低压配电系统区域选择性保护的解决方案

低压配电系统区域选择性保护的解决方案

建筑电气

２００８

年第

!

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ＢＵＩＬＤＩＮＧ

期

ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＹ

低压配电系统区域选择性保护的解决方案

佘定辉（人民电器集团有限公司技术中心，浙江省温州市

３２５６０４）

ＳｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒＺｏｎｅＳｅｌｅｃｔｉｖｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＬｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ

ＳｈｅＤｉｎｇｈｕｉ（ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｅｎｔｅｒｏｆＰｅｏｐｌｅＥＬＥ．ＡｐｐｌｉａｎｃｅＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｅｎｚｈｏｕ３２５６０４，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）

ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｎｅｗｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｔｈｅｚｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｄｕｅｔｏｗｈｉｃｈｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｇｒａｄｅｓｉｓｈａｒｄｔｏａｃｈｉｅｖｅ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｖｅｒｙｌａｒｇｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｚｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｉｓｐｕｔｏｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｚｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｅｓｏｆｇｅｎｅｒａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｉｎｔｈｅｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｒｅｂｙｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．

ＫｅｙｗｏｒｄｓＬｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍＣｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒＺｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋＳｅｌｅｃｔｉｖｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

摘

要

区域选择性联锁技术作为一种新的保护

生无选择性的越级跳闸现象。传统的保护模式无法解决上述问题，而区域选择性联锁（ＺｏｎｅＳｅｌｅｃｔｉｖｅ

Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ，ＺＳＩ）技术可以解决完全选择性的问题

［１、２］

。

由于经济方面的原因，热电磁式的框架断路器或塑壳断路器在我国低压配电系统中的应用还较为广泛。因此，如何解决低压配电系统中通用型（经济型）断路器间区域选择性联锁保护的配合是广大工程用户十分关注的问题。

１区域选择性联锁工作原理

断路器采用智能化脱扣器或控制单元，当发生短

路故障时，只有紧靠故障点的断路器处于瞬时保护状态，其他上级断路器处于定时保护状态，保证了断路器选择性动作。

一般采用智能化脱扣器，用一根引导线把所有串联的保护装置连接起来。当检测到故障时，此引导线把每台断路器的定时指令传输给处于故障点直接上级的断路器。只有处于故障点直接

方式，克服了传统配电系统保护中上下级间选择性难以配合，短路电流对系统的冲击大等缺点。介绍了区域选择性联锁技术的基本原理，重点阐述了低压配电系统中通用型低压断路器各级之间区域选择性联锁的实际解决方案，从而有效地提高配电系统的安全性和可靠性。

关键词锁

低压配电系统

断路器

区域选择性联

选择性保护

上级的断路器接收不到定时指令时才瞬时

在低压配电系统中，为了确保上下级间配合的选择性，上级断路器通常配备带短延时的三段保护。这样在发生短路故障时，故障点上方的配电系统在短延时期间不可避免将受到短路电流的冲击；另一方面，当下级回路短路电流超过上级断路器的瞬动整定值时，将使上下级断路器同时进入瞬动状态，有可能发

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脱扣，其工作原理如图１所示。

图１区域选择性联锁工作原理

Ｆｉｇ．１

Ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｚｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋ

２区域选择性联锁技术措施

区域选择性联锁技术是指辐射式电网中各级断路

器脱扣器之间通过通信或数据交换实现选择性跳闸。

低压配电系统区域选择性保护的解决方案

如图２所示，该系统为三级配电网络，第二级断路器反而越长，短路带来的电动力和热效应破坏作用越大，显然是与速动性的要求相矛盾。级数越多，矛盾也愈加突出。因此，为了较好地解决低压配电系统中通用型（经济型）断路器区域选择性联锁保护的配合问题，降低工程费用或降低工程改造费用，

ＱＦ１、ＱＦ２、ＱＦ３和第一级主断路器ＱＦ联锁，第三级断路器ＱＦ４、ＱＦ５和上级断路器ＱＦ１联锁，三级断路器的延时时间分别设置为０．４ｓ、０．２ｓ、０．１ｓ。

ＴＣＬ公司提供了标准配置的区域选择性联锁保护模块（ＴＩＺＳ）技术方案，为广大工程用户提供了详细的解决措施。

ＴＩＺＳ是一个单元模块，通过附件过渡排连接，安装在通用型热电磁式框架断路器或热磁式塑壳断路

Ｔｓｄ＝０．４ｓ

第一级

Ｔｓｄ＝０．２ｓ

第二级

Ｔｓｄ＝０．１ｓ

第三级

器的后端，作为该断路器的新增选择性功能模块。在使用ＴＩＺＳ时，热电磁式框架断路器或热磁式塑壳断路器的直接上级断路器必须使用带ＺＳＩ功能模块的智能控制器，并在直接上下级断路器之间敷设一与主回路并列的信号回路，其工作原理如图３所示。

图３

图２区域选择性联锁

Ｆｉｇ．２Ｚｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｌｏｃｋ

当Ａ点发生故障时，ＱＦ４检测到故障电流，可瞬时动作，同时ＱＦ４向ＱＦ１发出等待命令，使ＱＦ１的瞬动元件锁定，并进入０．２ｓ短延时，ＱＦ１也检测到故障电流，向ＱＦ发出等待命令，使ＱＦ进入０．４ｓ短延时。

当Ｂ点发生故障时，ＱＦ１检测到故障电流，向

ＱＦ发出等待命令，使ＱＦ的瞬动元件锁定，并进入０．４ｓ短延时，同时由于ＱＦ１未收到下级发送的等待命令，ＱＦ１短延时将不会启动，ＱＦ１瞬时脱扣切除故障。

当Ｃ点发生故障时，由于ＱＦ未收到下级发送的等待命令，ＱＦ断路器将瞬时脱扣，线路将不再承受

Ｆｉｇ．３

ＴＩＺＳ工作原理

ＯｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＴＩＺＳ

图中：ＱＦ为带长延时、短延时和瞬动，以及控制器具有ＺＳＩ功能的智能型断路器；ＱＦ１、ＱＦ２为带长延时和瞬动的一般断路器（即通用型热电磁式的框架断路器或热磁式塑壳断路器）；Ｔ１、Ｔ２为ＴＩＺＳ模块，将Ｔ１、Ｔ２模块的逻辑控制出口并联与ＱＦ智能控制器的ＺＳＩ功能模块入口相连；虚线表示ＴＩＺＳ模块和智能型断路器间敷设的信号回路。假设短路发生在ＱＦ１负载侧Ａ处，Ｔ１检测到短路电流向ＱＦ发出闭锁命令，关闭ＱＦ的瞬动保护功能（将ＱＦ锁定），同时ＱＦ１的瞬动保护动作，切断故障电流。如

０．４ｓ的短路电流冲击。从而降低了短路电流对导体和电气设备的热应力和机械应力，提高了电缆和电气设备的使用寿命。

３通用型（经济型）断路器的实际解决方案

为保证上下级断路器间的选择性，通常采用阶梯法则，即通过上下级脱扣器动作电流差值和动作时间差值的阶梯配合来实现。如果配电系统层次较少（１～２级），各级保护定值差距很大，则选择性是有保证的。若级数较多（３级及以上），为保证选择性，一般除最末端断路器可配置瞬动特性外，其它各级须取消瞬时保护而仅设置短延时保护和过载保护，且主要通过时间差配合来实现。如此一来，越靠近电源侧，线路的供电可靠性要求越高，而故障动作的时间

ＱＦ１未能于５０ｍｓ内切断故障电流，则解除对ＱＦ的逻辑封锁，由ＱＦ自身整定的保护功能实现保护。如短路发生在ＱＦ、ＱＦ１之间的Ｃ处，因ＱＦ未收到

Ｔ１的闭锁命令，因此ＱＦ按原整定的保护功能实现保护。极端情况为当Ａ点发生短路后，在ＱＦ的保

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护功能锁定期间Ｃ点也发生短路，ＱＦ最多延时５０ｍｓ再启动保护功能，从而减小了被保护导体承受的短路热效应和机械效应的冲击。同理，ＱＦ２与ＱＦ之间的ＺＳＩ联锁保护相同，从而实现了配电系统的多回路控制。

轻易实现框架断路器与框架断路器、框架断路器与塑壳断路器之间的区域选择性联锁，完成配电系统中电源端和中间级配电的选择性保护与配合。因此，采用区域选择性联锁技术对提高电缆和电气设备寿命，降低工程设备投资成本，提高供电可靠性具有极其重要的意义。

４结论

ＺＳＩ在国外已是一项成熟且应用比较普遍的技

术，它的优点是显而易见的。从上面的介绍中也可以看出，在低压多级配电系统中，不需要增加配电回路数，也不需要放大导体截面，只需较少的投入就可以

１葛大麟，张自中．低压断路器的能量选择性技术

［Ｊ］．低压电器，２０００（５）：１２－１７．

——级间选择性连２王厚余．低压配电技术的新发展—

锁（ＺＳＩ）［Ｊ］．低压电器，２００２（１）：４６，４７．

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第八届全国情报网召开第一次常务理事会

２００８年５月２３日，第八届全国建筑电气设计技术协作及

情报交流网（以下简称全国情报网），在古都西安召开了第一次常务理事会。

在此次常务理事会上，宣布了新一届常务理事名单及机构组成；修订了全国情报网章程；讨论并通过了“中船第九设计研究院工程有限公司”、“上海江南建筑设计院有限公司”的入网申请。

会上，全国情报网理事长杨德才作了“全国建筑电气设计技术协作及情报交流网第八届理事会工作计划”的报告。报告提出了本届全国情报网的工作计划安排，并具体部署了实施细则。杨德才理事长着重指出：应首先做好情报网的组织建设工作，强化秘书处职能；继续办好全国情报网的网刊《建筑电气》杂志和网讯《建筑电气工程设计通讯》；建设全国情报网的网站并做好维护管理工作；加强对各二级网的指导和相互交

全国建筑电气设计技术协作及情报交流网

供稿

流，形成以全国情报网为核心，各二级网为基础的建筑电气设计技术协作及交流网络；围绕新技术、新产品、新材料、新工艺开展全国情报网的交流活动，通力合作办好全国情报网的年会和理事会；成立专业委员会，不定期举办各种形式的技术研讨和交流活动；根据业主和市场需要，提供建筑电气工程的设计和咨询服务，面向市场，整合资源，以业养网。

本次常务理事会对５．１２四川汶川地震作出快速反应，就全国部分设计单位受命建设地震灾区过渡安置房的过程中发现的电气设计的问题，如：防雷与接地、临时电网的组建、室内布线、标准化、模块化及工程实施等等方面的问题进行了研讨，并最后形成通过了《地震灾区过渡安置房建设电气专业技术措施（试行）》。

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ＯＹＱ１双万能断路器一体式自动转换开关装置

上海汉萨 欧雅斯电气有限公司是韩国汉萨株式会社和中国上海欧雅斯电气有限公司组建的合资企业。公司结合中国实际情况，推出的ＯＹＱ１系列双万能断路器一体式自动转换开关是一种新型的“兼具ＰＣ型ＡＴＳＥ特征的ＣＢ型ＡＴＳＥ”，填补了国内中、大容量ＡＴＳＥ产品的空白。

与目前市面上的产品相比较，ＯＹＱ１具有以下特点：

型ＡＴＳＥ特征，退出过电流保护也可以当作ＰＣ型ＡＴＳＥ使用。

ｄ．ｅ．ｆ．ｇ．ｈ．

容量范围选择性大，额定电流从２５２Ａ（由６３０Ａ整体积小、重量轻。

三种稳定的工作状态：常用电源合、备用电源分；常具有固定式和抽屉式两种安装方式，其中抽屉式还具具有ＲＳ４８５通讯接口，可实现四遥通讯功能。

上海汉萨 欧雅斯电气有限公司

供稿

定）直至６３００Ａ。

ａ．ｂ．ｃ．

专门设计的一体式结构，达到机械联锁和电气联锁的动作转换时间短，仅为６０￣８０ｍｓ。

使用灵活、适应性强，能满足各类使用场合的要

用电源分、备用电源合；常用电源分、备用电源分。有旁路接通功能（带旁路开关），便于监测和维修。

完美结合。

求；具有两台万能断路器的选择性保护及各类过电流保护功能，无论电源级、配电级还是负载级都能使用；兼具ＰＣ

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nzxe.html