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低壓進(jìn)線斷路器一般用于變壓器低壓側(cè)，是一個(gè)比較重要的斷路器，如果選擇不當(dāng)，一旦發(fā)生故障或誤動(dòng)，將可能造成較大范圍的停電。本文將闡述筆者在低壓進(jìn)線斷路器設(shè)計(jì)選型工作中所遇到的兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題及處理方法，供同行們參考。若有不當(dāng)之處，望給予指正。
1. 關(guān)于斷路器短路分?jǐn)嗄芰?/p>

　　斷路器一般具有兩個(gè)反映斷路器短路分?jǐn)嗄芰Φ膮?shù)：其一是額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γㄒ韵潞?jiǎn)稱極限分?jǐn)嗄芰Γ㊣cu，其試驗(yàn)順序是o-t-co(o表示分?jǐn)嗖僮鳎琧o表示接通操作后緊接著分?jǐn)嗖僮鳎瑃表示時(shí)間間隔，一般為3min)，在按規(guī)定的試驗(yàn)順序動(dòng)作后，不考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流；其二是額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γㄒ韵潞?jiǎn)稱運(yùn)行分?jǐn)嗄芰Γ㊣cs，其試驗(yàn)操作順序是o-t-co-t-co，在按規(guī)定的試驗(yàn)順序動(dòng)作后，需考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流。

　　斷路器設(shè)計(jì)選型中應(yīng)采用哪一個(gè)參數(shù)，規(guī)范中沒(méi)有明確的規(guī)定，各種手冊(cè)也沒(méi)有明確的說(shuō)法。大多數(shù)手冊(cè)指出：斷路器的額定短路通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流，一般按有效值計(jì)算。具體是極限分?jǐn)嗄芰€是運(yùn)行分?jǐn)嗄芰](méi)有說(shuō)明。只有個(gè)別手冊(cè)指明采用極限分?jǐn)嗄芰Γ俏艺J(rèn)為，對(duì)于低壓進(jìn)線斷路器應(yīng)采用運(yùn)行分?jǐn)嗄芰Γ碛扇缦拢?/p>

1. 從可靠性方面考慮

　　采用運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇斷路器，在斷路器開(kāi)短路電流后，還可以保證斷路器承受它的額定電流，減少斷路器出故障的可能性，從而可以提高斷路器運(yùn)行的可靠性。

2. 從可行性方面考慮

　　對(duì)于新型斷路器，運(yùn)行分?jǐn)嗄芰σ话愣驾^大，都能滿足短路電流的要求。表1列出了幾種有代表性的新型斷路器的運(yùn)行分?jǐn)嗄芰Α?/p>

表1

變壓器容量KVA 400 630 800 1250 1600 2000

變壓器額定電流 A 610 960 1200 1900 2432 3040

變壓器電路電壓 4 4 4.5 4.5 4.5 4

短路電流有效值KA 13.7 21 23.5 35.2 43.5 66.88

Ics/IcwKA ME 50／30 50／50 50／50 50／50 80／80 80／80

CB11 50／50 50／50 50／50 65／65 65／65 65／65

M 130／65 130／65 130／65 130／75 130／75 130／75

DZ20 25／－ 38／－ 38／－－－－

TM30 75／8 50／15 50／15 50／25 －－

NS（C） 150／－ 150／15 150／15 －－－

　　表中短路電流有效值指變壓器10KV側(cè)短路容量按150－200MVA考慮，在距變壓器低壓出線端3m母線處發(fā)生金屬性短路時(shí)的短路電流。CB11是長(zhǎng)征電氣十一廠近年推出的框架式斷路器，TM30是天津低壓開(kāi)關(guān)廠最近推出的塑殼式斷路器，M、NS（C）為梅蘭日蘭公司產(chǎn)品。表中所列的Ics和Icw(短時(shí)耐受電流)數(shù)值均為各系列斷路器中滿足變壓器容量要求的相應(yīng)殼架電流等級(jí)斷路器的數(shù)值。

　　從表1可以看出，對(duì)框架式斷路器,除CB11當(dāng)變壓器為2000KVA時(shí)，其運(yùn)行分?jǐn)嗄芰β燥@不足外，其他斷路器都能滿足要求；對(duì)于塑殼式斷路器，只要容量滿足要求，分?jǐn)嗄芰σ话銢](méi)有問(wèn)題。

　　對(duì)于老型斷路器，廠家沒(méi)有提供運(yùn)行分?jǐn)嗄芰@一參數(shù)，只有極限分?jǐn)嗄芰ΑＴO(shè)計(jì)選型中可按Ics=Icu50%考慮。這樣選擇，當(dāng)斷路器的額定電流合適時(shí)，其運(yùn)行分?jǐn)嗄芰ν粔颍柰ㄟ^(guò)提高斷路器的殼架電流等級(jí)來(lái)滿足分?jǐn)嗄芰Φ囊蟆＠鐚?duì)于800KVA的變壓器，查表1可知其額定電流為1200A，短路電流為23.5kA，按額定電流可選DW15－1500型斷路器，其極限分?jǐn)嗄芰?0kA，若按極限分?jǐn)嗄芰x擇，它滿足要求；若按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇，則不滿足要求，需選擇更大殼架電流等級(jí)的斷路器。如DW15－2500型，其極限分?jǐn)嗄芰?0KA。所以，對(duì)于老型斷路器，按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇也是可行的。

3. 從經(jīng)濟(jì)性方面考慮

　　對(duì)于老型斷路器，按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇，一般需提高斷路器的殼架電流等級(jí)，以滿足分?jǐn)嗄芰Φ囊螅粚?duì)于新型斷路器，雖然其運(yùn)行分?jǐn)嗄芰^高，一般不需為滿足分?jǐn)嗄芰Φ囊蠖岣邤嗦菲鳉ぜ茈娏鞯燃?jí)，但是其價(jià)格比同電流等級(jí)的老型斷路器高。所以按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇斷路器，一般投資會(huì)有所增加。

　　但是，由于低進(jìn)線斷路器所需數(shù)量較少，其引起的投資增加在整個(gè)工程投資中所占比例很小，而且它的重要性又較高，它的故障或誤動(dòng)都將造成較大面積的停電，給生產(chǎn)和生活帶來(lái)不便，甚至造成較大經(jīng)濟(jì)損失。所以，為低壓進(jìn)線斷路器的可靠運(yùn)行增加一點(diǎn)投資，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

　　另外，新型斷路器取代老型斷路器是一種必然趨勢(shì)。當(dāng)它完全取代老型斷路器后，按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇斷路器，將不再存在投資增加問(wèn)題。到那時(shí)，按運(yùn)行分?jǐn)嗄芰x擇斷路器將成為一種必然的選擇。

1. 關(guān)于斷路器結(jié)構(gòu)型式選擇

　　低壓斷路器按結(jié)構(gòu)型式分，可分為塑殼式和框架式兩大類。

　　作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)，一般選擇框架式斷路器，但是框架式斷路器有體積大、價(jià)格高、接觸防護(hù)較差等弱點(diǎn)，所以作為進(jìn)線斷路器，它并不是最佳選擇。

　　塑殼式斷路器有體積小，安裝緊湊、外形美觀、價(jià)格低、接觸防護(hù)好等特點(diǎn)，以往它沒(méi)有成為進(jìn)線開(kāi)關(guān)的首選，主要受到其容量小，短路分?jǐn)嗄芰Φ停x擇性和短時(shí)耐受能力差這幾方面因素的限制，但是隨著技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的推出，這些問(wèn)題已經(jīng)獲得了不同程度的改進(jìn)。下面我將就這幾方面的問(wèn)題分別加以說(shuō)明。

2.1容量問(wèn)題

　　對(duì)于老式塑殼式斷路器，其最大容量一般是600A左右，這樣的容量，作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)是顯得太小了。但是現(xiàn)在的新型殼式斷路器，其容量已經(jīng)有了大幅度的提高，例如DZ20型最大可達(dá)1250A，TM30型最大可達(dá)2000A，有的產(chǎn)品甚至高達(dá)3000A。所以對(duì)于新型斷路器，其容量對(duì)于大型變壓器尚顯得不足，但是對(duì)中小型變壓器，已經(jīng)完全可以勝任了。

2.2分?jǐn)嗄芰?wèn)題

　　近年來(lái)，我國(guó)生產(chǎn)的斷路器，不論是框架式，還是塑殼式，其短路分?jǐn)嗄芰Χ加辛舜蠓忍岣摺?/p>

　　就塑殼式而言，其分?jǐn)嗄芰μ岣叩姆确浅ｓ@人。例如以往是最常用的DZ10型斷路器，其最大短路分?jǐn)嗄芰Φ姆逯狄矁H僅達(dá)到40kA，而新型斷路器的運(yùn)行分?jǐn)嗄芰τ行е刀家呀?jīng)達(dá)到了很高水平。從表1就可以看出，DZ20型的運(yùn)行分?jǐn)嗄芰ψ罡呖蛇_(dá)50kA、TM30更高達(dá)到75kA，兩種型號(hào)的極限分?jǐn)嗄芰τ行е稻筛哌_(dá)到100kA。

　　所以就分?jǐn)嗄芰Χ裕軞な綌嗦菲魍耆梢詣偃巫鳛榈蛪哼M(jìn)線斷路器的要求。

2.3 選擇性問(wèn)題

　　老式塑殼式斷路器一般沒(méi)有短延時(shí)脫扣器，很難實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。但是現(xiàn)在生產(chǎn)的部分新型斷路器已經(jīng)具備了這一功能。例如TM30系列的智能脫扣器就可以實(shí)現(xiàn)短延時(shí)功能，完成選擇性保護(hù)；NS系列的電子脫扣器也可以實(shí)現(xiàn)這一功能。按照低壓斷路器智能化、模塊化、組合化、電子化、多功能化的發(fā)展趨勢(shì)，今后具有選擇性功能的塑殼式斷路器將會(huì)越來(lái)越多，選擇性對(duì)于塑殼式斷路器將不會(huì)再成為一個(gè)問(wèn)題。

2.4 短時(shí)耐受能力問(wèn)題

　　短時(shí)耐受能力是塑殼式斷路器一個(gè)弱項(xiàng)，目前多數(shù)塑殼式斷路器廠家都沒(méi)有提從額定短時(shí)耐受電流Icw這一參數(shù)。不過(guò)已有部分廠家提供了這一參數(shù)。

　　表1中列出了TM30和C序列斷路器的額定短時(shí)耐受電流。從表中數(shù)據(jù)看，塑殼式斷路器的短時(shí)耐受電流與框架式斷路器相比，還有很大差距，其值還遠(yuǎn)小于變壓器低壓側(cè)短路電流的數(shù)值，但是作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)，只要選好斷路器瞬時(shí)脫扣器的整定電流，將短延時(shí)電流限制在斷路器可以承受的耐受電流范圍內(nèi)，塑殼式斷路器就可以滿足耐受電流的要求。

　　例如，有一臺(tái)630kVA變壓器，查表1可知，其變壓器低壓側(cè)額定電流為960A，短路電流為21kA，可選擇TM30－1000型斷路器，其運(yùn)行分?jǐn)嗄芰?0kA，滿足要求；其短時(shí)耐受電流為15kA，不滿足要求。這時(shí)可以將斷路器的瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作電流整定在15kA，當(dāng)短路電流超過(guò)15kA時(shí)，使斷路器瞬時(shí)跳閘。這樣做的后果是損失了保護(hù)的部分選擇性。

　　要想大幅度提高塑殼式斷路器的短時(shí)耐受能力，尚需等待技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和新材料的出現(xiàn)。

　　對(duì)于不需要選擇性保護(hù)的場(chǎng)合，塑殼式斷路就可以避開(kāi)其弱點(diǎn)，使其優(yōu)越性更得以表現(xiàn)。

　　從以上分析可以看出，作為低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)，塑殼式斷路器在一定條件下已經(jīng)可以取代框架式斷路器。