低壓系統(tǒng)中斷路器的選型與整定

章建輝

低壓斷路器即自動開關(guān)，既具有手動開關(guān)作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載和短路保護的電器。斷路器常常作為配電回路、電動機等設(shè)備的電源控制和保護開關(guān)，低壓斷路器質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行及設(shè)備、人員的安全，因此對其性能提出了更高的要求。如何合理進行斷路器的選型與整定，是電力設(shè)計人員研究的重要課題。

1.低壓短路器的分類

根據(jù)不同形式的劃分，低壓斷路器有多種分類，如以結(jié)構(gòu)型式劃分，可分為小型斷路器、塑殼斷路器以及萬能斷路器;以使用類別劃分，可分為選擇型斷路器和非選擇型斷路器，前者是指在短路情況下，斷路器明確指出串聯(lián)負(fù)載側(cè)另一短路保護電器選擇性保護，而后者在短路時沒有這一功能;以是否適合隔離這一特點劃分，可分為適合隔離與不適合隔離斷路器。但不論低壓斷路器的分類怎樣，在使用選擇時還是要依據(jù)具體環(huán)境而定。

2.斷路器選型的基本要求

1）根據(jù)低壓線路的負(fù)載性質(zhì)，選擇與其相符的斷路器。在選擇斷路器時，首先應(yīng)對斷路器性能有準(zhǔn)確了解，在遵循《低壓配電設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，確定斷路器的整定參數(shù)值，以便能夠準(zhǔn)確判斷和計算出配電系統(tǒng)的故障問題及故障電流值。2）選擇斷路器時，應(yīng)充分考慮各方面的影響因素，包括交流、直流、頻率、電壓值等，將回路的額定電壓及額定頻率作為選擇依據(jù)。3）低壓斷路器的整定電流，要依據(jù)負(fù)載電流值來確定。4）周邊環(huán)境也是影響斷路器選擇的重要因素，包括周邊環(huán)境濕度、溫度及海拔高度等，此外還需考慮環(huán)境污染等級及震動承受力等因素。5）依據(jù)精準(zhǔn)的回路短路參數(shù)值，確定斷路器的通斷能力及動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定能力。6）低壓配電網(wǎng)上下級所采用的斷路器要匹配，這也是系統(tǒng)的選擇性保護要求。

3.低壓各級斷路器的選用原則及方法

3.1選用原則。影響斷路器的選擇受有多方面的因素響，但主要還是根據(jù)自身負(fù)載與工作要求來選擇最合適的斷路器。簡單來說，配電線路都應(yīng)當(dāng)選用準(zhǔn)確的配電型斷路器，常見的主要有兩種：即選擇性斷路器和非選擇性斷路器。如電動機保護型斷路器可選用非選擇性斷路器;一些家用的保護型斷路器則多選用小于63A（額定電流）的非選擇性斷路器?？偟膩碚f，低壓斷路器選用原則具體如下：1）斷路器的選用，要與斷路器自身負(fù)載性質(zhì)及故障類別要求相符合。2）為確保低壓配電網(wǎng)的正常運行，斷路器的額定電流值要比其所在回路的負(fù)載計算電流值大;此外，斷路器額定電壓值與頻率，也需與其所在回路的標(biāo)稱電壓及標(biāo)稱頻率相適應(yīng)。3）在充分考慮周邊環(huán)境條件基礎(chǔ)上選擇適合的低壓斷路器。4）當(dāng)電網(wǎng)短路時，低壓斷路器要符合動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定的基本要求。在電力實際工作中，運用最多的一般是選擇性短路器和非選擇性斷路器，這樣搭配的好處可以利用延時性動作來或者選擇性，以滿足斷路器上下級的選擇性動作，確保低壓配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

3.2低壓斷路器選型的級間配合。選擇性與斷路器上下級配合有著緊密的關(guān)系，保護選擇性是斷路器上下級間的相互配合的關(guān)鍵所在。斷路器的上下級選擇性配合要滿足三大基本要求，即選擇性、快速性和靈敏性。其中，快速性與靈敏性往往受斷路器自身特性及線路運行方式的影響，對此需根據(jù)合理的斷路器上下級配合選擇表進行整定。斷路器上下級配合得當(dāng)對于低壓配電系統(tǒng)運行具有十分重要的作用，不僅能有效切除線路故障保障系統(tǒng)的正常運行，同時還能極大提升配電系統(tǒng)的可靠性。級聯(lián)保護是斷路器限流特性應(yīng)用的具體表現(xiàn)，它是利用上下級斷路器間的限流作用，降低下級斷路器選擇時的分?jǐn)嗄芰Γ箶嗦菲鞴ぷ餍视行嵘?，同時降低運行成本。

4.低壓各級斷路器的整定原則及方法

多級配電中心制是當(dāng)前很多低壓配電系統(tǒng)采用的運行管理機制，但在實際運行過程中暴露出很多問題與故障，影響到其所在回路負(fù)載的正常運行，若得不到及時有效的解決還會影響更大范圍的回路負(fù)載供電。基于這一情況，為保證低壓配電系統(tǒng)的安全、可靠運行，其整定需遵循以下原則：1）根據(jù)《規(guī)范》要求，低壓配電線路應(yīng)裝設(shè)短路、過負(fù)載保護和接地故障保護等，以保證在盡可能短的時間內(nèi)有效切除故障電路。2）當(dāng)斷路器處于正常運行狀態(tài)且用電設(shè)備正常啟動，則其裝設(shè)的保護不應(yīng)動作。3）低壓配電系統(tǒng)保護動作需要相互各級之間進行相互配合、分工有序，當(dāng)發(fā)生動作要合理的進行選擇。當(dāng)線路發(fā)生意外故障時，應(yīng)該及時切斷線路最近的斷路器，但靠近電源側(cè)的保護缺不應(yīng)該動作。盡可能的把因切斷線路帶來的影響降到最低可控范圍。為此，選擇合適的保護電器對于保障配電系統(tǒng)正常運行具有十分重要的作用。依據(jù)斷路器整定原則的基本要求，在準(zhǔn)確計算、認(rèn)真校驗基礎(chǔ)上，對其參數(shù)進行正確整定，以實現(xiàn)其保護功能，滿足《規(guī)范》要求動作特性及動作時間等要求。

5.低壓斷路器脫扣器的選擇與整定

1）低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，低壓斷路器過流脫扣器額定電流IN.OR應(yīng)大于線路的計算電流I30，即IN.OR≥I30。2）過流脫扣器的動作電流與被保護線路的配合要求。預(yù)防線路出現(xiàn)短路或者因為過熱受損甚至著火現(xiàn)象，確保系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)合理控制斷路器過流脫扣器的動作電流lOP，其計算公式為：lOP≤KOL·Ial，其中Ial為絕緣線纜的允許載流量;Kol為絕緣線纜的允許短時過負(fù)荷系數(shù)，對瞬時和短延時過流脫扣器，一般取4.5;對長延時過流脫扣器，做短路保護時取1.1，只做過負(fù)荷保護時取1。3）低壓斷路器動作特點整定。①瞬時過電流脫扣器的動作電流的整定。在低壓斷路器系統(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備啟動時會產(chǎn)生較高電流，此時電流可能是額定電流的幾倍，此時斷路器也會出現(xiàn)短時的負(fù)荷。因此要保證低壓系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運行，必須防止瞬時過電流特性動作與線路高峰電流發(fā)生正面沖突，要合理選擇低壓斷路器，防止錯誤動作的發(fā)生。②短延時動作特性。短路短延時保護是防止配電系統(tǒng)的阻抗性短路，一般用于線路局部短路產(chǎn)生的故障，分為定時限與反時限（EG系列僅定時限）。反時限脫扣曲線的公式，當(dāng)電流大于 時自動轉(zhuǎn)化為定時限特性（即電流的增加不再使動作時間縮短）。短延時動作時間整定值一般取0.2～0.4s③長延時動作特性。長延時過流脫扣器主要是用來保護過負(fù)荷，為保證系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)需要避免線路出現(xiàn)最大的負(fù)荷電流。因此，長延時過流脫扣器的動作發(fā)生時間要錯于允許短時過負(fù)荷的持續(xù)發(fā)生時間，防止低壓斷路器的錯誤動作。

6.結(jié)束語

綜上所述，低壓斷路器的正確選擇和合理整定，一定程度上能減少低壓配電系統(tǒng)運行故障的出現(xiàn)，從而保證電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。當(dāng)然，斷路器的選型與整定工作，不能僅是依靠個人或個別企業(yè)來完成，而應(yīng)當(dāng)是各級別電力系統(tǒng)的相互配合與協(xié)作，從而使整個電力行業(yè)運行水平更上一臺階。