低压配电系统保护的选择性和设备选择

低压配电系统保护的选择性和设备选择摘要：系统保护的选择性是连续供电的重要保证，本文对实现系统保护选择性的条件，确定保护选择性的方式，正确选择断路器和负荷开关等间题进行了探讨。关键词：“自然的”选择性,准延时选择性,能量选择性,具有隔离开关功能的负荷开关(Switchdisconnector)1系统保护选择性的现状保护的选择性是配电系统质量的一个重要标准。现在如果看看工程的设计图纸，不难看到许多配电系统保护的选择性是不合格的。这是有其历史原因的。以前低压配电系统的保护电器以采用熔断器为主的时期，系统保护选择性的设计是比较容易的。核算两级间的熔体额定电流比是否合格就可以了。以后，配电系统的保护电器广泛采用了断路器，由于客观条件的限制，当时我国断路器的制造水平有限，具有选择性的断路器品种很少。要满足保护选择性要求，只有靠有短路短延时保护的断路器。在这种情况下，全系统要实现选择性保护是困难的。因此只好重点保证重要负荷的连续供电，实现部分环节的保护选择性了。从低压配电设计规范及大众广为使用的低压配电各级间应选择性分护选择性就可以了。长期以来，大家习惯了这种模式。对配电系统的保护选择性间题未作深究。也无人要求必须保证系统的选择性。因此表现在配电系统设计图纸上保护选择性不合格就是自然的事了。现在，由于电器制造技术不断进步，断路器保护选择性技术的提高，各种选择性型技术的推出，使得我们可以重新认识讨论这一间题。目前我们可以说，采用断路器的配电系统实现保护选择性已具备条件了。本文拟就这一间题提出一些建议，以供有关人士研究讨论。2现代断路器与各型保护选择性技术现代电器制造技术的发展，断路器不断更新，保护选择性技术不断改进，推出了各种保护选择性技术。2.1准延时选择性(pseudo—timediscrimnation，另有译为虚拟时间选择性)当上下两级均为断路器级联时，大的短路电流受到了下级限流型断路器的限流。实际的短路电流和持续时间大大地减小。上级断路器脱扣器检测到的电流比没有限流型下级断路器值小得多。将此实际的短路电流在上、下两断路器的时间/电流曲线上进行比较，相当于在两断路器之间具有一等效的短的时间差。使得下级断路器快速跳闸，而上级断路器保持闭合，上下级断路器之间达到保护选择性配合。此时间差随预期短路电流增大而大大减小。它不是人为有意设置的延时时间，这个时间称为准延时(pseudo—time)。当上、下两级均采用限流型断路器时，由于上级断路器限流对下级断路器限流的增强作用，提高了下级断路器的分断能力。下级断路器的分断电流比其原所规定的分断电流要大。这种做法是符合IEC364—4—434.1条规定的。对于选择性来说，由于级联，提高了选择极限电流值，相应于增大了选择性的准延时，提高了保护选择性。22逻辑选择性(亦称为ZSI区域选择性联锁)上下级断路器之间设置逻辑联锁。当下级断路器保护区发生故障，电流大于脱扣器整定值时，给上级断路器发出逻辑等待命令，使上级脱扣器延迟脱扣，而下级断路器立即脱扣跳闸，切除故障。当上级断路器保护区内发生故障时，不会接收到等待命令，断路器立即跳闸，迅速切除故障。这就可保证各级间保护的选择性。ZSI也可附加于时间选择性系统，用以减少或消除故障的时间，有利于减小故障电流热应力和电动应力造成的损害。23能量选择性(Ener——baseddiscdiscrimination)若上、下级均采用普通断路器，当短路电流超过两断路器脱扣器的整定值时，断路器同时动作，保护无选择性。如果断路器设了能反映短路电流能量(fR尚t)的脱扣器，而且下级断路器的额定电流小于上级断路器，启动下级断路器脱扣器所需的能量也小于上级断路器。凶此在故障时两断路器都检测到短路电流，下级断路器限流非常快，上级断路器产生的能量使脱扣器动作所需的时间大于下级断路器，故下级断路器迅速先行跳闸，上级断路器保持闭合，两断路器的保护得到了配合。施耐德公司开发的CompactNs100～630A塑壳断路器就实现了这一目标。断路器采用双旋转触头，当短路电流达到某值时，由于磁斥力使触头在外壳内转动，并产生强大电弧能量，使壳内气体膨胀产生很大压力，推动活塞以极快的速度使断路器瞬动脱扣。在触头斥开大约3ms就将断路器分断：这就是能量脱扣。它有很强的限流能力，例如CompactNsl00A塑壳断路器的分断能力可达150kA。这种断路器非常有利于保护选择性的配合。24“自然的”选择性顺断路呀器间苹的保喝护选晃择性两是比条较复址杂的棍。为锯了使霉用方蹈便，需施耐件德公冶司推仿出了肥断路踏器“北自然绪的”豆选择瓦性概裹念，叶以便胜用户接使用处。它饰是在忧Co舒mp欲ac移t雾Ns跑10蓄0～妻63尿0A环塑壳环断路添器间尺，将膀过载爬、时醒间及目能量冶等选渠择性余方式滥，通异过试字验规侨定了森脱扣散器间膨整定易电流套的比脑值。孕组合慕构成磨了断茂路器早的“伪自然塘的”止选择邻性。读粗略妹地说问，只忠要上耻级断英路器墓的额浓定电址流大兔于下差级断崭路器息2.晕5倍旧，断船路器绍间就藏可获框得完情全选轨择性砌。即泛在下炸级断悦路器触保护粉区发哨生故轿障短早路的喜电流顺一直雅大到群下级欧断路奇器的徒极限脏分断争电流踪值的洪范围暮内。赵断路羞器都托能有快选择山性的绘切除恶故障稳，这沉就保瘦证了具完全鲁选择多性。凡这好煮像与锄在采糟用熔窑断器忧保护鱼的配茫电系涨统内内，只粉要上亏下级胶熔体仰电流悦的比烛值大船于某酸值，熔就可捐获得奉选择映性是孔相似柜的。烦所以粉说这精是一镰种简公单的喂“自销然的光”选辉择性洋概念胞。只下要考删虑满尚足电用流配韵合比汉的要严求，榜而不睁需再柏依赖滴人为海故意贷的在都脱扣醒器上们另加盖延时保时间值或采崭取逻疮辑联欺锁等目其他矿措施登来保米证选复择性捷。勒但是俗，在虚具体阔设计逮配电旋系统待时，姨仍要焰进行裕一些穷核算师选择姻性工晒作，干要根锁据脱调扣器已的类跃型与忧其所置在的福位置风核算涌断路挡器脱脊扣器稍的整昌定电吹流比正。例薪如上妖下两服级断尊路器若均采锅用C努om艺pa尾ct喊N充s塑那壳断暗路器助时，振当上篮级脱疤扣器挂为热窝磁式瞒，对批下级楚为热覆磁(揉TM私)或丰电子劲式(川ST塌R)认的过济载脱掠扣整惜定电啄流I另，的楚比值式应≥轧1.牛6;遍而对绪下级锦热磁蜂式短袭路脱末扣整达定电稳流I明m的袍比值识应≥械2，垄对下仇级电霸子式搅短路引脱扣合整定胆电流辟Im牧的比烛值应功≥1嫌.5交。尝当上烘级脱秤扣器来为电禁子式烛(S金TR钻)时剧;对薄下级奖为热兰磁式音或电扬子式夫的短誉路脱荡扣整坝定电屋流I瞎m的称比值锡应≥厉1.摸5;检而对求下级权热磁亡式的足过载系脱扣馅整定销电流俗Ir国的比灶值应仗≥2腾.5青，对额下级设电子摧式的活过载锯脱扣爹整定炭电流晨Ir同的比腥值应培≥1肺.6陕。影如果愿上下士级断姨路器狼为其千他类誓型的续断路陵器，轨其相岁互配嘱合则械为其戏他比盼值。哑从以寿上叙橡述，辣“自枣然的浅”选陆择性却是很量简便悠，对护配电柔系统顺设计厦配置羽方案葡是很原有用臣的。忽但在眉具体举设计辛时，片核算俭选择祖性的奸工作炉也是黑烦琐症的。纹最实获用的徐方法欣是制礼造厂上按照孟试验探结果谈，提诚供断稠路器令保护铅选择岭性配软合表款，设陆计时秀按表搬查用密就可贞以了泻。例弦如施步耐德柄公司使提供虽的C狼om疲pa啊ct婚N怀S塑郊壳断滑路器伐应用功技术螺资料献就是谋实例旁。卷2.街5氧选择抢型断壳路器缠(s旧el沃ec香ti突ve甘t田yp驱e役ci弹rc尺ui草t-鞋br盾ea犯ke裙r)笋性能帅不断佛完善赏IE饭C9显47袋-2吓(G如B1茶40某48白.2晋)中糕选择扯断路体器的浮定义利是：避“在仅短路塘情况斗下，誓明确绩用作乒负载铲侧另泥一短踏路保喝护电挎器的析选择岗性保迎护的科断路沃器，期有人哄为的饭延时锈”。渴它是诱实现敌系统蒜选择霸性保信护的泼主要哀手段楚。扯随着鱼制造底技术贩的进略步，滋选择葬型断炼路器堤较之连老产罚品已侦有不亡少改泻进，删例如斗，短迅时耐菌受电帜流提型高;熄短路否延时润保护坚精度稠提高赔;断闯路器摘瞬动妨保护给可便走利地候根据眉需要缘投入待或解祸除;幅超过叹耐受粘电流我阈值赌自保茶护脱指扣动习作等企。这锤些都劈是有饿利于档选择三保护敏的完世善。谢确定疮选择甩型断妻路器夸上下惹两级辉的延器时级匠差是庆很重慌要的令。它咱与断渗路器腿性能氏有关腾，可图要求饼制造寿厂提罗供。貌如果嚼具有舟产品巷有关谊的技械术数伟据，鼓可按旬下式船求得射。云式中彻：盈td依(两疏级间墨时间恩差)鸣≥t气c+溉tr安+2犁△玩t;烦tc哄——害断路慧器的泼分断义时间骆，s跪;汇tr派——榨断路帜器恢置复到手静止祖状态棉的时动间，缝s;坏△辆t浙——她定时闭限的犯延时兄容差虾，s可。挨3喝系统翼选择匠性保蜂护的朋实施填要点谨3.明1尽精心今设计奏配电券系统船，合绸理分克配负处荷议设计值时适缴当分暑配负砍荷，掏使上毯下级情负荷这的比阀值加毒大，业满足耳选择险性所浮需的席保护旧器额摊定电巴流比熄的要明求。治而且暴比值小越大烘，越窃容易嫂满足红选择忘性要歪求。旺无论窝是采壶用熔眯断器均或者规是断赴路器设保护械，都亩需要至上下闪级保气护器桂额定耍电流邪比大先于某每一比怀值，宫才能冲达到萄选择屈性保庸护配愿合要披求。辣因此陕在进螺行配伍电系篇统设蔬计时缘，不坦要听它其自滩然随攻意分应配，剩而要骡有意庆地调告整分退配负哈荷，屑以便亩给选粘择性微保护织提供席便利虚，尽程量采先用“百自然辜的”树选择渐性保掌护来戴满足友要求伶。否倡则要按采取县其他绩选择等性保彼护方敬式才是能满煌足选斯择性搬保护去要求括，既娘麻烦踪费事肉又不合经济炼。矩3.特2注关于另完全何选择移性与构部分框选择休性的坝确定快完全珍选择座性的洁定义吨是，菜在上悉下级洗断路食器间齐，下涌级断脊路器赵保护瞎范围庆内，球产生拿从大残于过贼载整下定值涂电流意一直膨到三样相短将路电光流(捕不超的过断罗路器疮的极畏限分敬断电贞流)阿的故枪障，天都由塌下级旦断路仿器切变除，活而上充级断道路器炕保持俗闭合耻，达袖到了窄保护销选择孕性的愤配合均。这红就称渐为完途全选爱择性柿。盘部分决选择闹性的苹定义峰是，宫如果鞋上述鞠的完慈全选路择性涝得不羡到满么足，诊而在扣某一律较低蒸的故斧障电谦流值名(选荒择性梯极限硬值)剃以下前，上旗下级孟间能摔达到书选择闻性配瓜合，驾则称寇这种拣选择添性为承部分哭选择拆性。章如果睬按3弯.1季节所颠述配敞电系置统配匪置的否断路罚器，铁上下歉级间际能获坡得完也全选炊择性递，这谨是最死理想侨的。樱如果存不能肯获得纯完全故选择免性，融只能援得到难部分狗选择么性的如配合陶。这虑时我织们选益择与愚调整扬配电吴线路此路径梳、结猜构和装截面拉，并留计算瘦短路贵故障爷电流状，若吴是小拐于选务择性酬极限滨电流算值(兆为保疯护选服择性段所允抄许的辣最大换故障诉电流击值)稍，则旱全系输统也落是具顺有选启择性粉的。燕若短大路电土流大状于选跟择性忌极限督电流桶值，蕉则上钞级断嫌路器转将无融选择栋性跳禽闸。城这时窃若其迫所供膀电负蜜荷不疯允许乐断电邮，则当应重餐新配钱置，权以保导证其苦选择矮性;僻但若业对其舱所供贡电负葬荷影蜻响不妨大，挣这种陆无选处择断咸电是缝在可破接受砖范围帅之内既的，誉则表迅明部小分选捎择性窑系统渠，在哲一定磁条件楚下也情是可管行的纯。蚂3.纪3阳断路须器保蚕护的貌选择生性方扇式的芳一般抬要求堡断路是器保团护选射择性郊的方虾式与赏配电史网特即性、衣供电触负荷必容量朱及断迷路器破配置商等因启素有宁关。胸较大览的配映电系构统，下一般拖可按葬三级萍配电蹄来说抱明。抗电源上端：禁无论抢向工乱厂厂锄房或身民用有建筑疮供电素，一炼般都作设置椅总(戒主)盯配电航盘。床其特毕点是会额定冠电流堪大，扶要求愤断路浪器分地断能泼力高尖。因召为是每控制贪总电衰源，吩任何尸分支寇配出以回路军发生奴故障源，不欣应无趣选择私性地净切断流总电逗源，搭必然束保证梁选择汤性。诸一般狐选用茅具有拣短路钻短延已时保驱护的序选择阵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