浅谈低压配电系统保护选择性配合

浅谈低压配电系统保护选择性配合

沈小强

国网山西省电力公司长治供电公司 山西省长治市 046000

摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，在网络信息技术发展中，智能电网成为电力行业中非常重要的组成部分，通过智能电网的使用，可以将配电、用电设施和系统等进行智能化的调整，提高电网运行及配电的效率。但是，在传统低压配电系统的运行中，通常采用分段时间的配置原则，通过断路器的调整、选择性故障的隔离，进行电力资源的输送，当系统保护级数相对较少时，对短路设备影响较小；若保护级数过多，会延长切除故障的时间，影响短路系统的正常负荷。因此，在低压配电系统保护性配合方案的选择中，应该结合智能电网的运行特点，消除传统电网运行中存在的问题，通过低压配电系统保护选择性配合，提高电力系统的运行效率，满足电力企业的稳步发展需求。

关键词：低压配电系统；选择性保护；配电系统

引言

在低压配电系统中,由于上下级保护电器的动作选择性配合不好,造成事故停电范围扩大,给国民经济生产和人民的正常生活带来不必要的损失。为了避免此类事故发生,则需要合理的正确选择上下级保护电器的相关参数,缩小事故范围,提高供电的可靠性,保证国民经济发展和人民生活正常运行。因此,笔者就低压保护电器选择性配合中的上下级均为熔断器时,和上下级均为断路器时(两种情况下)的级间配合问题,谈一些看法。

1概述

国家强制性规范《低压配电设计规范》（GB50054-1995）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。”推荐性行业标准《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）第8.6.1.2条规定：“配电线路上下级保护电器的动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。当有困难时，对于非重要负荷除一、二级之间具有选择性动作外，其他可无选择性动作。”对于一、二级等重要负荷的供电，由于其中断供电会在政治、经济上造成的不同程度的影响和损失，低压配电开关的选择性保护配合不当，会造成低压配电开关越级跳闸扩大停电。

2保护选择性配合的条件

2.1过载时的选择性配合

在低压配电系统运行中，由于过载动作的时间相对较长，可以忽略电流过渡中的燃弧时间以及动作时间等。通常状况下，在选择性检查中，应该确定绘制时间。如，在绘制时间ｔ１以及ｔ２对同一电流（Ｉ２）的曲线关系分析中，当ｔ２＜ｔ１，选择性不会遭到破坏；若ｔ１＝ｔ２，感应元件会用电流加热对系统进行保护。也就是说，在Ｉ１＝Ｉ２的条件下，选择性保护条件为（１）。公式（１）中的１、２是Ｉ以及Ｔ的一级电器时间（ｔ１）以及下一级电器时间（ｔ２），ＰＣ是制造偏差，ＹＲ是预热的影响。ＩＩＰＣ＞Ｉ２ＹＲ。

2.2选择性配合

配电开关选择性保护的重要性在于缩小故障面、缩短处理事故的时间、提高供配电系统运行的安全性和可靠性。提出以下一些建议可供同行们在实际工作中参考：1）时间差配合主要应用在变电所一级，低压侧进线主开关采用0.4秒短延时，母联开关采用0.2秒短延时，当有大回路（800A以上）馈线时：母联开关采用0.3秒短延时，大回路馈线开关采用0.2秒短延时。2）电流差选择性主要应用在变电所以后的低压配电系统中。短路容量差选择性则因实践经验不足，可不考虑。3）由于变压器容量在现在的工程中已越用越大，2000KVA以上的已屡见不鲜，其短路容量能高达40KA，甚至更高。因此，在选用断路器、开关时，一定要注意其短路电流值是否能满足要求。不能因为配出回路负荷较小，而选用一些短路容量小的开关。且应杜绝在变电所内使用微型断路器。4）在满足规范要求的前提下，应尽可能简化配电系统，减少配电级数。例如：安装在封闭母线插接箱附近的配电箱内可不设主开关；当变电所以后的各级配电箱的上一级开关能够保护到配电箱的母线时，配电箱内的主开关可改为隔离电器等。5）从经济性、实用性出发，根据具体情况，可采用：下级小回路（300A以下）及末端开关选用非选择性开关；部分不重要的负荷可放弃选择性保护；6）不同用途、不同重要性的负荷应采用不同的配电回路分别供电。7）低压配电系统中的开关应尽可能采用同一品牌的产品，以便于保护配合。8)短路电流计算及开关保护选择性验证的不能省略。

2.3用断路器时

(1)　正常工作条件时要求:Izd1>Ib。式中,Izd1为断路器的长延时过电流脱扣器动作整定电流,A;Ib为线路计算负载电流。(2)　线路过载时,保护断路器的过电流脱扣器电流整定保护断路器的长延时脱扣器的动作电流整定值(Izd1)。Izd1>Kzd1·Ib;IzdlKzd2[Iqm1'+Ib(n-1)]式中,Izd2为断路器的短延时过电流脱扣器动作整定电流,A;Kzd2为低压断路器的长延时脱扣器可靠系数考虑了低压断路器电流误差取1.2;Iqm1'为线路中最大一台电动机的起动电流;Ib(n-1)为除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算负载电流,断路器瞬时过电流脱扣器的整定值(Izd3)。Izd3>Kzd3[Iqm1″+Ib(n-1)]式中,Izd3为断路器的瞬时过电流脱扣器动作整定电流,A;Kzd3为低压断路器的瞬时脱扣器可靠系数取1.2;Iqm1″为线路中最大一台电动机的起动电流,其包括了周期分量和非周期分量,其值为该电动机起动电流Iqm1的2倍;Ib(n-1)为除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算负载电流,一般情况下短延时脱扣器的整定电流通常为长延时脱扣器的整定电流的3～6倍,瞬时脱扣器整定电流则往往为长延时脱扣器整定电流的6～10倍或更大,所以接地故障使短延时脱扣器动作比瞬时脱扣器动作的灵敏性大得多。

2.4选型断路器及熔断器的保护配合

选型断路器及熔断器的保护配合方法如下：（１）在低压配电线路使用中，若发生负荷故障问题，上级断路器的延时脱扣器反时曲线不会与下级熔断器的时间—电流曲线相交，而且在相同时间、电流的条件下，可以满足上下级间的选择性保护需求。（２）低压配电线路出现短路故障时，上级的选择性断路器存在着短延时的特点，所以，这种情况下可以进行选择性动作。应该注意的是，在这种条件下，应该正确选择延时脱扣器的整定电流、延时时间等。（３）在下级熔断器的溶体额定电流选择中，一定不能出现电流过大的现象，在满足动作灵敏性的基础上，熔断器的额定电流不能小于下级的１．２～１．５倍，以便出现破坏选择性的问题。

结语

低压配电系统的连续可靠安全供电需要串联在电路中的低压断路器在性能上满足选择性保护配合的要求。随着电子技术、通信技术的迅猛发展，针对不断完善低压配电系统选择性保护配合的需要，许多应用上述技术创造的新颖功能应运而生。使用者在选用时应根据自身需要，合理选择，正确使用，才能达到既节省投资成本，又满足连续可靠安全供电的目的.

参考文献

[1]低压配电设计规范.(GB50054-1995).

[2]民用建筑电气设计规范.(JGJ/T16-92).

[3]工业与民用配电设计手册.(第二版)[4]低压配电系统保护电器的选择性配合.