工廠配電系統(tǒng)中線路保護方法研究

李艷+李凡

（滕州中盛化工有限公司，山東 滕州 277500）

摘要：文章在分析工廠實際運營中的用電特點及規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際線路保護工作中積累的經(jīng)驗，從多個方面闡述了工廠配電系統(tǒng)中線路保護的主要方法，為提高工廠線路保護效果，保證工廠用電安全提供參考。

關(guān)鍵詞：工廠用電；配電系統(tǒng)；線路保護；高壓線路；防火設(shè)計

中圖分類號：TM773文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）22-0009-02隨著工業(yè)化進程的不斷推進，人們對制造型企業(yè)及工廠用電安全的重視度越來越高。對工廠配電系統(tǒng)的配電線路進行良好的保護可以有效減少電路故障發(fā)生頻率，降低用電安全事故發(fā)生的概率，有效保障工廠的正常運營和廠內(nèi)人員的生命財產(chǎn)安全。

1工廠高壓線路電流保護方式

對工廠高壓線路的電流保護方式主要有三種：定時限過電流保護方法、反時限過電流保護方法、電流速斷保護方法。其中，定時限過電流保護方式的動作時間比較準確，動作時間整定方便，具有較好的選擇性和靈敏性，可以有效滿足工廠實際需要。但是該方法需要用到的繼電器相對較多，安裝工作復雜且經(jīng)濟性較差，這種方法通常會應(yīng)用在重要的工作區(qū)域。反時限過電流的動作時限隨著通過電流的加大而不斷減少，當故障發(fā)生在電源端附近時，該保護裝置的動作時間較短。因此，這種方法多被應(yīng)用于追求簡單和經(jīng)濟的中小型工廠。電流速斷保護是一種電流瞬時保護動作，保護過程中使用的元件是DL系列電磁型電流繼電器，這種保護方式通過使用繼電器來實現(xiàn)斷路器跳閘回路的接通，然后及時將短路故障切斷，達到保護配電線路的目的。

2工廠配電系統(tǒng)中配電線路的防火設(shè)計

在工廠配電系統(tǒng)的線路保護工作中，防火工作是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)化進程的不斷加快，現(xiàn)代工廠的自動化發(fā)展越來越普遍，用電量也逐年增加，供電密度的增大在一定程度上加劇了配電系統(tǒng)中線路起火的風險。因此，要做好工廠的配電線路的保護工作，就必須要重視線路防火設(shè)計，避免線路走火。

2.1?要注意做好配電系統(tǒng)中的電纜及橋架的選擇

在選擇電纜和橋架時，除了要保證其用途和價格等因素，還要綜合考慮工廠各個位置的特點科學挑選易于敷設(shè)且安全性能有保障的產(chǎn)品。例如，針對工廠的普通區(qū)域，通常情況下可以選用常見的YJV電纜或者VV電纜。針對火災(zāi)發(fā)生可能性較大、危險程度較高的重要區(qū)域，例如工廠變電站的進出端區(qū)域、電纜隧道及配電室等地方，則必須要選用氧指數(shù)超過30的防火電纜，保證防火效果。此外，以上危險程度較高的重點地區(qū)在進行橋架選擇時，可以選用防火阻燃橋架，因為該類型產(chǎn)品具有不可燃燒的特點，而且在火災(zāi)過程中還可以控制火勢，防止電纜燃燒的蔓延。

2.2?按照相關(guān)安全標準進行電纜敷設(shè)，設(shè)計好電纜的密度和橋架的間距

因為大部分工廠都會有很多液體管道或氣體管道，如果管道出現(xiàn)破損，則會對周圍的電纜和橋架造成損壞。此外，電纜敷設(shè)的地方與熱力管道離得過近還會加速電纜絕緣的老化，進而造成短路，引起火災(zāi)。電纜敷設(shè)一定要盡可能遠離火源或者易燃易爆物體。我們對配電線路的設(shè)計工作要格外仔細，嚴格按照相關(guān)電氣設(shè)計規(guī)范進行配電系統(tǒng)線路設(shè)計，保證廠內(nèi)的配電系統(tǒng)中的每一個分支回路電流和燈具的數(shù)量不要超過規(guī)定的上限。

2.3?科學設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及滅火系統(tǒng)，做好主動防范措施

根據(jù)工廠的實際構(gòu)造和周圍環(huán)境合理選擇自動保護裝置的設(shè)置區(qū)域，將相關(guān)保護裝置重點設(shè)置在電纜橋架相對集中的地方。目前，在工廠配電系統(tǒng)的線路保護工作中經(jīng)常會用到的主動防護裝置主要有：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、綜合使用鹵代烷、二氧化碳及其他新型氣體的氣體滅火系統(tǒng)，這三種系統(tǒng)各有優(yōu)勢。在對以上三種裝置進行選擇時必須要充分了解他們各自的適用地點，不能盲目設(shè)置。一味地增加自動防范裝置的安裝數(shù)量不但不利于提高配電系統(tǒng)線路防火的針對性，有時候還會帶來一些不良后果。例如，針對主要成分為二氧化碳的滅火裝置，必須要對其進行低溫儲存，不能將其設(shè)置在電纜隧道或夾層中。

3合理選擇接地系統(tǒng)，做好接地保護

3.1絕緣接地保護

由于中性點不接地系統(tǒng)在出現(xiàn)單相接地故障時會產(chǎn)生零序電壓，我們可以利用這一特點，在變電所母線上方安裝電壓互感器，使用3只相電壓表、1只線電壓表和1個電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，進行一套完整的三相五柱式電壓交感器的配置，為三相相電壓和線電壓的觀測提供途徑。當單相接地出現(xiàn)故障時，電壓表會顯示出“一低、二高、三不變”的狀態(tài)，表示接地相對位置的電壓降低，兩個未接地的相對位置電壓出現(xiàn)升高，三個線電壓未發(fā)生改變。我們可以在電壓互感器開口三角形兩端位置連接一個過電壓繼電器，當供電系統(tǒng)運行正常時，其三相電壓呈現(xiàn)出對稱表現(xiàn)，互感器開口端的電壓輸出量為0，繼電器保持靜止。當單相接地故障發(fā)生時，電壓互感器的開口三角形兩端位置產(chǎn)生零序電壓，促使電壓繼電器開始動作，將信號發(fā)送給相關(guān)人員，值班員工根據(jù)信號指示，對短時斷開故障相的出線開關(guān)進行認真檢查，如果三個相電壓表顯示出一樣的指示值，則表示被拉開的線路即為故障發(fā)生線路。這種絕緣節(jié)點保護裝置缺乏選擇性，故障檢查人員只知道工廠的供電系統(tǒng)出現(xiàn)了接地故障，清楚故障的相別，但是接地故障出現(xiàn)的具體線路卻無從得知。因此它主要適用于出線線路較少的供電系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)要能允許短時間地斷電。

3.2零序電流接地保護

根據(jù)單相接地故障線路中會出現(xiàn)零序電流這一特點，零序電流保護裝置為相當多的大中型工廠的高壓線路的線路管理工作提供了有效地保護。零序電流互感器一般選擇安裝在電纜線路或者電纜架空線上，作為保護對象的電纜三相導線位于零序電流互感器的一次側(cè)，將互感器的鐵心套于電纜外周，而電流繼電器則安裝在零序電流交感器的二次側(cè)。如果線路出現(xiàn)接地故障，交感器就會對零序電流進行感應(yīng)，進而促使繼電器開始運作，推動零序電流保護裝置進行保護工作，并將信號對外發(fā)出。與絕緣保護裝置不同，零序電流保護裝置是具備選擇性的，我們必須要做好該裝置動作電流的整定工作，使其高于其他線路故障產(chǎn)生時流過零序保護裝置的零序電流。此外，我們還要保證電纜頭的接地線要從互感器的鐵芯穿過后再進行接地工作。這樣才可以避免二次側(cè)對電流的感應(yīng)失靈，導致保護裝置失效。

4結(jié)語

完善的配電系統(tǒng)線路保護方法可以實現(xiàn)故障預(yù)報，方便我們及時處理故障，能有效輔助相關(guān)人員的值班工作，使他們能夠迅速、有效地對線路故障進行檢查和維修，降低危險度及工廠的經(jīng)濟損失。我們必須要靈活選擇定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護等方法來做好工廠高壓線路的保護工作，明確三種方法的優(yōu)缺點，選擇適合自己生產(chǎn)實際的保護裝置。其次，做好配電線路的防火設(shè)計工作，防止發(fā)生火災(zāi)。同時，高度重視接地保護，提高工廠線路保護效果，保證工廠用電安全。

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作者簡介：李艷（1977—），女，山東滕州人，滕州中盛化工有限公司助理工程師，研究方向：工業(yè)用配電；李凡（1985—），男，山東滕州人，滕州中盛化工有限公司助理工程師，研究方向：工業(yè)用配電。