低壓柜斷路器的選型

■滕曉龍 ■中國民航西南空管局，四川 成都 610300

1 低壓斷路器選型的基本要求與原則

1.1 低壓斷路器的分類

低壓斷路器是低壓配電系統中的重要元件，主要作用是同段控制與保護，一方面，低壓斷路器能夠接通、承載、分擔一般電路中的電流，另一方面，低壓斷路器還能在故障電路中短時間內起到接通、承載、分斷電流的作用。根據配電系統的不同，低壓斷路器的結構、使用類別、隔離情況都有所差異。若根據低壓斷路器的結構可分為塑殼斷路器、空氣斷路器和小型斷路器;根據低壓斷路器的動作速度可分為一般型斷路器、快速型斷路器;根據低壓斷路器的用途又可以分為電動機保護斷路器、配電斷路器、滅磁斷路器以及漏電斷路器。

1.2 低壓斷路器選型的基本要求

低壓斷路器應根據配電系統的容量以及控制要求進行選型，一般情況，低壓斷路器的選型應滿足以下基本要求:(1)低壓斷路器的選擇必須滿足系統線路的負載要求，需要根據配電系統對運行控制的具體要求來選擇具備不同性能的斷路器。(2)低壓斷路器的選型必須綜合考慮交流、頻率、直流、電壓等因素，并以回路額定電壓和電流作為斷路器選型的主要依據。(3)低壓斷路器的整定電流應根據負載電流值來確定。(4)低壓斷路器的選型必須考慮系統的工作環境，溫度、適度、海拔、空氣狀況都是斷路器選型的重要依據，另外，還必須環境污染、沖擊振動等外界影響因素。(5)低壓斷路器的通斷能力及熱穩定能力應根據回路短路的準確參數值來確定。(6)低壓斷路器的上下兩級匹配必須考慮配電系統的選擇性保護要求。

1.3 低壓系統各級斷路器的選型原則

低壓斷路器的選型是一項關系到配電系統穩定性與安全性的重要工作，各級斷路器的選型必須遵循以下原則。一是低壓斷路器的選型必須滿足線路負載性能與故障出發類別的基本要求;二是低壓斷路器的額定電壓與頻率應與線路的標稱電壓與頻率保持一致，且斷路器額定電流必須大于各回路負載電流值;三是低壓斷路器的選型必須考慮周邊的環境因素;四是低壓斷路器在短路情況下必須滿足和動穩定和熱穩定要求。低壓斷路器的選型應滿足自身上下兩級間的選擇性動作，在具體的應用過程中，上級斷路器多位選擇性斷路器，而下級斷路器則多為非選擇性斷路器，必須保證上下級斷路器的正常配合，從而有效提高電影配電系統的安全性與穩定性。

2 低壓開關柜斷路器的選型

2.1 受電回路和母聯回路

受電回路與母聯回路是低壓配電系統的基礎回路，在斷路器的選型中可以考慮帶有通信功能的框架式斷路器，從而實現回路的遙測、遙感、遙控與遙信控制，但是對于某些容量較小的配電系統則可以選擇塑殼斷路器。當前的框架式斷路器的智能化趨勢愈加明顯，通過引入內置智能控制器，來實現運行管理、運行保護、回路測量、運行維護以及故障報警等功能的統一。除了能夠實現短路保護功能外，智能型框架式斷路器還能參與配電管理的相關控制中，電流卸載、ZSI 區域選擇性聯鎖、自動電源轉換系統等都可以借助框架式斷路器來完成。在具體的斷路器選型過程中，可以為受電回路與母聯回路配置短消息通知模塊，從而使斷路器在電力參數異常時發出報警信號。

2.2 饋電回路

低壓柜饋電回路中斷路器的選型應根據具體的控制與檢測要求來配置元件。當配電系統的容量較大時，饋電回路的斷路器選型與受電回路相似，主要以實現“四遙”為目標，配備智能化框架式斷路器，并引入智能控制器來實現配電控制功能，特殊情況下可以考慮配置電流互感器及智能電力儀表。而當饋電回路的容量較小時，可以選擇智能化塑殼斷路器、普通塑殼斷路器，然后根據實際情況來配置其他元件。如在測量精度為0.5 級及以上的配電系統中，需要配置電流互感器以及智能電力儀表，采取電動操作架構;而在最簡單的配電系統中，則只需實現遙信功能，可以配置手動操作的塑殼斷路器以及網絡I/O 模塊。

2.3 電動機回路

低壓柜電動機回路斷路器應根據電動機的啟動方式來確定，直接啟動、可逆啟動、星三角啟動等控制方式的斷路器選型存在差異。需要注意的是，電動機保護控制器必須選擇功能強大的CD4 等型號，從而保證電動機控制遙測、遙感、遙控與遙信的實現;另外，電動機保護期還必須具備參數檢測、多路開關輸入、電量檢測等功能。而對于僅限于啟停控制的簡單控制系統而言，則只需要配置I/O 模塊來實現遙控、遙信兩種控制功能即可。近年來，伴隨著電氣自動化技術的快速發展，出現了具備斷路器、接觸器、熱繼電器、隔離器等多種功能的電動機控制與保護開關電器，既能實現基本的控制功能，還具備可靠的保護功能。

2.4 無功補償方案

低壓柜斷路器無功補償方案的選擇主要分為以下兩種:一是智能無功補償控制器，能夠實現遙測、遙感、遙控與遙信功能;功率因數自動補償控制采用循環投切、過零投切與共補分補相結合的方式;測量參數則主要包括三相電壓與電流、功率、功率因數、頻率以及諧波等;控制器本地顯示投切參數及電量參數。二是無功功率自動補償控制器、DI 模塊、可通信三相電流表相結合的無功補償方案，該無功補償方案僅能實現遙測、遙信功能;其中，可通信三向電流表負責三向電流的檢測，DI模塊負責總開關與接觸器的狀態采集，副屏與主屏實現聯動控制。

2.5 控制電源

低壓柜的控制電壓應與主電源隔離，并需要滿足以下幾點要求:一是各類控制功能的順利實現;二是通信系統的穩定運行;三是對于現場工控機供電應選擇專用回路;四是必須滿足配電系統容量以及供電時間的要求;五是系統故障時提供應急照明電源。在具體的電源選擇中，操作電源應選擇AC220V 電源，通信電源則采用DC24V 電源，以方便二次元件的選擇，當有兩臺變電壓器提供電源的情況下，可以配置自動切換裝置。若10kV 系統與0.4V 系統處于配以變配電所時，應選擇直流屏加滯留變換器的形式，從而有效降低系統運行成本，CW、CM、CD、CR2 等系列元器件均能達到以上控制要求。

3 結語

低壓斷路器是低壓電力系統的主要元件之一，對于保證控制系統的安全性與穩定性都有著重要意義。在低壓斷路器的選型過程中，必須考慮線路負載性能、電壓與電流參數、環境因素、短路參數、選擇性保護要求等因素，確定低壓斷路器的配置要求。低壓柜斷路器的選型分受電回路和母聯回路、饋電回路、電動機回路、無功補償方案、控制電源分別考慮，根據配電回路對遙測、遙感、遙控、遙信等功能需求情況的不同，選擇合理的斷路器配置元件，對于檢測精度要求較高的配電系統則可以選擇配置電流互感器與智能電力儀表。

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