低压柜断路器的选型

■滕晓龙 ■中国民航西南空管局，四川 成都 610300

1 低压断路器选型的基本要求与原则

1.1 低压断路器的分类

低压断路器是低压配电系统中的重要元件，主要作用是同段控制与保护，一方面，低压断路器能够接通、承载、分担一般电路中的电流，另一方面，低压断路器还能在故障电路中短时间内起到接通、承载、分断电流的作用。根据配电系统的不同，低压断路器的结构、使用类别、隔离情况都有所差异。若根据低压断路器的结构可分为塑壳断路器、空气断路器和小型断路器;根据低压断路器的动作速度可分为一般型断路器、快速型断路器;根据低压断路器的用途又可以分为电动机保护断路器、配电断路器、灭磁断路器以及漏电断路器。

1.2 低压断路器选型的基本要求

低压断路器应根据配电系统的容量以及控制要求进行选型，一般情况，低压断路器的选型应满足以下基本要求:(1)低压断路器的选择必须满足系统线路的负载要求，需要根据配电系统对运行控制的具体要求来选择具备不同性能的断路器。(2)低压断路器的选型必须综合考虑交流、频率、直流、电压等因素，并以回路额定电压和电流作为断路器选型的主要依据。(3)低压断路器的整定电流应根据负载电流值来确定。(4)低压断路器的选型必须考虑系统的工作环境，温度、适度、海拔、空气状况都是断路器选型的重要依据，另外，还必须环境污染、冲击振动等外界影响因素。(5)低压断路器的通断能力及热稳定能力应根据回路短路的准确参数值来确定。(6)低压断路器的上下两级匹配必须考虑配电系统的选择性保护要求。

1.3 低压系统各级断路器的选型原则

低压断路器的选型是一项关系到配电系统稳定性与安全性的重要工作，各级断路器的选型必须遵循以下原则。一是低压断路器的选型必须满足线路负载性能与故障出发类别的基本要求;二是低压断路器的额定电压与频率应与线路的标称电压与频率保持一致，且断路器额定电流必须大于各回路负载电流值;三是低压断路器的选型必须考虑周边的环境因素;四是低压断路器在短路情况下必须满足和动稳定和热稳定要求。低压断路器的选型应满足自身上下两级间的选择性动作，在具体的应用过程中，上级断路器多位选择性断路器，而下级断路器则多为非选择性断路器，必须保证上下级断路器的正常配合，从而有效提高电影配电系统的安全性与稳定性。

2 低压开关柜断路器的选型

2.1 受电回路和母联回路

受电回路与母联回路是低压配电系统的基础回路，在断路器的选型中可以考虑带有通信功能的框架式断路器，从而实现回路的遥测、遥感、遥控与遥信控制，但是对于某些容量较小的配电系统则可以选择塑壳断路器。当前的框架式断路器的智能化趋势愈加明显，通过引入内置智能控制器，来实现运行管理、运行保护、回路测量、运行维护以及故障报警等功能的统一。除了能够实现短路保护功能外，智能型框架式断路器还能参与配电管理的相关控制中，电流卸载、ZSI 区域选择性联锁、自动电源转换系统等都可以借助框架式断路器来完成。在具体的断路器选型过程中，可以为受电回路与母联回路配置短消息通知模块，从而使断路器在电力参数异常时发出报警信号。

2.2 馈电回路

低压柜馈电回路中断路器的选型应根据具体的控制与检测要求来配置元件。当配电系统的容量较大时，馈电回路的断路器选型与受电回路相似，主要以实现“四遥”为目标，配备智能化框架式断路器，并引入智能控制器来实现配电控制功能，特殊情况下可以考虑配置电流互感器及智能电力仪表。而当馈电回路的容量较小时，可以选择智能化塑壳断路器、普通塑壳断路器，然后根据实际情况来配置其他元件。如在测量精度为0.5 级及以上的配电系统中，需要配置电流互感器以及智能电力仪表，采取电动操作架构;而在最简单的配电系统中，则只需实现遥信功能，可以配置手动操作的塑壳断路器以及网络I/O 模块。

2.3 电动机回路

低压柜电动机回路断路器应根据电动机的启动方式来确定，直接启动、可逆启动、星三角启动等控制方式的断路器选型存在差异。需要注意的是，电动机保护控制器必须选择功能强大的CD4 等型号，从而保证电动机控制遥测、遥感、遥控与遥信的实现;另外，电动机保护期还必须具备参数检测、多路开关输入、电量检测等功能。而对于仅限于启停控制的简单控制系统而言，则只需要配置I/O 模块来实现遥控、遥信两种控制功能即可。近年来，伴随着电气自动化技术的快速发展，出现了具备断路器、接触器、热继电器、隔离器等多种功能的电动机控制与保护开关电器，既能实现基本的控制功能，还具备可靠的保护功能。

2.4 无功补偿方案

低压柜断路器无功补偿方案的选择主要分为以下两种:一是智能无功补偿控制器，能够实现遥测、遥感、遥控与遥信功能;功率因数自动补偿控制采用循环投切、过零投切与共补分补相结合的方式;测量参数则主要包括三相电压与电流、功率、功率因数、频率以及谐波等;控制器本地显示投切参数及电量参数。二是无功功率自动补偿控制器、DI 模块、可通信三相电流表相结合的无功补偿方案，该无功补偿方案仅能实现遥测、遥信功能;其中，可通信三向电流表负责三向电流的检测，DI模块负责总开关与接触器的状态采集，副屏与主屏实现联动控制。

2.5 控制电源

低压柜的控制电压应与主电源隔离，并需要满足以下几点要求:一是各类控制功能的顺利实现;二是通信系统的稳定运行;三是对于现场工控机供电应选择专用回路;四是必须满足配电系统容量以及供电时间的要求;五是系统故障时提供应急照明电源。在具体的电源选择中，操作电源应选择AC220V 电源，通信电源则采用DC24V 电源，以方便二次元件的选择，当有两台变电压器提供电源的情况下，可以配置自动切换装置。若10kV 系统与0.4V 系统处于配以变配电所时，应选择直流屏加滞留变换器的形式，从而有效降低系统运行成本，CW、CM、CD、CR2 等系列元器件均能达到以上控制要求。

3 结语

低压断路器是低压电力系统的主要元件之一，对于保证控制系统的安全性与稳定性都有着重要意义。在低压断路器的选型过程中，必须考虑线路负载性能、电压与电流参数、环境因素、短路参数、选择性保护要求等因素，确定低压断路器的配置要求。低压柜断路器的选型分受电回路和母联回路、馈电回路、电动机回路、无功补偿方案、控制电源分别考虑，根据配电回路对遥测、遥感、遥控、遥信等功能需求情况的不同，选择合理的断路器配置元件，对于检测精度要求较高的配电系统则可以选择配置电流互感器与智能电力仪表。

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