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1、低压配电电系统保保护的选选择性和和设备选选择摘要：系系统保护护的选择择性是连连续供电电的重要要保证，本本文对实实现系统统保护选选择性的的条件，确确定保护护选择性性的方式式，正确确选择断断路器和和负荷开开关等间间题进行行了探讨讨。关键词：“自然然的”选选择性 , 准准延时选选择性 , 能能量选择择性 ,具有隔隔离开关关功能的的负荷开开关(SSwittch dissconnnecctorr)1 系统统保护选选择性的的现状保护的选选择性是是配电系系统质量量的一个个重要标标准。现现在如果果看看工工程的设设计图纸纸，不难难看到许许多配电电系统保保护的选选择性是是不合格格的。这这是有其其历史原原因的。以以
2、前低压压配电系系统的保保护电器器以采用用熔断器器为主的的时期，系系统保护护选择性性的设计计是比较较容易的的。核算算两级间间的熔体体额定电电流比是是否合格格就可以以了。以以后，配配电系统统的保护护电器广广泛采用用了断路路器，由由于客观观条件的的限制，当当时我国国断路器器的制造造水平有有限，具具有选择择性的断断路器品品种很少少。要满满足保护护选择性性要求，只只有靠有有短路短短延时保保护的断断路器。在在这种情情况下，全全系统要要实现选选择性保保护是困困难的。因因此只好好重点保保证重要要负荷的的连续供供电，实实现部分分环节的的保护选选择性了了。从低低压配电电设计规规范及大大众广为为使用的的低压配配电各
3、级级间应选选择性分分护选择择性就可可以了。长长期以来来，大家家习惯了了这种模模式。对对配电系系统的保保护选择择性间题题未作深深究。也也无人要要求必须须保证系系统的选选择性。因因此表现现在配电电系统设设计图纸纸上保护护选择性性不合格格就是自自然的事事了。现在，由由于电器器制造技技术不断断进步，断断路器保保护选择择性技术术的提高高，各种种选择性性型技术术的推出出，使得得我们可可以重新新认识讨讨论这一一间题。目目前我们们可以说说，采用用断路器器的配电电系统实实现保护护选择性性已具备备条件了了。本文文拟就这这一间题题提出一一些建议议，以供供有关人人士研究究讨论。2 现代代断路器器与各型型保护选选择性技
4、技术现代电器器制造技技术的发发展，断断路器不不断更新新，保护护选择性性技术不不断改进进，推出出了各种种保护选选择性技技术。2.1 准延时时选择性性(psseuddottimee diiscrrimnnatiion，另另有译为为虚拟时时间选择择性)当上下两两级均为为断路器器级联时时，大的的短路电电流受到到了下级级限流型型断路器器的限流流。实际际的短路路电流和和持续时时间大大大地减小小。上级级断路器器脱扣器器检测到到的电流流比没有有限流型型下级断断路器值值小得多多。将此此实际的的短路电电流在上上、下两两断路器器的时间间/电流流曲线上上进行比比较，相相当于在在两断路路器之间间具有一一等效的的短的时时
5、间差。使使得下级级断路器器快速跳跳闸，而而上级断断路器保保持闭合合，上下下级断路路器之间间达到保保护选择择性配合合。此时时间差随随预期短短路电流流增大而而大大减减小。它它不是人人为有意意设置的的延时时时间，这这个时间间称为准准延时(pseeudootiime)。当上、下下两级均均采用限限流型断断路器时时，由于于上级断断路器限限流对下下级断路路器限流流的增强强作用，提提高了下下级断路路器的分分断能力力。下级级断路器器的分断断电流比比其原所所规定的的分断电电流要大大。这种种做法是是符合IIEC336444434.1条规规定的。对对于选择择性来说说，由于于级联，提提高了选选择极限限电流值值，相应应于
6、增大大了选择择性的准准延时，提提高了保保护选择择性。2 2逻逻辑选择择性(亦亦称为ZZSI区区域选择择性联锁锁)上下级断断路器之之间设置置逻辑联联锁。当当下级断断路器保保护区发发生故障障，电流流大于脱脱扣器整整定值时时，给上上级断路路器发出出逻辑等等待命令令，使上上级脱扣扣器延迟迟脱扣，而而下级断断路器立立即脱扣扣跳闸，切切除故障障。当上上级断路路器保护护区内发发生故障障时，不不会接收收到等待待命令，断断路器立立即跳闸闸，迅速速切除故故障。这这就可保保证各级级间保护护的选择择性。ZSI也也可附加加于时间间选择性性系统，用用以减少少或消除除故障的的时间，有有利于减减小故障障电流热热应力和和电动应
7、应力造成成的损害害。2 3 能量选选择性(Eneerbassed dissc ddisccrimminaatioon)若上、下下级均采采用普通通断路器器，当短短路电流流超过两两断路器器脱扣器器的整定定值时，断断路器同同时动作作，保护护无选择择性。如如果断路路器设了了能反映映短路电电流能量量(fRR尚t)的脱扣扣器，而而且下级级断路器器的额定定电流小小于上级级断路器器，启动动下级断断路器脱脱扣器所所需的能能量也小小于上级级断路器器。凶此此在故障障时两断断路器都都检测到到短路电电流，下下级断路路器限流流非常快快，上级级断路器器产生的的能量使使脱扣器器动作所所需的时时间大于于下级断断路器，故故下级断
8、断路器迅迅速先行行跳闸，上上级断路路器保持持闭合，两两断路器器的保护护得到了了配合。施耐德公公司开发发的Coompaact Ns 10006330 AA塑壳断断路器就就实现了了这一目目标。断断路器采采用双旋旋转触头头，当短短路电流流达到某某值时，由由于磁斥斥力使触触头在外外壳内转转动，并并产生强强大电弧弧能量，使使壳内气气体膨胀胀产生很很大压力力，推动动活塞以以极快的的速度使使断路器器瞬动脱脱扣。在在触头斥斥开大约约3mss就将断断路器分分断：这这就是能能量脱扣扣。它有有很强的的限流能能力，例例如Coompaac tt Nss l000A塑塑壳断路路器的分分断能力力可达1150kkA。这这种断
9、路路器非常常有利于于保护选选择性的的配合。2 4“自自然的”选选择性断路器间间的保护护选择性性是比较较复杂的的。为了了使用方方便，施施耐德公公司推出出了断路路器“自自然的”选选择性概概念，以以便用户户使用。它它是在CComppactt Nss10006330A塑塑壳断路路器间，将将过载、时时间及能能量等选选择性方方式，通通过试验验规定了了脱扣器器间整定定电流的的比值。组组合构成成了断路路器的“自自然的”选选择性。粗粗略地说说，只要要上级断断路器的的额定电电流大于于下级断断路器22.5倍倍，断路路器间就就可获得得完全选选择性。即即在下级级断路器器保护区区发生故故障短路路的电流流一直大大到下级级断
10、路器器的极限限分断电电流值的的范围内内。断路路器都能能有选择择性的切切除故障障，这就就保证了了完全选选择性。这这好像与与在采用用熔断器器保护的的配电系系统内，只只要上下下级熔体体电流的的比值大大于某值值，就可可获得选选择性是是相似的的。所以以说这是是一种简简单的“自自然的”选选择性概概念。只只要考虑虑满足电电流配合合比的要要求，而而不需再再依赖人人为故意意的在脱脱扣器上上另加延延时时间间或采取取逻辑联联锁等其其他措施施来保证证选择性性。但是，在在具体设设计配电电系统时时，仍要要进行一一些核算算选择性性工作，要要根据脱脱扣器的的类型与与其所在在的位置置核算断断路器脱脱扣器的的整定电电流比。例例如
11、上下下两级断断路器均均采用CComppactt Nss塑壳断断路器时时，当上上级脱扣扣器为热热磁式，对对下级为为热磁(TM)或电子子式(SSTR)的过载载脱扣整整定电流流I，的的比值应应1.6;而而对下级级热磁式式短路脱脱扣整定定电流IIm的比比值应2，对对下级电电子式短短路脱扣扣整定电电流Imm的比值值应11.5。当上级脱脱扣器为为电子式式(STTR)时时;对下下级为热热磁式或或电子式式的短路路脱扣整整定电流流Im的的比值应应1.5;而而对下级级热磁式式的过载载脱扣整整定电流流Ir的的比值应应2.5，对对下级电电子式的的过载脱脱扣整定定电流IIr的比比值应1.66。如果上下下级断路路器为其其
12、他类型型的断路路器，其其相互配配合则为为其他比比值。从以上叙叙述，“自自然的”选选择性是是很简便便，对配配电系统统设计配配置方案案是很有有用的。但但在具体体设计时时，核算算选择性性的工作作也是烦烦琐的。最最实用的的方法是是制造厂厂按照试试验结果果，提供供断路器器保护选选择性配配合表，设设计时按按表查用用就可以以了。例例如施耐耐德公司司提供的的Commpacct NNS塑壳壳断路器器应用技技术资料料就是实实例。2.5 选择型型断路器器(seelecctivve ttypee ciircuuit-breeakeer)性性能不断断完善IEC9947-2(GGB1440488.2)中选择择断路器器的定
13、义义是：“在在短路情情况下，明明确用作作负载侧侧另一短短路保护护电器的的选择性性保护的的断路器器，有人人为的延延时”。它它是实现现系统选选择性保保护的主主要手段段。随着制造造技术的的进步，选选择型断断路器较较之老产产品已有有不少改改进，例例如，短短时耐受受电流提提高;短短路延时时保护精精度提高高;断路路器瞬动动保护可可便利地地根据需需要投入入或解除除;超过过耐受电电流阈值值自保护护脱扣动动作等。这这些都是是有利于于选择保保护的完完善。确定选择择型断路路器上下下两级的的延时级级差是很很重要的的。它与与断路器器性能有有关，可可要求制制造厂提提供。如如果具有有产品有有关的技技术数据据，可按按下式求求
14、得。式中： td(两两级间时时间差)tcc+trr+2t;tc断路器器的分断断时间，ss;tr断路器器恢复到到静止状状态的时时间，ss; t定时时限的延延时容差差，s。3 系统统选择性性保护的的实施要要点3.1 精心设设计配电电系统，合合理分配配负荷设计时适适当分配配负荷，使使上下级级负荷的的比值加加大，满满足选择择性所需需的保护护器额定定电流比比的要求求。而且且比值越越大，越越容易满满足选择择性要求求。无论论是采用用熔断器器或者是是断路器器保护，都都需要上上下级保保护器额额定电流流比大于于某一比比值，才才能达到到选择性性保护配配合要求求。因此此在进行行配电系系统设计计时，不不要听其其自然随随
15、意分配配，而要要有意地地调整分分配负荷荷，以便便给选择择性保护护提供便便利，尽尽量采用用“自然然的”选选择性保保护来满满足要求求。否则则要采取取其他选选择性保保护方式式才能满满足选择择性保护护要求，既既麻烦费费事又不不经济。3.2 关于完完全选择择性与部部分选择择性的确确定完全选择择性的定定义是，在在上下级级断路器器间，下下级断路路器保护护范围内内，产生生从大于于过载整整定值电电流一直直到三相相短路电电流(不不超过断断路器的的极限分分断电流流)的故故障，都都由下级级断路器器切除，而而上级断断路器保保持闭合合，达到到了保护护选择性性的配合合。这就就称为完完全选择择性。部分选择择性的定定义是，如如
16、果上述述的完全全选择性性得不到到满足，而而在某一一较低的的故障电电流值(选择性性极限值值)以下下，上下下级间能能达到选选择性配配合，则则称这种种选择性性为部分分选择性性。如果按33.1节节所述配配电系统统配置的的断路器器，上下下级间能能获得完完全选择择性，这这是最理理想的。如如果不能能获得完完全选择择性，只只能得到到部分选选择性的的配合。这这时我们们选择与与调整配配电线路路路径、结结构和截截面，并并计算短短路故障障电流，若若是小于于选择性性极限电电流值(为保护护选择性性所允许许的最大大故障电电流值)，则全全系统也也是具有有选择性性的。若若短路电电流大于于选择性性极限电电流值，则则上级断断路器将将无选择择性跳闸闸。这时时若其所所供电负负荷不允允许断电电，则应应重新配配置，以以保证其其选择性性;但若若对其所所供电
