论低压配电系统的保护与选择

论低压配电系统的保护与选择

作者：刘晓东

来源：《中国科技博览》2013年第05期

[摘要]配电系统是指工厂所需电能的供应和分配，良好的供电系统有利于提高生产效率，节约生产成本，更有利于实现生产过程的自动化，由于电器制造技术的不断进步，断路器选择性保护技术的提高，各种选择性技术的推出，使得我们得以重新认识讨论这一课题。系统保护的选择形式是连续供电的重要保证，低压配电用保护电器在低压配电系统中占有重要的地位，它是在配电系统发生故障时实现保护的关键器件。但是如果选用的保护电器不当，或者整定数据不正确，将导致不能按要求切断电路，而扩大事故，或者是扩大停电区域。所以，分析配电系统的特点，了解保护电器的特性，给予正确选用和整定，是配电系统的正常运行和安全用电的重要保证。

[关键词]配电系统、保护、设备、选择

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0230-01 1.配电系统的保护 1.1短路保护

短路保护应在短路电流产生的热作用和机械作用对被保护对象造成危害之前切断短路电流。在民用建筑的低压配电系统中，大多数的短路保护，均可以采用断路器来实现。采用断路器来实现短路保护，首先应使断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。断路器一般有三个指标来表示其分断能力，即极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流。各个指标的含义如下：极限短路分断能力（ICU），是指在一定的试验参数（电压，短路电流、功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。 1.2过载保护

配电线路过载保护，应在过载电流引起导体温升对导体绝缘造成损害前能切断过载电流，但对突然切断电路会导致更大损失时，应发出报警而不切断电路。过载保护的保护电器的整定电流和动作特性应符合下列两式要求：Ⅲ≤In≤IZ____（m）12≤1.45 IZ____（n）式中IB-线路计算电流（A）；In-熔断器熔体额定电流或断路器长延时整定电流（A）；IZ-导体允许持续载流量（A）；I2-保证保护电器可靠动作的电流，对断路器，I2为约定时间的约定动作电流，对熔断器，12为约定时间的约定熔断电流。使用断路器时按其标准GBl4048.2-94规定，约定动作电流为1.3In，只要满足In≤Iz，既符合式（2）要求。 1.3接地故障保护

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接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路损害等事故。这要求保护电器不仅要能切断接地故障电流，而且应在规定的时间内切断。《低压配电设计规范》第4.4.7条对切断接地故障回路的时间提出了要求：（1）、配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5s；（2）、供电给手握式电气设备和移动式电气设备的末端线路或插座回路不应大于0.4s。对于TN配电系统，当发生金属性接地故障时，故障电流比较大，可以启动过电流保护装置的瞬动元件，一般比较容易满足切断故障的时间要求，在这种情况下可以利用过电流保护装置兼作接地故障保护。对于TN配电系统的非金属性接地故障或TT配电系统及IT配电系统的接地故障，由于接地故障电流值一般较小，有时无法启动断路器的瞬动元件，而由反时限脱扣器来保护，这是，切断故障电流的时间可能较长，无法满足规范的要求，这时，就应采用零序保护或漏电电流动作保护。 2.配电系统的选择

2.1低压配电线路保护电器选择应考虑以下要求

保护电器必须是符合国家标准的产品。断路器和熔断器的国标是90年代编制，等效于IEC标准，符合当今国际先进水平。（1）保护电器的额定电压应与所在配电回路的标称电压相适应。（2）保护电器的额定电流不应小于该配电回路的计算电流。（3）保护电器的额定频率应与配电系统的频率相适应。（4）保护电器要切断短路故障电流，应满足短路条件下的动稳定和热稳定要求，还必须具备足够的通断能力。通断能力应按保护电器出线端位置发生的预期三相短路电流有效值进行校核。由于当今我国的保护电器产品具有国际先进水平，其通断能力足以满足配电系统的要求。但是保护电器的通断能力具有不同大小值，所以，在配电设计中，应进行校验，特别是当配电变压器容量较大，而安装在靠近变压器的保护电器容量又较小时，更应作计算和校验。（5）考虑保护电器安装场所的环境条件，以选择相适应防护等级（IP）的产品。此外，在高海拔地区（如海拔超过2000m）应选用高海拔用的产品，或者采取必要的技术措施。在靠近海边的地方，应使用防盐雾的产品。 2.2保护电器保护特性的选型

（1）选型原则配电线路在正常使用中和用电设备正常起动时，保护电器不会动作。保护电器必须按规范规定的时间内切断故障电路，这是实施规范的最基本目标，也是保护电器的根本任务。配电系统各级保护电器的动作特性应能彼此协调配合，要求有选择性动作，即发生故障时，应使靠近故障点的保护电器切断，而其上一级和上几级（靠电源侧方向为上）保护电器不动作，使断电范围限制到最小。如Y点短路，应使PD4断开，如X点短路，应使PD3断开。如果选择性难以得到完全保证，应该使低压主干线的保护电器不会越级断开，宁可牺牲下级配电线路保护的选择性（如Y点短路，PD3越级先于PD4断开），其影响范围相对较小。（2）不同位置保护电器的选型低压配电用保护电器包括断路器和熔断器两种，而断路器又有非选择型和选择型两类。配电系统有树干式、放射式和混合式等几种。保护的级数多少也不同，少至一、二级，多至六、七级。

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3.结束语

配电系统的保护选择性是提高连续供电的重要保证。目前实现系统保护选择性配合的条件已有所具备。只要共同努力，所有配电系统保护选择性实现配合，也是可以期待的。而转变观念、取得共识是努力行动的首要环节。本文旨在提出有关问题，引起有关人士关注，进行研究讨论。促使这一技术工作积极取得进展，使配电系统得以完善。