关于低压配电线路保护选择性技术的探讨

伊善宗

[摘 要]本文阐述了《低压配电设计规范》对于保护以及保护选择性的要求，分析了低压保护电器的型号选择以及整定，分析了现在配电低压线路设计中所存在的一些较为带有普遍性的问题，指出了解决的办法。

[关键词]低压配电线路 线路保护选择性

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0335-01

一、保护电器的规格型号选择以及参数整定

为了确保选择性保护电器上级和下级之间正常运行、应该选择以下的型号规格：（1）熔断器的选择：熔断器选择达到国标GB13539.1的型号规格，因其反时限动作特点可以更好地确保上级和下级间存在选择性动作；（2）上级采用的选择性断路器应该自带短延时电磁脱扣器装置，只需适当整定短延时脱扣器的延长时间以及额定电流，便能够确保它的选择性。

二、目前配电设计存在的缺陷

1、目前绝大部分设计不科学之处是选择了高等级非选择型断路器，一旦末端出现比较高的事故电流时，容易造成一级或者多级断路器非选择性断电，这是亟待攻克的难题。滥用选择型断路器，就连那些电流非常低（比如只有几十或者上百安）的线路，也采用了昂贵的选择型断路器。采用了参数整定错误的选择型断路器，比如上级短延时过电流脱扣器额定电流过低，比下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定的电流还低，或者上级瞬时过电流脱扣器额定电流过低，都容易损坏选择性动作。

2、全面实施低压配电线路保护规范要求

中华人民共和国国家标准GB50054―95《低压配电设计规范》第4.1.2条规定：“配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断”。重要负荷及石油化工、化工、化纤生产的供配电设计，保证低压配电系统保护选择性是确保供电可靠性的重要措施。配电线路设计中，至少要考虑以下和保护相关的要求：

①《规范》第四章规定配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，而且每段配电线路都应满足这三项保护要求（特别规定者除外）；②《规范》还规定上下级保护电器的动作应具有选择性，使故障时只切断该故障线路，而上级保护电器不应动作，力求缩小停电范围；③电路发生故障时，保护电器应能在规定时间内动作；另一方面，在正常工作和用电设备正常起动时，保护电器均不应动作；④《规范》规定导体截面应满足动、热稳定要求，要和保护电器能协调配合，也就是选择的导体类型和截面，应该和保护电器类型和整定值相关联；⑤作为分断短路电流的保护电器，还应具有足够的分断能力。以上各项要求密切关联，决定了保护电器的选型和参数整定，具有一定的复杂性，每一段线路和每组保护电器，都应按以上条件一一计算、校验、确定各项参数。

3、现阶段存在的问题和选择性的分类然而，一些保护选择性概念不强及习惯于直接套用的同行，疏于保护选择性的校验，使工程设计文件中，应急电源的配电系统一、二级负荷的供电系统供电可靠性存在许多隐患，因而设计人员对保护电器的选择性应该足够重视。

三、低压配电线路保护选择性

1、熔断器的保护选择性

熔断器指当电流超过规定值足够长的时间后，能够熔断一个或几个特珠设计的相应部件，断开其所接入的电路并分断电源的电器。

熔断器作为过负载及短路保护电气具有分断能力高、限流性能好、结构简单、可靠性高、使用维护方便、价格低又可与开关电器组合成熔断器组合电器，适用于交流低压配电系统或直流系统中，作为线路的过负载及系统的短路保护用。

上下二级熔断器串联连接，保护选择性在过载范围内，工程设计中可采用时间---电流特性曲线比较来确定。保护选择性在短路情况下，由于熔体超快速熔断，上下级熔断器的时间---电流特性曲线可能重叠，此时为了保证选择性，工程设计中应采用I2t特性曲线比较来确定。为了可靠地确定选择性，运用特性曲线必须设定足够的误差范围及配合裕度。使用相同工作等级的上下级熔断器，如果熔断器之间的额定电流相差1.6倍或1.6倍以上，则在达到额定通断能力为止的整个过流范围内基本上能保证实现绝对选择性。

2、断路器的保护选择性

2.1 依据动作电流值的差别的电流分级配合选择性

上下二级断路器串联连接，当仅要求断路器工作在时间---电流特性曲线的反时限部分有选择性，即过载保护满足选择性，设定方法同上下二级熔断器串联连接，上下二级断路器脱扣器长延时整时电流相差1.6倍或1.6倍以上，即可保证实现选择性。

2.2 由分断动作时间分级配合和动作电流分级配合的组织的与电流有关的时间分级配合选择性上下二级断路器串联连接，上级断路器的瞬時脱扣器的动作值大于下级断路器出线端的最大预期短路电流。即短路时断路器安装处出现的短路电流有显著的差别，或者上下二级断路器的额定电流和相对应的电流瞬时过电流脱扣器的整定时值也相应不同，当留有足够的误差范围及配合裕度，上下二级断路瞬时过电流脱扣器整定电流相差1.5倍或1.5倍以上，可实现选择性。

2.3 通过断路器配合的方法实施选择性即动态选择性

上下二级断路器串联连接，在短路情况下，上级断路器的动作值和下级断路器的允通电流值在I2t特性曲线内进行比较，由于下级断路器限流迅速分断，使得允许电流虽然短时地超过上级断路器的动作电流值，但在下级断路器迅速分断的短时间内还不足以使脱扣器实现脱扣，使上下二级断路器串联连接具有选择性的保护。该方式实施选择性也称为能量选择性。

2.4 依据分断动作时间的时间分级配合选择性断路器的总分断时间是断路的动作时间、延时时间、固有动作时间、固有动作时间及燃弧时间之和。

上下二级断路器时间是断路器间连接导体阻抗小，由于上下级断路器出线处预期短路电流数值差别很小，无法采用上述方法实施保护选择性配合，所以上级断路器可选用带短延时定时限过电流脱扣器，依据分断动作的时间的时间分级配合来实现选择性。

2.5 采用逻辑选择性（ZSI区域选择性联锁）

上下级断路器串联连接，断路器之间设置逻辑联锁。当发生短路时，采用逻辑判断的方法判断是下级断路器保护区域发生短路，给上级断路器发出逻辑等待命令，使上级断路器延迟分闸，而是下级断路立即分闸。当采用逻辑判断的方法判断是上级断路器保护区域发生短路，只给上级断路器发出分闸命令。该方式是上下二级断路器串联连接通过逻辑判断的方法来确定断路器的分闸来实现选择性。

3、熔断器与断路器串联连接的保护选择性

3.1上级为断路器，下级为熔断器的选择保护断路器设瞬时脱扣器，如果熔断器额定电流较断路器小很多时，熔断器的允许电流没有达到断路器瞬时脱扣器的动作电流，上级为断路器，下级为熔断器的选择保护则存在绝对选择性。断路器设长延时脱扣器，熔断器计及误差上限的时间―――电流特性曲线在断路器满载时瞬时脱扣器的保护曲线的上方，特性曲线不相交并保持一定的安全间隔时间ta≥Is，即在熔断器特性曲线误差上限和短延时脱扣器的延时时间，亦能达到绝对选择性。

断路器设复式脱扣器，上级为断路器下级为熔断器的选择保护要视断路器的热脱扣器和电磁脱扣器的选择保护性确定。

3.2上级为熔断器，下级为断路器的选择保护在过载保护范围内，熔断器特性曲线误差范围的下限线和断路器的反时限过载脱扣器的特性曲线之间要保持一个一定的安全间隔时间ta≥Is，上级为熔断器下级为断路器保护可有选择性。短路情况在断路器脱扣器动作之后分断产生的燃弧过程中，熔断器还在继续被加热。选择性的极限大致在熔断器特性曲线误差下限与断路器瞬时过流脱扣器动作时间之间，所以熔断器特性对应于短路电流下的熔断时间比断路器瞬时脱的器的动作时间大于70ms以上，可获得选择性保护。断路器采用短延时脱扣器的安全间隔时间ta≥70ms。

结束语

综上所述，要做好低压配电设计，应该全面、准确理解《规范》的要求，特别是配电线路保护的各项要求；做好各项基本计算，把握基础参数；合理选择保护电器类型，正确整定各个参数；处理好保护电器整定的两对矛盾；完整、系统地执行《规范》的各项规定，才能保证《规范》的全面实施，确保用电的安全、可靠。

参考文献

[1] 张维杰.低压配电线路保护的选择[J].科技信息.2010（30）.

[2] 任元会.低压配电线路保护的几个问题[J].建筑電气.2006（2）.