牛廣君

（首鋼長治鋼鐵有限公司煉鋼廠，山西 長治 046031）

生產(chǎn)實踐·應用技術(shù)

低壓智能斷路器保護參數(shù)整定思路及原則

牛廣君

（首鋼長治鋼鐵有限公司煉鋼廠，山西 長治 046031）

在介紹低壓智能斷路器的主要保護功能的基礎(chǔ)上，從工廠供配電運行的實際出發(fā)，提出了低壓智能斷路器保護參數(shù)整定的思路及原則。以此思路和原則對低壓智能斷路器保護參數(shù)進行整定，使其及時、有效、準確地對供配電系統(tǒng)起到保護作用，確保工廠供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

低壓智能斷路器 參數(shù)整定 工廠供配電

首鋼長治鋼鐵有限公司煉鋼廠是一個含有三座轉(zhuǎn)爐、四臺連鑄機及其配套行車、能源中心、上料系統(tǒng)等裝備的現(xiàn)代化工廠，全廠供配電系統(tǒng)共含有40多臺10 kV真空斷路器及80多臺低壓智能斷路器。自2005年投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)現(xiàn)場電氣系統(tǒng)故障，在低壓智能斷路器未動作的情況下，10 kV真空斷路器直接保護掉閘，使得故障影響面擴大。為解決該問題，對所有低壓智能斷路器的保護定值進行了修訂，但現(xiàn)場又出現(xiàn)多次大功率電機燒損，導致低壓智能斷路器保護動作。為徹底解決該問題，通過對近幾年的保護事件進行統(tǒng)計分析并進行總結(jié)，重新修訂了保護定值，成功解決了該問題。

1 低壓智能斷路器主要保護功能

對煉鋼廠不同生產(chǎn)廠家的80多臺低壓智能斷路器進行統(tǒng)計，其需要整定的參數(shù)主要為：接地保護電流（Ir4或IG）、接地保護時間（T4或TG）、長延時保護電流（Ir1或Ir）、長延時保護時間（T1或Tr）、短延時保護電流（Ir2或Isd）、短延時保護時間（T2或Tsd）、瞬時保護電流（Ir3或Ii）。

接地保護主要用于供電回路中因電氣設備或電纜絕緣損壞或其他原因造成相線、配電、用電設備的金屬外殼、敷線管槽等之間形成短路時，自動斷開故障回路而起到保護作用。

長延時保護主要是防止供電回路中過載而設立的，其保護定值一般最大設定值為該智能斷路器的額定電流，長延時保護時間根據(jù)生產(chǎn)廠家的不同，可以設定的范圍不同，一般可以在0～240 s之間設定。

短延時保護主要是防止配電系統(tǒng)中阻抗短路而設立的，其保護定值一般為該智能斷路器的額定電流的2～10倍，可根據(jù)現(xiàn)場情況具體設定。

瞬時保護是為了防止配電系統(tǒng)金屬性短路而設立的，瞬時保護時間不可調(diào)，當電流超過設定值時，斷路器立即執(zhí)行跳閘命令。

2 低壓智能斷路器保護參數(shù)整定思路及原則

2.1 低壓智能斷路器保護參數(shù)整定思路

根據(jù)煉鋼廠供電系統(tǒng)的實際情況，結(jié)合近幾年來的幾次事故進行統(tǒng)計、分析，總結(jié)如下：10 kV高壓系統(tǒng)總進線、總進線下端各變壓器、大功率電機等10 kV供電設備過流保護定值、過流保護時間、瞬時定值等執(zhí)行工程建設投運初期設計單位出具的保護定值表，也就是說該定值在工程建設中由設計單位根據(jù)該系統(tǒng)并入電網(wǎng)的保護定值、公司整體供電系統(tǒng)的保護定值、煉鋼廠整體設計負荷確定，二級單位無權(quán)進行修改。如需修改時，必須上報相關(guān)設計單位或主管部門，批準后方可進行；變壓器二次側(cè)總斷路器（即低壓系統(tǒng)的總進線斷路器），其長延時保護定值參照日常運行負荷，一般設定為0.8～1倍的額定電流，長延時保護時間可適當?shù)脑O定在30 s左右，短延時一般設定為3～5倍的額定電流（一般大于7 000 A，略低于相對應高壓系統(tǒng)的過流定值），短延時保護時間也要略低于相對應高壓系統(tǒng)的過流保護時間定值，瞬時定值也要低于相對應高壓系統(tǒng)瞬時定值1 000 A以上；同一低壓供電系統(tǒng)中存在多級智能斷路器時，下級智能斷路器的保護參數(shù)要略低于上級智能斷路器的保護參數(shù)，盡可能保證動作的準確性，避免越級跳閘或同時動作。

大功率電機（75 kW以上）供電端一般經(jīng)過一級或多級塑殼斷路器或隔離開關(guān)后才會到達智能斷路器，該級智能斷路器保護定值的整定不僅僅要考慮其上級智能斷路器的保護定值，還要考慮該電機燒損時（尤其是掃膛燒損）的短路電流。經(jīng)過近幾年來的事故統(tǒng)計，電機掃膛燒損（兩次為90 kW、一次為110 kW電機）時，短路電流會在0.01 s的時間內(nèi)升至6 000 A左右（根據(jù)智能斷路器保護參數(shù)顯示統(tǒng)計）。因此，該級智能斷路器保護定值的設定在低于其上級智能斷路器保護定值的前提下，綜合考慮電機燒損時的短路電流。

2.2 低壓智能斷路器保護原理

塑殼斷路器過流保護原理為：內(nèi)部的熱動型脫扣器受經(jīng)過斷路器的電流而發(fā)熱，當運行電流在其允許的范圍內(nèi)時，發(fā)熱量和散熱達到一定的平衡，脫扣器保持一定溫度及形狀；當電流急劇增大時，發(fā)熱量增加，溫度升高，高溫使脫扣器變形，從而脫扣。其動作靈敏性較差，一般短路情況下的瞬時電流動作時間為50 ms；而智能斷路器是根據(jù)電流互感器采集到的電流信號，達到保護值時，直接輸出控制掉閘命令而保護，動作靈敏度較高。因此，低壓智能斷路器保護定值的整定同步要考慮塑殼斷路器的保護定值。

如果大功率電機采用變頻器拖動時，還需考慮變頻器的過流保護參數(shù)的設定。受電流傳輸及現(xiàn)場供配電結(jié)構(gòu)形式，相同的保護參數(shù)下，變頻器保護一般優(yōu)于智能斷路器的動作。

3 結(jié)語

智能斷路器合理的保護定值可以在故障發(fā)生時，及時有效地隔離事故設備，避免事故的擴大。其保護定值整定的合理性，直接關(guān)系到整個工廠供配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性。（編輯：張偉）

Setting Idea and Principle of Protection Parameters in Low Voltage Intelligent Circuit Breaker

Niu Guangjun
（Steel Mills of Shougang Changzhi Iron and Steel Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

This paper introduces the main protection function of low voltage circuit breaker.According to the power distribution operation of the plant，the idea and principle of parameters setting for the protection of the setting values are proposed.This method can play a protective role in timely，effectively，and accurately ensuring the stable operation of the power distribution system of the plant.

low voltage circuit breaker，parameter setting，plant power supply and distribution

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.30

TF083.2

B

1672-1152（2015）06-0084-02

2015-09-30

牛廣君（1982—），男，首鋼長治鋼鐵有限公司煉鋼廠電氣系統(tǒng)主管，電氣工程師。E-mail：lm_211@126.com