有效的实现上、下级直流断路器的全选择性配合。实现上、下级直流断路器的全选择性配合。（1 1）测控保护屏）测控保护屏2A2A6A6A断路器和分电屏或馈电屏直流断路器的瞬动脱扣断路器和分电屏或馈电屏直流断路器的瞬动脱扣器的运动空行程区别设定。器的运动空行程区别设定。动铁芯脱扣杆工作气隙采用不同工作气隙的GM5-63 C（H）和 C（L）型断路器级联选择性技术级联选择性技术 GM5-63 C GM5

37、-63 C（L L）型快速）型快速( (小行程）分断技术和超强的限流技术，使其小行程）分断技术和超强的限流技术，使其分断限流以后的短路电流超过上一级断路器瞬时脱扣器动作阈值的维持时间分断限流以后的短路电流超过上一级断路器瞬时脱扣器动作阈值的维持时间不超过不超过0.6ms0.6ms。 GM5-63 C GM5-63 C（H H）采用大行程的瞬时脱扣器技术，使其瞬时脱扣器的空）采用大行程的瞬时脱扣器技术，使其瞬时脱扣器的空行程时间控制在大于行程时间控制在大于0.8ms0.8ms。在一定的短路电流范围内，使得下级在一定的短路电流范围内，使得下级C C（L L）特性断路器动作速度要快于）特性断路器动作

38、速度要快于上级上级C C（H H）断路器动作速度，使其还来不及动作的情况下，就能先行分断短）断路器动作速度，使其还来不及动作的情况下，就能先行分断短路电流，避免了越级误动。路电流，避免了越级误动。但这需要计算下级但这需要计算下级C C（L L）断路器出线端预期短路）断路器出线端预期短路电流，电流，根据预期短路电流查限流曲线得出实际短路电流。根据预期短路电流查限流曲线得出实际短路电流。快速限流型快速限流型C C（L L）断路器分断并限制的短路电流峰值小于上级）断路器分断并限制的短路电流峰值小于上级C C（H H）断）断路器额定电流的路器额定电流的2020倍以内倍以内，将可实现选择性保护。而单独给

39、，将可实现选择性保护。而单独给C C（H H）型断路器）型断路器通通12In12In的电流，它的瞬时脱扣器就有可能动作。的电流，它的瞬时脱扣器就有可能动作。级联技术实现选级联技术实现选择性保护的判据择性保护的判据级联选择性技术级联选择性技术GM5-63 C（L）、C（H）系列小型直流断路器限流曲线返回级联选择性技术级联选择性技术 （2 2）提高测控保护屏）提高测控保护屏GM5-63CGM5-63C（L L） 2A2A6A6A断路器的限流性能和分断断路器的限流性能和分断速度。采用小行程的独特设计，使得速度。采用小行程的独特设计，使得GM5-63C（L）全分断时间最快可达全分断时间最快可达2ms.

40、另外专利技术另外专利技术-复合式灭弧系统的应用，实现了超极限流。见下图复合式灭弧系统的应用，实现了超极限流。见下图组合式灭弧系统组合式灭弧系统原理图永磁磁铁永磁磁铁导磁片导磁片磁吹线圈磁吹线圈级联选择性技术级联选择性技术新型组合式灭弧系统由永久磁铁、磁吹线圈与金属导磁板组合而成。永久新型组合式灭弧系统由永久磁铁、磁吹线圈与金属导磁板组合而成。永久磁铁形成的磁场磁铁形成的磁场、导磁片之间产生导磁片之间产生的的磁场磁场与与引弧片处的磁吹线圈产生引弧片处的磁吹线圈产生的的磁场磁场相相互叠加，互叠加，总体提高了导磁总体提高了导磁片中磁场强度。片中磁场强度。最最终起到吹弧作用的是：终起到吹弧作用的是：几

41、种方向一致几种方向一致的的磁场的叠加，在分断大电流时，磁场的叠加，在分断大电流时，导磁片间形成了强大磁场，磁场导磁片间形成了强大磁场，磁场把把电弧快速拉长电弧快速拉长，变细，并，变细，并吹入灭弧室吹入灭弧室冷却，冷却，这直接提高了电弧电阻，限制了短路电流的爬升，最终提高断路器限流能力这直接提高了电弧电阻，限制了短路电流的爬升，最终提高断路器限流能力。级联选择性技术级联选择性技术 arcccRRUISlarcRI Icccc经断路器分断后的短路电流峰值经断路器分断后的短路电流峰值U U直流系统电压直流系统电压R R直流系统截至到短路点的固有电阻直流系统截至到短路点的固有电阻R Rarcarc断路

42、器分断时的电弧电阻断路器分断时的电弧电阻电弧电阻率电弧电阻率l l电弧长度电弧长度S S电弧截面积电弧截面积级联选择性技术级联选择性技术GM5-63 C（L）、C（H）系列小型直流断路器限流曲线级联选择性技术级联选择性技术（3 3）将测控保护屏）将测控保护屏2A6A2A6A断路器动作倍数阈值限制在更小的范围内；断路器动作倍数阈值限制在更小的范围内；同时将分电屏或馈电屏上直流断路器的短路瞬时脱扣器动作倍数阈值适当同时将分电屏或馈电屏上直流断路器的短路瞬时脱扣器动作倍数阈值适当加大，使其延迟动作。加大，使其延迟动作。 具体的两段保护断路器之间的配合情况，可查询断路器选择性保具体的两段保护断路器之间

43、的配合情况，可查询断路器选择性保护配合表。护配合表。下表下表4-1为上下级均为小型直流断路器时的选择性保护配合表，该表为上下级均为小型直流断路器时的选择性保护配合表，该表内的参数均经过大量的试验验证，这种查表方式，可不计算实际短路电流，内的参数均经过大量的试验验证，这种查表方式，可不计算实际短路电流，仅了解蓄电池容量和系统导线电阻，即可查表得到选择性保护方案仅了解蓄电池容量和系统导线电阻，即可查表得到选择性保护方案。级联选择性技术级联选择性技术GM5-63系列小型直流断路器选择性保护配合表 3000Ah 3000Ah及以下蓄电池组直流系统短路选择性保护配合表及以下蓄电池组直流系统短路选择性保护

44、配合表 (注：仅适用于GM5系列产品的配合) 上级断路器下级断路器GM5-63H/2C16AGM5-63H/2C20A回路电阻值（m）型号/额定电流（A）蓄电池出口预期短路电流(A)500100020003000400050006000700080003000050010002000300040005000600070008000300002*36GM5-63L/2C2ATTTTTTTTTTTTTTTTTT2*72TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*108TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*144TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36

45、GM5-63L/2C3ATTNNNNNNNTTTTTTTTT2*72TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*108TTTTNNNNNTTTTTTTTT2*144TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36GM5-63L/2C4ATNNNNNNNNTTTTNNNNN2*72TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*108TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*144TTTTNNNNNTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36GM5-63L/2C6ATNNNNNNNNTTNNNNNNN2*72TNNNNNNNNTTTNNNN

46、NN2*108TNNNNNNNNTTTTTNNNN2*144TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*180TTTNNNNNNTTTTTTTTT注：回路电阻值：蓄电池出口至测控保护屏之间联接电缆的全部内阻值，不含断路器内阻值和蓄电池内阻值。例：2*72的含义是：2路电缆，每路的电缆内阻为72m，合计为144m。假设直流系统从蓄电池出口到末端均采用6mm2导线（3m/m），则回路导线长度应满足至少24m长。标注“T”的有色填充的方框表示上、下级断路器有选择性；标注“N”的白色方框，表示上、下级断路器无选择性。系统电压为DC220V。返回级联选择性技术级联选择性技术四台断路器串联使用（有分屏）的选择

47、性方案一蓄电池短延时时间断路器GM5B-32GM5-63C特性7ms无蓄电池出口断路器馈电屏断路器分电屏断路器测保屏断路器产品配置方案及判据产品配置方案及判据GM5FB系列20ms80ms20ms80msGM5FB系列判据：判据：三段与两段式断路三段与两段式断路器（时间选择性）器（时间选择性）1.下级断路器负载端下级断路器负载端短路电流小于上级短路电流小于上级断路器短路瞬时动断路器短路瞬时动作值作值Is1。2.判断上下级短延时判断上下级短延时时间是否符合时间是否符合t1t2。判据：判据：全选择性断路器与全选择性断路器与三段式断路器（时三段式断路器（时间选择性）间选择性）上级断路器额定电上级断路

48、器额定电流是下级断路器的流是下级断路器的3倍倍或更大，即可靠或更大，即可靠实现选择性保护。实现选择性保护。判据：判据：全选择性断路器全选择性断路器（能量选择性）（能量选择性）上级断路器额定电上级断路器额定电流是下级断路器的流是下级断路器的2.5倍倍或更大，即可或更大，即可靠实现选择性保护。靠实现选择性保护。四台断路器串联使用（有分屏）的选择性方案二蓄电池延时时间断路器GM5FB系列GM5-63H特性GM5-63L特性20ms80ms蓄电池出口断路器馈电屏断路器分电屏断路器测保屏断路器20ms80ms0ms0msGM5FB系列产品配置方案及判据产品配置方案及判据判据：判据：全选择性断路器与全选择

49、性断路器与两段式断路器（时两段式断路器（时间选择性）间选择性）1.下级断路器负载端下级断路器负载端短路电流小于上级短路电流小于上级断路器短路瞬时动断路器短路瞬时动作值作值Is1。2.判断上下级短延时判断上下级短延时时间是否符合时间是否符合t1t2。判据：判据：两段式两段式HL（级联（级联选择性）选择性）经下级经下级L型断路器限型断路器限流并分断后的短路流并分断后的短路电流峰值，小于等电流峰值，小于等于上级于上级H型断路器额型断路器额定电流的定电流的20倍倍。判据：判据：全选择性断路器全选择性断路器（能量选择性）（能量选择性）上级断路器额定电上级断路器额定电流是下级断路器的流是下级断路器的2.5

50、倍倍或更大，即可或更大，即可靠实现选择性保护。靠实现选择性保护。变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表序号类别回路断路器型号断路器额定值(A)电压第一级蓄电池出口断路器800Ah蓄电池GM5FB-800500需标注DC125V或DC250V电压700Ah蓄电池GM5FB-800400600Ah蓄电池GM5FB-800350500Ah蓄电池GM5FB-800300400Ah蓄电池GM5FB-250250300Ah蓄电池GM5FB-250180200Ah蓄电池GM5FB-250125100Ah蓄电池GM5FB-25080第二级馈

51、电屏至35kV控制、闭锁电源GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器63A不需标注电压至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A至各电压等级、控制、保护及操作GM5B-32（方案一）三段式小型断路器25、20GM5-63H（方案二）两段式延迟动作小型直流断路器25、20主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器10第三级测控保护屏（保护及二次回路）控制末级GM5-63L两段式快速限流小型断路器4、6不需标注电压保护末级2、3变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表序

52、号类别回路断路器型号断路器额定值(A)电压第一级蓄电池出口断路器800Ah蓄电池GM5FB-800500需标注电压DC125V或DC250V700Ah蓄电池GM5FB-800400600Ah蓄电池GM5FB-800350500Ah蓄电池GM5FB-800300400Ah蓄电池GM5FB-250250300Ah蓄电池GM5FB-250180200Ah蓄电池GM5FB-250125100Ah蓄电池GM5FB-25080第二级馈电屏至直流馈线分屏GM5FB-25063、100、125需标注电压DC125V或DC250V至35kV控制、闭锁电源GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器63A不需标注电

53、压至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A至各电压等级、控制、保护及操作GM5B-32（方案一）三段式小型断路器25、20GM5-63H（方案二）两段式延迟动作小型直流断路器25、20主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器10变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表第三级分电屏至控制馈线至保护馈线GM5B-32三段式小型断路器25、20不需标注电压GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器25、20第四级测控保护屏(保护及二次回路)控制末级GM5-63L两段式快速限流小型断路器4、6不需标注电压保护末级