低压配电线路保护的选择
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
— ７３９ —
（上接第 ７３８ 页） ６．结论
通过以上论述计算，笔者得到如下几点结论： （１）蒙特卡洛法模拟的计算精度取决于模拟的次数，次数越多精度 越高，当达到一定次数后，趋于稳定。随着模拟次数的增加，所需时间也 急剧增加。因此，在模拟精度和模拟时间之间要做到有效的平衡。 （２）应用蒙特卡洛法，我们可把烦琐的计算步骤交于计算机完成，尤 其是对于分布复杂的情况，此方法更显出其优越性。 （３）随着计算机技术的不断发展，蒙特卡洛法在海岸工程中的应用 将更加广泛。
科技信息
工程技术
低压配电线路保护的选择
莱钢股份有限公司焦化厂 张维杰
［摘 要］本文论证了低压保护电器的选型和整定，指出了当前设计中存在的问题，提出了解决方案，对简易、经济的有选择性的断 路器提出了期望。 ［关键词］低压配电线路保护 选择性动作 断路器 选择型断路器 非选择型断路器
１．设计依据 低压配电线路保护依据国家标准 ＧＢ５００５４－９５《低压配电设计规 范》，该规范规定了电路几种故障时的保护要求，设计师的任务是合理 选择保护电器的类型，正确整定其技术参数。现在正进行该规范的修 订，本文将按 ＧＢ５００５４－９５ 版本，并结合正在修订的内容叙述。 低压保护电器主要使用低压断路器和低压熔断器两类；断路器从 选择性分类，则有“非选择性断路器”（具有反时限和瞬时动作两个过电 流脱扣器）和“选择型断路器”（另外还具有短延时定时限过电流脱扣 器）两类，从名称就知道他们的选择特性很不相同。 ２． 低压配电线路保护要求 ２．１ 电压故障时能自动切断故障回路 电路故障包括以下三类： （１）短路故障：依靠保护电器自动切断 （２）过负载：依靠保护电器自动切断或发出报警 以上两类均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允 许最终温度之前切断，以防止导线（电缆）损坏，甚至引起火灾。 （３）接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电 线过热外，更重要的是作间接接触电击防护。必须指出的是，间接接触 电击防护有多种方式，自动切断电源不是唯一的方式，但是却是最常用 的方式。 ２．２ 要有选择性切断电路 故障时，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。 ２．３ 正常运行和设备正常起动中保护电器不动作 这是常规要求，在 ＧＢ５００５５－９３《常用用电设备设计规范》中有规 定。 ３．保护电器的选型和整定必须处理两对矛盾 （１）设备起动时保护电器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（即熔断器的熔体额定电流，或断路器的瞬 时或短延时过电流脱扣器整定电流）不能太小，特别是较大功率、直接 启动的笼式电动机；而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，矛盾将会突显。 （２）故障（主要是接地故障）时保护电器要在规定时间内切断和上 级保护要有选择性切断。前者要求切断时间要比较快，而后者则要求不 能太快，要有等待下级保护电器动作的必要延时，通常是采用反时限保 护特性（即熔断器）或上级有短延时脱扣器（即选择型断路器）的电器。 ４．保护电器的选择性动作是保证连续供电的重要因素 ４．１ 连续供电要求 （１）现代社会发展对连续供电要求高，如重要的、安全防护要求高 的生产流程和装置，交通枢纽（民航、铁路场站），供电、供水、供气和通 信、信息中心、计算机中心、金融中心及重要比赛的体育场馆等，对连续 供电要求很高，因此，在配电设计中必须充分考虑。 （２）影响连续供电的因素很多，如电网供电的保证，变配电设备的 故障几率，自然气象条件（雷击、风灾、冰雪等）的影响，机械外力对线路 的损坏等，这是难以完全避免的，甚至是不可抗拒的。而保护电器的非
［１］赵国藩，金伟良，贡金鑫．结构可靠度理论［Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，２０００：２１－６４．
［２］朱殿芳，陈建康，郭志学．结构可靠度分析方法综述［Ｊ］．中国农村 水利水电，２００２，８：４７－４９．ຫໍສະໝຸດ Baidu
［３］严恺，梁其荀．海港工程［Ｍ］．北京：海洋出版社，１９９６． ［４］中华人民共和国国家标准．港口工程结构可靠度设计统一标准 （ＧＢ５０１５８－９２［） Ｓ］．北京：中国计划出版社，１９９２． ［５］邓永录．应用概率论及其理论基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００５． ［６］张伟．结构可靠性理论及应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００８．１６￣４３． ［７］郝静如，米洁．用蒙特卡洛法计算可靠度的程序优化［Ｊ］．机械设 计与制造，１９９８，１．
参考文献
选择性动作、造成的断电，却是从配电设计的合理性能够避免，或得到 大大改善。
４．２ 保护电器的选型和参数整定 为了保护上下级保护电器有选择性动作、应采取下列选型： （１）选用熔断器：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。 （２）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，就能保证其选择性。 ４．３ 当前配电设计存在的主要问题 （１）选用高级非选择型断路器，是普遍存在的设计不合理因素，当 末端发生较大的故障电流时，可能导致一级或多级断路器非选择性切 断，这是急待解决的问题。 （２）过多地选用了选择型断路器，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。 （３）选用了选择型断路器，但其参数整定不正确，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。 ４．４ 解决方案 （１）电流较大的馈线首端应选用选择型短路器，其整定要求如下： ①短延时过电流脱扣器电流 Ｉｓｅｔ２ 不应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之 １．２－１．３ 倍，其延时时间不宜小于 ０．３－０．４ｓ。 ②瞬时过电流脱扣器电流易尽量选大。 （２）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，上下级的熔体电流比不小于其过电流选择比，即 １．６：１。 （３）末端回路的保护电器没有选择型要求，可采用非选择型断路器 或熔断器，但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求。 （４）研究开发断路器新品种，具有选择性特点，期望能达到下列要 求： ①对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣改变 为具有毫秒级的延时特性。 ②如可能，最好能具有两级选择性延时，上下级脱扣器额定电流比 最好能达到不大于 １．６：１，最多不应大于 ２：１。 ③这种断路器壳架额定电流能达到 ６３－４００Ａ 范围，分段能力达到 １５－３０ｋＡ 左右，能满足一般配电线路的大多数需要。 ④希望能做到物美价廉，便于推广应用，如果能达到和同容量非选 择型断路器的价格的 １．５－２．０ 倍左右，电气设计师和用户都可以接受 的。 可喜的是，现在已经有这类产品在研制开发之中，如上海电器科学 研究所、法泰电器（江苏）股份有限公司、上海电器陶瓷厂有限公司已推 出这类新产品，开始迈出了成功的第一步。期望继续努力，为低压保护 电器的新发展，提供更先进的新型产品，为低压配电系统更可靠的供电 做出新贡献。
（上接第 ７３８ 页） ６．结论
通过以上论述计算，笔者得到如下几点结论： （１）蒙特卡洛法模拟的计算精度取决于模拟的次数，次数越多精度 越高，当达到一定次数后，趋于稳定。随着模拟次数的增加，所需时间也 急剧增加。因此，在模拟精度和模拟时间之间要做到有效的平衡。 （２）应用蒙特卡洛法，我们可把烦琐的计算步骤交于计算机完成，尤 其是对于分布复杂的情况，此方法更显出其优越性。 （３）随着计算机技术的不断发展，蒙特卡洛法在海岸工程中的应用 将更加广泛。
科技信息
工程技术
低压配电线路保护的选择
莱钢股份有限公司焦化厂 张维杰
［摘 要］本文论证了低压保护电器的选型和整定，指出了当前设计中存在的问题，提出了解决方案，对简易、经济的有选择性的断 路器提出了期望。 ［关键词］低压配电线路保护 选择性动作 断路器 选择型断路器 非选择型断路器
１．设计依据 低压配电线路保护依据国家标准 ＧＢ５００５４－９５《低压配电设计规 范》，该规范规定了电路几种故障时的保护要求，设计师的任务是合理 选择保护电器的类型，正确整定其技术参数。现在正进行该规范的修 订，本文将按 ＧＢ５００５４－９５ 版本，并结合正在修订的内容叙述。 低压保护电器主要使用低压断路器和低压熔断器两类；断路器从 选择性分类，则有“非选择性断路器”（具有反时限和瞬时动作两个过电 流脱扣器）和“选择型断路器”（另外还具有短延时定时限过电流脱扣 器）两类，从名称就知道他们的选择特性很不相同。 ２． 低压配电线路保护要求 ２．１ 电压故障时能自动切断故障回路 电路故障包括以下三类： （１）短路故障：依靠保护电器自动切断 （２）过负载：依靠保护电器自动切断或发出报警 以上两类均属过电流保护，目的是防止导体过热，在达到规定的允 许最终温度之前切断，以防止导线（电缆）损坏，甚至引起火灾。 （３）接地故障保护：依靠保护电器在规定的时间内切断，除防止电 线过热外，更重要的是作间接接触电击防护。必须指出的是，间接接触 电击防护有多种方式，自动切断电源不是唯一的方式，但是却是最常用 的方式。 ２．２ 要有选择性切断电路 故障时，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。 ２．３ 正常运行和设备正常起动中保护电器不动作 这是常规要求，在 ＧＢ５００５５－９３《常用用电设备设计规范》中有规 定。 ３．保护电器的选型和整定必须处理两对矛盾 （１）设备起动时保护电器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（即熔断器的熔体额定电流，或断路器的瞬 时或短延时过电流脱扣器整定电流）不能太小，特别是较大功率、直接 启动的笼式电动机；而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，矛盾将会突显。 （２）故障（主要是接地故障）时保护电器要在规定时间内切断和上 级保护要有选择性切断。前者要求切断时间要比较快，而后者则要求不 能太快，要有等待下级保护电器动作的必要延时，通常是采用反时限保 护特性（即熔断器）或上级有短延时脱扣器（即选择型断路器）的电器。 ４．保护电器的选择性动作是保证连续供电的重要因素 ４．１ 连续供电要求 （１）现代社会发展对连续供电要求高，如重要的、安全防护要求高 的生产流程和装置，交通枢纽（民航、铁路场站），供电、供水、供气和通 信、信息中心、计算机中心、金融中心及重要比赛的体育场馆等，对连续 供电要求很高，因此，在配电设计中必须充分考虑。 （２）影响连续供电的因素很多，如电网供电的保证，变配电设备的 故障几率，自然气象条件（雷击、风灾、冰雪等）的影响，机械外力对线路 的损坏等，这是难以完全避免的，甚至是不可抗拒的。而保护电器的非
［１］赵国藩，金伟良，贡金鑫．结构可靠度理论［Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，２０００：２１－６４．
［２］朱殿芳，陈建康，郭志学．结构可靠度分析方法综述［Ｊ］．中国农村 水利水电，２００２，８：４７－４９．ຫໍສະໝຸດ Baidu
［３］严恺，梁其荀．海港工程［Ｍ］．北京：海洋出版社，１９９６． ［４］中华人民共和国国家标准．港口工程结构可靠度设计统一标准 （ＧＢ５０１５８－９２［） Ｓ］．北京：中国计划出版社，１９９２． ［５］邓永录．应用概率论及其理论基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００５． ［６］张伟．结构可靠性理论及应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００８．１６￣４３． ［７］郝静如，米洁．用蒙特卡洛法计算可靠度的程序优化［Ｊ］．机械设 计与制造，１９９８，１．
参考文献
选择性动作、造成的断电，却是从配电设计的合理性能够避免，或得到 大大改善。
４．２ 保护电器的选型和参数整定 为了保护上下级保护电器有选择性动作、应采取下列选型： （１）选用熔断器：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。 （２）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，就能保证其选择性。 ４．３ 当前配电设计存在的主要问题 （１）选用高级非选择型断路器，是普遍存在的设计不合理因素，当 末端发生较大的故障电流时，可能导致一级或多级断路器非选择性切 断，这是急待解决的问题。 （２）过多地选用了选择型断路器，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。 （３）选用了选择型断路器，但其参数整定不正确，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。 ４．４ 解决方案 （１）电流较大的馈线首端应选用选择型短路器，其整定要求如下： ①短延时过电流脱扣器电流 Ｉｓｅｔ２ 不应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之 １．２－１．３ 倍，其延时时间不宜小于 ０．３－０．４ｓ。 ②瞬时过电流脱扣器电流易尽量选大。 （２）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，上下级的熔体电流比不小于其过电流选择比，即 １．６：１。 （３）末端回路的保护电器没有选择型要求，可采用非选择型断路器 或熔断器，但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求。 （４）研究开发断路器新品种，具有选择性特点，期望能达到下列要 求： ①对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣改变 为具有毫秒级的延时特性。 ②如可能，最好能具有两级选择性延时，上下级脱扣器额定电流比 最好能达到不大于 １．６：１，最多不应大于 ２：１。 ③这种断路器壳架额定电流能达到 ６３－４００Ａ 范围，分段能力达到 １５－３０ｋＡ 左右，能满足一般配电线路的大多数需要。 ④希望能做到物美价廉，便于推广应用，如果能达到和同容量非选 择型断路器的价格的 １．５－２．０ 倍左右，电气设计师和用户都可以接受 的。 可喜的是，现在已经有这类产品在研制开发之中，如上海电器科学 研究所、法泰电器（江苏）股份有限公司、上海电器陶瓷厂有限公司已推 出这类新产品，开始迈出了成功的第一步。期望继续努力，为低压保护 电器的新发展，提供更先进的新型产品，为低压配电系统更可靠的供电 做出新贡献。