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1、北京人民电器厂有限公司http:/北京人民北京人民北京人民北京人民电电器厂有限公司器厂有限公司器厂有限公司器厂有限公司 直流断路器直流断路器直流断路器直流断路器选择选择性保性保性保性保护护研研研研讨讨会会会会各位领导和专家： 大家好！ 我是北京人民电器厂有限公司的王文进。目前负责我公司直流市场和技术支持工作。 今天非常荣幸能有机会在此跟各位汇报北京人民电器厂有限公司近年来在直流断路器选择性保护领域所作的研究以及取得的一些主要成果。 同时，也非常感谢在座的领导，以及各位专家对我们的大力支持。 前言前言提纲提纲3 31 12 2保护电器选型分析保护电器选型分析直流断路器的保护机理直流断路器的保护机
2、理目录目录直流断路器的分直流断路器的分类类4 4使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题提纲提纲5 56 6软件分析与服务软件分析与服务目录目录应应用用举举例例某某220KV变电站直流系统分析及解决方案变电站直流系统分析及解决方案7 7直流产品可靠性保证手段直流产品可靠性保证手段一、直流断路器的分一、直流断路器的分类类1.以壳架型式分：小型直流断路器，塑壳式直流断路器，万能式直流断路器。以壳架型式分：小型直流断路器，塑壳式直流断路器，万能式直流断路器。2.以保以保护护形式分：形式分：热热磁式两段保磁式两段保护护（热过载长热过载长延延时时保保护护、电电磁短路瞬磁短路瞬时时保保护护）；）；电电
3、子式三段保子式三段保护护（热过载长热过载长延延时时保保护护、电电磁短路瞬磁短路瞬时时保保护护、电电子式短路短延子式短路短延时时保保护护）；）；热热磁式磁式选择选择性保性保护护（热过载热过载长长延延时时保保护护、热热式短路短延式短路短延时时限流型反限流型反时时限保限保护护）。）。以接以接线线方式分：板前接方式分：板前接线线、板后接、板后接线线、插入式接、插入式接线线、抽出式接、抽出式接线线。1.以外部附件分：手操机构、以外部附件分：手操机构、电电操机构。操机构。2.以内部附件分：以内部附件分：辅辅助触助触头头、报报警触警触头头、分励脱扣器、欠、分励脱扣器、欠压压脱扣器。脱扣器。3.以以额额定定电
4、压电压分：分：DC48V、DC110V（125V）、）、DC220V（250V）、）、440V、500V、1000V、1500V直流断路器的分直流断路器的分类类二、直流断路器的保护机理二、直流断路器的保护机理1.热磁式两段保护直流断路器的保护机理热过载保护机理：过载保护主要是通过热反时限延时的双金属片来实现。电磁短路保护机理：一般通过螺管式电磁铁，实现断路器短路瞬时保护。2.电子式三段保护直流断路器的保护机理热过载保护机理：同上。电磁短路保护机理：同上。电子式短路短延时保护机理：在脱扣机构上连接电子控制装置。3.热磁式选择性保护直流断路器的保护机理热过载保护机理：热式短路短延时反时限保护机理：
5、快动双金属片。直流断路器的保直流断路器的保护护机理机理三、保三、保护电护电器器选选型分析型分析保保护电护电器器选选型分析型分析1.蓄电池出口保护电器选型蓄电池出口保护电器选型全程反时限全程反时限GM5FB系列系列Icc蓄电池出口蓄电池出口我们需要什么样的保护电器？蓄电池出口对保护电器的要求：1）高安全性和可靠性：不拒动，不误动，结构可靠；2）选择性要求最高：禁止出现越级跳闸3）兼顾灵敏性：满足选择性前提下，最大限度提高本级保护的灵敏性保保护电护电器器选选型分析型分析1）满足可靠性：GM5FB塑壳，动作特性逐台检测，纯机械式，短延时保 护不依靠线路板；2）满足选择性： GM5FB塑壳，全程反时限
6、延时保护；3）满足灵敏性： GM5FB塑壳，全分断时间在100ms以内，优于熔断器蓄电池出口，我们推荐什么样的产品？蓄电池出口，我们推荐什么样的产品？蓄电池容量蓄电池容量断路器型号断路器型号最大壳架等级最大壳架等级电流电流分断能力分断能力（Icu）短延时时间短延时时间1500Ah以下GM5FB800A H型：15KA；R型：65KA20-80ms反时限延时1500Ah及以上GW3B3200A65KA100ms定时限（可根据客户需求出厂前整定）蓄电池出口断路器和机组控制系统塑壳断路器选型蓄电池出口断路器和机组控制系统塑壳断路器选型保保护电护电器器选选型分析型分析GM5FB系列系列选择选择性保性保
7、护护塑壳式直流断路器塑壳式直流断路器脱扣特性曲脱扣特性曲线线保保护电护电器器选选型分析型分析GM5FB系列断路器电气原理图和结构示意图系列断路器电气原理图和结构示意图GM5FB系列断路器系列断路器电电气原理气原理图图InInIsdIsd保保护电护电器器选选型分析型分析2.分分电电屏保屏保护电护电器器选择选择性和灵敏性的兼性和灵敏性的兼顾顾GM5B-40系列系列 分分电电屏屏断路器断路器保保护护屏屏断路器断路器1）定时限的短路短延时保护满足选择性；2）在满足选择性的前提下，缩短短延时时间3）响应DLT-5044新规程的要求，满足高分断能力当分电屏本级出现短路，我们如何同时兼顾选择性和灵敏性？保保
8、护电护电器器选选型分析型分析 GM5B-32/GM5B-40系列断路器参数表系列断路器参数表型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压宽度宽度分断能力分断能力GM5B-321632ADC110V/220V45mm4.5kAGM5B-32H1632A10kAGM5B-401640A15kAGM5B-40H1640A20kA1）GM5B-32/40系列和下级两段式断路器自然实现选择性；2） GM5B-32/40系列短延时时间7ms，满足选择性前提下用时更短；3） GM5B-32/40系列分断能力最高可达20KA，满足各种直流系统要求分馈电屏，我们推荐什么样的产品？分馈电屏，我们推荐什么样的产品？保保
9、护电护电器器选选型分析型分析3.直流末端保直流末端保护电护电器的灵敏性和限流器的灵敏性和限流GM5-63L型型 分分电电屏屏断路器断路器保保护护屏屏断路器断路器1）灵敏性的保证低脱扣倍数2）可靠性要求不拒动，容性负载（储能电容）3）动态选择性分析取代静态选择性分析4）事故照明回路特殊要求：国标GB10963.2规定：同时符合用于交流回路中，单极分断AC400V，6kA短路分断能力的要求。灵敏性如何保证？可靠性？限流的必要性？保保护电护电器器选选型分析型分析 GM5-63系列断路器参数表系列断路器参数表型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压脱扣倍数脱扣倍数分断能力分断能力GM5-63B型型66
10、3ADC220V/440V4-7InDC220V：20kAGM5-63C型型163A7-15InGM5-63CH型型1063A7-10InGM5-63CL型型16A12-15In1）GM5-63CL型脱扣倍数7-10In（低脱扣倍数，既保证灵敏性，又避免误跳）；2）GM5-63CL型组合式灭弧系统极大提高限流能力；3）GM5-63CL型（无极性）接线不再区分正负极，避免接错线烧开关直流末端保护电器，我们推荐的产品？直流末端保护电器，我们推荐的产品？保保护电护电器器选选型分析型分析 PT回路我们推荐的产品回路我们推荐的产品型号型号额定电流额定电流额定电压额定电压短路保护短路保护分断能力分断能力G
11、MT32型型0.5-10AAC230VAC400V短路瞬动2.8-3.5In6KAGMT32B型型3-10A带有短路短延时保护4.5KA1）要求电压互感器出口断路器自身为低压降，以减少电能计量装置的误差；2）要求电压互感器出口断路器对PT线路快速保护，对断路器灵敏性要求高；计量回路对交流微型断路器的技术要求？计量回路对交流微型断路器的技术要求？保保护电护电器器选选型分析型分析1）GMT32（B）系列断路器内阻值仅为普通断路器内阻值的10%15%；2）GMT32（B）系列 断路器短路瞬时脱扣电流为2.83.5In；四、四、使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题1.熔断器的种类，如下表。熔断
12、器的种类，如下表。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题2.大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很好，但大熔断器与小熔断器的焦尔积分的区分明显，使得熔断器的选择性很好，但大趋势为什么不用了大趋势为什么不用了（1）熔断器本身设计上的缺陷，熔体的老化现象： 无冶金效应的熔体老化现象：由于熔断体反复负载使熔体受到加热和冷却的循环，产生热膨胀和冷却收缩，使熔体受到机械应力，引起熔体金属材料晶格粗化、扭曲，导致电阻率增加而使特性变坏。 有冶金效应的熔体老化现象：由于熔体通过电流时温度的增加，还会使灭弧介质材料的分子溶解到熔体中去，产生合金现象，改变了熔点，而使特性变坏。（2）
13、由于熔断器受环境温度和湿度的影响较大，熔断时间分散性大。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题（3）熔断器受一次大短路电流冲击，特性变化非常大，无法检验。（4）与基座的安装接触力的变化，接触表面氧化，使接触电阻变化很大。（5）在使用或安装中，已因外力破坏致部分熔片折断或受伤，内部电阻增大，成为熔断器的薄弱点，熔断器整体性能下降，导致越级动作，导致存在全站直流失压的隐患。a）RM10熔断器的熔断情况b）熔片熔断部位图RM10熔断器的熔断情况使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题（6）由于熔断器结构原因，出厂无法检测其报警触点能否可靠动作所带来的严重问题。使用熔断器应注意的问题使用熔断
14、器应注意的问题（7）由于熔断器结构原因，出厂无法检测其安秒特性曲线是否准确。（8）熔断器存在“越用越耐用”的问题熔断器内部除了熔断体外，还有灭弧介质。灭弧介质有多种，如粉末状灭弧介质等。此类灭弧介质由于温度、湿度影响，经过一段时间，有可能会结为块状结构，将使其散热性能大大加强，带来熔断时间变长，造成特性变坏。（9）熔断器防护等级太低 熔断器防护等级为IP00 GM5FB系列断路器防护等级可达IP30使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题小结：1.综上所述，使用熔断器应制定一整套的完善的管理规范，如何时更换熔断器，熔断器经过一次大短路电流冲击但没有熔断等类似情况的管理。2.应使用符合标准要
15、求的，合格的熔断器。3.但由于上述两点不容易实现，加之上述熔断器由于本身结构等的弊端，因此国网公司的趋势是用断路器逐步替代熔断器。这从近几年系统内变电站工程，电厂工程中可以看出这一点。使用熔断器应注意的问题使用熔断器应注意的问题五、应用举例五、应用举例 某省某省220kV变电站系统分析及解决方案变电站系统分析及解决方案（1）系统现状描述）系统现状描述蓄电池容量400Ah 220V 104节，2电2充，有分屏蓄电池出口电缆：S=50mm2，L=30m蓄电池出口保护电器：250A直流屏出口保护电器：至220kV继保室分电屏，100A直流屏至220kV继保室分电屏电缆：S=25mm2，L=100m；
16、分电屏出口保护电器：至测控保护屏，C10A；分电屏至测保屏导线：S=4mm2，L=20m；测保屏出口保护电器：C6A；测保屏到负载导线：S=2.5 mm2，L=5m。应应用用举举例例蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏应应用用举举例例此处空开选择额定电流为此处空开选择额定电流为10A，与，与下级下级6A断路器仅相差一个级差，很断路器仅相差一个级差，很难实现选择性，建议至少选择难实现选择性，建议至少选择20A。根据根据Scac计算公式得出，截面积应选择计算公式得出，截面积应选择110mm2。根据根据I1h选择截面积应为选择
17、截面积应为95mm2二者取大者，应选择二者取大者，应选择110mm2。问题问题1 1：电缆压降和断路器级差：电缆压降和断路器级差由于电缆长度为由于电缆长度为100m，此处电，此处电缆压降不合格的概率较大，建议缆压降不合格的概率较大，建议至少选择至少选择35mm2。此短路电流下，本级断路器与上此短路电流下，本级断路器与上级熔断器可实现选择性保护。级熔断器可实现选择性保护。所选所选NH1-250A熔断器，用于本系熔断器，用于本系统，其负载端短路电流为统，其负载端短路电流为3245A，查曲线得其熔断时间在查曲线得其熔断时间在300ms左右，左右，灵敏度存在问题。灵敏度存在问题。问题问题2 2：选择性
18、保护问题：选择性保护问题问题问题3 3：灵敏度问题：灵敏度问题蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏应应用用举举例例短路电流已大于上级断路器短路短路电流已大于上级断路器短路瞬时脱扣器动作上限瞬时脱扣器动作上限1200A，将，将发生越级跳闸，越级概率发生越级跳闸，越级概率100%。短路电流已大于上级断路器短路短路电流已大于上级断路器短路瞬时脱扣器动作上限瞬时脱扣器动作上限300A，将，将发生越级跳闸，越级概率发生越级跳闸，越级概率100%。主主馈电馈电屏屏100A100A测测保屏保屏6A6A蓄蓄电电池池出口出口250A250
19、A蓄蓄电电池池400Ah400Ah分分馈电馈电屏屏20A20AIcc542落在分馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作落在分馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作上限之外，越级动作概率为上限之外，越级动作概率为100%。Icc1225落在主馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动落在主馈电屏断路器短路瞬时脱扣器动作上限之外，越级动作概率为作上限之外，越级动作概率为100%。应应用用举举例例Icc3145Icc3245此短路电流下，本级断路器与上级熔断器可实现此短路电流下，本级断路器与上级熔断器可实现选择性保护。选择性保护。3245A3245A灵敏度校灵敏度校验验300ms300ms（2）系统建议方案一）系统建议方案一蓄电
20、池出口：将蓄电池出口保护电器更换为GM5FB-800系列全选择性断路器，在大于57In的电流范围内，延时时间为2080ms，快于熔断器，避免蓄电池和线路承受较长时间的短路电流冲击，同时又解决了熔断器离散性差的问题。因此，特别适合用于蓄电池出口作为保护蓄电池之用。此系列断路器具有熔断器特性，特别易于与下级断路器实现选择性保护。第一支路：将馈电屏断路器设计为GM5FB-250系列全选择性断路器，同时，将分电屏两段断路器更换为GM5B-32系列三段保护断路器，短延时时间为7ms。馈电屏全选择性断路器与分电屏三段断路器（7ms延时）可实现选择性保护。分电屏断路器（7ms延时）可与下级测保屏中任何两段保
21、护断路器自然实现选择性保护。应应用用举举例例第二支路：将馈电屏两段断路器更换为GM5B-32系列三段保护断路器，短延时时间为7ms。馈电屏断路器（7ms延时）可与下级测保屏中两段保护断路器自然实现选择性保护。应应用用举举例例三三段段断断路路器器与与两两段段断断路路器器可可自自然然实实现选择性保护现选择性保护。判定依据：判定依据：1.下下级级断断路路器器负负载载端端短短路路，短短路路电电流流小小于于上上级级断断路路器器短短路路瞬瞬时时动动作作值值Is1。2.判判断断上上下下级级短短延延时时时时间间是是否否符符合合t1t2。GM5FB与与GM5B-32系系列列断断路路器器之之间间实实现现选选择择性
22、性保保护护（级级差差配配合合）：判定依据：判定依据：上上级级断断路路器器额额定定电电流流是是下下级级断断路路器器的的3倍倍或或更更大大，即即可可靠靠实实现现选选择性保护择性保护 。第1步：判据验证本级断路器出线端最远处短路电流是否大于本级断路器短路短延时或短路瞬时脱扣器的动作上限：GM5FB系列：Isd=7InGM5B-32系列：Isd=12InGM5-63系列：Ii=15In第2步：结论如大于上述脱扣器动作上限，则判断灵敏度合格。1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动作上限（700A），），动作时间介于动作时间介于20ms和和80ms
23、之间。之间。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。GM5FB系系列列断断路路器器之之间间实实现现选选择择性保护：性保护：判定依据：判定依据：上上级级断断路路器器额额定定电电流流是是下下级级断断路路器器的的2.5倍倍或或更更大大，即即可可靠靠实实现现选选择性保护择性保护 。问题问题2 2：解决灵敏度问题：解决灵敏度问题应应用用举举例例问题问题1 1：解决选择性保护问题：解决选择性保护问题蓄电池出口保蓄电池出口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动
24、作上限（240A），），延时延时7ms动作。动作。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣器动作上限（短路瞬时脱扣器动作上限（90A），），动作时间为动作时间为5ms以内。以内。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。1.此短路电流，已达到本级断路器此短路电流，已达到本级断路器短延时脱扣器动作上限（短延时脱扣器动作上限（1750A），），动作时间介于动作时间介于20ms和和80ms之间。之间。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬
25、时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。分电屏断路器短延时分电屏断路器短延时分电屏断路器短延时分电屏断路器短延时7ms7ms，如果短路电流在，如果短路电流在，如果短路电流在，如果短路电流在7ms7ms之之之之后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。后仍然存在，则分电屏断路器作为后备保护分断。主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级
26、额定电流大于大于大于大于2.52.5倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。应应用用举举例例主主馈电馈电屏屏100A100A测测保屏保屏6A6A蓄蓄电电池池出口出口250A250A蓄蓄电电池池400Ah400Ah分分馈电馈电屏屏20A20AIcc531Icc1170Icc3118Icc32303230A3230A灵敏度校灵敏度校验验此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时此短路电流落在分电屏断路器短延时区，延时7ms7ms分断。分断。分断。分断
27、。主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时202080ms80ms，如果短路电流仍然存在，如果短路电流仍然存在，如果短路电流仍然存在，如果短路电流仍然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。则主馈屏断路器作为后备保护分断。则主馈屏断路器作为后备保护分断。则主馈屏断路器作为后备保护分断。小结：小结：这种方案可以在不改变现有测控保护屏断路器基础上，仅将上级断路器更换为这种方案可以在不改变现有测控保护屏断路器基础上，仅将上级断路器更换为选择性断路器和三段式断路器，即可实现选择性保护。选择性断路器和三段式断路器，即可实现选择性保护。根据的判据是：根据的判据是： “全选择性全选择性
28、”断路器断路器 之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的2.5倍倍或更大，即可靠实现选择性保护。或更大，即可靠实现选择性保护。“全选择性全选择性”断路器与断路器与GM5B-32系列三段式段保护断路器，满足额定电流为系列三段式段保护断路器，满足额定电流为大于大于3倍倍，即可实现选择性保护。，即可实现选择性保护。三段保护断路器可与两段保护断路器自然实现选择性保护。三段保护断路器可与两段保护断路器自然实现选择性保护。（1）下级断路器负载端短路，短路电流小于上级断路器短路瞬时动作值）下级断路器负载端短路，短路电流小于上级断路器短路瞬时动作值Is1。（
29、2）判断上下级短延时时间是否符合）判断上下级短延时时间是否符合t1t2。应应用用举举例例（3）系统建议方案二（限流方案）系统建议方案二（限流方案）蓄电池出口：将蓄电池出口保护电器更换为GM5FB-800系列全选择性断路器，在大于57In的电流范围内，动作时间快于熔断器，避免蓄电池和线路承受较长时间的短路电流冲击，同时又解决了熔断器离散性差的问题。因此，特别适合用于蓄电池出口作为保护蓄电池之用。此系列断路器具有熔断器特性，特别易于与下级断路器实现选择性保护。第一支路：将馈电屏断路器设计为GM5FB-250系列全选择性断路器，分电屏和测保屏中断路器分别更换为GM5-63H延迟动作型微断和GM5-6
30、3L快速限流型微断。馈电屏断路器（短延时时间最小20ms）可与分电屏中的H型两段保护断路器实现选择性保护。分电屏H型（延迟动作型）与测保屏L型（快速限流型）同时使用，具有级联技术，可以极大的扩大选择性保护范围。本方案经计算得出结论：可实现选择性保护。应应用用举举例例第二支路：将馈电屏和测保屏中断路器分别更换为GM5-63H延迟动作型微断和GM5-63L快速限流型微断。馈电屏H型（延迟动作型）与测保屏L型（快速限流型）同时使用，具有级联技术，可以极大的扩大选择性保护范围。本方案经计算显示具有选择性保护特性。应应用用举举例例1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣
31、器动作上限（路瞬时脱扣器动作上限（300A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。采采用用H型型和和L型型的的级级联联技技术术实实现现选选择性保护：择性保护：判定依据：判定依据：经经下下级级L型型断断路路器器限限流流并并分分断断后后的的短短路路电电流流峰峰值值，小小于于等等于于上上级级H型断路器额定电流的型断路器额定电流的20倍倍。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路短延时脱扣器动作上限（路短延时脱扣器动作上限（700A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。全全选选择择性性保保护护断断路路器器可可与与两两段段式式断路器自然实现选择性保护断
32、路器自然实现选择性保护。判定依据：判定依据：1.下下级级断断路路器器负负载载端端短短路路，短短路路电电流流小小于于上上级级断断路路器器短短路路瞬瞬时时动动作值作值Is1。2.判判断断上上下下级级短短延延时时时时间间是是否否符符合合t1t2。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路短延时脱扣器动作上限（路短延时脱扣器动作上限（1750A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。第1步：判据验证本级断路器出线端最远处短路电流是否大于本级断路器短路短延时或短路瞬时脱扣器的动作上限： GM5FB系列：Isd=7InGM5-63H系列：Ii=15InGM5-63L系列
33、：Ii=10In第2步：结论如大于上述脱扣器动作上限，则判断灵敏度合格。“全全选选择择性性”断断路路器器 之之间间实实现现选选择性保护：择性保护：判定依据：判定依据：上上级级断断路路器器额额定定电电流流是是下下级级断断路路器器的的2.5倍倍或或更更大大，即即可可靠靠实实现现选选择性保护。择性保护。1.此短路电流，已达到本级断路器短此短路电流，已达到本级断路器短路瞬时脱扣器动作上限（路瞬时脱扣器动作上限（60A）。）。2.因此因此灵敏度符合要求。灵敏度符合要求。问题问题1 1：解决选择性保护问题：解决选择性保护问题问题问题2 2：解决灵敏度问题：解决灵敏度问题应应用用举举例例蓄电池出口保蓄电池出
34、口保护电器护电器主馈电屏主馈电屏220kV继保室继保室分馈电屏分馈电屏测控保护屏测控保护屏此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在分电屏断路器瞬动区，瞬时分断。主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时主馈屏断路器延时2080ms2080ms，如果短路电流仍，如果短路电流仍，如果短路电流仍，如果短路电流仍然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。然存在，则主馈屏断路器作为后备保护分断。此短路电流落在测保屏断
35、路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。此短路电流落在测保屏断路器瞬动区，瞬时分断。落在分电屏断路器过载长延时区域，由于具有级联特性，未落在分电屏断路器过载长延时区域，由于具有级联特性，未落在分电屏断路器过载长延时区域，由于具有级联特性，未落在分电屏断路器过载长延时区域，由于具有级联特性，未达到分电屏断路器额定电流的达到分电屏断路器额定电流的达到分电屏断路器额定电流的达到分电屏断路器额定电流的2020倍，有选择性。倍，有选择性。倍，有选择性。倍，有选择性。主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于主馈屏和蓄电池出口断路器
36、满足上下级额定电流大于主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于主馈屏和蓄电池出口断路器满足上下级额定电流大于2.52.5倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。倍的规则，可实现选择性保护。测测保屏保屏6A6AL L型型蓄蓄电电池池出口出口250A250A蓄蓄电电池池400Ah400Ah主主馈馈屏屏100A100AIcc438Icc3118Icc3230应应用用举举例例分分电电屏屏20A20AH H型型Icc12203230A3230A灵敏度校灵敏度校验验小小结结：这种方案需要将蓄电池出口至主馈电屏的断路器设计为“全选择性”断路器，分电屏和测控保
37、护屏断路器需成套改变，采用H型和L型的级联技术实现选择性保护。根据的判据是：根据的判据是： “全选择性全选择性”断路器断路器 之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的之间，只要保证上级断路器额定电流是下级断路器的2.5倍或更大，即可靠实现选择性保护。倍或更大，即可靠实现选择性保护。“全选择性全选择性”断路器与断路器与H型两段保护断路器之间，可自然实现选择性保护。型两段保护断路器之间，可自然实现选择性保护。两段保护断路器之间，采用两段保护断路器之间，采用H型和型和L型的级联技术实现选择性保护：只要保证型的级联技术实现选择性保护：只要保证经下级经下级L型断路器限流并分断后的短路电流峰值，小于
38、等于上级型断路器限流并分断后的短路电流峰值，小于等于上级H型断路器额定电型断路器额定电流的流的20倍倍。应应用用举举例例TIPSTIPS：什么是什么是级联级联技技术术？级联级联技技术术是一种在不是一种在不扩扩大上大上级级断路器断路器额额定定电电流的情况下，能流的情况下，能够够在一定短路在一定短路电电流流范范围围内，内，扩扩大两段保大两段保护护断路器之断路器之间选择间选择性保性保护护范范围围的一种技的一种技术术。快速引弧技术：超级限流能力快速引弧技术：超级限流能力动作阈值区别设计：动作阈值区别设计：C（H）型）型+C（L）型）型延迟延迟/快速动作技术：瞬时脱扣器空行程区别设计快速动作技术：瞬时脱
39、扣器空行程区别设计级联技术级联技术级联技术级联技术可靠全选择性可靠全选择性可靠全选择性可靠全选择性级联选择性技术级联选择性技术 GM5-63CGM5-63C（H H）与）与GM5-63CGM5-63C（L L）成套使用，形成）成套使用，形成级联级联配合，可以有效的配合，可以有效的实现实现上、上、下下级级直流断路器的全直流断路器的全选择选择性配合。性配合。（1 1）测测控保控保护护屏屏2A2A6A6A断路器和分断路器和分电电屏或屏或馈电馈电屏直流断路器的瞬屏直流断路器的瞬动动脱扣器的脱扣器的运运动动空行程区空行程区别设别设定。定。动铁芯脱扣杆工作气隙采用不同工作气隙的GM5-63 C（H）和 C
40、（L）型断路器级联选择性技术级联选择性技术 GM5-63 C GM5-63 C（L L）型快速）型快速( (小行程）分断技小行程）分断技术术和超和超强强的限流技的限流技术术，使其分断，使其分断限流以后的短路限流以后的短路电电流超流超过过上一上一级级断路器瞬断路器瞬时时脱扣器脱扣器动动作作阈值阈值的的维维持持时间时间不超不超过过0.6ms0.6ms。 GM5-63 C GM5-63 C（H H）采用大行程的瞬）采用大行程的瞬时时脱扣器技脱扣器技术术，使其瞬，使其瞬时时脱扣器的空行程脱扣器的空行程时间时间控制在大于控制在大于0.8ms0.8ms。在一定的短路在一定的短路电电流范流范围围内，使得下内
41、，使得下级级C C（L L）特性断路器）特性断路器动动作速度要快于上作速度要快于上级级C C（H H）断路器）断路器动动作速度，使其作速度，使其还还来不及来不及动动作的情况下，就能先行分断短路作的情况下，就能先行分断短路电电流，流，避免了越避免了越级误动级误动。但但这这需要需要计计算下算下级级C C（L L）断路器出）断路器出线线端端预预期短路期短路电电流，流，根据根据预预期短路期短路电电流流查查限流曲限流曲线线得出得出实际实际短路短路电电流。流。快速限流型快速限流型C C（L L）断路器分断并限制的短路）断路器分断并限制的短路电电流峰流峰值值小于上小于上级级C C（H H）断路器）断路器额额
42、定定电电流的流的2020倍以内倍以内，将可，将可实现选择实现选择性保性保护护。而。而单单独独给给C C（H H）型断路器通）型断路器通12In12In的的电电流，它的瞬流，它的瞬时时脱扣器就有可能脱扣器就有可能动动作。作。级联技术实现选级联技术实现选择性保护的判据择性保护的判据级联选择性技术级联选择性技术 （2 2）提高）提高测测控保控保护护屏屏GM5-63CGM5-63C（L L） 2A2A6A6A断路器的限流性能和分断断路器的限流性能和分断速度。采用小行程的独特速度。采用小行程的独特设计设计，使得，使得GM5-63C（L）全分断时间最快可达全分断时间最快可达2ms.另外另外专专利技利技术术
43、-复合式复合式灭灭弧系弧系统统的的应应用，用，实现实现了超极限流。了超极限流。见见下下图图组合式灭弧系统组合式灭弧系统原理图永磁磁铁永磁磁铁导磁片导磁片磁吹线圈磁吹线圈级联选择性技术级联选择性技术新型新型组组合式合式灭灭弧系弧系统统由永久磁由永久磁铁铁、磁吹、磁吹线线圈与金属圈与金属导导磁板磁板组组合而成。永久合而成。永久磁磁铁铁形成的磁形成的磁场场、导导磁片之磁片之间产间产生的磁生的磁场场与引弧片与引弧片处处的磁吹的磁吹线线圈圈产产生的磁生的磁场场相相互叠加，互叠加，总总体提高了体提高了导导磁片中磁磁片中磁场场强强度。度。最最终终起到吹弧作用的是：几种方向一致的磁起到吹弧作用的是：几种方向一
44、致的磁场场的叠加，在分断大的叠加，在分断大电电流流时时，导导磁片磁片间间形成了形成了强强大磁大磁场场，磁，磁场场把把电电弧快速拉弧快速拉长长，变细变细，并吹入，并吹入灭灭弧室冷却，弧室冷却，这这直接提高了直接提高了电电弧弧电电阻，限制了短路阻，限制了短路电电流的爬升，最流的爬升，最终终提高断路器限流能力。提高断路器限流能力。级联选择性技术级联选择性技术 I Icccc经经断路器分断后的短路断路器分断后的短路电电流峰流峰值值U U直流系直流系统电压统电压R R直流系直流系统统截至到短路点的固有截至到短路点的固有电电阻阻R Rarcarc断路器分断断路器分断时时的的电电弧弧电电阻阻电电弧弧电电阻率
45、阻率l l电电弧弧长长度度S S电电弧截面弧截面积积级联选择性技术级联选择性技术GM5-63 C（L）、C（H）系列小型直流断路器限流曲线级联选择性技术级联选择性技术（3 3）将）将测测控保控保护护屏屏2A6A2A6A断路器断路器动动作倍数作倍数阈值阈值限制在更小的范限制在更小的范围围内；内；同同时时将分将分电电屏或屏或馈电馈电屏上直流断路器的短路瞬屏上直流断路器的短路瞬时时脱扣器脱扣器动动作倍数作倍数阈值阈值适当适当加大，使其延加大，使其延迟动迟动作。作。 具体的两段保具体的两段保护护断路器之断路器之间间的配合情况，可的配合情况，可查询查询断路器断路器选择选择性保性保护护配合表配合表。下表下
46、表4-1为上下级均为小型直流断路器时的选择性保护配合表，该表为上下级均为小型直流断路器时的选择性保护配合表，该表内的参数均经过大量的试验验证，这种查表方式，可不计算实际短路电流，内的参数均经过大量的试验验证，这种查表方式，可不计算实际短路电流，仅了解蓄电池容量和系统导线电阻，即可查表得到选择性保护方案仅了解蓄电池容量和系统导线电阻，即可查表得到选择性保护方案。级联选择性技术级联选择性技术四台断路器串联使用（有分屏）的选择性方案一蓄电池短延时时间断路器GM5B-32GM5-63C特性7ms无蓄电池出口断路器馈电屏断路器分电屏断路器测保屏断路器产品配置方案及判据产品配置方案及判据GM5FB系列20
47、ms80ms20ms80msGM5FB系列判据：判据：三三段段与与两两段段式式断断路路器器（时间选择性）（时间选择性）1.下下级级断断路路器器负负载载端端短短路路电电流流小小于于上上级级断断路路器器短短路路瞬瞬时时动动作作值值Is1。2.判判断断上上下下级级短短延延时时时间是否符合时间是否符合t1t2。判据：判据：全全选选择择性性断断路路器器与与三三段段式式断断路路器器（时时间间选选择性）择性）上上级级断断路路器器额额定定电电流流是是下下级级断断路路器器的的3倍倍或或更更大大，即即可可靠靠实实现现选择性保护。选择性保护。判据：判据：全选择性断路器（能全选择性断路器（能量选择性）量选择性）上级断
48、路器额定电流上级断路器额定电流是下级断路器的是下级断路器的2.5倍倍或更大，即可靠实或更大，即可靠实现选择性保护。现选择性保护。四台断路器串联使用（有分屏）的选择性方案二蓄电池延时时间断路器GM5FB系列GM5-63H特性GM5-63L特性20ms80ms蓄电池出口断路器馈电屏断路器分电屏断路器测保屏断路器20ms80ms0ms0msGM5FB系列产品配置方案及判据产品配置方案及判据判据：判据：全全选选择择性性断断路路器器与与两两段段式式断断路路器器（时时间间选选择性）择性）1.下下级级断断路路器器负负载载端端短短路路电电流流小小于于上上级级断断路路器器短短路路瞬瞬时时动动作作值值Is1。2.
49、判判断断上上下下级级短短延延时时时间是否符合时间是否符合t1t2。判据：判据：两两段段式式HL（级级联联选择性）选择性）经经下下级级L型型断断路路器器限限流流并并分分断断后后的的短短路路电电流流峰峰值值，小小于于等等于于上上级级H型型断断路路器器额额定定电电流的流的20倍倍。判据：判据：全选择性断路器（能全选择性断路器（能量选择性）量选择性）上级断路器额定电流上级断路器额定电流是下级断路器的是下级断路器的2.5倍倍或更大，即可靠实或更大，即可靠实现选择性保护。现选择性保护。变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表序号类别回路断
50、路器型号断路器额定值(A)电压第一级蓄电池出口断路器800Ah蓄电池GM5FB-800500需标注DC125V或DC250V电压700Ah蓄电池GM5FB-800400600Ah蓄电池GM5FB-800350500Ah蓄电池GM5FB-800300400Ah蓄电池GM5FB-250250300Ah蓄电池GM5FB-250180200Ah蓄电池GM5FB-250125100Ah蓄电池GM5FB-25080第二级馈电屏至35kV控制、闭锁电源GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器63A不需标注电压至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A至各电压等级、控制、保护及操作GM5
51、B-32（方案一）三段式小型断路器25、20GM5-63H（方案二）两段式延迟动作小型直流断路器25、20主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器10第三级测控保护屏（保护及二次回路）控制末级GM5-63L两段式快速限流小型断路器4、6不需标注电压保护末级2、3变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表序号类别回路断路器型号断路器额定值(A)电压第一级蓄电池出口断路器800Ah蓄电池GM5FB-800500需标注电压DC125V或DC250V700Ah蓄电池GM5FB-800400600
52、Ah蓄电池GM5FB-800350500Ah蓄电池GM5FB-800300400Ah蓄电池GM5FB-250250300Ah蓄电池GM5FB-250180200Ah蓄电池GM5FB-250125100Ah蓄电池GM5FB-25080第二级馈电屏至直流馈线分屏GM5FB-25063、100、125需标注电压DC125V或DC250V至35kV控制、闭锁电源GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器63A不需标注电压至逆变、UPSGM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器50A至各电压等级、控制、保护及操作GM5B-32（方案一）三段式小型断路器25、20GM5-63H（方案二）两段式延迟动作小型
53、直流断路器25、20主变测控、各电压等级馈线保护、操作电源等GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器10变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表变电站直流系统四级断路器串联使用（有分电屏）建议配置表第三级分电屏至控制馈线至保护馈线GM5B-32三段式小型断路器25、20不需标注电压GM5-63H两段式延迟动作小型直流断路器25、20第四级测控保护屏(保护及二次回路)控制末级GM5-63L两段式快速限流小型断路器4、6不需标注电压保护末级2、3应用位置短延时时间10ms0ms蓄电池出口馈电屏分电屏测保屏60ms30ms第三代选择性断路器短延时时间7ms0ms20ms80ms20m
54、s80msGM5B-40GM5-63CLGM5FBGM5FB第二代选择性断路器GMB-32GM32GMB系列GMB系列缺陷电子式定时限同上2极宽度72mm，线路板持续带电，灵敏性差限流效果差颠覆颠覆机械式反时限强限流同上2极宽度45mm，线路板仅在短路时工作，兼顾灵敏性合理脱扣倍数，超强限流，无极性直流系统保护电器全面替换方案直流系统保护电器全面替换方案保保护电护电器器选选型分析型分析变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表关于直流系统保护电器参数选择关于直流系统保护电器参数选择断路器的额定工作电流断路器的额定工作电流 1）
55、Ipc Ica1：（新版直流规程（新版直流规程DLT5044送审稿附录送审稿附录D.1.1）（确定）（确定In上限）上限） 断路器的额定工作电流最大不应超过该断路器出口导线截面积的长期载流量 2）Ica= （新版直流规程（新版直流规程DLT5044送审稿附录送审稿附录D.1.1） 3）直流系统不同位置断路器）直流系统不同位置断路器In的选择：的选择：n 蓄电池出口：In不应小于1小时放电率电流I1hn 主馈屏和分电屏：要满足上下级选择性的要求，如GM5FB与GM5B-40 之间In要满足3倍的关系n 末端：根据实际负荷，并考虑启动电流。（新版直流规程DLT-5044送审稿：5.1.4“直流分电
56、柜供电的负荷侧终端断路器额定电流不宜大于6A”）Scac*Up*2l变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表断路器的分断能力断路器的分断能力 1） 新版直流规程新版直流规程DLT-5044（送审稿）（送审稿）6.9.6： “当厂家未提供阀控铅酸蓄电池短路电流时，直流柜内元件应符合下列要求： 阀控铅酸蓄电池容量为800Ah以下的直流系统，可按10KA短路电流考虑； 阀控铅酸蓄电池容量为800Ah-1400Ah的直流系统，可按20KA短路电流考虑； 阀控铅酸蓄电池容量为1500Ah-1800Ah的直流系统，可按25KA短路电流考虑
57、； 阀控铅酸蓄电池容量为2000Ah的直流系统，可按30KA短路电流考虑； 阀控铅酸蓄电池容量为2000Ah以上时，应进行短路电流计算。” 2）计算公式与经验值）计算公式与经验值 公式公式：根据新版直流规程DL/T5044（送审稿）中的短路电流计算公式为： Idk=n*U0/n*rb+（n-1）r1+rj+rk变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表变电站直流系统三级断路器串联使用（无分电屏）建议配置表式中：Idk为断路器安装处的短路电流，A；n为蓄电池组单体数；U0为蓄电池开路电压，V；rb为蓄电池单体内阻，；r1为蓄电池间连接条或导体内阻，；rj为蓄电池组至断路器安装处连接电
58、缆或导体电阻之和，；rk为相关断路器内阻之和，。经验值：经验值：通过分析新版直流规程DLT-5044（送审稿）“表G2.1蓄电池组电阻及出口短路电流值”，表中 蓄电池出口短路电流Icc，一般为蓄电池容量的15倍左右。延伸：充电机直流侧，母联开关选型延伸：充电机直流侧，母联开关选型微型断路器的脱扣特性：微型断路器的脱扣特性： 直流末端B型误动和CL型合理脱扣倍数六、六、软软件分析与服件分析与服务务级联技术级联技术1.1.提供客提供客户户培培训课训课程程（1）直流产品类/交流产品类培训课程（2）直流/交流系统选择性方案类培训课程2.提供直流系统计算、验证软件3.提供设计方案短路电流计算书。 4.提
59、供电厂、变电站现场测算短路电流、 验证断路器级间选择性保护。产产品增品增值值服服务务产产品增品增值值服服务务分分电电屏屏测测保保屏屏直直流流屏屏蓄蓄电电池出池出口口分分电电屏屏测测保保屏屏直直流流屏屏蓄蓄电电池出池出口口预期短路电流612AGM5FB样本是否需要补充限流曲线样本是否需要补充限流曲线？产产品增品增值值服服务务北京人民电器厂有限公司直流系统分析软件北京人民电器厂有限公司直流系统分析软件针对新版针对新版DLT5044的调整的调整1）动态选择性分析；2）按新规程调整压降百分比软件分析提升软件分析提升产品附加值产品附加值七、直流产品可靠性保证手段七、直流产品可靠性保证手段北京人民北京人民
60、电电器厂有限公司企器厂有限公司企业简业简介介为总装厂区，企业行政管理、产品装配、自动化检测流水线、综合实验站等坐落于此。北京人民电器厂北京人民电器厂 A A厂区厂区北京人民北京人民电电器厂有限公司企器厂有限公司企业简业简介介为零部件生产厂区，承担企业所有产品关键零部件的生产与制造，为北京人民电器厂全资子公司。北京人民电器厂北京人民电器厂 B B厂区厂区北京人民北京人民电电器厂有限公司企器厂有限公司企业简业简介介直流试验站曾与：北京供电局北京供电局、石家庄供电局石家庄供电局、西安供电局西安供电局、浙江电力试验研究院、杭州供电局、上海超高压局、重庆超浙江电力试验研究院、杭州供电局、上海超高压局、重
61、庆超高压局、广东电力试验研究院、吉林电力试验研究院、天津电力试验研究院、吉林中试所、天津中试所、福建中试所等高压局、广东电力试验研究院、吉林电力试验研究院、天津电力试验研究院、吉林中试所、天津中试所、福建中试所等2020多省市电力局或所属单位展开直流系统保护电器级差配合方案。多省市电力局或所属单位展开直流系统保护电器级差配合方案。直流产品可靠性保证直流产品可靠性保证直流试验站直流试验站4000Ah 250V DC4000Ah 250V DC蓄电池组蓄电池组北京人民北京人民电电器厂有限公司企器厂有限公司企业简业简介介生产能力展示生产能力展示模具加工中心及模具存模具加工中心及模具存储储中心中心注塑
62、、注塑、压压塑成型中心塑成型中心冷冲冷冲压压中心中心点点焊焊中心与中心与热处热处理中心理中心生产能力展示生产能力展示生生产产能力展示能力展示模具加工中心模具加工中心高精度全自动电脉冲高精度全自动电脉冲生生产产能力展示能力展示全自动数控加工中心全自动数控加工中心模具加工中心模具加工中心生生产产能力展示能力展示模具加工中心模具加工中心模具存储中心模具存储中心注塑成型中心注塑成型中心生生产产能力展示能力展示具有先进水平的大型注塑机具有先进水平的大型注塑机生生产产能力展示能力展示点焊中心点焊中心点焊机点焊机国电泰州国电泰州2 2* *1000MW1000MW机组（改造）机组（改造）安徽铜陵安徽铜陵2
63、2* *1000MW1000MW机组机组大亚湾核电站大亚湾核电站广西贺州广西贺州2 2* *1000MW1000MW机组机组二滩水电站工程二滩水电站工程秦山核电站一期工程秦山核电站一期工程连云港新海连云港新海2 2* *1000MW1000MW机组机组河南新密河南新密2 2* *1000MW1000MW机组机组华能沁北华能沁北2 2* *1000MW1000MW机组机组华电句容华电句容2 2* *1000MW1000MW机组机组在全国，北京人民电器厂有在全国，北京人民电器厂有在全国，北京人民电器厂有在全国，北京人民电器厂有600600600600多个电厂业绩。多个电厂业绩。多个电厂业绩。多个电
64、厂业绩。北京人民北京人民电电器厂有限公司企器厂有限公司企业简业简介介宁夏东西部宁夏东西部4 4* *200MW200MW机组机组江西景德镇江西景德镇2 2* *600MW600MW机组机组上海杨高上海杨高上海杨高上海杨高500kV500kV500kV500kV变电站变电站变电站变电站上海漕泾上海漕泾上海漕泾上海漕泾500kV500kV500kV500kV变电站变电站变电站变电站房山房山房山房山500kV500kV500kV500kV变电站变电站变电站变电站沈阳沈阳沈阳沈阳500kV500kV500kV500kV变电站变电站变电站变电站十三陵抽水蓄电站十三陵抽水蓄电站十三陵抽水蓄电站十三陵抽水蓄
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