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斷路器上下級間配合的要求及注意事項

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閱讀次數:173    2020-08-17 15:56:10

        選擇性保護又稱分級保護,是指在系統中上下級電器之間保護特性的配合。當在某一點出現過流故障時,指定在這一范圍動作的斷路器或熔斷器動作,而其他的保護電器不動作,從而使受故障影響的負載數目限制到最少。
        具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段保護功能B類斷路器能實現選擇性保護,大多數主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主保護開關。不具備短路短延時功能的A類斷路器(僅有過載長延時和短路瞬動二段保護)不能作選擇性保護,它們只能使用于支路??刂葡到y根據設計需要可以組合成二段保護(如瞬時脫扣加短延時脫扣或瞬時脫扣加長延時脫扣),也可以只有一段保護。
        選擇型B類斷路器運行短路分斷能力值為短路分斷能力值的50%、75%和100%,B類無25%是由于它多數是用于主干線保護。具有三段保護的斷路器,偏重于它的運行短路分斷能力值,而使用于分支線路的非選擇型A類斷路器,應確保它有足夠的極限短路分斷能力值。

 

        對于選擇型B類斷路器,還具有的一個特性參數是短時耐受電流(Icw),Icw是指在一定的電壓、短路電流、功率因數下,保持0.05s、0.1s、0.25s、0.5s或1s而斷路器不允許脫扣的能力。Icw是在短延時脫扣時,對斷路器的電動穩定性和熱穩定性的考核指標,通常Icw的最小值是:當In≤2500A時,它為12In或5kA;當In>2500A時,它為30kA。
1. 斷路器選擇性配合的要求
        斷路器級間配合若換成國家產品標準,則是保護的選擇性,在產品標準里的定義和要求如下。
1)全選擇性
        在兩臺串聯的過流保護裝置共同保護的情況下,負載側的保護裝置實施保護,而不導致另一個保護裝置動作的過流選擇性保護。
2)局部選擇性
        在兩臺串聯的過流保護裝置共同保護的情況下,負載側的保護裝置在規定的過流等級下實行保護,而不引起另一個保護裝置動作的過流選擇性保護。該過流限制值稱為選擇性極限電流Is。
        在控制柜保護電路中,當采用斷路器作為上下級的保護時,其動作應具有選擇性,各級之間應相互協調配合。斷路器上下級間的選擇性配合必須具有“選擇性、快速性和靈敏性”。選擇性則與上下兩級斷路器間的配合有關,而快速性和靈敏性分別與斷路器本身特點和線路運行方式有關。若上下級斷路器配合得當,則能有選擇地將故障回路切除,保證控制系統的其他無故障回路繼續正常工作,反之則影響控制系統的可靠性。級聯保護是斷路器限流特性的具體應用,其主要原理是利用上級斷路器的限流作用,在選擇下級斷路器時可降低其分斷能力,既保護可靠,又降低成本。

 

        斷路器的選擇性可分兩個區域,一個是過載區的選擇性,另一個是短路區的選擇性。
        為使斷路器可靠地切斷接地故障電路,對于不同的接地形式和電氣設備的使用情況,接地故障保護的要求也不同。對TN系統而言,當過流保護能滿足在規定時間內切斷接地故障線路的要求時,宜采用過流保護兼作接地故障保護;在三相四線制配電線路中,當過流保護不能滿足在規定時間內切斷接地故障線路,且零序電流保護能滿足時,宜采用零序電流保護,但其保護整定值應大于配電線路最大不平衡電流;當上述兩項保護都不能滿足要求時,應采用剩余電流動作斷路器。
        現在的智能型斷路器一般具有區域選擇性聯鎖(ZSI)功能,利用微電子技術使保護更加完善,主要分為短路故障聯鎖和接地故障聯鎖,在分級配電系統中起著重要的作用,可以很好地解決斷路器級間配合問題,保證動作的靈敏度和選擇性。
2. 選擇性配合應注意的問題
        斷路器作為上下級保護時,其動作應有選擇性,上下級間應相互配合,并注意如下問題。
1)斷路器的上下級動作要求選擇性時,應注意電流脫扣器整定值與時間配合。通常上級斷路器的過載長延時和短路短延時的整定電流,宜不小于下級斷路器整定電流的1.3倍,以保證上下級之間的動作選擇性。一般情況下第一級斷路器(如變壓器低壓側進線)宜選用過載長延時、短路短延時(0~0.5s延時可調)保護特性,不設短路瞬時脫扣器。第二級斷路器宜選用過載長延時、短路短延時、短路瞬時及接地故障保護等。母聯斷路器宜設過載長延時、短路短延時保護。
2)當上一級為選擇型斷路器、下一級為非選擇型斷路器時,為防止在下一級斷路器所保護的回路發生短路電流(因這一級瞬時動作靈敏度不夠,而使上一級短延時過流脫扣器首先動作,使其失去選擇性),上一級斷路器的短路短延時脫扣器整定電流,應不小于下一級斷路器短路瞬時脫扣器整定電流的1.3倍;上一級斷路器瞬時脫扣器整定電流,應大于下一級斷路器出線端單相短路電流的1.2倍。
3)當上下級都采用選擇性斷路器時,為保證選擇性,短路短延時應有一個級差時間,上一級斷路器的短延時動作時間至少比下一級斷路器的短延時動作時間長0.2s。
4)當上下級都為非選擇型斷路器時,應加大上下級斷路器的脫扣器整定電流的級差。上級斷路器長延時脫扣器整定電流應不小于下級斷路器長延時脫扣器整定電流的2倍;上級斷路器的瞬時脫扣器整定電流應不小于下級斷路器瞬時脫扣器整定電流的1.4倍。
5)當下級斷路器出口端短路電流大于上級斷路器的瞬時脫扣器整定電流時,下級斷路器宜選用限流型斷路器,以保證選擇性的要求。
6)當上下級斷路器距離很近,且出線端預期短路電流差別很小時,上級斷路器宜選用帶有短延時脫扣器的,使之延時動作,以保證有選擇配合。
7)斷路器的脫扣器和時限的整定一般可參照下列原則:
長延時脫扣器整定電流可按脫扣器額定電流的0.9~1.1倍確定,時限可按15s選定。短延時脫扣器整定電流可按脫扣器額定電流的3~5倍選取,時限可按0.1s、0.2s和0.4s選取。瞬時脫扣器整定電流可按脫扣器額定電流的10~15倍選取。
3. 裝漏電保護器之前注意事項
        在裝漏電保護器之前必須搞清原有的供電保護形式,以便判斷是否可以直接安裝或需改動。在未安裝漏電斷路器之前,有些設備已采取一些供電保護形式,但是有一些保護形式如不改動是不適宜直接安裝漏電斷路器的,否則會引起開關的誤動或拒動。

(文/電小圈,轉載請聯系獲取授權)


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