專(zhuān)家揭秘保護電器的能量選擇性

01

選擇性是電氣系統中上下級保護裝置之間的協(xié)調配合。當電氣裝置內的任何一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，只有鄰近故障部位的上游保護裝置分斷并隔離故障，與此同時(shí)，上級保護裝置保持合閘狀態(tài)不受影響，從而最大程度保障系統供電的連續性。如下圖所示，當在圖示點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，斷路器B跳閘，而斷路器A保持合閘，那么A、B兩個(gè)斷路器則具有選擇性。

選擇性可以是完全選擇性或部分選擇性。

完全選擇性指流經(jīng)故障點(diǎn)所有的故障電流，從過(guò)載到非阻性短路電流，均由斷路器B斷開(kāi)，而斷路器A保持合閘。當查詢(xún)施耐德電氣樣本中的選擇性表格時(shí)，完全選擇性標有符號“T”。

部分選擇性指故障電流在某一故障電流值（選擇性極限值）之下時(shí)，斷路器B斷開(kāi)，而斷路器A保持合閘。故障電流大于此極限值時(shí)，兩個(gè)斷路器同時(shí)斷開(kāi)。查詢(xún)施耐德電氣樣本的選擇性表格列出的值則為選擇性極限值。

選擇性區域包括過(guò)負荷區域和短路區域。

常用以下幾種技術(shù)的組合確保上下兩級保護設備之間的選擇性：

• 電流選擇性：應用于過(guò)載保護

• 時(shí)間選擇性：應用于小短路電流保護

• 區域選擇性連鎖：應用于低壓系統主配電級

• 能量選擇性：應用于大短路電流保護

02

施耐德電氣法國專(zhuān)家Marc SERPINET 先生和Robert MOREL先生通過(guò)對標準選擇性技術(shù)的總體研究，并站在能量的出發(fā)點(diǎn)測試了斷路器及其不同的脫扣單元。從而發(fā)現，對配電系統多級而言，不利用時(shí)間選擇性技術(shù)也可在斷路器的極限分斷能力值實(shí)現完全選擇性。能量選擇性技術(shù)可確保在大短路電流時(shí)上下級保護設備之間的選擇性。

能量選擇性的原理：

通常用于研究選擇性的時(shí)間電流曲線(xiàn)，當限流斷路器的電流超過(guò)25倍的額定電流（50Hz頻率時(shí)脫扣時(shí)間小于10ms）時(shí)是不適用的。

當斷路器A和B檢測到非常大的短路電流時(shí)，兩個(gè)斷路器的觸頭同時(shí)執行打開(kāi)的動(dòng)作，使得回路中的電流得到限制。而B(niǎo)斷路器處的電弧能量引起B分斷非?？欤?lt;1ms），但是上級斷路器A檢測到的故障電流與其分斷能力相比還是有限的，此電流引發(fā)斷路器觸頭斥開(kāi)，但是此處電弧能量卻不足以使A脫扣。因此，斷路器A可以幫助斷路器B脫扣，但是自己卻不脫扣。假如是全選擇性，則對所有的Ip值，流過(guò)下級斷路器的能量低于上級斷路器脫扣單元動(dòng)作所需要的值。施耐德電氣Compact NSX 限流斷路器使用的能量選擇性技術(shù)對實(shí)現全選擇性極為有效。

限流的能量選擇性：

在談到能量選擇性時(shí)，一定要提到級聯(lián)和限流技術(shù)。因為正是這兩種技術(shù)和能量的選擇性息息相關(guān)。所謂級聯(lián)是利用上級斷路器A的脫扣動(dòng)作來(lái)幫助斷路器B實(shí)現分斷。在之前描述到的部分選擇性中，當故障電流小于或等于滿(mǎn)足選擇性的極限電流值IS時(shí)，下級斷路器B單獨動(dòng)作，而級聯(lián)技術(shù)指在此電流下兩個(gè)斷路器均執行觸頭打開(kāi)的動(dòng)作，但是A斷路器不跳閘，從而實(shí)現選擇性。Compact NSX斷路器使用限流及級聯(lián)技術(shù)可實(shí)現提高選擇性極限電流值達到比下級斷路器B極限分斷能力更高的值。

能量選擇性的優(yōu)點(diǎn)

1、能量脫扣原理在實(shí)際中被施耐德電氣梅蘭日蘭的專(zhuān)利所應用，也被應用到NSX塑殼斷路器產(chǎn)品設計當中。這種快速和高限流性的斷路器滿(mǎn)足了用戶(hù)和市場(chǎng)兩大關(guān)注點(diǎn)：

• 用戶(hù)安裝用電容量增加，導致更大的短路電流和裝置需要相應更高的分斷能力。限流、級聯(lián)和能量選擇性技術(shù)可以提高下級斷路器的極限分斷能力，從而降低了用戶(hù)的投資成本，提高了經(jīng)濟性；

• 有效限制電氣裝置中的應力以及故障電流的水平和持續時(shí)間。

能量選擇性技術(shù)確保在大的短路電流狀態(tài)下保護設備之間的選擇性。能量選擇性技術(shù)的應用使得當滿(mǎn)足以下條件時(shí)，Compact NSX 可以提供上下級兩個(gè)串聯(lián)斷路器的完全選擇性。

• 兩個(gè)斷路器脫扣單元電流之比大于1.6

• 兩個(gè)斷路器額定電流之比大于等于2.5