工厂供电系统低压配电保护电器的合理选择

王明群 赵生华 庞 君

（新疆同益投资有限公司检修工程分公司）

0 引言 工厂供电系统低压配电保护电器的当前现状

低压保护电器在工厂供电系统中具有重要的作用，当配电线路出现故障现象时，低压保护电器是非常重要的保护元器件，它能有效避免发生故障。当前，在实际应用中，熔断器已经逐渐被淘汰，仅仅在年代较为久远的小区还在使用，而断路器由于其本身所具有的良好性能被人们广泛应用［1］。目前，主要是利用低压主开关柜向末端电器设备进行配电的方法促使各个短路器之间拥有一定保护选择性。但是，在这种情况下将会耗费数量众多的配电设备，而且还需要使用较长的线路来进行敷设，从经济角度来讲较差。在具体使用过程中，配电线路所发生的故障主要是接地故障，而且通常都发生在回路的末端，特别是在插座回路当中更容易发生此类故障。在电动机等设备当中其自身通常过载较多，而发生短路故障的概率相对较少，此类故障通常不会造成保护电器发生动作［2］。相关配电系统图如图1所示。

1 低压配电保护电器的性能

1.1 低压熔断器

图1 工厂常见配电系统示意图

低压熔断器的使用和性质主要表现在以下几个方面：（1）低压熔断器的类别和分断范围。通常人们所使用的熔断器主要包括偏置触刀、圆筒帽形、螺栓连接等类型的熔断器，此类熔断器主要是以熔断体来对线路进行保护。（2）低压熔断器自身的时间—电流特性主要是根据故障电流自身的大小来决定熔断时间，其能够利用反时特性曲线表示。（3）熔断体本身所具有的分段能力。在规定的性能和使用条件下，熔断体能够在规定条件下了解分断电流的预期值，也就是交流分量自身所具有的有效值。（4）过电流选择性，主要是指电流保护电器之间相关特性的配合。

1.2 低压断路器

在断路器当中，脱扣器是用来对电路进行分断的重要元件，而当前所使用的脱扣器主要划分为欠电压、过电流以及分励等类型脱扣器。其中过电流脱扣器还分为反时、定时以及瞬时三种类型过流器。

1.3 对比分析

对熔断器和断路器进行对比分析，从功能角度来说，熔断器与断路器都具有防止短路故障的发生的作用，但是熔断器属于一次性设备，当使用完以后需要相关工作人员对其进行更换，其价格相对较为低廉，应用范围也相对较广，是一种常用的保护设施［3］。然而，断路器属于遥控型控制器，它所具有的保护功能更加完善，而且当线路发生故障而断开时，能够继续使用，校验热效应下的短路电流持续时间见表1。从两者对比分析来看，两种类型的保护电器都各有特点，人们可以根据具体情况来选择与之相应的保护器，以此最大程度发挥其作用。

表1 校验热效应的短路电流持续时间

2 工厂供电系统低压配电保护电器的选择

为了使人们对低压保护电器的选择有更加深入的了解和认识，本文以新疆某一发电厂为例，对该发电厂供电系统中的保护电器进行分析，并说明如何选择最适用的保护电器。

2.1 短路保护要求

要想选出最适当的保护电器解决系统短路故障，首先需要先明确具体工作原理，当我们知道系统发生短路故障时将会对连接件所造成的损坏，或是其所引起的热效应将会导致的后果。那么，在这些后果发生之前，保护电器应当先将短路所产生的电流进行分断处理，从而避免危险的发生［4］。而在选择保护电器上，应当满足以下几点要求：第一，保护电器本身应当具有分断能力，其大小将会对短路电力分断产生直接影响，当本身数值与预期短路电流相比较显得更大时才能够发挥出重要的作用；第二，导体本身具有一定温度极限，如果发生了短路情况，温度将会急速上升，直到达到极限。在温度上升到极限值之前，相关工作人员应当完成短路电流的分断工作，如此才能够有效避免发生危险。

2.2 负载电流保护

在发电厂实际生产过程中，也常常出现电流过度负载的情况，这便需要人们能够选择适当的保护器。针对负载电流需要进行分断，此时保护电器需最大程度发挥作用，避免负荷电流出现过载时引起对周围物质的破坏，造成这种破坏现象出现的主要原因在于导体温度将会发生急速上升，导致对导体周围产生作用［5］。相对比而言，当系统突然发生断电现象，其所产生的伤害相对于电流过载来说更为严重。

2.3 低压主开关柜

供电是否具有良好可靠性是低压主开关柜稳定运行的关键，当保护电器在系统运行过程中对主开关具有保护作用，才能够维持稳定供电。由于保护电器所划分出来的母线有较大的容量，所以需要和高压熔断器和下级电器一直保持稳定配合。

2.4 终端配电箱

终端配电箱通常是和用电设备连在一起的，针对短路事故能够及时切断电路，从而起到保护电路和电器设备的作用，而在选择性上没有任何的要求。终端配电箱自身保护措施应当选择接地或是短路等方法，才能够产生较为理想的保护效果。在终端配电箱末端无需设置短路保护，应当根据用电设备的具体情况对过载保护电器进行安装，通常保护电器主要是选择熔断器，对于其他方面没有任何硬性要求。

3 工厂供电系统低压配电保护电器在应用过程中的注意要点

当选择合适的低压保护电器后，接下来需要将其应用在供电系统当中，在实际应用过程中还应当注意以下几方面，以充分发挥低压保护电器的作用。

3.1 要点一——线路故障保护

当线路发生故障时应当先切断电路，同时尽量降低断电范围，所

以在选择线路具体切断位置时应当进行准确分析与思考，而且这种电路切断方式也在一定程度上增加了配单设计难度［6］。所以，需要确保各项数据本身的准确性，选择出适当且有效的低压保护电器，并对保护电器在动作电流、时间等方面进行重新整定。

3.2 要点二——配电线路保护

在低压配电系统当中，所有线路都需要安装保护电器，所以在设计时需要从上至下逐步对线路进行校验和整定，设计工作主要还是以过载、短路和接地故障三种保护来进行实施。

3.3 要点三——配电线路的选择性

配电线路保护本身具有选择性，也就是当配电网络出现电流故障时，配电保护器应当按照事先设定动作进行选择，从而避免发生越级动作的情况，并将事故所造成的停电范围控制在最小的范围内，这种在线路保护上所具有的选择性能够促使质检部门之间进行良好的配合［7］。配电线路本身划分为放射式和树干式两种类型，低压保护电器能够根据配电线路的具体情况和重要性分为主开关柜、一般配电柜以及终端配电箱三级保护电器。其中，低压主开关柜中安装的保护电器通常将供电可靠性置于首位，以此来确保连续供电，而且其还应当和高压熔断器相配合，和下级保护器之间有效实现全选择。而终端配电箱当中的保护装置则是和设备直接连接在一起的，当发生接地或是断短路故障时能够第一时间切断电路，它在选择性上没有任何要求。为了能够最大程度确保保护电器在选择性上拥有良好的配合，将故障发生时停电范围控制在一定范围内，应当对保护电器动作时间和电流等方面内容进行整定，然后再选择最为合理的保护电器［8］。

4 结束语

从当前我国供电单位所配备的低压配电设备来看，用以对其进行保护的系统本身存在很多问题，例如功能较为简单、保护程度存在欠缺、无法满足设备在保护上的要求，也在一定程度上造成监控不到位，难以发现变压器存在的故障和问题，此时当故障发生后将会使整个供电系统发生严重瘫痪，给检修工作造成较大的难度。同时，由于供电的中断有可能会给企业和个人带来重大经济损失，所产生的社会影响也是不容忽视的。因此，为确保供电系统的良好稳定性，需要提高变压器自身的性能，并选择合理的低压保护电器。