低壓配電系統選擇性保護技術研究

關梓清

摘要：本文以選擇性保護技術在低壓配電系統中的應用為主要研究內容，分別簡述低壓配電系統以及選擇性保護技術相關概念，分析選擇性保護技術適用情形及短路時的注意事項，并對選擇性保護技術實施及智能化趨勢進行分析。

關鍵詞：低壓配電系統;選擇性保護技術;應用要點

引言

低壓配電系統是根據不同用戶的需求，在遵循國家配電系統標準的前提下的具有自動化、高性能等特點的智能配電系統。該系統通常被用于電負荷不斷增多的情況下，不僅可以通過遙測和遙控等手段對電負荷進行智能調節、節約電能，還能對使用范圍內各種耗電設備的耗電量進行記錄，如記錄插座、空調等用電電的高反與低谷進行記錄，以此為電能管理提高依據。

1選擇性保護技術概述

選擇性保護技術是指在低壓配電系統中存在多個保護裝置或兩個或兩個以上子配電系統前提下，當部分系統或線路發生故障時可通過保護裝置的選擇性動作實現各部門間的配合，避免大規模故障的出現。簡單來說，選擇性保護技術就是在低壓配電系統發生電路、或接地過流等電流故障時，先從發生故障所在的斷路器跳閘，再由下而上依次切斷電源。當圖示位置發生電路故障時，跳閘次序依次為：三級配電系統、二級配電系統、低壓進線斷路器。自下而上的跳閘次序主要是為了最大程度的縮小電流故障的影響范圍，將故障造成的危害最小化。此外，在未發生電路故障時，選擇性保護技術還能為部分系統提供相應的技術支持，從而有效避免配電系統故障的發生，優化低壓配電系統的運行環境。

2選擇性保護設計的實施要點及實現

2.1確定選擇性保護形式

選擇性保護形式的確定是基于上述的選擇性保護技術分類而言的，即在低壓配電系統中只有在不能實現完全選擇性時才采用部分選擇性。這就要求選擇性保護技術設計者與開發者能及時調整低壓配電系統內的線路，包括線路結構及路徑等的調整。同時，要計算出短路電流，系統具有選擇性的前提是計算值比選擇性電流閥值低。同樣的，若高于電流閥值上級斷路器將失去選擇保護性。此外，若存在不允許停電的供電負荷時，應優先保證該位置的保護，合理配置斷路器來保證必須的供電。

2.2短路延時選擇性保護要點

在低壓配電系統中短路延時保護是選擇性保護的常見形式之一。一方面要盡可能的縮短短路延時時間，主要原因是在延時時間內低壓配電系統的斷路器承受著巨大的短路電流，這不僅要求斷路器的質量好，還會增加耗損成本。此外，在延時時間較長的情況下，低壓配電系統的電壓波動劇烈，嚴重影響著系統的穩定性。因此，在滿足選擇性保護的同時還需要縮短斷路器的延時時間。另一方面是實施三段保護，在低壓配電系統內對斷路器實施三段保護會縮減上下級短路電流間的差距，選擇性保護被破壞及故障發生時上級斷路器與下級同時跳閘的情況下，應解除瞬時速凍保護，僅采用短路延時保護。

2.3選擇性協調技術

在智能電網建設中，低壓配電系統的智能化的發展與應用也成為了選擇性保護技術的新方向，選擇性協調保護技術開始為低壓配電系統的發展助力。而選擇性保護協調技術主要包括以下內容：（1）早期的短路故障檢測，智能低壓配電系統要求提高系統自身的短路分析能力，這就要求選擇性保護技術與系統系統間高度配合，提高協調能力，從而實現配電系統的智能短路故障判斷與動作。（2）預測短路電流，即根據選擇性保護協調技術對短路電流的后期走向做預測，這里所說的預測主要是指峰值電流的預測。上述說到，當前低壓配電系統的使用要求是能記錄各電器用電峰值從而為智能控制中心提供決策依據。當選擇性保護與系統間實現高度協調時，能快速得到短路電流預測數據時，而此時低壓配電系統控制中心便能根據該信息自動判斷各級斷路器的電流情況以及限流性能，從而準確的對整個系統進行有效控制。

2.4給定電流閥值時的選擇性

所謂的電流的選擇性是指二級配電系統中，兩只斷路器為上下級聯式，

給定電流閥值時，下級斷路器無論是發生短路故障還是過載電流小于上級斷路器等情況，都能保證故障發生時距離故障點最近的斷路器能及時并最先做出跳閘動作。此時，負載發生過電流故障時，根據上述的選擇性保護原則可知，QF2先跳閘。而若QF2斷路器已被損壞無法觸發保護機制時，臨近的母線側斷路器也能實現選擇性保護機制。

2.5邏輯選擇性

邏輯選擇性又可稱為——交區域選擇性聯鎖。與其他電流、時間選擇性相比邏輯選擇性保護情況更復雜，因此需要各級斷路器間的智能化達到一定程度，除此之外，各級斷路器間還需要有一定的通信能力，從而在故障發生時向上級斷路器發送故障信號。具體動作流程可分為三步：第一步：下級斷路器在出現并檢測到相關故障時馬上將故障信號發送給最近的斷路器并向上級傳送，以便讓上級斷路器不會李佳恩斷閘。第二步：上級斷路器根據接受到的故障信號來判斷是否為不脫扣及跳閘指令，若為不脫扣指令便執行該動作。同時，下級斷路器進入保護狀態，執行跳閘動作，將故障處電源及時切除。第三步：上級斷路器在執行不跳閘指令后，判斷在設定的時間內故障處斷路器是否已跳閘，若超過設定時間下級斷路器未跳閘則立即脫扣。

2.6能量的選擇性

當聯級斷路器中，不止一個斷路器擁有限流保護能力時，需要將選擇性保護的重心放在能量選擇上來。能量選擇判斷依據主要是通過斷路器脫扣性能的好壞與反應線路上短路電流能力來實現選擇性保護技術的能量選擇性。簡單來說，故障發生時，哪一級斷路器最先檢測到強大的電流或短路電流，并能最先作出反應、執行跳閘動作便具有較強的能量選擇性。由于下級斷路器限流速度遠高于上級斷路器，因此下級斷路器能搶先讓短路能量在短時間內降到上級斷路器限流標準下，使上級斷路器不跳閘，而此時上級斷路器的能量曲線應一直高于下級。

2.7科學選擇漏電保護裝置

低壓配電系統發生故障時，漏電保護裝置能夠確保系統安全。在漏電保護裝置的選擇時，應注意以下幾點：（1）漏電保護裝置應能斷開被保護回路的所有帶電導體。（2）保護接地導體（PE線）不應穿過漏電保護裝置的磁回路。（3）應確?；芈氛＿\行時的自然泄漏電流不致引起漏電保護裝置誤動作。（4）上下級漏電保護裝置之間應有選擇性，并可通過額定動作電流值和動作時間的級差來保證。（5）用于電子信息設備、醫療電氣設備的漏電保護裝置應采用電磁式;另外，對不同的配電系統接地形式，漏電保護裝置選擇也有不同的要求。漏電保護裝置可以用于TN系統和TN-C-S系統中，但嚴禁用于TN-C系統。需注意的是用于TN-C-S系統中時，保護裝置的負荷側不得再出現保護接地中性導體，應在漏電保護裝置的電源側將中性導體與保護接地導體分別引出。

結束語

總而言之，當前低壓配電系統的使用范圍廣并且造福著廣大人民群眾，為了提高低壓配電系統的可靠性與穩定性，加大選擇性保護技術的研究具有較高的現實意義。選擇性保護技術無論是內容上還是方式上都存在一定的難度，在進行研究與設計時，要結合選擇性保護技術的分類及選擇性配合條件來改進技術，以此為低壓配電系統正常供電提供保障。

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