低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)整定思路及原則

牛廣君

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鋼廠，山西 長(zhǎng)治 046031）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)整定思路及原則

牛廣君

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鋼廠，山西 長(zhǎng)治 046031）

在介紹低壓智能斷路器的主要保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，從工廠供配電運(yùn)行的實(shí)際出發(fā)，提出了低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)整定的思路及原則。以此思路和原則對(duì)低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)進(jìn)行整定，使其及時(shí)、有效、準(zhǔn)確地對(duì)供配電系統(tǒng)起到保護(hù)作用，確保工廠供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

低壓智能斷路器 參數(shù)整定 工廠供配電

首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鋼廠是一個(gè)含有三座轉(zhuǎn)爐、四臺(tái)連鑄機(jī)及其配套行車、能源中心、上料系統(tǒng)等裝備的現(xiàn)代化工廠，全廠供配電系統(tǒng)共含有40多臺(tái)10 kV真空斷路器及80多臺(tái)低壓智能斷路器。自2005年投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)故障，在低壓智能斷路器未動(dòng)作的情況下，10 kV真空斷路器直接保護(hù)掉閘，使得故障影響面擴(kuò)大。為解決該問題，對(duì)所有低壓智能斷路器的保護(hù)定值進(jìn)行了修訂，但現(xiàn)場(chǎng)又出現(xiàn)多次大功率電機(jī)燒損，導(dǎo)致低壓智能斷路器保護(hù)動(dòng)作。為徹底解決該問題，通過對(duì)近幾年的保護(hù)事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行總結(jié)，重新修訂了保護(hù)定值，成功解決了該問題。

1 低壓智能斷路器主要保護(hù)功能

對(duì)煉鋼廠不同生產(chǎn)廠家的80多臺(tái)低壓智能斷路器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其需要整定的參數(shù)主要為：接地保護(hù)電流（Ir4或IG）、接地保護(hù)時(shí)間（T4或TG）、長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)電流（Ir1或Ir）、長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)時(shí)間（T1或Tr）、短延時(shí)保護(hù)電流（Ir2或Isd）、短延時(shí)保護(hù)時(shí)間（T2或Tsd）、瞬時(shí)保護(hù)電流（Ir3或Ii）。

接地保護(hù)主要用于供電回路中因電氣設(shè)備或電纜絕緣損壞或其他原因造成相線、配電、用電設(shè)備的金屬外殼、敷線管槽等之間形成短路時(shí)，自動(dòng)斷開故障回路而起到保護(hù)作用。

長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)主要是防止供電回路中過載而設(shè)立的，其保護(hù)定值一般最大設(shè)定值為該智能斷路器的額定電流，長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)時(shí)間根據(jù)生產(chǎn)廠家的不同，可以設(shè)定的范圍不同，一般可以在0～240 s之間設(shè)定。

短延時(shí)保護(hù)主要是防止配電系統(tǒng)中阻抗短路而設(shè)立的，其保護(hù)定值一般為該智能斷路器的額定電流的2～10倍，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況具體設(shè)定。

瞬時(shí)保護(hù)是為了防止配電系統(tǒng)金屬性短路而設(shè)立的，瞬時(shí)保護(hù)時(shí)間不可調(diào)，當(dāng)電流超過設(shè)定值時(shí)，斷路器立即執(zhí)行跳閘命令。

2 低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)整定思路及原則

2.1 低壓智能斷路器保護(hù)參數(shù)整定思路

根據(jù)煉鋼廠供電系統(tǒng)的實(shí)際情況，結(jié)合近幾年來的幾次事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，總結(jié)如下：10 kV高壓系統(tǒng)總進(jìn)線、總進(jìn)線下端各變壓器、大功率電機(jī)等10 kV供電設(shè)備過流保護(hù)定值、過流保護(hù)時(shí)間、瞬時(shí)定值等執(zhí)行工程建設(shè)投運(yùn)初期設(shè)計(jì)單位出具的保護(hù)定值表，也就是說該定值在工程建設(shè)中由設(shè)計(jì)單位根據(jù)該系統(tǒng)并入電網(wǎng)的保護(hù)定值、公司整體供電系統(tǒng)的保護(hù)定值、煉鋼廠整體設(shè)計(jì)負(fù)荷確定，二級(jí)單位無權(quán)進(jìn)行修改。如需修改時(shí)，必須上報(bào)相關(guān)設(shè)計(jì)單位或主管部門，批準(zhǔn)后方可進(jìn)行；變壓器二次側(cè)總斷路器（即低壓系統(tǒng)的總進(jìn)線斷路器），其長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)定值參照日常運(yùn)行負(fù)荷，一般設(shè)定為0.8～1倍的額定電流，長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)時(shí)間可適當(dāng)?shù)脑O(shè)定在30 s左右，短延時(shí)一般設(shè)定為3～5倍的額定電流（一般大于7 000 A，略低于相對(duì)應(yīng)高壓系統(tǒng)的過流定值），短延時(shí)保護(hù)時(shí)間也要略低于相對(duì)應(yīng)高壓系統(tǒng)的過流保護(hù)時(shí)間定值，瞬時(shí)定值也要低于相對(duì)應(yīng)高壓系統(tǒng)瞬時(shí)定值1 000 A以上；同一低壓供電系統(tǒng)中存在多級(jí)智能斷路器時(shí)，下級(jí)智能斷路器的保護(hù)參數(shù)要略低于上級(jí)智能斷路器的保護(hù)參數(shù)，盡可能保證動(dòng)作的準(zhǔn)確性，避免越級(jí)跳閘或同時(shí)動(dòng)作。

大功率電機(jī)（75 kW以上）供電端一般經(jīng)過一級(jí)或多級(jí)塑殼斷路器或隔離開關(guān)后才會(huì)到達(dá)智能斷路器，該級(jí)智能斷路器保護(hù)定值的整定不僅僅要考慮其上級(jí)智能斷路器的保護(hù)定值，還要考慮該電機(jī)燒損時(shí)（尤其是掃膛燒損）的短路電流。經(jīng)過近幾年來的事故統(tǒng)計(jì)，電機(jī)掃膛燒損（兩次為90 kW、一次為110 kW電機(jī)）時(shí)，短路電流會(huì)在0.01 s的時(shí)間內(nèi)升至6 000 A左右（根據(jù)智能斷路器保護(hù)參數(shù)顯示統(tǒng)計(jì)）。因此，該級(jí)智能斷路器保護(hù)定值的設(shè)定在低于其上級(jí)智能斷路器保護(hù)定值的前提下，綜合考慮電機(jī)燒損時(shí)的短路電流。

2.2 低壓智能斷路器保護(hù)原理

塑殼斷路器過流保護(hù)原理為：內(nèi)部的熱動(dòng)型脫扣器受經(jīng)過斷路器的電流而發(fā)熱，當(dāng)運(yùn)行電流在其允許的范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)熱量和散熱達(dá)到一定的平衡，脫扣器保持一定溫度及形狀；當(dāng)電流急劇增大時(shí)，發(fā)熱量增加，溫度升高，高溫使脫扣器變形，從而脫扣。其動(dòng)作靈敏性較差，一般短路情況下的瞬時(shí)電流動(dòng)作時(shí)間為50 ms；而智能斷路器是根據(jù)電流互感器采集到的電流信號(hào)，達(dá)到保護(hù)值時(shí)，直接輸出控制掉閘命令而保護(hù)，動(dòng)作靈敏度較高。因此，低壓智能斷路器保護(hù)定值的整定同步要考慮塑殼斷路器的保護(hù)定值。

如果大功率電機(jī)采用變頻器拖動(dòng)時(shí)，還需考慮變頻器的過流保護(hù)參數(shù)的設(shè)定。受電流傳輸及現(xiàn)場(chǎng)供配電結(jié)構(gòu)形式，相同的保護(hù)參數(shù)下，變頻器保護(hù)一般優(yōu)于智能斷路器的動(dòng)作。

3 結(jié)語

智能斷路器合理的保護(hù)定值可以在故障發(fā)生時(shí)，及時(shí)有效地隔離事故設(shè)備，避免事故的擴(kuò)大。其保護(hù)定值整定的合理性，直接關(guān)系到整個(gè)工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性。（編輯：張偉）

Setting Idea and Principle of Protection Parameters in Low Voltage Intelligent Circuit Breaker

Niu Guangjun
（Steel Mills of Shougang Changzhi Iron and Steel Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

This paper introduces the main protection function of low voltage circuit breaker.According to the power distribution operation of the plant，the idea and principle of parameters setting for the protection of the setting values are proposed.This method can play a protective role in timely，effectively，and accurately ensuring the stable operation of the power distribution system of the plant.

low voltage circuit breaker，parameter setting，plant power supply and distribution

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.30

TF083.2

B

1672-1152（2015）06-0084-02

2015-09-30

牛廣君（1982—），男，首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鋼廠電氣系統(tǒng)主管，電氣工程師。E-mail：lm_211@126.com