低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)斷路器分?jǐn)嗄芰Φ暮侠響?yīng)用研究

黃文俊

摘 要：隨著社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，低壓配電電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)持續(xù)發(fā)展，已步入嶄新的發(fā)展階段。在低壓配電電網(wǎng)中，斷路器是其不可或缺的關(guān)鍵性電器元件，其正確選取直接關(guān)乎電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，而斷路器的分?jǐn)嗄芰Φ暮侠響?yīng)用直接關(guān)乎電網(wǎng)配置的經(jīng)濟性。因此，文章從不同角度入手詳細探討了低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)斷路器分?jǐn)嗄芰Φ暮侠響?yīng)用。

關(guān)鍵詞：低壓開關(guān)設(shè)備；斷路器；分?jǐn)嗄芰Γ缓侠響?yīng)用

中圖分類號：TM561 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）30-0044-02

在新形勢下，低壓開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用日漸頻繁，必須意識到內(nèi)部斷路器分?jǐn)嗄芰侠響?yīng)用的重要性。在實際應(yīng)用過程中，由于受到各種主客觀因素的影響，加上配置方案、運行條件具有多樣性的特點，大大增加了斷路器額定分?jǐn)嗄芰Φ倪x取難度，各方面存在的不斷顯現(xiàn)，導(dǎo)致選取的分?jǐn)嗄芰Σ缓侠?，?yán)重影響的配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。針對這種情況，相關(guān)人員，必須遵循相關(guān)的原則，對比分析各類配置方案，合理選取低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)斷路器分?jǐn)嗄芰?，使其得到合理化?yīng)用。

1 低壓開關(guān)斷路器分?jǐn)嗄芰Φ倪x取

在選取斷路器分?jǐn)嗄芰χ?，相關(guān)人員必須遵循其基本原則，所采用的斷路器分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥谄浒惭b處極易產(chǎn)生的三相短路電流，需要綜合分析各影響影響，明確分?jǐn)嗄芰Φ念愋停礃O限分?jǐn)嗄芰?、運行分段能力，還要考慮其短路電流，即短路全電流有效值、最大短路沖擊電流。在選取低壓斷路器分?jǐn)嗄芰^程中，相關(guān)人員必須全面、客觀分析其基本參數(shù)，即極限分?jǐn)嗄芰?、運行分?jǐn)嗄芰?。在?biāo)準(zhǔn)GB 14048.2—2008《低壓斷路器》中，對這兩個基本參數(shù)的定義各不相同。

一是：極限短路分?jǐn)嗄芰ΑＲ运?guī)定的試驗程序為基點，低壓開關(guān)斷路器繼續(xù)承載額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Σ⒉话渲校簿褪窃陔妷?、功率等試驗參?shù)作用下，相關(guān)人員可以對短路電流值進行分?jǐn)?，在分?jǐn)嘀螅蛪洪_關(guān)設(shè)備斷路器無法順利承載對應(yīng)額定電流的分?jǐn)嗄芰Ρ闶菢O限短路分?jǐn)嗄芰Α?/p>

二是：額定運行短路分?jǐn)嗄芰?。以所?guī)定的試驗程序為基點，低壓開關(guān)設(shè)備斷路器的繼續(xù)承載額定電流能力被包含其中的分?jǐn)嗄芰?，也就是說借助一系列試驗參數(shù)，比如，功率，電壓，相關(guān)人員可以準(zhǔn)確分?jǐn)鄬?yīng)的短路電流數(shù)值。

在分?jǐn)喽搪冯娏髦?，斷路器能夠繼續(xù)承載額定電流的分?jǐn)嗄芰Ρ闶穷~定運行中的短路分?jǐn)嗄芰Α?/p>

一般來說，A類斷路器額定運行短路分?jǐn)嗄芰?、額定極限短路分?jǐn)嗄芰Σ⒉幌嗟?，前者是后者?0%～75%，而B類斷路器在60%～70%之間，也就是說在選取低壓開關(guān)斷路器分?jǐn)嗄芰χ?，要明確其選取類型。以多電流類型為基點，低壓配點電網(wǎng)電路可以進一步簡化。對于第一級主配電網(wǎng)的電源斷路器來說，相關(guān)人員必須客觀分析電網(wǎng)配電與供電情況，要以額定運行短路分?jǐn)嗄芰橹行倪M行合理化的選取。就第一級主配電網(wǎng)饋電B類斷路器來說，是第2級分配電網(wǎng)必不可少的電源進線，也需要以額定運行短路分?jǐn)嗄芰槊浇閬磉x擇。由于第一級主配電網(wǎng)中的配電A類斷路器作用于功能單一化的回路中，加上在更換斷路器過程中，不會受到停電的影響，要以額定極限短路分?jǐn)嗄芰橹行倪M行合理地選擇。相應(yīng)地，模擬的低壓配電網(wǎng)絡(luò)線路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。

2 選擇預(yù)期三相短路電流大小

在線路運行過程中，如果出現(xiàn)三項短路故障，短路電流會經(jīng)過暫態(tài)過程，其物理量被分為兩類，即短路電流周期分量、短路電流非周期分量。就短路電流非周期分量來說，其出現(xiàn)的時間大都不會超過0.2 s。在線路發(fā)生短路之后，在0.01 s內(nèi)，全電流會瞬間達到最大數(shù)值，被稱之為短路沖擊電流。在0.2 s之后，短路電流非周期分量將會逐漸衰減，而三相短路電流將會處于穩(wěn)定狀態(tài)。其物理量便是短路電流周期分量，又被叫做短路穩(wěn)態(tài)電流。

以短路電流為例，A類與B類斷路器的分?jǐn)喙ぷ鲿r間各不相同，如果動作時間不低于0.02 s，相關(guān)人員必須要客觀分析短路電流的非周期分量，而三相短路電流就是對應(yīng)短路電流周期過分量的有效數(shù)值。如果動作時間不超過0.02 s，相關(guān)人員必須客觀分析短路電流對應(yīng)的非周期分量，也就是說，三相短路電流就是短路沖擊電流。在低壓電網(wǎng)運行過程中，短路電流周期分量的有效數(shù)值和短路沖擊電流存在某種關(guān)系。

3 明確低壓開關(guān)斷路器安裝位置三相短路電流周期 分量的有效值

在明確其有效值過程中，相關(guān)人員必須對其進行必要的計算。在計算過程中，相關(guān)人員需要先準(zhǔn)確計算出短路位置上方的電阻總和與電抗總和，并計算出短路位置上方的總阻抗，便能得出三相短路短路電流周期分量的有效值。

需要注意的是：在計算過程中，相關(guān)人員必須要清楚短路點處的具體情況，電路上級電網(wǎng)運行情況，電路運行中變壓器、連接導(dǎo)體、電流互感器線圈、過電流線圈等運行情況，確保計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。這種計算方法屬于理論計算法，比較繁雜，極易出錯，計算準(zhǔn)確率不高。在計算其有效值中，相關(guān)人員可以采用一種簡單化的估算方法，不需要花費大量的時間，準(zhǔn)確率也比較高，能夠更好地了解斷路器安裝位置處三相短路電流的周期分量，進行相關(guān)操作。在估算過程中，相關(guān)人員要借助斷路器安裝處短路電流公式，計算出安裝出三相短路電流。

在此基礎(chǔ)上，全面、客觀分析上級短路電流、和下級相連的導(dǎo)體規(guī)格、型號等，準(zhǔn)確估算出下級的短路電流。結(jié)合相關(guān)表格，準(zhǔn)確分析電網(wǎng)運行過程中，某點上、下兩級短路電流的關(guān)系數(shù)值，分別估算出上級電路電流、連接線路的總長度，估算出在上級短路電流所對應(yīng)的交叉出電流數(shù)值，再準(zhǔn)確估算下級短路位置的短路電流，便可以得出安裝位置處三相短路電流周期分量的有效值。

4 變壓器并聯(lián)供電中分?jǐn)嗄芰Ψ矫娴木唧w要求

在低壓電網(wǎng)供電場所運行過程中，由于受到各種因素的影響，比如，負荷持續(xù)增加，不得不使用兩臺以上變壓器，則需要將其并聯(lián)起來，而不是串聯(lián)，提高電網(wǎng)運行中的供電容量，降低電網(wǎng)運行中故障發(fā)生率，確保其處于安全、穩(wěn)定運行中。

由于這種電網(wǎng)供電配置方法具有其優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用到眾多低壓電網(wǎng)供電場所中，發(fā)揮著舉足輕重的作用。但在應(yīng)用過程中，在選取電源斷路器分?jǐn)嗄芰?、分路開關(guān)分?jǐn)嗄芰χ?，需要綜合考慮相關(guān)的影響因素。

4.1 主斷路器分?jǐn)嗄芰?/p>

在電網(wǎng)運行過程中，如果斷路器，即QF1或者QF2的出線位置處，B1和B2出現(xiàn)短路故障問題，斷路器的分?jǐn)嗄芰σ欢ú荒苄∮谌喽搪冯娏?。如果斷路器的QF1或者QF2進線端位置的A1或者A2出現(xiàn)短路故障問題，斷路器的分?jǐn)嗄芰σ欢ú荒苄∮谒?guī)定的短路電流數(shù)值。換句話說，在采用兩臺以上變壓器中，其QF1或者QF2處的分?jǐn)嗄芰σ暂^大預(yù)期電路電流為基點，進行合理化地選取，避免主斷路器運行中頻繁出現(xiàn)故障問題。

4.2 分路斷路器分?jǐn)嗄芰?/p>

在電網(wǎng)運行中，如果斷路器QF3出線端口出現(xiàn)短路故障問題，如果不需要考慮線路上、下兩級的阻抗力，那么，斷路器該處流過的短路電流便是兩處電流的總和。

在計算該處電流中，相關(guān)人員可以借助一路進線查附表，便能準(zhǔn)確找到C1位置的短路電流數(shù)值，將兩個短路電流相加，便能得出低壓開關(guān)斷路器QF3出線端口的短路電流，再根據(jù)相關(guān)規(guī)定，按照斷路器短路電流分析方法，選取合理的斷路器分?jǐn)嗄芰?。兩臺變壓器并聯(lián)運行接線結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。

5 結(jié) 語

總而言之，在應(yīng)用低壓開關(guān)設(shè)備過程中，相關(guān)人員必須根據(jù)相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格遵循相關(guān)原則，從不同角度入手進行合理化的計算，合理選取斷路器分?jǐn)嗄芰Γ偈箶嗦菲鞯玫礁玫貞?yīng)用，降低故障發(fā)生率，確保電網(wǎng)運行更加安全、穩(wěn)定，降低電網(wǎng)運行成本，提高其運營效益，促進新時期電網(wǎng)事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 謝煒.熔斷器與斷路器在低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用的比較[J].電氣應(yīng)用，

2013，02：16-22.