在低壓配電系統設計的過程當中,如果無法對上下級保護器進行選擇性跳閘,則會引發大面積停電的問題,給人們的正常生産生活帶來不良的影響。因此,要提高用電的安全性和可靠性,防止電氣設備在運行的過程當中出現觸電等安全問題,需要對低壓配電線路保護電器進行合理的選擇。但是到目前不少的電氣設計人員對低壓配電系統上下級保護器件的選擇還是不怎麼會選的。例如:當線路發生短路故障時,經常上下級開關同時動作, 影響一、二級負荷正常運行,擴大了停電範圍,這是不滿足規範要求的(規範要求:隻有非重要負荷的保護電器,可采用部分選擇性或無選擇性切斷)。
其實很多電氣設計人員都沒有注意到要實現 “配電線路裝設的上下級保護電器,其動作特性應具有選擇性,且各級之間應能協調配合”的難度,對怎樣設置和選擇保護電器不甚理解,對短路電流的分布情況都沒有細緻分析。
低壓配電系統中,當低壓母線配電斷路器出口處短路時,流過總電源斷路器和故障回路的配電斷路器的電流幾乎相同,如果故障電流:
上下級斷路器将會同時動作即無選擇性動作。
故障電流,
上級斷路器的瞬時動作電流整定值,
下級斷路器的瞬時動作電流整定值。
例如,從變電所低壓配電屏至配電室分配電屏屬于第一級配電,由分配電屏至動力配電箱屬于 第二級配電,由動力配電箱至終端用電設備屬于第三級配電。一個配電屏(箱櫃)的進線開關與出線配電開關屬于上下級的關系,同一個回路(中間無分支)上的前、後級開關屬于同一級。
綜合上述正确做法是,當采用 “電流選擇性保護”不能滿足要求時,可優先考慮 “時間—電流選擇性保護”,另外,還可以采用 “區域 (或邏輯)選擇性保護”。各種保護配合方式的特點如下:
1)電流選擇性保護:通過斷路器的殼架電流及整定電流的級差來實現選擇性。
缺點:短路電流不能太大,如果短路電流太大,同時達到了上下級保護開關的瞬時動作值,上下級開關可能會同時動作而失去選擇性。這種方法簡單但選擇性較差,不适用于有一、二級負荷的低壓配電系統中,主要适用于終端配電設備中 (隻具部分選擇性)。
2)時間—電流選擇性保護:當電流選擇性不能滿足配電要求時,可考慮時間—電流選擇性。這種情況下兩個開關打了一個時間差,當故障電流都達到了 A、B的動作值,但是,A設定比B晚一些時間,可實現B先動作,為保險起見,動作時間級差一般取0.2s;同時,這也是通常的建議在變壓器低壓出口斷路器上取消瞬時動作的原因。
這種保護配合的缺點是對于配電級數較多且靠近電源的斷路器,由于配電級數的增加,切斷故障的時間會不斷延長,對系統供電的穩定性造成威脅;且故障持續時間越長,對應電纜截面積就要增大 (電纜的熱穩定校驗)。因此,低壓配電系統的級數有不宜超過3級的說法。
3)區域 (或邏輯)選擇性保護:通過具有邏輯關系功能的智能型斷路器,上下級斷路器之間設置邏輯聯鎖,當下級斷路器保護區發生故障,電流大于脫扣器整定值時,給上級斷路器發出邏輯等待命令,使上級脫扣器延時動作;隻有沒有接收到下一級斷路器的閉鎖信号又有故障電流通過時該級斷路器才會動作。
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