供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇

閻德喜 楊冬梅 劉穎

【摘 要】保護(hù)電器在低壓配電系統(tǒng)中具有非常重要的作用，如果選擇不當(dāng)則會給人們的用電安全帶來諸多影響，嚴(yán)重的話還會出現(xiàn)安全事故，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的損失。因此我們?yōu)榱吮Ｕ系蛪号潆娋€路的正常使用，就要在其中設(shè)置保護(hù)電器，來使其安全性和可靠性進(jìn)行有效的提高。

【關(guān)鍵詞】低壓配電線路;保護(hù)電器;選擇性

引言

隨著時代的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，家用電器品種也越來越多，人們生活對于電量的需求不斷增加，這樣的高用電量時代也為供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提出了更大的挑戰(zhàn)。供電系統(tǒng)需要進(jìn)行適應(yīng)時代與經(jīng)濟(jì)的調(diào)整與改革，其中低壓配電保護(hù)器的任務(wù)也愈加重要。在大用電的時代，我們進(jìn)行低壓配電保護(hù)器選擇時，要以防止事故的發(fā)生為根本目的，在設(shè)備做好基本系統(tǒng)監(jiān)控工作的同時，我們既要考慮到其性能的提升與發(fā)展，也要將對設(shè)備運(yùn)行故障的修理靈活性考慮其中。

1.保護(hù)電器的選擇要求

在供電系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)中，經(jīng)常出現(xiàn)由于上下級保護(hù)電器選擇性不恰當(dāng)而造成失誤，會造成大范圍的事故性停電，給人們的日常生活和社會經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)帶來不必要的損失。對上下級保護(hù)電器進(jìn)行合理性的選擇是縮小事故發(fā)生率以及提高供電可靠性的必要措施。

1.1完全選擇性和局部選擇性

完全選擇性和局部選擇性是在進(jìn)行低壓系統(tǒng)的保護(hù)電器選擇時最基本的兩種情形。在過電流保護(hù)設(shè)備為串聯(lián)工作的狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載一側(cè)發(fā)生短路時，無論短路電流大小，僅僅負(fù)載一側(cè)的保護(hù)電器工作，而不是電源一側(cè)的保護(hù)電器工作，這樣的保護(hù)電器關(guān)系與配合稱為完全選擇性。在兩臺過電流保護(hù)電器串聯(lián)工作的情況下，在一定的過電流范圍內(nèi)，負(fù)載一側(cè)的保護(hù)電器作用，而不會導(dǎo)致電源一側(cè)的保護(hù)電器作用，這樣的配合關(guān)系稱為局部選擇性。

1.2選定保護(hù)電器的條件

首先，當(dāng)供電系統(tǒng)在正常工作以及用電設(shè)備正常啟動的情況下，保護(hù)電器不用出現(xiàn)動作;其次，當(dāng)配電線路發(fā)生故障時，保護(hù)電器需要及時有效的切斷故障回路，這也是保護(hù)電器的關(guān)鍵作用所在，稱為保護(hù)電器的靈敏性與可靠性;最后，當(dāng)配電線路發(fā)生故障后，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)電器切斷電路的這一動作需要將范圍控制到最小，這也就縮短了停電范圍，為人們的生活提供了便捷性，這也被稱為保護(hù)電器的選擇性。

在選定保護(hù)電器時，靈敏性與可靠性是需要首先考慮的必要條件，選擇性可以放在第二位。

2.保護(hù)電器的整定

在對低壓配電系統(tǒng)中的保護(hù)電氣進(jìn)行選擇之后，還要對保護(hù)電氣進(jìn)行整定，這樣才能確保低壓配電系統(tǒng)的正常工作，采用熔斷器與使用短路器的過程中一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，避免造成不必要的損失，具體包括以下幾方面內(nèi)容：

2.1短路保護(hù)

發(fā)生短路故障時，應(yīng)該在達(dá)到導(dǎo)體允許的極限溫度之前切斷故障電路，并用相應(yīng)公式進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

（1）使用熔斷器時，因?yàn)樗哂蟹磿r限特性，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)按導(dǎo)體截面和敷設(shè)方式得到熔體電流的最大允許值選取即可。

（2）使用斷路器時，利用其瞬時或短延時脫扣器作短路保護(hù)。瞬時脫扣器的全分?jǐn)鄷r間極短，一般都能符合要求。

2.2過載保護(hù)

（1）用斷路器的長延時作過載保護(hù)，只要長延時脫扣器的整定電流Izd1 小于或等于導(dǎo)體允許的載流量，即Izd1≤IZ。

（2）用熔斷器保護(hù)時，熔體電流整定根據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，即IB≤In≤IZ和I2≤1.45IZ。

2.3線路故障時，應(yīng)有選擇性切斷電路

線路故障時，要保證可靠切斷電路，又要盡可能縮小斷電范圍，即有選擇性地切斷，這就對配電設(shè)計(jì)提出了更高的要求，要求準(zhǔn)確的計(jì)算數(shù)據(jù)，恰當(dāng)?shù)倪x擇保護(hù)電器，正確整定保護(hù)電器的額定電流、動作電流和動作時間。

2.4配電線路保護(hù)要點(diǎn)

工業(yè)和民用建筑的低壓配電每一段線路都要裝設(shè)保護(hù)電器，設(shè)計(jì)時應(yīng)從下而上逐段線路按短路保護(hù)、過負(fù)載保護(hù)、接地故障保護(hù)三種保護(hù)要求進(jìn)行整定和校驗(yàn)。

2.5保護(hù)電器的選擇性

（1）首級干線宜用選擇型斷路器（電流較小者可用熔斷器）：

①短延時整定電流Izd2≥下級斷路器Izd3 的1.2 倍。

②短延時時間應(yīng)大于下級熔斷體熔斷時間0.15～0.2s。

（2）中間各級宜用熔斷器，按1.6：1 選擇。

（3）末端回路可用非選擇斷路器，對籠型電動機(jī)可用aM型熔斷器。

3.配電系統(tǒng)的選擇

3.1低壓配電線路保護(hù)電器選擇應(yīng)考慮以下要求

保護(hù)電器必須是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。斷路器和熔斷器的國標(biāo)是90年代編制，等效于IEC標(biāo)準(zhǔn)，符合當(dāng)今國際先進(jìn)水平。（1）保護(hù)電器的額定電壓應(yīng)與所在配電回路的標(biāo)稱電壓相適應(yīng)。（2）保護(hù)電器的額定電流不應(yīng)小于該配電回路的計(jì)算電流。（3）保護(hù)電器的額定頻率應(yīng)與配電系統(tǒng)的頻率相適應(yīng)。（4）保護(hù)電器要切斷短路故障電流，應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，還必須具備足夠的通斷能力。通斷能力應(yīng)按保護(hù)電器出線端位置發(fā)生的預(yù)期三相短路電流有效值進(jìn)行校核。由于當(dāng)今我國的保護(hù)電器產(chǎn)品具有國際先進(jìn)水平，其通斷能力足以滿足配電系統(tǒng)的要求。但是保護(hù)電器的通斷能力具有不同大小值，所以，在配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，特別是當(dāng)配電變壓器容量較大，而安裝在靠近變壓器的保護(hù)電器容量又較小時，更應(yīng)作計(jì)算和校驗(yàn)。（5）考慮保護(hù)電器安裝場所的環(huán)境條件，以選擇相適應(yīng)防護(hù)等級（IP）的產(chǎn)品。此外，在高海拔地區(qū)（如海拔超過2000m）應(yīng)選用高海拔用的產(chǎn)品，或者采取必要的技術(shù)措施。在靠近海邊的地方，應(yīng)使用防鹽霧的產(chǎn)品。

3.2保護(hù)電器保護(hù)特性的選型

（1）選型原則配電線路在正常使用中和用電設(shè)備正常起動時，保護(hù)電器不會動作。保護(hù)電器必須按規(guī)范規(guī)定的時間內(nèi)切斷故障電路，這是實(shí)施規(guī)范的最基本目標(biāo)，也是保護(hù)電器的根本任務(wù)。配電系統(tǒng)各級保護(hù)電器的動作特性應(yīng)能彼此協(xié)調(diào)配合，要求有選擇性動作，即發(fā)生故障時，應(yīng)使靠近故障點(diǎn)的保護(hù)電器切斷，而其上一級和上幾級（靠電源側(cè)方向?yàn)樯希┍Ｗo(hù)電器不動作，使斷電范圍限制到最小。如Y點(diǎn)短路，應(yīng)使PD4斷開，如X點(diǎn)短路，應(yīng)使PD3斷開。如果選擇性難以得到完全保證，應(yīng)該使低壓主干線的保護(hù)電器不會越級斷開，寧可犧牲下級配電線路保護(hù)的選擇性（如Y點(diǎn)短路，PD3越級先于PD4斷開），其影響范圍相對較小。（2）不同位置保護(hù)電器的選型低壓配電用保護(hù)電器包括斷路器和熔斷器兩種，而斷路器又有非選擇型和選擇型兩類。配電系統(tǒng)有樹干式、放射式和混合式等幾種。保護(hù)的級數(shù)多少也不同，少至一、二級，多至六、七級。

結(jié)束語

在當(dāng)前社會中，各類的工業(yè)裝置以及民用建筑物的供電系統(tǒng)中，大多數(shù)的各級保護(hù)電路均采用斷路器，在對保護(hù)電器進(jìn)行選擇時，人們考慮性價(jià)比與安全性的同時，往往忽略掉各級保護(hù)電器的配合問題和靈敏度，最終導(dǎo)致整個配電線路的安全穩(wěn)定性能得不到保障。我國現(xiàn)在的低壓配電保護(hù)系統(tǒng)存在的主要問題是功能過于簡單化、對保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)程度不夠，對變壓器的運(yùn)行狀況做不到實(shí)時監(jiān)控，不能及時發(fā)現(xiàn)其存在的故障問題，當(dāng)故障發(fā)生時，極易導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。所以，配電保護(hù)器的選擇的最終目的就是提高變壓器的性能，研究出完整安全的低壓配電保護(hù)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝海涵. 工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（09）：54.

[2]陳致清，王燕，周波，魯寶. 低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)電器的選擇和應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，（04）：120-121.

[3]任威榮，李曉東.低壓電器的選擇性配合[J].低溫建筑技術(shù)，2008.01：11-13.

[4]師科峰，程開嘉.建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)的分析[J].低壓電器，2011.10：32-34.