当前位置 : 安防网>安防技术>弱电工程>阅读正文

低压配电系统保护设计

作者: 时间:2008-04-29

间接保护型脱扣时间为 0.5-5s,特适合于电力输送方向不定的低短路电流场合。
长通道照明系统是集中控制区域选择性的典型运用。由于它的配电线路电压较高(690 V ~1000 V AC) ,有利于减少线路压降。
对于照明等负载(电源插座、扬声系统、泵或其他负载),在通道内视需要布置一些降压变压器。
各种不同负载按T型方式接在主回路中;首要条件是使保护装置的脱扣具有选择性。
这里采用了可靠并相对简单的集中控制方式实现区域选择性。每个保护装置发送超限信号到中央监控单元,后者对装置发出的信号分析并鉴别出故障部分,并根据整个系统布置把受故障影响的负载或线路隔离。
此方式的脱扣时间明显长于直接保护型,但通常不会产生系统保护问题(特别是对电缆和装备保护),原因是故障电流很低(电压虽高但线路很长)。

直接保护型脱扣时间明显要短:与时间-电流选择性相比较,愈近电源愈增加延迟的必要性有所降低。因延时时间只需大于负载侧保护装置闭锁信号的存续时间即可(指已检测出的非正常状态存续时间加信号传输所需时间)。
直接保护型的区域选择性的优点是:
· 系统脱扣时间减少,从而增加了安全裕度;总脱扣时间约几百毫秒。
· 减少故障对配电系统的损害和干扰。
· 减少断路器所受热应力和电动力。
· 允许更多的选择性层面。
但系统经济性不甚理想,还有复杂性的问题。更好的选择性意味着更高的设备选型要求(但并不高于时间-电流选择性的要求),如可能需要特殊装置、附加电缆、辅助电源等。
所以此方案首先应用于对安全和连续供电有严格要求的高额定电流和高短路电流的系统,特别是用于紧靠在变压器和发电机负载侧的主配电站。另一个感兴趣的应用是区域选择性和时间电流选择性的结合;这样,当短路点靠近电源端时, 区域选择性的逻辑控制顺序使保护装置的脱扣时间减小。
如果系统集成有‘快速故障定位’(EFDP),则区域选择性还能进一步得到改善。此系统除测量电流值外的还测量电流变化速度,它能在半毫秒内检测到短路发生并发出闭锁信号到电源侧保护装置。脱扣时间大约十毫秒(低于塑壳断路器脱扣时间),因此所有器件承受的热应力和电动力大大减少,电压扰动也很小。此外,在配电中层区域也能采用限流断路器。这种复杂器件的费用可从配电系统其它成本的降低来得到弥补。

能量选择性
能量选择性是一种特殊的时间-流选择性,它利用了塑壳断路器的限流特性。限流断路器是“一种具有足够快分断时间的断路器,它在短路电流达到峰值以前已将断路器分断。”(IEC 60947-2,2.3)。
所有ABB SACE Isomax系列塑壳断路器都具有一定程度的限流特性,因为:
· 精心设计的Isomax的触头系统既能承受低于瞬时脱扣门限的过载电流又能在短路电流发生时分开主触头
· 加速电弧在灭弧室内移动速度(磁吹), 并产生较高弧电压。
· 采用多个隔室分断电流,并有不同触头的完成各自的分断隔离功能。
短路条件下断路器脱扣相当快速(毫秒级脱扣时间),分断时具有相当大的不对称分量。所以无法使用负载侧断路器的时间电流脱扣曲线和电源侧断路器限流特性曲线(基于正弦对称波形) 来研究其配合。这种现象往往是动态的(与瞬时电流值的平方成正比) ,通常用允通能量曲线和电源侧断路器的极限不脱扣能量曲线描述( 脱扣能量曲线)。

SACE 限流断路器Isomax SX
在SACE Isomax S 系列塑壳断路器中,S3X, S4X 和 S6X 属限流断路器。
这些元件的电气特性为:额定工作电压为690 Vac,额定工作电流 630 A ,额定极限短路分断能力为 200 kA/380/415 Vac 和 75 kA/ 690 Vac。
自动限流断路器功能由“限制”短路时最大允通能量实现,同时保护负载侧装置和回路的完好性。
分断系统采用每极双断点结构,能够极快地分断高短路电流。此外,分断部件的特殊形状能够限制故障电流峰值,大大降低了安装场合的短路电流。快速分断极大地减少故障引起的电动力对负载侧断路器冲击。
鉴于以上优良特性,SACE 限流断路器Isomax 系列特别适用于高短路电流的后备保护并实现能量类型选择性配合。

选择性后备保护
此类保护配合企图同时满足以下矛盾的要求:
· 要求采用分断能力低于安装点的预期短路电流的负载侧断路器。
· 要求保证完全选择性。
为了达到上述目标,当短路发生时要求电源侧断路器触头排斥产生的短暂分离以减少短路电流,在保护脱扣器尚未完成脱扣动作但下级断路器“确保”已分断时,触头再次接通。它的原理是:当电流高于某一特定电流时,因电动力效应主触头出现排斥现象。
但要注意的是:排斥作用具有双刃作用:
1. 帮助没有足够分断能力的负载侧断路器分闸。
2. 负载侧断路器也有主触头排斥作用,两断路器的共同作用使电流减少至低于脱扣器脱扣值,以致于不能完成分闸动作。
此外,在期望快速分闸、降低成本的同时,必须看到:
· 研究这类保护配合比研究能量选择性配合更困难,且必须在实际配电系统中为求得装置间正确的组合进行大量试验。
· 因主断路器触头的短暂分离使负载侧和故障区并联的电源质量下降。
· 电源侧断路器的寿命和性能出现无法预测的降低(因主触头侵蚀、熔焊等)。
这类后备保护(也称增强选择性) 往往只用于短路电流较高的终端配电场合。

后备保护
后备保护采用牺牲选择性的方法‘帮助’负载侧的装置分断高于它们自身分断能力的短路电流。当故障电流高于交接电流IB时,两个串联保护装置会同步分断。相当罕见的情况是只有电源侧断路器分断,此时电源侧安装的是自动断路器,而负载侧安装的是隔离开关。
生产厂家提供的保护配合表是从试验结果派生的,这遵循 IEC 60947-2 附录 A 的要求。
通过下列比较,这些组合可按照上述标准提及的条款A.6.2进行计算:
· 负载侧装置在分断容量时的允通能量和电源侧装置在预期电流时(后备保护情况下的最大短路电流)总焦耳积分的比较。
· 在电弧能量、最大峰值电流、限制电流等作用下短路电流和预期峰值电流的比较。

上一页 1 2下一页
最新评论共有 0 位网友发表了评论
发表评论
评论内容:不能超过250字,需审核,请自觉遵守互联网相关政策法规。
用户名: 密码:
匿名?
注册