北京人民電器廠有限公司直流斷路器技術(shù)交流王文進(jìn)

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——直流斷路器選擇性保護(hù)研討會(huì)各位領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家：大家好！我是北京人民電器廠有限公司的王文進(jìn)。目前負(fù)責(zé)我公司直流市場(chǎng)和技術(shù)支持工作。今天非常榮幸能有機(jī)會(huì)在此跟各位匯報(bào)北京人民電器廠有限公司近年來(lái)在直流斷路器選擇性保護(hù)領(lǐng)域所作的研究以及取得的一些主要成果。同時(shí)，也非常感謝在座的領(lǐng)導(dǎo)，以及各位專(zhuān)家對(duì)我們的大力支持。

前言提綱312保護(hù)電器選型分析直流斷路器的保護(hù)機(jī)理目錄直流斷路器的分類(lèi)4使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題提綱56軟件分析與服務(wù)目錄應(yīng)用舉例－某220KV變電站直流系統(tǒng)分析及解決方案7直流產(chǎn)品可靠性保證手段一、直流斷路器的分類(lèi)以殼架型式分：小型直流斷路器，塑殼式直流斷路器，萬(wàn)能式直流斷路器。以保護(hù)形式分：熱磁式兩段保護(hù)（熱過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、電磁短路瞬時(shí)保護(hù)）；電子式三段保護(hù)（熱過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、電磁短路瞬時(shí)保護(hù)、電子式短路短延時(shí)保護(hù)）；熱磁式選擇性保護(hù)（熱過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、熱式短路短延時(shí)限流型反時(shí)限保護(hù)）。以接線方式分：板前接線、板后接線、插入式接線、抽出式接線。以外部附件分：手操機(jī)構(gòu)、電操機(jī)構(gòu)。以內(nèi)部附件分：輔助觸頭、報(bào)警觸頭、分勵(lì)脫扣器、欠壓脫扣器。以額定電壓分：DC48V、DC110V（125V）、DC220V（250V）、440V、500V、1000V、1500V直流斷路器的分類(lèi)二、直流斷路器的保護(hù)機(jī)理熱磁式兩段保護(hù)直流斷路器的保護(hù)機(jī)理熱過(guò)載保護(hù)機(jī)理：過(guò)載保護(hù)主要是通過(guò)熱反時(shí)限延時(shí)的雙金屬片來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁短路保護(hù)機(jī)理：一般通過(guò)螺管式電磁鐵，實(shí)現(xiàn)斷路器短路瞬時(shí)保護(hù)。電子式三段保護(hù)直流斷路器的保護(hù)機(jī)理熱過(guò)載保護(hù)機(jī)理：同上。電磁短路保護(hù)機(jī)理：同上。電子式短路短延時(shí)保護(hù)機(jī)理：在脫扣機(jī)構(gòu)上連接電子控制裝置。熱磁式選擇性保護(hù)直流斷路器的保護(hù)機(jī)理熱過(guò)載保護(hù)機(jī)理：熱式短路短延時(shí)反時(shí)限保護(hù)機(jī)理：快動(dòng)雙金屬片。直流斷路器的保護(hù)機(jī)理三、保護(hù)電器選型分析保護(hù)電器選型分析1.蓄電池出口保護(hù)電器選型——全程反時(shí)限GM5FB系列Icc蓄電池出口蓄電池出口我們需要什么樣的保護(hù)電器？蓄電池出口對(duì)保護(hù)電器的要求：1）高安全性和可靠性：不拒動(dòng)，不誤動(dòng)，結(jié)構(gòu)可靠；2）選擇性要求最高：禁止出現(xiàn)越級(jí)跳閘3）兼顧靈敏性：滿足選擇性前提下，最大限度提高本級(jí)保護(hù)的靈敏性保護(hù)電器選型分析1）滿足可靠性：GM5FB塑殼，動(dòng)作特性逐臺(tái)檢測(cè)，純機(jī)械式，短延時(shí)保護(hù)不依靠線路板；2）滿足選擇性：GM5FB塑殼，全程反時(shí)限延時(shí)保護(hù)；3）滿足靈敏性：GM5FB塑殼，全分?jǐn)鄷r(shí)間在100ms以內(nèi)，優(yōu)于熔斷器★蓄電池出口，我們推薦什么樣的產(chǎn)品？蓄電池容量斷路器型號(hào)最大殼架等級(jí)電流分?jǐn)嗄芰Γ↖cu）短延時(shí)時(shí)間1500Ah以下GM5FB800AH型：15KA；R型：65KA20-80ms反時(shí)限延時(shí)1500Ah及以上GW3B3200A65KA100ms定時(shí)限（可根據(jù)客戶需求出廠前整定）★蓄電池出口斷路器和機(jī)組控制系統(tǒng)塑殼斷路器選型保護(hù)電器選型分析GM5FB系列選擇性保護(hù)塑殼式直流斷路器脫扣特性曲線保護(hù)電器選型分析GM5FB系列斷路器電氣原理圖和結(jié)構(gòu)示意圖GM5FB系列斷路器電氣原理圖InIsd保護(hù)電器選型分析2.分電屏保護(hù)電器選擇性和靈敏性的兼顧——GM5B-40系列

分電屏斷路器保護(hù)屏斷路器1）定時(shí)限的短路短延時(shí)保護(hù)——滿足選擇性；2）在滿足選擇性的前提下，縮短短延時(shí)時(shí)間3）響應(yīng)DLT-5044新規(guī)程的要求，滿足高分?jǐn)嗄芰Ξ?dāng)分電屏本級(jí)出現(xiàn)短路，我們?nèi)绾瓮瑫r(shí)兼顧選擇性和靈敏性？保護(hù)電器選型分析

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GM5B-32/GM5B-40系列斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電流額定電壓寬度分?jǐn)嗄芰M5B-3216~32ADC110V/220V45mm4.5kAGM5B-32H16~32A10kAGM5B-4016~40A15kAGM5B-40H16~40A20kA1）GM5B-32/40系列——和下級(jí)兩段式斷路器自然實(shí)現(xiàn)選擇性；2）GM5B-32/40系列——短延時(shí)時(shí)間7ms，滿足選擇性前提下用時(shí)更短；3）GM5B-32/40系列——分?jǐn)嗄芰ψ罡呖蛇_(dá)20KA，滿足各種直流系統(tǒng)要求★分饋電屏，我們推薦什么樣的產(chǎn)品？保護(hù)電器選型分析3.直流末端保護(hù)電器的靈敏性和限流——GM5-63L型

分電屏斷路器保護(hù)屏斷路器1）靈敏性的保證——低脫扣倍數(shù)2）可靠性要求——不拒動(dòng)，容性負(fù)載（儲(chǔ)能電容）3）動(dòng)態(tài)選擇性分析取代靜態(tài)選擇性分析4）事故照明回路特殊要求：國(guó)標(biāo)GB10963.2規(guī)定：同時(shí)符合用于交流回路中，單極分?jǐn)郃C400V，6kA短路分?jǐn)嗄芰Φ囊蟆ｌ`敏性如何保證？可靠性？限流的必要性？保護(hù)電器選型分析

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GM5-63系列斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電流額定電壓脫扣倍數(shù)分?jǐn)嗄芰M5-63B型6~63ADC220V/440V4-7InDC220V：20kAGM5-63C型1~63A7-15InGM5-63CH型10~63A7-10InGM5-63CL型1~6A12-15In1）GM5-63CL型——脫扣倍數(shù)7-10In（低脫扣倍數(shù)，既保證靈敏性，又避免誤跳）；2）GM5-63CL型——組合式滅弧系統(tǒng)極大提高限流能力；3）GM5-63CL型（無(wú)極性）——接線不再區(qū)分正負(fù)極，避免接錯(cuò)線燒開(kāi)關(guān)★直流末端保護(hù)電器，我們推薦的產(chǎn)品？保護(hù)電器選型分析

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PT回路我們推薦的產(chǎn)品型號(hào)額定電流額定電壓短路保護(hù)分?jǐn)嗄芰MT32型0.5-10AAC230VAC400V短路瞬動(dòng)2.8-3.5In6KAGMT32B型3-10A帶有短路短延時(shí)保護(hù)4.5KA1）要求電壓互感器出口斷路器自身為低壓降，以減少電能計(jì)量裝置的誤差；2）要求電壓互感器出口斷路器對(duì)PT線路快速保護(hù)，對(duì)斷路器靈敏性要求高；★計(jì)量回路對(duì)交流微型斷路器的技術(shù)要求？保護(hù)電器選型分析1）GMT32（B）系列——斷路器內(nèi)阻值僅為普通斷路器內(nèi)阻值的10%—15%；2）GMT32（B）系列——斷路器短路瞬時(shí)脫扣電流為2.8—3.5In；四、使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題1.熔斷器的種類(lèi)，如下表。使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題2.大熔斷器與小熔斷器的焦?fàn)柗e分的區(qū)分明顯，使得熔斷器的選擇性很好，但大趨勢(shì)為什么不用了（1）熔斷器本身設(shè)計(jì)上的缺陷，熔體的老化現(xiàn)象：①無(wú)冶金效應(yīng)的熔體老化現(xiàn)象：由于熔斷體反復(fù)負(fù)載使熔體受到加熱和冷卻的循環(huán)，產(chǎn)生熱膨脹和冷卻收縮，使熔體受到機(jī)械應(yīng)力，引起熔體金屬材料晶格粗化、扭曲，導(dǎo)致電阻率增加而使特性變壞。②有冶金效應(yīng)的熔體老化現(xiàn)象：由于熔體通過(guò)電流時(shí)溫度的增加，還會(huì)使滅弧介質(zhì)材料的分子溶解到熔體中去，產(chǎn)生合金現(xiàn)象，改變了熔點(diǎn)，而使特性變壞。（2）由于熔斷器受環(huán)境溫度和濕度的影響較大，熔斷時(shí)間分散性大。使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題（3）熔斷器受一次大短路電流沖擊，特性變化非常大，無(wú)法檢驗(yàn)。（4）與基座的安裝接觸力的變化，接觸表面氧化，使接觸電阻變化很大。（5）在使用或安裝中，已因外力破壞致部分熔片折斷或受傷，內(nèi)部電阻增大，成為熔斷器的薄弱點(diǎn)，熔斷器整體性能下降，導(dǎo)致越級(jí)動(dòng)作，導(dǎo)致存在全站直流失壓的隱患。a）RM10熔斷器的熔斷情況b）熔片熔斷部位圖RM10熔斷器的熔斷情況使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題（6）由于熔斷器結(jié)構(gòu)原因，出廠無(wú)法檢測(cè)其報(bào)警觸點(diǎn)能否可靠動(dòng)作所帶來(lái)的嚴(yán)重問(wèn)題。使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題（7）由于熔斷器結(jié)構(gòu)原因，出廠無(wú)法檢測(cè)其安秒特性曲線是否準(zhǔn)確。（8）熔斷器存在“越用越耐用”的問(wèn)題熔斷器內(nèi)部除了熔斷體外，還有滅弧介質(zhì)。滅弧介質(zhì)有多種，如粉末狀滅弧介質(zhì)等。此類(lèi)滅弧介質(zhì)由于溫度、濕度影響，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有可能會(huì)結(jié)為塊狀結(jié)構(gòu)，將使其散熱性能大大加強(qiáng)，帶來(lái)熔斷時(shí)間變長(zhǎng)，造成特性變壞。（9）熔斷器防護(hù)等級(jí)太低熔斷器防護(hù)等級(jí)為IP00GM5FB系列斷路器防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP30使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題小結(jié)：1.綜上所述，使用熔斷器應(yīng)制定一整套的完善的管理規(guī)范，如何時(shí)更換熔斷器，熔斷器經(jīng)過(guò)一次大短路電流沖擊但沒(méi)有熔斷等類(lèi)似情況的管理。2.應(yīng)使用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，合格的熔斷器。3.但由于上述兩點(diǎn)不容易實(shí)現(xiàn)，加之上述熔斷器由于本身結(jié)構(gòu)等的弊端，因此國(guó)網(wǎng)公司的趨勢(shì)是用斷路器逐步替代熔斷器。這從近幾年系統(tǒng)內(nèi)變電站工程，電廠工程中可以看出這一點(diǎn)。使用熔斷器應(yīng)注意的問(wèn)題五、應(yīng)用舉例－某省220kV變電站系統(tǒng)分析及解決方案（1）系統(tǒng)現(xiàn)狀描述蓄電池容量400Ah220V104節(jié)，2電2充，有分屏蓄電池出口電纜：S=50mm2，L=30m蓄電池出口保護(hù)電器：250A直流屏出口保護(hù)電器：至220kV繼保室分電屏，100A直流屏至220kV繼保室分電屏電纜：S=25mm2，L=100m；分電屏出口保護(hù)電器：至測(cè)控保護(hù)屏，C10A；分電屏至測(cè)保屏導(dǎo)線：S=4mm2，L=20m；測(cè)保屏出口保護(hù)電器：C6A；測(cè)保屏到負(fù)載導(dǎo)線：S=2.5mm2，L=5m。應(yīng)用舉例蓄電池出口保護(hù)電器主饋電屏220kV繼保室分饋電屏測(cè)控保護(hù)屏應(yīng)用舉例此處空開(kāi)選擇額定電流為10A，與下級(jí)6A斷路器僅相差一個(gè)級(jí)差，很難實(shí)現(xiàn)選擇性，建議至少選擇20A。根據(jù)Scac計(jì)算公式得出，截面積應(yīng)選擇110mm2。根據(jù)I1h選擇截面積應(yīng)為95mm2二者取大者，應(yīng)選擇110mm2。問(wèn)題1：電纜壓降和斷路器級(jí)差由于電纜長(zhǎng)度為100m，此處電纜壓降不合格的概率較大，建議至少選擇35mm2。此短路電流下，本級(jí)斷路器與上級(jí)熔斷器可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。所選NH1-250A熔斷器，用于本系統(tǒng)，其負(fù)載端短路電流為3245A，查曲線得其熔斷時(shí)間在300ms左右，靈敏度存在問(wèn)題。問(wèn)題2：選擇性保護(hù)問(wèn)題問(wèn)題3：靈敏度問(wèn)題蓄電池出口保護(hù)電器主饋電屏220kV繼保室分饋電屏測(cè)控保護(hù)屏應(yīng)用舉例短路電流已大于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限1200A，將發(fā)生越級(jí)跳閘，越級(jí)概率100%。短路電流已大于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限300A，將發(fā)生越級(jí)跳閘，越級(jí)概率100%。主饋電屏100A測(cè)保屏6A蓄電池出口250A蓄電池400Ah分饋電屏20AIcc＝542落在分饋電屏斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限之外，越級(jí)動(dòng)作概率為100%。Icc＝1225落在主饋電屏斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限之外，越級(jí)動(dòng)作概率為100%。應(yīng)用舉例Icc＝3145Icc＝3245此短路電流下，本級(jí)斷路器與上級(jí)熔斷器可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。3245A靈敏度校驗(yàn)300ms（2）系統(tǒng)建議方案一蓄電池出口：將蓄電池出口保護(hù)電器更換為GM5FB-800系列全選擇性斷路器，在大于5~7In的電流范圍內(nèi)，延時(shí)時(shí)間為20~80ms，快于熔斷器，避免蓄電池和線路承受較長(zhǎng)時(shí)間的短路電流沖擊，同時(shí)又解決了熔斷器離散性差的問(wèn)題。因此，特別適合用于蓄電池出口作為保護(hù)蓄電池之用。此系列斷路器具有熔斷器特性，特別易于與下級(jí)斷路器實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。第一支路：將饋電屏斷路器設(shè)計(jì)為GM5FB-250系列全選擇性斷路器，同時(shí)，將分電屏兩段斷路器更換為GM5B-32系列三段保護(hù)斷路器，短延時(shí)時(shí)間為7ms。饋電屏全選擇性斷路器與分電屏三段斷路器（7ms延時(shí)）可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。分電屏斷路器（7ms延時(shí)）可與下級(jí)測(cè)保屏中任何兩段保護(hù)斷路器自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。應(yīng)用舉例第二支路：將饋電屏兩段斷路器更換為GM5B-32系列三段保護(hù)斷路器，短延時(shí)時(shí)間為7ms。饋電屏斷路器（7ms延時(shí)）可與下級(jí)測(cè)保屏中兩段保護(hù)斷路器自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。應(yīng)用舉例三段斷路器與兩段斷路器可自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。判定依據(jù)：1.下級(jí)斷路器負(fù)載端短路，短路電流小于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)動(dòng)作值Is1。2.判斷上下級(jí)短延時(shí)時(shí)間是否符合t1＞t2。GM5FB與GM5B-32系列斷路器之間實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)（級(jí)差配合）：判定依據(jù)：上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的3倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。第1步：判據(jù)驗(yàn)證本級(jí)斷路器出線端最遠(yuǎn)處短路電流是否大于本級(jí)斷路器短路短延時(shí)或短路瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作上限：GM5FB系列：Isd=7InGM5B-32系列：Isd=12InGM5-63系列：Ii=15In第2步：結(jié)論如大于上述脫扣器動(dòng)作上限，則判斷靈敏度合格。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短延時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（700A），動(dòng)作時(shí)間介于20ms和80ms之間。2.因此靈敏度符合要求。GM5FB系列斷路器之間實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)：判定依據(jù)：上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。問(wèn)題2：解決靈敏度問(wèn)題應(yīng)用舉例問(wèn)題1：解決選擇性保護(hù)問(wèn)題蓄電池出口保護(hù)電器主饋電屏220kV繼保室分饋電屏測(cè)控保護(hù)屏1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短延時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（240A），延時(shí)7ms動(dòng)作。2.因此靈敏度符合要求。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（90A），動(dòng)作時(shí)間為5ms以內(nèi)。2.因此靈敏度符合要求。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短延時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（1750A），動(dòng)作時(shí)間介于20ms和80ms之間。2.因此靈敏度符合要求。此短路電流落在測(cè)保屏斷路器瞬動(dòng)區(qū)，瞬時(shí)分?jǐn)?。分電屏斷路器短延時(shí)7ms，如果短路電流在7ms之后仍然存在，則分電屏斷路器作為后備保護(hù)分?jǐn)?。主饋屏和蓄電池出口斷路器滿足上下級(jí)額定電流大于2.5倍的規(guī)則，可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。應(yīng)用舉例主饋電屏100A測(cè)保屏6A蓄電池出口250A蓄電池400Ah分饋電屏20AIcc＝531Icc＝1170Icc＝3118Icc＝32303230A靈敏度校驗(yàn)此短路電流落在分電屏斷路器短延時(shí)區(qū)，延時(shí)7ms分?jǐn)?。主饋屏斷路器延時(shí)20～80ms，如果短路電流仍然存在，則主饋屏斷路器作為后備保護(hù)分?jǐn)?。小結(jié)：這種方案可以在不改變現(xiàn)有測(cè)控保護(hù)屏斷路器基礎(chǔ)上，僅將上級(jí)斷路器更換為選擇性斷路器和三段式斷路器，即可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。根據(jù)的判據(jù)是：●“全選擇性”斷路器之間，只要保證上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)?！瘛叭x擇性”斷路器與GM5B-32系列三段式段保護(hù)斷路器，滿足額定電流為大于3倍，即可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)?！袢伪Ｗo(hù)斷路器可與兩段保護(hù)斷路器自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。（1）下級(jí)斷路器負(fù)載端短路，短路電流小于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)動(dòng)作值Is1。（2）判斷上下級(jí)短延時(shí)時(shí)間是否符合t1＞t2。應(yīng)用舉例（3）系統(tǒng)建議方案二（限流方案）蓄電池出口：將蓄電池出口保護(hù)電器更換為GM5FB-800系列全選擇性斷路器，在大于5~7In的電流范圍內(nèi)，動(dòng)作時(shí)間快于熔斷器，避免蓄電池和線路承受較長(zhǎng)時(shí)間的短路電流沖擊，同時(shí)又解決了熔斷器離散性差的問(wèn)題。因此，特別適合用于蓄電池出口作為保護(hù)蓄電池之用。此系列斷路器具有熔斷器特性，特別易于與下級(jí)斷路器實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。第一支路：將饋電屏斷路器設(shè)計(jì)為GM5FB-250系列全選擇性斷路器，分電屏和測(cè)保屏中斷路器分別更換為GM5-63H延遲動(dòng)作型微斷和GM5-63L快速限流型微斷。饋電屏斷路器（短延時(shí)時(shí)間最小20ms）可與分電屏中的H型兩段保護(hù)斷路器實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。分電屏H型（延遲動(dòng)作型）與測(cè)保屏L型（快速限流型）同時(shí)使用，具有級(jí)聯(lián)技術(shù)，可以極大的擴(kuò)大選擇性保護(hù)范圍。本方案經(jīng)計(jì)算得出結(jié)論：可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。應(yīng)用舉例第二支路：將饋電屏和測(cè)保屏中斷路器分別更換為GM5-63H延遲動(dòng)作型微斷和GM5-63L快速限流型微斷。饋電屏H型（延遲動(dòng)作型）與測(cè)保屏L型（快速限流型）同時(shí)使用，具有級(jí)聯(lián)技術(shù)，可以極大的擴(kuò)大選擇性保護(hù)范圍。本方案經(jīng)計(jì)算顯示具有選擇性保護(hù)特性。應(yīng)用舉例1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（300A）。2.因此靈敏度符合要求。采用H型和L型的級(jí)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)：判定依據(jù)：經(jīng)下級(jí)L型斷路器限流并分?jǐn)嗪蟮亩搪冯娏鞣逯担∮诘扔谏霞?jí)H型斷路器額定電流的20倍。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短路短延時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（700A）。2.因此靈敏度符合要求。全選擇性保護(hù)斷路器可與兩段式斷路器自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。判定依據(jù)：1.下級(jí)斷路器負(fù)載端短路，短路電流小于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)動(dòng)作值Is1。2.判斷上下級(jí)短延時(shí)時(shí)間是否符合t1＞t2。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短路短延時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（1750A）。2.因此靈敏度符合要求。第1步：判據(jù)驗(yàn)證本級(jí)斷路器出線端最遠(yuǎn)處短路電流是否大于本級(jí)斷路器短路短延時(shí)或短路瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作上限：

GM5FB系列：Isd=7InGM5-63H系列：Ii=15InGM5-63L系列：Ii=10In第2步：結(jié)論如大于上述脫扣器動(dòng)作上限，則判斷靈敏度合格?！叭x擇性”斷路器之間實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)：判定依據(jù)：上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。1.此短路電流，已達(dá)到本級(jí)斷路器短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作上限（60A）。2.因此靈敏度符合要求。問(wèn)題1：解決選擇性保護(hù)問(wèn)題問(wèn)題2：解決靈敏度問(wèn)題應(yīng)用舉例蓄電池出口保護(hù)電器主饋電屏220kV繼保室分饋電屏測(cè)控保護(hù)屏此短路電流落在分電屏斷路器瞬動(dòng)區(qū)，瞬時(shí)分?jǐn)?。主饋屏斷路器延時(shí)20~80ms，如果短路電流仍然存在，則主饋屏斷路器作為后備保護(hù)分?jǐn)?。此短路電流落在測(cè)保屏斷路器瞬動(dòng)區(qū)，瞬時(shí)分?jǐn)?。落在分電屏斷路器過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)區(qū)域，由于具有級(jí)聯(lián)特性，未達(dá)到分電屏斷路器額定電流的20倍，有選擇性。主饋屏和蓄電池出口斷路器滿足上下級(jí)額定電流大于2.5倍的規(guī)則，可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。測(cè)保屏6A－L型蓄電池出口250A蓄電池400Ah主饋屏100AIcc＝438Icc＝3118Icc＝3230應(yīng)用舉例分電屏20A－H型Icc＝12203230A靈敏度校驗(yàn)小結(jié)：這種方案需要將蓄電池出口至主饋電屏的斷路器設(shè)計(jì)為“全選擇性”斷路器，分電屏和測(cè)控保護(hù)屏斷路器需成套改變，采用H型和L型的級(jí)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。根據(jù)的判據(jù)是：●“全選擇性”斷路器之間，只要保證上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)?！瘛叭x擇性”斷路器與H型兩段保護(hù)斷路器之間，可自然實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)?！駜啥伪Ｗo(hù)斷路器之間，采用H型和L型的級(jí)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)：只要保證經(jīng)下級(jí)L型斷路器限流并分?jǐn)嗪蟮亩搪冯娏鞣逯?，小于等于上?jí)H型斷路器額定電流的20倍。應(yīng)用舉例TIPS：什么是級(jí)聯(lián)技術(shù)？級(jí)聯(lián)技術(shù)是一種在不擴(kuò)大上級(jí)斷路器額定電流的情況下，能夠在一定短路電流范圍內(nèi)，擴(kuò)大兩段保護(hù)斷路器之間選擇性保護(hù)范圍的一種技術(shù)?？焖僖〖夹g(shù)：超級(jí)限流能力動(dòng)作閾值區(qū)別設(shè)計(jì)：C（H）型+C（L）型延遲/快速動(dòng)作技術(shù)：瞬時(shí)脫扣器空行程區(qū)別設(shè)計(jì)級(jí)聯(lián)技術(shù)＋可靠全選擇性級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)

GM5-63C（H）與GM5-63C（L）成套使用，形成級(jí)聯(lián)配合，可以有效的實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)直流斷路器的全選擇性配合。（1）測(cè)控保護(hù)屏2A～6A斷路器和分電屏或饋電屏直流斷路器的瞬動(dòng)脫扣器的運(yùn)動(dòng)空行程區(qū)別設(shè)定。動(dòng)鐵芯脫扣桿工作氣隙采用不同工作氣隙的GM5-63

C（H）和C（L）型斷路器級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)

GM5-63C（L）型快速(小行程）分?jǐn)嗉夹g(shù)和超強(qiáng)的限流技術(shù)，使其分?jǐn)嘞蘖饕院蟮亩搪冯娏鞒^(guò)上一級(jí)斷路器瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作閾值的維持時(shí)間不超過(guò)0.6ms。GM5-63C（H）采用大行程的瞬時(shí)脫扣器技術(shù)，使其瞬時(shí)脫扣器的空行程時(shí)間控制在大于0.8ms。在一定的短路電流范圍內(nèi)，使得下級(jí)C（L）特性斷路器動(dòng)作速度要快于上級(jí)C（H）斷路器動(dòng)作速度，使其還來(lái)不及動(dòng)作的情況下，就能先行分?jǐn)喽搪冯娏鳎苊饬嗽郊?jí)誤動(dòng)。但這需要計(jì)算下級(jí)C（L）斷路器出線端預(yù)期短路電流，根據(jù)預(yù)期短路電流查限流曲線得出實(shí)際短路電流?？焖傧蘖餍虲（L）斷路器分?jǐn)嗖⑾拗频亩搪冯娏鞣逯敌∮谏霞?jí)C（H）斷路器額定電流的20倍以內(nèi)，將可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。而單獨(dú)給C（H）型斷路器通12In的電流，它的瞬時(shí)脫扣器就有可能動(dòng)作。級(jí)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)的判據(jù)級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)GM5-63C（L）、C（H）系列小型直流斷路器限流曲線返回級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)

（2）提高測(cè)控保護(hù)屏GM5-63C（L）2A～6A斷路器的限流性能和分?jǐn)嗨俣?。采用小行程的?dú)特設(shè)計(jì)，使得GM5-63C（L）全分?jǐn)鄷r(shí)間最快可達(dá)2ms.另外專(zhuān)利技術(shù)--復(fù)合式滅弧系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了超極限流。見(jiàn)下圖組合式滅弧系統(tǒng)組合式滅弧系統(tǒng)原理圖永磁磁鐵導(dǎo)磁片磁吹線圈級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)新型組合式滅弧系統(tǒng)由永久磁鐵、磁吹線圈與金屬導(dǎo)磁板組合而成。永久磁鐵形成的磁場(chǎng)、導(dǎo)磁片之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)與引弧片處的磁吹線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互疊加，總體提高了導(dǎo)磁片中磁場(chǎng)強(qiáng)度。最終起到吹弧作用的是：幾種方向一致的磁場(chǎng)的疊加，在分?jǐn)啻箅娏鲿r(shí)，導(dǎo)磁片間形成了強(qiáng)大磁場(chǎng)，磁場(chǎng)把電弧快速拉長(zhǎng)，變細(xì)，并吹入滅弧室冷卻，這直接提高了電弧電阻，限制了短路電流的爬升，最終提高斷路器限流能力。級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)

Icc－經(jīng)斷路器分?jǐn)嗪蟮亩搪冯娏鞣逯礥－直流系統(tǒng)電壓R－直流系統(tǒng)截至到短路點(diǎn)的固有電阻Rarc－斷路器分?jǐn)鄷r(shí)的電弧電阻ρ－電弧電阻率l－電弧長(zhǎng)度S－電弧截面積級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)GM5-63C（L）、C（H）系列小型直流斷路器限流曲線級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)（3）將測(cè)控保護(hù)屏2A~6A斷路器動(dòng)作倍數(shù)閾值限制在更小的范圍內(nèi)；同時(shí)將分電屏或饋電屏上直流斷路器的短路瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作倍數(shù)閾值適當(dāng)加大，使其延遲動(dòng)作。具體的兩段保護(hù)斷路器之間的配合情況，可查詢斷路器選擇性保護(hù)配合表。下表4-1為上下級(jí)均為小型直流斷路器時(shí)的選擇性保護(hù)配合表，該表內(nèi)的參數(shù)均經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，這種查表方式，可不計(jì)算實(shí)際短路電流，僅了解蓄電池容量和系統(tǒng)導(dǎo)線電阻，即可查表得到選擇性保護(hù)方案。級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)GM5-63系列小型直流斷路器選擇性保護(hù)配合表3000Ah及以下蓄電池組直流系統(tǒng)短路選擇性保護(hù)配合表(注：僅適用于GM5系列產(chǎn)品的配合)

上級(jí)斷路器下級(jí)斷路器GM5-63H/2C16AGM5-63H/2C20A回路電阻值（mΩ）①型號(hào)/額定電流（A）蓄電池出口預(yù)期短路電流(A)50010002000300040005000600070008000～3000050010002000300040005000600070008000～300002*36GM5-63L/2C

2ATTTTTTTTTTTTTTTTTT2*72②TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*108TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*144TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36GM5-63L/2C

3ATTNNNNNNNTTTTTTTTT2*72TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*108TTTTNNNNNTTTTTTTTT2*144TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36GM5-63L/2C4A

TNNNNNNNNTTTTNNNNN2*72TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*108TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*144TTTTNNNNNTTTTTTTTT2*180TTTTTTTTTTTTTTTTTT2*36GM5-63L/2C

6ATNNNNNNNNTTNNNNNNN2*72TNNNNNNNNTTTNNNNNN2*108TNNNNNNNNTTTTTNNNN2*144TTNNNNNNNTTTTTTTTT2*180TTTNNNNNNTTTTTTTTT注：①回路電阻值：蓄電池出口至測(cè)控保護(hù)屏之間聯(lián)接電纜的全部?jī)?nèi)阻值，不含斷路器內(nèi)阻值和蓄電池內(nèi)阻值。②例：2*72的含義是：2路電纜，每路的電纜內(nèi)阻為72mΩ，合計(jì)為144mΩ。假設(shè)直流系統(tǒng)從蓄電池出口到末端均采用6mm2導(dǎo)線（3mΩ/m），則回路導(dǎo)線長(zhǎng)度應(yīng)滿足至少24m長(zhǎng)。③標(biāo)注“T”的有色填充的方框表示上、下級(jí)斷路器有選擇性；標(biāo)注“N”的白色方框，表示上、下級(jí)斷路器無(wú)選擇性。

④系統(tǒng)電壓為DC220V。返回級(jí)聯(lián)選擇性技術(shù)四臺(tái)斷路器串聯(lián)使用（有分屏）的選擇性－方案一蓄電池短延時(shí)時(shí)間斷路器GM5B-32GM5-63C特性7ms無(wú)蓄電池出口斷路器饋電屏斷路器分電屏斷路器測(cè)保屏斷路器產(chǎn)品配置方案及判據(jù)GM5FB系列20ms～80ms20ms～80msGM5FB系列判據(jù)：三段與兩段式斷路器（時(shí)間選擇性）1.下級(jí)斷路器負(fù)載端短路電流小于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)動(dòng)作值Is1。2.判斷上下級(jí)短延時(shí)時(shí)間是否符合t1＞t2。判據(jù)：全選擇性斷路器與三段式斷路器（時(shí)間選擇性）上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的3倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。判據(jù)：全選擇性斷路器（能量選擇性）上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。四臺(tái)斷路器串聯(lián)使用（有分屏）的選擇性－方案二蓄電池延時(shí)時(shí)間斷路器GM5FB系列GM5-63H特性GM5-63L特性20ms～80ms蓄電池出口斷路器饋電屏斷路器分電屏斷路器測(cè)保屏斷路器20ms～80ms0ms0msGM5FB系列產(chǎn)品配置方案及判據(jù)判據(jù)：全選擇性斷路器與兩段式斷路器（時(shí)間選擇性）1.下級(jí)斷路器負(fù)載端短路電流小于上級(jí)斷路器短路瞬時(shí)動(dòng)作值Is1。2.判斷上下級(jí)短延時(shí)時(shí)間是否符合t1＞t2。判據(jù)：兩段式H＋L（級(jí)聯(lián)選擇性）經(jīng)下級(jí)L型斷路器限流并分?jǐn)嗪蟮亩搪冯娏鞣逯?，小于等于上?jí)H型斷路器額定電流的20倍。判據(jù)：全選擇性斷路器（能量選擇性）上級(jí)斷路器額定電流是下級(jí)斷路器的2.5倍或更大，即可靠實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。變電站直流系統(tǒng)三級(jí)斷路器串聯(lián)使用（無(wú)分電屏）建議配置表序號(hào)類(lèi)別回路斷路器型號(hào)斷路器額定值(A)電壓第一級(jí)蓄電池出口斷路器800Ah蓄電池GM5FB-800500需標(biāo)注DC125V或DC250V電壓700Ah蓄電池GM5FB-800400600Ah蓄電池GM5FB-800350500Ah蓄電池GM5FB-800300400Ah蓄電池GM5FB-250250300Ah蓄電池GM5FB-250180200Ah蓄電池GM5FB-250125100Ah蓄電池GM5FB-25080第二級(jí)饋電屏至35kV控制、閉鎖電源GM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器63A不需標(biāo)注電壓至逆變、UPSGM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器50A至各電壓等級(jí)、控制、保護(hù)及操作GM5B-32（方案一）三段式小型斷路器25、20GM5-63H（方案二）兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器25、20主變測(cè)控、各電壓等級(jí)饋線保護(hù)、操作電源等GM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器10第三級(jí)測(cè)控保護(hù)屏（保護(hù)及二次回路）控制末級(jí)GM5-63L兩段式快速限流小型斷路器4、6不需標(biāo)注電壓保護(hù)末級(jí)2、3變電站直流系統(tǒng)四級(jí)斷路器串聯(lián)使用（有分電屏）建議配置表序號(hào)類(lèi)別回路斷路器型號(hào)斷路器額定值(A)電壓第一級(jí)蓄電池出口斷路器800Ah蓄電池GM5FB-800500需標(biāo)注電壓DC125V或DC250V700Ah蓄電池GM5FB-800400600Ah蓄電池GM5FB-800350500Ah蓄電池GM5FB-800300400Ah蓄電池GM5FB-250250300Ah蓄電池GM5FB-250180200Ah蓄電池GM5FB-250125100Ah蓄電池GM5FB-25080第二級(jí)饋電屏至直流饋線分屏GM5FB-25063、100、125需標(biāo)注電壓DC125V或DC250V至35kV控制、閉鎖電源GM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器63A不需標(biāo)注電壓至逆變、UPSGM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器50A至各電壓等級(jí)、控制、保護(hù)及操作GM5B-32（方案一）三段式小型斷路器25、20GM5-63H（方案二）兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器25、20主變測(cè)控、各電壓等級(jí)饋線保護(hù)、操作電源等GM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器10變電站直流系統(tǒng)四級(jí)斷路器串聯(lián)使用（有分電屏）建議配置表第三級(jí)分電屏至控制饋線至保護(hù)饋線GM5B-32三段式小型斷路器25、20不需標(biāo)注電壓GM5-63H兩段式延遲動(dòng)作小型直流斷路器25、20第四級(jí)測(cè)控保護(hù)屏(保護(hù)及二次回路)控制末級(jí)GM5-63L兩段式快速限流小型斷路器4、6不需標(biāo)注電壓保護(hù)末級(jí)2、3應(yīng)用位置短延時(shí)時(shí)間10ms0ms蓄電池出口饋電屏分電屏測(cè)保屏60ms30ms第三代選擇性斷路器短延時(shí)時(shí)間7ms0ms20ms～80ms20ms～80msGM5B-40GM5-63CLGM5FBGM5FB第二代選擇性斷路器GMB-32GM32GMB系列GMB系列缺陷電子式定時(shí)限同上2極寬度72mm，線路板持續(xù)帶電，靈敏性差限流效果差顛覆機(jī)械式反時(shí)限強(qiáng)限流同上2極寬度45mm，線路板僅在短路時(shí)工作，兼顧靈敏性合理脫扣倍數(shù)，超強(qiáng)限流，無(wú)極性直流系統(tǒng)保護(hù)電器全面替換方案保護(hù)電器選型分析變電站直流系統(tǒng)三級(jí)斷路器串聯(lián)使用（無(wú)分電屏）建議配置表關(guān)于直流系統(tǒng)保護(hù)電器參數(shù)選擇★斷路器的額定工作電流1）Ipc≥Ica1：（新版直流規(guī)程DLT5044送審稿附錄D.1.1）（確定In上限）

斷路器的額定工作電流最大不應(yīng)超過(guò)該斷路器出口導(dǎo)線截面積的長(zhǎng)期載流量

2）Ica=

（新版直流規(guī)程DLT5044送審稿附錄D.1.1）3）直流系統(tǒng)不同位置斷路器In的選擇：

蓄電池出口：In不應(yīng)小于1小時(shí)放電率電流I1h

主饋屏和分電屏：要滿足上下級(jí)選擇性的要求，如GM5FB與GM5B-40之間In要滿足3倍的關(guān)系末端：根據(jù)實(shí)際負(fù)荷，并考慮啟動(dòng)電流。（新版直流規(guī)程DLT-5044送審稿：5.1.4“直流分電柜供電的負(fù)荷側(cè)終端斷路器額定電流不宜大于6A”）Scac*ΔUpρ*2l變電站直流系統(tǒng)三級(jí)斷路器串聯(lián)使用（無(wú)分電屏）建議配置表★斷路器的分?jǐn)嗄芰?）

新版直流規(guī)程DLT-5044（送審稿）6.9.6：

“當(dāng)廠家未提供閥控鉛酸蓄電池短路電流時(shí)，直流柜內(nèi)元件應(yīng)符合下列要求：

閥控鉛酸蓄電池容量為800Ah以下的直流系統(tǒng)，可按10KA短路電流考慮；閥控鉛酸蓄電池容量為800Ah-1400Ah的直流系統(tǒng)，可按20KA短路電流考慮；閥控鉛酸蓄電池容量為1500Ah-1800Ah的直流系統(tǒng)，可按25KA短路電流考慮；閥控鉛酸蓄電池容量為2000Ah的直流系統(tǒng)，可按30KA短路電流考慮；閥控鉛酸蓄電池容量為2000Ah以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行短路電流計(jì)算。。。。。?！?）計(jì)算公式與經(jīng)驗(yàn)值

公式：根據(jù)新版直流規(guī)程DL/T5044（送審稿）中的短路電流計(jì)算公式為：Idk=n*U0/[n*rb+（n-1）r1+∑rj+∑rk]