供電系統低壓配電保護電器的選擇

閻德喜 楊冬梅 劉穎

【摘 要】保護電器在低壓配電系統中具有非常重要的作用，如果選擇不當則會給人們的用電安全帶來諸多影響，嚴重的話還會出現安全事故，給人們的生命財產安全帶來巨大的損失。因此我們為了保障低壓配電線路的正常使用，就要在其中設置保護電器，來使其安全性和可靠性進行有效的提高。

【關鍵詞】低壓配電線路;保護電器;選擇性

引言

隨著時代的進步和經濟的發展，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的安全運行提出了更大的挑戰。供電系統需要進行適應時代與經濟的調整與改革，其中低壓配電保護器的任務也愈加重要。在大用電的時代，我們進行低壓配電保護器選擇時，要以防止事故的發生為根本目的，在設備做好基本系統監控工作的同時，我們既要考慮到其性能的提升與發展，也要將對設備運行故障的修理靈活性考慮其中。

1.保護電器的選擇要求

在供電系統的低壓配電系統中，經常出現由于上下級保護電器選擇性不恰當而造成失誤，會造成大范圍的事故性停電，給人們的日常生活和社會經濟財產帶來不必要的損失。對上下級保護電器進行合理性的選擇是縮小事故發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行低壓系統的保護電器選擇時最基本的兩種情形。在過電流保護設備為串聯工作的狀態下，當負載一側發生短路時，無論短路電流大小，僅僅負載一側的保護電器工作，而不是電源一側的保護電器工作，這樣的保護電器關系與配合稱為完全選擇性。在兩臺過電流保護電器串聯工作的情況下，在一定的過電流范圍內，負載一側的保護電器作用，而不會導致電源一側的保護電器作用，這樣的配合關系稱為局部選擇性。

1.2選定保護電器的條件

首先，當供電系統在正常工作以及用電設備正常啟動的情況下，保護電器不用出現動作;其次，當配電線路發生故障時，保護電器需要及時有效的切斷故障回路，這也是保護電器的關鍵作用所在，稱為保護電器的靈敏性與可靠性;最后，當配電線路發生故障后，靠近故障點的保護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，這也被稱為保護電器的選擇性。

在選定保護電器時，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.保護電器的整定

在對低壓配電系統中的保護電氣進行選擇之后，還要對保護電氣進行整定，這樣才能確保低壓配電系統的正常工作，采用熔斷器與使用短路器的過程中一定要嚴格按照相關規定進行，避免造成不必要的損失，具體包括以下幾方面內容：

2.1短路保護

發生短路故障時，應該在達到導體允許的極限溫度之前切斷故障電路，并用相應公式進行熱穩定校驗。

（1）使用熔斷器時，因為它具有反時限特性，可根據現場實驗按導體截面和敷設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。瞬時脫扣器的全分斷時間極短，一般都能符合要求。

2.2過載保護

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

（2）用熔斷器保護時，熔體電流整定根據相關公式進行計算，即IB≤In≤IZ和I2≤1.45IZ。

2.3線路故障時，應有選擇性切斷電路

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，這就對配電設計提出了更高的要求，要求準確的計算數據，恰當的選擇保護電器，正確整定保護電器的額定電流、動作電流和動作時間。

2.4配電線路保護要點

工業和民用建筑的低壓配電每一段線路都要裝設保護電器，設計時應從下而上逐段線路按短路保護、過負載保護、接地故障保護三種保護要求進行整定和校驗。

2.5保護電器的選擇性

（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，對籠型電動機可用aM型熔斷器。

3.配電系統的選擇

3.1低壓配電線路保護電器選擇應考慮以下要求

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

3.2保護電器保護特性的選型

（1）選型原則配電線路在正常使用中和用電設備正常起動時，保護電器不會動作。保護電器必須按規范規定的時間內切斷故障電路，這是實施規范的最基本目標，也是保護電器的根本任務。配電系統各級保護電器的動作特性應能彼此協調配合，要求有選擇性動作，即發生故障時，應使靠近故障點的保護電器切斷，而其上一級和上幾級（靠電源側方向為上）保護電器不動作，使斷電范圍限制到最小。如Y點短路，應使PD4斷開，如X點短路，應使PD3斷開。如果選擇性難以得到完全保證，應該使低壓主干線的保護電器不會越級斷開，寧可犧牲下級配電線路保護的選擇性（如Y點短路，PD3越級先于PD4斷開），其影響范圍相對較小。（2）不同位置保護電器的選型低壓配電用保護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。配電系統有樹干式、放射式和混合式等幾種。保護的級數多少也不同，少至一、二級，多至六、七級。

結束語

在當前社會中，各類的工業裝置以及民用建筑物的供電系統中，大多數的各級保護電路均采用斷路器，在對保護電器進行選擇時，人們考慮性價比與安全性的同時，往往忽略掉各級保護電器的配合問題和靈敏度，最終導致整個配電線路的安全穩定性能得不到保障。我國現在的低壓配電保護系統存在的主要問題是功能過于簡單化、對保護系統的保護程度不夠，對變壓器的運行狀況做不到實時監控，不能及時發現其存在的故障問題，當故障發生時，極易導致整個供電系統發生癱瘓。所以，配電保護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系統。

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