对低压进线断路器设计选型的分析

科技论坛　２００８年第１期　民营科技　对低压进线断路器设计选型的分析　李赫华　（阿城继电器股份有限公司，黑龙江哈尔滨１５０３０２）　摘要：结合电力系统的实际应用对低压进线断路器在设计选型方面进行分析比较，对低压进线断路器在一定的条件下可以选用智能型塑　料外壳式断路器（简称塑壳断路器）取代框架断路器进行探讨。　关键词：断路器；极限；运行；分断能力　前言　低压进线断路器一般用于变压器低压侧，肩负着低压整套母线　的保护作用，是比较重要的断路器。如果选择不当，发生误动或遇　母线发生故障时，不能及时地切断故障，控制故障蔓延，势必造成　大范围的停电，带来不可估量的经济损失。因此、如何正确选用低　压进线断路器是问题的关键。　１断路器短路分断能力　断路器一般具有两个反映断路器短路分断能力的参数：一是额　定极限短路分断能力（以下简称极限分断能力）ｌｃｕ，　试验顺序是　０－ｔ—ｃｏ（０表示分断操作，ｃｏ表示接通操作后紧接着分断操作，ｔ表　示时间间隔，一般３ｒａｉｎ），在按规定的试验顺序动作后，不考虑断路　器继续承载额定电流。另一个是额定运行短路分断能　（以下简称　运行分断能力）ｌｓｃ，其试验操作顺序是０－ｔ—ＣＯ—ｔ　ＣＯ在按规定的试　验顺序运行后，需考虑断路器继续承载额定电流的能力。　断路器设计选型中应如何正确选用以上参数，主要是应当考虑　经济、适用的满足电　系统的要求。低压电气规范中没有明确的规　定，各种手册也没有明确的说法。大多数手册指出：断路器的额定　短路通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流，一般按　有效值计算。具体是极限分断能力还是运行分断能力没有明确指出。　只有个别于册指明采用极限分断能力，对于低压进线断路器应采用　运行分断能力。　１．１从可靠性方面考虑。采用运行分断能力选择断路器，在断路　器断开短路电流后，仍可以保证断路器承受它的额定电流，减少断　路器再次出现故障的可能性，可以保障断路器运行的可靠性，从而　提高整个电力系统运行的可靠性。　１．２从可行性方面考虑。对于近年来生产的智能型断路器，运行　分断能力一般都较大，既弥补了老式断路器的不足，又与国际先进　技术接轨，加大了科技含量，充分考虑到了电力系统中可能出现的　各种问题，都能满足可靠地分断短路电流的要求。　对于老型断路器，厂家没有提供运行分断能力这一参数，只有　极限分断能力。设计选型中可按１ｃｓ＝０．５ｌｅｕ考虑。这样选择，当断　路器的额定电流合适时，其运行分断能力往往不够，需通过提高断　路器的壳架电流等级来满足短路分断能力。　１．３从经济性方面考虑。对于老型断路器，按运行分断能力选　择，一般需提高断路器的壳架电流等级，从而满足分断能力的要求；　对于新型断路器，虽然其运行短路分断能力较高，一般不需满足分　断能力的要求，来提高断路器壳架电流等级，其价格较同电流等级　的老式断路器要高。所以按运行分断能力选择断路器，一般成本会　有所增加。　但是，由于低压进线断路器所需数量较小，其引起的投资增加，　在整个投资中所占的比例很小，而且他的蕈要性又较高，如选择不　当，它的故障或误动都将造成较大面积的停电和给电力用户造成经　济损失，同时给生产和生活带来不便，所以，从这方面考虑为低压　进线断路器的可靠运行，从而保障电力系统安全运行增加一点投资，　妨患于未然在安全上、经济上是值得的。　另外，随着科技的发展和不断创新，目前新型的智能断路器已　取代老式断路器。随着电力系统可靠性、灵活性、智能性提高，用　电质量的提高，选择使用智能型断路器的投入，已不存在成本增加　问题。　２断路器结构形式的选择　低压断路器按结构形式分塑壳式和框架式两大类，按过电流的　脱扣形式又分普通型和智能型。作为变压器低压侧进线断路器，以　往都优选框架断路器，而近年来生产的新型智能断路器，其优于老　式断路器的最大优点，是过电流脱扣器是具有选择性的，即是可调　的，而且没计成在面板上操作，方便调试和维修。另外还具有结构　采用模块化（附件可自由组合）、体积小、短路分断能力高、飞弧距　离小、重量轻等特点，同时备有通讯接口，可实现“四遥”功能，　更加适应现在电网容量不断扩大、电力要求不断提高、低压配电和　控制逐步智能化的趋势。因此，对于容量大、要求高的重要负荷框　架断路器不失是一种最佳的选择，但作为进线断路器选择框架式并　不是绝对的。目前生产的新型塑壳断路器在某些电力场合也是可以　做进线保护用断路器。　３塑壳断路器的优势　３．１额定电流方面。对于老式塑壳断路器，其最大容量能达到　６００Ａ，这样的容量作为低压侧进线保护断路器显然选择的余量太小。　随着电力系统和电力用户要求的不断提高，科技的不断进步，新型　塑壳断路器，在容量方面有了大幅度的提高，国产的塑壳断路器目　前额定电流最高达到２０００Ａ，如：天津百利ＴＭ３０；进口施耐德和　ＡＢＢ生产的额定电流已经做到了２５ｏｏＡ，而且其容量还在增大。所　以，对于新型塑壳断路器，其容量对于大型变压器尚显不足，但是，　对于中小型变压器及工厂用的中小型变配电所，是完全可以胜任的。　３．２短路分断能力方面。近年来，我国生产的断路器，无论是框　架式，还是塑壳式，其短路分断能力都有了很大的提高。　就塑壳断路器而言，其分断能力大幅度提高。例如以往是最常　用的ＤＺ１０型断路器，其最大短路分断能力的峰值也仅仅达到４０ＫＡ，　而新型断路器的运行分断能力有效值都已经达到了很高水平。极限　分断能力从２５ＫＡ～２００ＫＡ可根据不同用户的不同要求，加以选择，　如需要更高级的，还可以从国外产品中选择。而目前国内外的框架　断路器其极限分断能力最大为１５０ＫＡ。因此，就极限分断能力而言，　塑壳式断路器在某些电力场合可以满足作为低压进线断路器的要求。　３．３选择性方面。老式塑壳断路器一般没有短延时脱扣器，很难　实现选择性保护，但是现在生产的新型断路器已经具备智能化功能。　例如，国产的ＴＭ３０Ｐ、ＲＭＭ２等系统的智能脱扣器就可以实现短延　时功能，完成选择性保护；施耐德和ＡＢＢ的ＮＳ、Ｓ系统的多功能电　子脱扣器在实现这一功能上性能更优越。按照低压断路器智能化、　模块化、组合化、电子化、多功能化的发展趋势，今后具有选择性　功能的塑壳断路器将会越来越多，选择性保护对于塑壳断路器将不　会再成为一个问题。　３．４短时耐受能力方面。短时耐受能力是塑壳断路器一个弱项，　这是它本身的局限陛（受电流，体积等因素限制）。　目前国内及国外的产品已经大大提高了短时耐受电流，要想大　幅度提高蝮壳式断路器的短时耐受电流，尚需等待技术的进一步发　展。　３．５从经济方面分析。塑壳断路器的价格要比框架式低很多，例　如；塑壳断路器ＴＭ３０ＨＰ一６００ＷＰ／３３４０是１８８０元／台，而ＴＷ３０—　２０００／３６３０Ａ固定框架式断路器是１０６００元／台，进口断路器差值更大，　以ＡＢＢ为例，塑壳断路器Ｓ６Ｘ一６３０／３Ｐ的价格是７４６８元／台，而固定　框架断路器Ｅ１Ｂ０８／Ｒ６３０／３Ｐ是１９５７６元／台，因此，从经济方面考虑，　在塑壳式断路器也能满足要求的条件下，应优先选择塑壳式断路器。　结束语　综上所述，从断路器的短路分断能力、结构形式、优越性等方　面，进线断路器采用智能型塑壳断路器，是完全可行的，能够满足　电力系统对元件的要求。因此，进线断路器采用智能型塑壳断路器　可以避开其弱点，使其优越性得以发挥。