王明群 趙生華 龐 君

（新疆同益投資有限公司檢修工程分公司）

0 引言 工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的當(dāng)前現(xiàn)狀

低壓保護(hù)電器在工廠供電系統(tǒng)中具有重要的作用，當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)，低壓保護(hù)電器是非常重要的保護(hù)元器件，它能有效避免發(fā)生故障。當(dāng)前，在實(shí)際應(yīng)用中，熔斷器已經(jīng)逐漸被淘汰，僅僅在年代較為久遠(yuǎn)的小區(qū)還在使用，而斷路器由于其本身所具有的良好性能被人們廣泛應(yīng)用［1］。目前，主要是利用低壓主開關(guān)柜向末端電器設(shè)備進(jìn)行配電的方法促使各個(gè)短路器之間擁有一定保護(hù)選擇性。但是，在這種情況下將會(huì)耗費(fèi)數(shù)量眾多的配電設(shè)備，而且還需要使用較長(zhǎng)的線路來進(jìn)行敷設(shè)，從經(jīng)濟(jì)角度來講較差。在具體使用過程中，配電線路所發(fā)生的故障主要是接地故障，而且通常都發(fā)生在回路的末端，特別是在插座回路當(dāng)中更容易發(fā)生此類故障。在電動(dòng)機(jī)等設(shè)備當(dāng)中其自身通常過載較多，而發(fā)生短路故障的概率相對(duì)較少，此類故障通常不會(huì)造成保護(hù)電器發(fā)生動(dòng)作［2］。相關(guān)配電系統(tǒng)圖如圖1所示。

1 低壓配電保護(hù)電器的性能

1.1 低壓熔斷器

圖1 工廠常見配電系統(tǒng)示意圖

低壓熔斷器的使用和性質(zhì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）低壓熔斷器的類別和分?jǐn)喾秶ＭǔＨ藗兯褂玫娜蹟嗥髦饕ㄆ糜|刀、圓筒帽形、螺栓連接等類型的熔斷器，此類熔斷器主要是以熔斷體來對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)。（2）低壓熔斷器自身的時(shí)間—電流特性主要是根據(jù)故障電流自身的大小來決定熔斷時(shí)間，其能夠利用反時(shí)特性曲線表示。（3）熔斷體本身所具有的分段能力。在規(guī)定的性能和使用條件下，熔斷體能夠在規(guī)定條件下了解分?jǐn)嚯娏鞯念A(yù)期值，也就是交流分量自身所具有的有效值。（4）過電流選擇性，主要是指電流保護(hù)電器之間相關(guān)特性的配合。

1.2 低壓斷路器

在斷路器當(dāng)中，脫扣器是用來對(duì)電路進(jìn)行分?jǐn)嗟闹匾?dāng)前所使用的脫扣器主要?jiǎng)澐譃榍冯妷?、過電流以及分勵(lì)等類型脫扣器。其中過電流脫扣器還分為反時(shí)、定時(shí)以及瞬時(shí)三種類型過流器。

1.3 對(duì)比分析

對(duì)熔斷器和斷路器進(jìn)行對(duì)比分析，從功能角度來說，熔斷器與斷路器都具有防止短路故障的發(fā)生的作用，但是熔斷器屬于一次性設(shè)備，當(dāng)使用完以后需要相關(guān)工作人員對(duì)其進(jìn)行更換，其價(jià)格相對(duì)較為低廉，應(yīng)用范圍也相對(duì)較廣，是一種常用的保護(hù)設(shè)施［3］。然而，斷路器屬于遙控型控制器，它所具有的保護(hù)功能更加完善，而且當(dāng)線路發(fā)生故障而斷開時(shí)，能夠繼續(xù)使用，校驗(yàn)熱效應(yīng)下的短路電流持續(xù)時(shí)間見表1。從兩者對(duì)比分析來看，兩種類型的保護(hù)電器都各有特點(diǎn)，人們可以根據(jù)具體情況來選擇與之相應(yīng)的保護(hù)器，以此最大程度發(fā)揮其作用。

表1 校驗(yàn)熱效應(yīng)的短路電流持續(xù)時(shí)間

2 工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器的選擇

為了使人們對(duì)低壓保護(hù)電器的選擇有更加深入的了解和認(rèn)識(shí)，本文以新疆某一發(fā)電廠為例，對(duì)該發(fā)電廠供電系統(tǒng)中的保護(hù)電器進(jìn)行分析，并說明如何選擇最適用的保護(hù)電器。

2.1 短路保護(hù)要求

要想選出最適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)電器解決系統(tǒng)短路故障，首先需要先明確具體工作原理，當(dāng)我們知道系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)將會(huì)對(duì)連接件所造成的損壞，或是其所引起的熱效應(yīng)將會(huì)導(dǎo)致的后果。那么，在這些后果發(fā)生之前，保護(hù)電器應(yīng)當(dāng)先將短路所產(chǎn)生的電流進(jìn)行分?jǐn)嗵幚?，從而避免危險(xiǎn)的發(fā)生［4］。而在選擇保護(hù)電器上，應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn)要求：第一，保護(hù)電器本身應(yīng)當(dāng)具有分?jǐn)嗄芰Γ浯笮?huì)對(duì)短路電力分?jǐn)喈a(chǎn)生直接影響，當(dāng)本身數(shù)值與預(yù)期短路電流相比較顯得更大時(shí)才能夠發(fā)揮出重要的作用；第二，導(dǎo)體本身具有一定溫度極限，如果發(fā)生了短路情況，溫度將會(huì)急速上升，直到達(dá)到極限。在溫度上升到極限值之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)完成短路電流的分?jǐn)喙ぷ鳎绱瞬拍軌蛴行П苊獍l(fā)生危險(xiǎn)。

2.2 負(fù)載電流保護(hù)

在發(fā)電廠實(shí)際生產(chǎn)過程中，也常常出現(xiàn)電流過度負(fù)載的情況，這便需要人們能夠選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)器。針對(duì)負(fù)載電流需要進(jìn)行分?jǐn)?，此時(shí)保護(hù)電器需最大程度發(fā)揮作用，避免負(fù)荷電流出現(xiàn)過載時(shí)引起對(duì)周圍物質(zhì)的破壞，造成這種破壞現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因在于導(dǎo)體溫度將會(huì)發(fā)生急速上升，導(dǎo)致對(duì)導(dǎo)體周圍產(chǎn)生作用［5］。相對(duì)比而言，當(dāng)系統(tǒng)突然發(fā)生斷電現(xiàn)象，其所產(chǎn)生的傷害相對(duì)于電流過載來說更為嚴(yán)重。

2.3 低壓主開關(guān)柜

供電是否具有良好可靠性是低壓主開關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，當(dāng)保護(hù)電器在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)主開關(guān)具有保護(hù)作用，才能夠維持穩(wěn)定供電。由于保護(hù)電器所劃分出來的母線有較大的容量，所以需要和高壓熔斷器和下級(jí)電器一直保持穩(wěn)定配合。

2.4 終端配電箱

終端配電箱通常是和用電設(shè)備連在一起的，針對(duì)短路事故能夠及時(shí)切斷電路，從而起到保護(hù)電路和電器設(shè)備的作用，而在選擇性上沒有任何的要求。終端配電箱自身保護(hù)措施應(yīng)當(dāng)選擇接地或是短路等方法，才能夠產(chǎn)生較為理想的保護(hù)效果。在終端配電箱末端無需設(shè)置短路保護(hù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)用電設(shè)備的具體情況對(duì)過載保護(hù)電器進(jìn)行安裝，通常保護(hù)電器主要是選擇熔斷器，對(duì)于其他方面沒有任何硬性要求。

3 工廠供電系統(tǒng)低壓配電保護(hù)電器在應(yīng)用過程中的注意要點(diǎn)

當(dāng)選擇合適的低壓保護(hù)電器后，接下來需要將其應(yīng)用在供電系統(tǒng)當(dāng)中，在實(shí)際應(yīng)用過程中還應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面，以充分發(fā)揮低壓保護(hù)電器的作用。

3.1 要點(diǎn)一——線路故障保護(hù)

當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)應(yīng)當(dāng)先切斷電路，同時(shí)盡量降低斷電范圍，所

以在選擇線路具體切斷位置時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行準(zhǔn)確分析與思考，而且這種電路切斷方式也在一定程度上增加了配單設(shè)計(jì)難度［6］。所以，需要確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)本身的準(zhǔn)確性，選擇出適當(dāng)且有效的低壓保護(hù)電器，并對(duì)保護(hù)電器在動(dòng)作電流、時(shí)間等方面進(jìn)行重新整定。

3.2 要點(diǎn)二——配電線路保護(hù)

在低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，所有線路都需要安裝保護(hù)電器，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要從上至下逐步對(duì)線路進(jìn)行校驗(yàn)和整定，設(shè)計(jì)工作主要還是以過載、短路和接地故障三種保護(hù)來進(jìn)行實(shí)施。

3.3 要點(diǎn)三——配電線路的選擇性

配電線路保護(hù)本身具有選擇性，也就是當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)電流故障時(shí)，配電保護(hù)器應(yīng)當(dāng)按照事先設(shè)定動(dòng)作進(jìn)行選擇，從而避免發(fā)生越級(jí)動(dòng)作的情況，并將事故所造成的停電范圍控制在最小的范圍內(nèi)，這種在線路保護(hù)上所具有的選擇性能夠促使質(zhì)檢部門之間進(jìn)行良好的配合［7］。配電線路本身劃分為放射式和樹干式兩種類型，低壓保護(hù)電器能夠根據(jù)配電線路的具體情況和重要性分為主開關(guān)柜、一般配電柜以及終端配電箱三級(jí)保護(hù)電器。其中，低壓主開關(guān)柜中安裝的保護(hù)電器通常將供電可靠性置于首位，以此來確保連續(xù)供電，而且其還應(yīng)當(dāng)和高壓熔斷器相配合，和下級(jí)保護(hù)器之間有效實(shí)現(xiàn)全選擇。而終端配電箱當(dāng)中的保護(hù)裝置則是和設(shè)備直接連接在一起的，當(dāng)發(fā)生接地或是斷短路故障時(shí)能夠第一時(shí)間切斷電路，它在選擇性上沒有任何要求。為了能夠最大程度確保保護(hù)電器在選擇性上擁有良好的配合，將故障發(fā)生時(shí)停電范圍控制在一定范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)對(duì)保護(hù)電器動(dòng)作時(shí)間和電流等方面內(nèi)容進(jìn)行整定，然后再選擇最為合理的保護(hù)電器［8］。

4 結(jié)束語(yǔ)

從當(dāng)前我國(guó)供電單位所配備的低壓配電設(shè)備來看，用以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)本身存在很多問題，例如功能較為簡(jiǎn)單、保護(hù)程度存在欠缺、無法滿足設(shè)備在保護(hù)上的要求，也在一定程度上造成監(jiān)控不到位，難以發(fā)現(xiàn)變壓器存在的故障和問題，此時(shí)當(dāng)故障發(fā)生后將會(huì)使整個(gè)供電系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重癱瘓，給檢修工作造成較大的難度。同時(shí)，由于供電的中斷有可能會(huì)給企業(yè)和個(gè)人帶來重大經(jīng)濟(jì)損失，所產(chǎn)生的社會(huì)影響也是不容忽視的。因此，為確保供電系統(tǒng)的良好穩(wěn)定性，需要提高變壓器自身的性能，并選擇合理的低壓保護(hù)電器。