工厂供电系统低压配电保护电器的选择
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摘要：电网运行的过程中会受到低压配电变压器的影响，低压配电变压器可以保障电网的稳定运行，从而保证供电的安全和稳定。鉴于低压配电变压器的重要作用，而当前的供电所低压配电变压器的缺乏有效的保护设备，不能为低压配电变压器提供有效的保护。
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
由于电力需求上升，低压配电设备所要承受的工作量也在提升，要想在今后的工作中，进一步提高设备的运行性能，同时配合运行监控系统，有效的处理设备故障，就必须制定相关措施，从主观上和客观上去选择合理的配电保护器，避免重复恶性循环。
一、保护电器的选择
1、短路保护和保护电器选择
短路保护要求：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前分断该短路电流。短路保护电器应满足两个要求：（1）分断能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流；（2）应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流。当短路持续时间不大于 5s 时，导体从正常运行的允许最高温度上升到极限温度的持续时间 t ，可近似地用公式： I2t≤k2S2计算。式中，S-绝缘导体的线芯截面，单位为 mm2；I-预期短路电流有效值（均方根值），单位为 A；t-导体内短路电流持续作用的时间，单位为 s；K-计算系数，取决于导体的物理特性以及短路时的初始温度和最终温度。当短路持续时间小于 0.1s 时，应计入短路电流非周期分量对热作用的影响，这种情况应校验 k2S2≥I2t，以保证保护电器在分断短路电流前，导体能承受包括非周期分量在内的短路电流的热作用。当短路电流持续时间大于 5s 时，校验应计及散热的影响。
2、按接地故障保护要求选择保护电器
接地故障保护要求：接地故障保护的设置应能防止人身间接电击及电气火灾、线路损坏等事故。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式，移动式、手握式或固定式电气设备的区别，以及导体截面等因素经技术经济比较确定。按 TN 系统接地故障保护要求选择保护电器，TN 系统配电线路接地故障保护的动作特性应满足：Zs・Ia≤U0。式中，Zs-接地故障回路的阻抗，单位为 Ω；Ia-保证保护电器在规定时间内切断故障回路的电流，单位为 A；U0-相线对地标称电压，单位为 V。TN 系统采用过电流保护电器（即熔断器或断路器）兼做接地故障保护；当不能满足上述要求时，宜采用零序电流保护或剩余电流动作保护。
3、过负载保护和保护电器选择
保护电器应在过负载电流引起的导体升温对导体的绝缘、接头、端子或导体周围物质造成损害之前分断该过负载电流；对于突然断电比过负载造成更大损失的线路，其过负载保护应作用于信号。过负载保护电器的动作特性应同时满足两个条件：IC≤Iset1≤Iz；I2≤1.45Iz。式中，IC-线路计算电流，单位为 A；Iset1-断路器长延时脱扣器整定电流，单位为 A；Iz-导体允许持续载流量，单位为 A；I2-保证保护电器可靠动作的电流，单位为 A。
4、按设备起动时不误动作要求选择保护电器
保护电器的选型和整定电流等参数，应保证设备起动过程中不致动作，这是最基本要求。这种动作即误动作将导致设备无法正常运行。按用电设备起动要求选择断路器，应符合以下要求。
（1）反时限过电流脱扣器整定电流（Iset1）对于单台笼型电动机直接起动时，反时限过电流脱扣器整定电流应满足：Iset1≥IM。式中，IM-笼型电动机额定电流，单位为A。对于配电线路，应满足：Iset1≥Ic。式中，Ic-线路的负荷计算电流，单位为 A。
（2）定时限过电流脱扣器整定电流（Iset2）定时限过电流脱扣器主要用于保证保护电器动作的选择性。定时限过电流脱扣器整定电流应躲过短时间出现的负荷尖峰电流，即应满足：Iset2≥Krel2[IstM1+IC（n-1）]。式中，IstM1-线路中最大一台电动机的起动电流，单位为 A；Krel2-低压断路器定时限过电流脱扣器可靠系数，取 1.2；IC（n-1）-除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算负载电流，单位为 A。对于单台笼型电动机直接起动时，应能躲过起动电流，即应满足：Iset2≥Krel2IstM1。定时限过电流脱扣器的整定时间通常有 0.1（或 0.2）s、0.3s、0.4s、0.5s 等几种，根据需要确定。其整定时间要比下级任一组熔断器可能出现的最大熔断时间大一个级量。上下级时间级差不小于 0.1～0.2s。
（3）瞬时过电流脱扣器整定电流（Iset3）
瞬时过电流脱扣器整定电流应能躲过配电线路尖峰电流，即应满足：Iset3≥Krel3[I'stM1+IC（n-1）]。式中，I'stM1-线路中最大一台电动机全起动电流，单位为 A，它包括了周期分量和非周期分量，其值取电动机起动电流 IstM1的 1.5～2.2 倍；Krel3-低压断路器瞬时脱扣器可靠系数，考虑电动机起动电流误差和断路器瞬动电流误差，取 1.2；IC（n-1）-除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算电流，单位为 A。对于单台笼型电动机直接起动时，Iset3应躲过电动机的全起动电流，即 Iset3=（2～2.5）IstM1。为满足被保护线路各级间选择性要求，选择型低压断路器的瞬时脱扣器电流整定值 Iset3，还应大于下一级保护电器所保护线路的故障电流。
二、低压配电柜日常管理
低压配电柜日常管理重点在于监控监测配电柜的整体性能运行情况，尽早发现事故隐患，将安全用电风险控制在最低程度。建立健全低压配电柜点巡检制度，安排专人做好该项工作，发现问题要及时上报、处理。完善低压配电柜日常维护保养制度，在进行低压配电柜维护保养工作之前，需要先向上级主管部门提出申请，批准通过后要进一步完善好停送电手续，然后才可以实施。
为了促进低压配电柜整体性能的发挥，必须将维护保养工作融入在日常工作中，详实记录好各配电柜的运行情况及采取的措施。如检查电力电缆、二次线路是否脱落，脱落的就要重新连接；检查柜体仪表、指示灯运行是否正常无损，电力标识牌是否正确悬挂；检查连接件是否松动，如有问题就采取相关措施；检查电器元件、铜母线、绝缘件周围的灰尘是都在合理范围内，如果破坏了设备的绝缘性能，必须将灰尘清理干净。
除了对低压配电柜进行例行管理工作外，还需要开展计划性的定期维护作业。在此过程中，必须采取合理有效的措施，以提高配电柜整体性能，达到安全可靠用电的目的。整个作业过程，由有电工资质的工作人员完成，并要有专人负责监护，作业人员要充分熟悉配电柜的电气机械控制性能。月维护工作首先要确保元器件完好、接触良好和动作可靠。通过观、闻、听、测方式，检查仪表、指示灯、接触器、保险等元件是否正常，有损坏要及时更换，保证其完整性；使用红外测温仪逐一测量母线连接、电缆接头、电容器、电抗器等的温度是否正常，如果有发热、变色、锈迹等现象，应立即开展适当的触头表面修锉处理，严重的必须更换接触件，并逐一紧固端子，确保接触良好；手动试验隔刀、断路器、空气开关动作是否灵敏，保证其动作可靠良好。
结束语
我国当前的供电所低压配电变压器的保护系统存在功能单一、保护性能不足的现状，不能对变压器的运行状况进行实时的监控，更难以避免变压器的故障。一旦低压配电变压器出现故障，则会引起供电的中断，造成不利的影响。因此，提高变压器的运行稳定性，要从设计一套完整的供电所低压配电变压器保护系统开始。该保护系统具有智能性高、综合性强的优点，不仅能够对变压器进行过热保护、过流保护和剩余电流保护，还能实现对变压器的远距离监控。极大的方便了供电所对低压配电变电器的控制，提高了变电器的运行稳定性。
参考文献
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