低壓配電線路保護(hù)的幾個(gè)問題

1、低壓配電線路保護(hù)的幾個(gè)問題 (2008-07-13 13:57:55) 標(biāo)簽： HYPERLINK /blog/search?q=%BD%CC%D3%FD&tag=n&t=tag t _blank 教育 分類： HYPERLINK /s/articlelist_1225576944_6_1.html 設(shè)計(jì)領(lǐng)悟任元會 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院100011摘要：系統(tǒng)地分析了低壓配電線路保護(hù)的要求和實(shí)施方法袁敘述了熔斷器和斷路器的選型袁及其參數(shù)的整定曰提出處理好正常運(yùn)行不動作和故障時(shí)應(yīng)按規(guī)定時(shí)間動作的關(guān)系袁以及動作靈敏性和選擇性的關(guān)系袁指出全面理解和執(zhí)行線路保護(hù)的技術(shù)要求和注意點(diǎn)關(guān)鍵詞:短路保護(hù)

2、過負(fù)載保護(hù) 接地故障保護(hù) 保護(hù)電器 熔斷器 斷路器 選擇性動作低壓配電線路遍布工業(yè)、低壓配電線路遍布工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)的各個(gè)角落，同時(shí)也深入千家萬戶，不僅專業(yè)人員接觸，眾多非專業(yè)人員、包括普通老百姓都會觸及，使線路發(fā)生故障的幾率大大增加。如設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)，將容易導(dǎo)致人身觸電（間接接觸）或線路損壞，甚至引起電氣火災(zāi)。為此，在配電線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50054-95）（本文簡稱規(guī)范的各項(xiàng)規(guī)定），包括加強(qiáng)絕緣、妥善接地、做好等電位聯(lián)結(jié)，但最根本和廣泛應(yīng)用的是做好配電線路保護(hù)，正確整定保護(hù)電器各項(xiàng)參數(shù)，保證在故障時(shí)能按要求切斷電源，以策安全。2 全面實(shí)施低壓配電線路保護(hù)規(guī)范要求

3、低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施已十年，為廣大電氣設(shè)計(jì)師所熟知，并獲得認(rèn)真積極貫徹執(zhí)行，但據(jù)知，仍有部分設(shè)計(jì)師和使用運(yùn)行單位電氣工程師對低壓配電線路保護(hù)的要求缺乏完整系統(tǒng)的理解，難以全面、準(zhǔn)確地把握，為此，本文擬對此作一較系統(tǒng)的敘述和分析。闡述各項(xiàng)要求的內(nèi)在聯(lián)系。配電線路設(shè)計(jì)中，至少要考慮以下和保護(hù)相關(guān)的要求。a. 規(guī)范第四章規(guī)定配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)、過負(fù)載保護(hù)和接地故障保護(hù)，而且每段配電線路都應(yīng)滿足這三項(xiàng)保護(hù)要求（特別規(guī)定者除外）。b. 規(guī)范還規(guī)定上下級保護(hù)電器的動作應(yīng)具有選擇性，使故障時(shí)只切斷該故障線路，而上級保護(hù)電器不應(yīng)動作，力求縮小停電范圍。c. 電路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)電器應(yīng)能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)動作，另

4、一方面，在正常工作和用電設(shè)備正常起動時(shí)，保護(hù)電器均不應(yīng)動作。d. 規(guī)范規(guī)定導(dǎo)體截面應(yīng)滿足動、熱穩(wěn)定要求，要和保護(hù)電器能協(xié)調(diào)配合，也就是選擇的導(dǎo)體類型和截面，應(yīng)該和保護(hù)電器類型和整定值相關(guān)聯(lián)。e. 作為分?jǐn)喽搪冯娏鞯谋Ｗo(hù)電器，還應(yīng)具有足夠的分?jǐn)嗄芰?。以上各?xiàng)要求密切關(guān)聯(lián)，決定了保護(hù)電器的選型和參數(shù)整定，具有一定的復(fù)雜性，每一段線路和相應(yīng)的每組保護(hù)電器，都應(yīng)按以上條件一一計(jì)算、校驗(yàn)確定各項(xiàng)參數(shù)。為了全面實(shí)施規(guī)范的各項(xiàng)要求，特將規(guī)定的主要條件以及實(shí)施的方法和計(jì)算式列于下表（略），以便全面理解和執(zhí)行。3 實(shí)施配電線路保護(hù)要著重把握的幾個(gè)問題3.1 做好三項(xiàng)計(jì)算線路負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算，還有電壓損失計(jì)

5、算，是配電線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，線路負(fù)荷計(jì)算：按照該線路所接負(fù)荷安裝功率，逐段計(jì)算出線路計(jì)算電流(Ijs)，是確定導(dǎo)體截面(S) 和熔斷器的熔體電流(Ir) 或斷路器的長延時(shí)脫扣器整定電流(Izd1) 的主要依據(jù)，不是唯一的。短路電流計(jì)算：包括計(jì)算三相短路電流(I) 和接地故障電流(Id1) 兩種，前者用以校驗(yàn)保護(hù)電器分?jǐn)嗄芰κ欠褡銐颍笳呤谴_定接地故障時(shí)保護(hù)電器動作靈敏性的重要依據(jù)。電壓損失計(jì)算：對離配電變壓器較遠(yuǎn)的線路，將對導(dǎo)體截面大小有很大影響，從而也間接關(guān)系到線路保護(hù)電器參數(shù)。3.2 處理好兩對矛盾3.2.1 正確處理保護(hù)電器在正常工作（含設(shè)備起動）時(shí)不應(yīng)動作，而在故障時(shí)要可靠動作的矛盾。前

6、者是常規(guī)要求，規(guī)定了保護(hù)電器整定電流的最低限值，低于此值就不能正常工作或起動。后者是按規(guī)范規(guī)定的保護(hù)要求，規(guī)定了保護(hù)電器整定電流的最高限值，若高于此值就不能保證故障時(shí)可靠動作，因此，設(shè)計(jì)時(shí)只能在高低兩限值之間確定整定電流，有時(shí)，兩者要求互相矛盾，后者要求的整定電流最高限值比前者的最低限值還小，使你無法同時(shí)滿足兩者的要求，此時(shí)，設(shè)計(jì)者就要采取措施，如加大相線和PE線截面，調(diào)整配電系統(tǒng)接線方式，或改變保護(hù)電器類型等解決矛盾，務(wù)求同時(shí)滿足兩者要求。3.2.2 正確處理故障時(shí)保護(hù)電器可靠動作和有選擇性動作的矛盾故障時(shí)保護(hù)電器可靠動作和有選擇性動作是一對矛盾，前者要求的動作快，后者則不宜太快，要合理調(diào)整

7、和處理，對于末端回路，故障時(shí)保護(hù)電器應(yīng)盡快動作，規(guī)范規(guī)定時(shí)間以內(nèi)，不存在選擇性問題，而對于上級和以上各級保護(hù)電器，尤其是饋電回路首端的保護(hù)電器，應(yīng)滿足故障時(shí)可靠動作，還應(yīng)該有選擇性動作，即在下級保護(hù)電器后面任一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，只應(yīng)由最近的保護(hù)電器動作，而上級不應(yīng)動作。為達(dá)到這個(gè)要求，配電干線各級保護(hù)電器，除末級外，不應(yīng)選用非選擇型斷路器，而應(yīng)選擇具有反時(shí)限保護(hù)特性的熔斷器，對于額定電流較大的首端主饋電線保護(hù)，應(yīng)選擇帶有短延時(shí)脫扣器的選擇型斷路器，并且合理整定其各項(xiàng)參數(shù)，才能更好保證選擇性。3.3 把握好幾個(gè)要點(diǎn)3.3.1 配電箱（盤）的進(jìn)線處不宜裝設(shè)保護(hù)電器，宜裝隔離開關(guān)配電箱的每回路出線都裝設(shè)

8、了保護(hù)電器，進(jìn)線處再裝保護(hù)電器就增加了保護(hù)的級數(shù)，是不妥當(dāng)?shù)?。其?shí)只需要裝設(shè)具有隔離功能和開關(guān)功能的電器，最好就是隔離開關(guān)，裝保護(hù)電器不僅沒有必要，如果選型不好，反而產(chǎn)生不良后果?，F(xiàn)在不少設(shè)計(jì)師常使用帶長延時(shí)脫扣和瞬時(shí)脫扣的斷路器作為進(jìn)線開關(guān)，一旦發(fā)生接地或短路故障，瞬時(shí)脫扣器快速動作，容易破壞保護(hù)的選擇性，這種方案不可取，如果一定要使用這類斷路器，則建議選用只帶長延時(shí)脫扣器，而不帶瞬時(shí)脫扣器的斷路器，主要作為一般切斷負(fù)載電流的開關(guān)使用，也可具有過載保護(hù)功能。3.3.2 變電所低壓屏接出小容量饋線要注重導(dǎo)體熱穩(wěn)定和保護(hù)電器的分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)配電變壓器容量大的變電所，其低壓側(cè)的短路電流很大，如變壓器

9、容量為1000kVA時(shí)，低壓屏出線處的三相短路電流可達(dá)2325kA ，按S9型變壓器，變壓器高壓側(cè)為三角形接線時(shí)，該處的接地故障電流也可達(dá)20kA以上，如果從低壓屏直接引出小容量饋線，如變配電所用電、小功率電動機(jī)等，其計(jì)算電流僅幾個(gè)至幾十安培，若按計(jì)算電流選擇饋線的導(dǎo)體截面和保護(hù)電器，其值都比較小，因此應(yīng)注意作以下兩項(xiàng)校驗(yàn)：a. 校驗(yàn)保護(hù)電器的分?jǐn)嗄芰b額定電流為幾十安培的保護(hù)電器，如果選用熔斷器，一般用刀形觸頭、圓筒帽等結(jié)構(gòu)形式，全封閉有填料的產(chǎn)品，如NT系列，其分?jǐn)嗄芰χ辽僭?0kA以上。能滿足大容量變壓器條件下的要求，如果使用斷路器，一般為非選擇型斷路器，其分?jǐn)嗄芰t有一般型、較高分?jǐn)嘈?/p>

10、和高分?jǐn)嘈偷牟煌a(chǎn)品，應(yīng)選擇分?jǐn)嗄芰Υ笥谠撎幾畲蠖搪冯娏鞯臄嗦菲?，一般來說，這種條件下，不應(yīng)選用微型斷路器，因其分?jǐn)嗄芰σ话阒挥?8kA，不能適應(yīng)這種條件。b. 校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定，這種計(jì)算電流很小的饋線，若只按載流量和允許電壓損失選擇袁截面很小，所以特別要校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定，往往需要加大截面，或者采取特別措施，使發(fā)生短路和接地故障的可能性降到最小，這些措施包括選用雙層絕緣線或交聯(lián)聚乙烯線，電器連接處應(yīng)作特殊處理，3.3.3 遠(yuǎn)離配電變壓器的線路應(yīng)特別校驗(yàn)保護(hù)電器動作靈敏性離變電所遠(yuǎn)袁特別是變壓器容量較小時(shí)，遠(yuǎn)端接地故障電流很小，而保護(hù)電器的整定電流又較大時(shí)，往往難以滿足在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可靠斷開的要

11、求，應(yīng)予特別關(guān)注，如不能滿足要求，應(yīng)采取相關(guān)措施，或采用其他保護(hù)方式或接地方式。3.3.4 選用選擇型斷路器應(yīng)正確整定其參數(shù)，才能保證其選擇性配電干線容量較大時(shí)，常常選用選擇型斷路器作保護(hù)，選擇型斷路器除有長延時(shí)和瞬時(shí)脫扣器外，還帶有短延時(shí)脫扣器，使故障時(shí)能經(jīng)過短延時(shí)動作，從而保護(hù)選擇性，為此，應(yīng)正確整定各項(xiàng)參數(shù)，特別是短延時(shí)脫扣器的整定電流和延時(shí)時(shí)間，才能保證其動作選擇性，短延時(shí)脫扣器整定電流(Izd2) 和動作時(shí)間(t2) 應(yīng)符合以下要求：a. 當(dāng)選擇型斷路器帶接地故障保護(hù)時(shí)，短延時(shí)脫扣器應(yīng)滿足接地故障保護(hù)要求，即要求Id1大于等于1.3Izd2。b. 當(dāng)下一級裝有非選擇型斷路器時(shí)，Izd

12、2應(yīng)大于或等于下一級最大一臺斷路器之瞬時(shí)脫扣器整定值Izd3的1.21.3倍，以保證其選擇性。c. 當(dāng)下一級裝有熔斷器時(shí)，短延時(shí)脫扣器的延時(shí)時(shí)間t2應(yīng)著重檢查是否和下一級熔斷器相配合，要求在下一級熔斷器后發(fā)生的故障電流大于Izd2時(shí)，下一級最大一臺熔斷器的熔體電流的全熔斷時(shí)間，含滅弧時(shí)間冤應(yīng)比t2小一個(gè)級差，即小0.100.15s，以保證下一級熔斷器先熔斷，而短延時(shí)脫扣器不會動作，此外，為保證選擇性，選擇型斷路器的瞬時(shí)脫扣器整定電流，在滿足短路動作條件下應(yīng)盡量整定得大些。3.3.5 配電線路的截面足夠大時(shí)，可不作熱穩(wěn)定校驗(yàn)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)保護(hù)電器額定電流不很大，如斷路器或熔斷器不超過400A，配電線路的絕緣導(dǎo)體或銅芯電纜在70mm2以上時(shí)，其熱