配电低压线路保护选择性研究

配电低压线路保护选择性研究

【摘要】本文对《低压配电装置及线路设计规范》中，对于保护以及保护选择性的要求进行分析，并分析配电线路各级自身（本级）应具有短路保护，过载保护，接地故障保护三种功能，以及对现在配电低压线路设计中所存在的一些问题做出研究。

【关键词】配电低压线路；选择性动作；断路器；选择型断路器；非选择型断路器

1.前言

在《低压配电装置及线路设计规范》中规定：“配电线路应装设短路保护、过载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。”大致分为两种情况：（1）短路及接地故障保护：应在短路及接地故障电流对导体、连接件产生的热作用以及机械作用之前，切断短路及接地故障电流，这样才能防止因电路故障导致的安全事故以及危害人身安全的事情发生；（2）过负载及接地故障保护：突发断电比过负载或接地故障造成的损失及危害更大的线路，其保护应作用于信号，而不应作用于切断线路；而大部分低压保护电器主要使用低压断路器和低压熔断器两类；而断路器从选择性分类，分为非选择型断路器和选择型断路器两种，非选择型断路器具有反时限和瞬时动作两个过电流脱扣器，选择型断路器具有短延时定时限过电流脱扣器，二者选择特性很不相同。

2.配电低压线路电路故障

电路故障大致有短路故障、过负载、接地故障保护这三种情况发生，每种情况都有不同的解决方式，第一种情况是依靠保护电器自动切断；第二种是依靠保护电器自动切断或发出报警这两种电流保护方式，目的是防止导体过热，在达到规定最终温度之前切断，防止电缆因为温度过高损坏，还能防止火灾的发生；第三种情况要依靠保护电器在规定的时间内切断，这样不仅能防止电线过热外，还能作间接接触电击防护，间接接触电击防护非常的重要，并且间接接触电击防护有多种方式，自动切断电源虽不是唯一的方式却是最常用的方法。而在电路发生故障时，要有选择性的切断电路，要求靠近故障点的保护电器动作，而以上各级保护电器不应动作，以保证非故障电路的连续供电，最大限度缩小停电范围，因为随着油田供电系统中对电网结构的要求越来越高，一旦线路发生故障，发生停电，对油田的生产工作有很大的危害，所以为不耽误油田工作用电，选择性的切断电路排查故障，可以保障油田正常运作。

3.配电器保护选择性

采用低压断路器作为配电线路的保护电器可分为非选择型断路器与非选择型断路器、选择型断路器与非选择型断路器、选择型断路器与选择型断路器三种形式；而低压保护电器在配电线路中的安装通常分为三种低压主开关柜内的保护

电器、一般配电开关柜的保护电器以及终端配电柜的保护电器，配电线路的三种短路保护是采用低压断路器的瞬时或短延时过电流脱扣器以及熔断器来实现的，并能运用它们以及能够做接地故障保护，但是要使配电线路各级之间都完全配合还是存在一定困难的，又因为在《低压配电设计规范》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。”这其中强调的是重要负荷，所以选用符合国家标准GB13539.1的熔断器，其反时限动作特性能很好的保证上下级之间有选择性动作，并且上级选用带有短延时过电流脱扣器的选择型断路器，只要合理整定短延时脱扣器的额定电流和延时时间，就能保证其选择，这样就能使一、二级负荷应做到上下级保护电器的选择性配合，而对于三级负荷可采用无选择性切断电源，从而避免因重要负荷的断电所造成的经济损失、人员伤害以及油井的不正常工作运行。

4.当前配电设计存在的主要问题

因为低压配电量大面广，加之低压电器产品的性能所限，在配电设计中存在着许多问题，问题如下：

（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，例如：保护电器在设备起动时不动作与故障时一定要动作的矛盾，前者决定了保护电器的整定电流不能太小，后者则决定了该值不能太大，特别是离配电变压器距离较远的线路，此时二者的矛盾将会尤为突显。

（2）采用了参数整定错误的选择型断路器，如上级短延时过电流脱扣器额定电流太小，甚至小于下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定电流，或上级瞬时过电流脱扣器额定电流太小，都可能破坏选择性动作，例如MOA作为一种新型过电压保护器件运用于油田电网，因为运行中因参数指标选择不合理，导致MOA 在内部过电压下，发生热击穿爆炸。

（3）滥用选择型断路器，甚至仅有几十或百多安培电流的线路，也使用了价格很贵的选择型断路器。

5.解决办法

（1）根据低压保护电器的特性，选择合适的保护电器，这样才能准确调整保护电器的额定数值和动作时间，从而实现对低压保护电器的合理选择，保证线路的故障率达到最低。配合方式有上下级都为熔断器的配合、上级为熔断器下级为非选择型断路器之间的配合、上级采用非选择型断路器，下级采用熔断器的配合、上级采用选择型断路器，下级采用熔断器的配合、上级采用选择型断路器，下级采用断路器的配合、上级采用带有接地故障保护的断路器的配合六种方式，并且视情况而选择最恰当的方式以达到对电路运行最佳的保护。

（2）为防止MOA在运行中因参数指标选择不合理，导致MOA在内部过

电压下，发生热击穿爆炸，所以真空开关出线柜在线路容量大于300kv以上时，可不必加装MOA来抑制过电压，这样就能符合MOA在油田电网实际运行工况下的热稳定要求，并且也满足了内、外部过电压及设备绝缘配合的规定。

（3）中间级保护电器宜采用使用安全、分段能力高、选择性好和维护简单方便的熔断器，对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣器改变为具有毫秒级的延时特性。

（4）对电流较大的馈线首端安装选用选择型断路器，这样才能在短延时，过电流脱扣器电流Iset2不小于下级最大的断路器的短延时或瞬时过电流脱扣器电流的1.2-1.3倍，其延时时间不会小于0.3-0.4s，所以瞬时过电流脱器电流宜尽量选大的。

6.结束语

随着我国低压断路器研究的不断发展，加上微电子多功能脱扣器的配备，使断路器的保护性能逐渐提高，虽然在配电设计存在着主要问题，但是只要贯彻实行《低压配电装置及线路设计规范》里面的规定，就能真正意义上的防止电路故障的发生，即使在发生时也能及时应对，所以，今后将继续强化油田供电系统的状态检修，系统的对各种故障的模拟计算分析，解决排除造成电网的不稳定因素，确保系统电网的安全稳定运行，多采用最新的先进技术和设备，以确保油田的正常生产和运营。

参考文献

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