低压智能断路器保护参数整定思路及原则

牛广君

（首钢长治钢铁有限公司炼钢厂，山西 长治 046031）

生产实践·应用技术

低压智能断路器保护参数整定思路及原则

牛广君

（首钢长治钢铁有限公司炼钢厂，山西 长治 046031）

在介绍低压智能断路器的主要保护功能的基础上，从工厂供配电运行的实际出发，提出了低压智能断路器保护参数整定的思路及原则。以此思路和原则对低压智能断路器保护参数进行整定，使其及时、有效、准确地对供配电系统起到保护作用，确保工厂供配电系统稳定运行。

低压智能断路器 参数整定 工厂供配电

首钢长治钢铁有限公司炼钢厂是一个含有三座转炉、四台连铸机及其配套行车、能源中心、上料系统等装备的现代化工厂，全厂供配电系统共含有40多台10 kV真空断路器及80多台低压智能断路器。自2005年投产以来，多次出现现场电气系统故障，在低压智能断路器未动作的情况下，10 kV真空断路器直接保护掉闸，使得故障影响面扩大。为解决该问题，对所有低压智能断路器的保护定值进行了修订，但现场又出现多次大功率电机烧损，导致低压智能断路器保护动作。为彻底解决该问题，通过对近几年的保护事件进行统计分析并进行总结，重新修订了保护定值，成功解决了该问题。

1 低压智能断路器主要保护功能

对炼钢厂不同生产厂家的80多台低压智能断路器进行统计，其需要整定的参数主要为：接地保护电流（Ir4或IG）、接地保护时间（T4或TG）、长延时保护电流（Ir1或Ir）、长延时保护时间（T1或Tr）、短延时保护电流（Ir2或Isd）、短延时保护时间（T2或Tsd）、瞬时保护电流（Ir3或Ii）。

接地保护主要用于供电回路中因电气设备或电缆绝缘损坏或其他原因造成相线、配电、用电设备的金属外壳、敷线管槽等之间形成短路时，自动断开故障回路而起到保护作用。

长延时保护主要是防止供电回路中过载而设立的，其保护定值一般最大设定值为该智能断路器的额定电流，长延时保护时间根据生产厂家的不同，可以设定的范围不同，一般可以在0～240 s之间设定。

短延时保护主要是防止配电系统中阻抗短路而设立的，其保护定值一般为该智能断路器的额定电流的2～10倍，可根据现场情况具体设定。

瞬时保护是为了防止配电系统金属性短路而设立的，瞬时保护时间不可调，当电流超过设定值时，断路器立即执行跳闸命令。

2 低压智能断路器保护参数整定思路及原则

2.1 低压智能断路器保护参数整定思路

根据炼钢厂供电系统的实际情况，结合近几年来的几次事故进行统计、分析，总结如下：10 kV高压系统总进线、总进线下端各变压器、大功率电机等10 kV供电设备过流保护定值、过流保护时间、瞬时定值等执行工程建设投运初期设计单位出具的保护定值表，也就是说该定值在工程建设中由设计单位根据该系统并入电网的保护定值、公司整体供电系统的保护定值、炼钢厂整体设计负荷确定，二级单位无权进行修改。如需修改时，必须上报相关设计单位或主管部门，批准后方可进行；变压器二次侧总断路器（即低压系统的总进线断路器），其长延时保护定值参照日常运行负荷，一般设定为0.8～1倍的额定电流，长延时保护时间可适当的设定在30 s左右，短延时一般设定为3～5倍的额定电流（一般大于7 000 A，略低于相对应高压系统的过流定值），短延时保护时间也要略低于相对应高压系统的过流保护时间定值，瞬时定值也要低于相对应高压系统瞬时定值1 000 A以上；同一低压供电系统中存在多级智能断路器时，下级智能断路器的保护参数要略低于上级智能断路器的保护参数，尽可能保证动作的准确性，避免越级跳闸或同时动作。

大功率电机（75 kW以上）供电端一般经过一级或多级塑壳断路器或隔离开关后才会到达智能断路器，该级智能断路器保护定值的整定不仅仅要考虑其上级智能断路器的保护定值，还要考虑该电机烧损时（尤其是扫膛烧损）的短路电流。经过近几年来的事故统计，电机扫膛烧损（两次为90 kW、一次为110 kW电机）时，短路电流会在0.01 s的时间内升至6 000 A左右（根据智能断路器保护参数显示统计）。因此，该级智能断路器保护定值的设定在低于其上级智能断路器保护定值的前提下，综合考虑电机烧损时的短路电流。

2.2 低压智能断路器保护原理

塑壳断路器过流保护原理为：内部的热动型脱扣器受经过断路器的电流而发热，当运行电流在其允许的范围内时，发热量和散热达到一定的平衡，脱扣器保持一定温度及形状；当电流急剧增大时，发热量增加，温度升高，高温使脱扣器变形，从而脱扣。其动作灵敏性较差，一般短路情况下的瞬时电流动作时间为50 ms；而智能断路器是根据电流互感器采集到的电流信号，达到保护值时，直接输出控制掉闸命令而保护，动作灵敏度较高。因此，低压智能断路器保护定值的整定同步要考虑塑壳断路器的保护定值。

如果大功率电机采用变频器拖动时，还需考虑变频器的过流保护参数的设定。受电流传输及现场供配电结构形式，相同的保护参数下，变频器保护一般优于智能断路器的动作。

3 结语

智能断路器合理的保护定值可以在故障发生时，及时有效地隔离事故设备，避免事故的扩大。其保护定值整定的合理性，直接关系到整个工厂供配电系统运行的稳定性、可靠性、安全性。（编辑：张伟）

Setting Idea and Principle of Protection Parameters in Low Voltage Intelligent Circuit Breaker

Niu Guangjun
（Steel Mills of Shougang Changzhi Iron and Steel Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

This paper introduces the main protection function of low voltage circuit breaker.According to the power distribution operation of the plant，the idea and principle of parameters setting for the protection of the setting values are proposed.This method can play a protective role in timely，effectively，and accurately ensuring the stable operation of the power distribution system of the plant.

low voltage circuit breaker，parameter setting，plant power supply and distribution

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.30

TF083.2

B

1672-1152（2015）06-0084-02

2015-09-30

牛广君（1982—），男，首钢长治钢铁有限公司炼钢厂电气系统主管，电气工程师。E-mail：lm_211@126.com