断路器设计全文(5篇)

摘要：蒲石河抽水蓄能电站是我国东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，安装4台单机容量为30万kW的发电机组，于2012年底全部投产发电并与东北电网并网。在机组发电、电压及SFC设备安装过程中严格遵守各种规范，结合实际科学施工，使设备安装质量的优良率达到100％。本文对蒲石河抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备施工程序、安装要求、施工工艺等进行了系统总结，以期为其他抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备的安装提供参考。

关键词：抽水蓄能电站；发电设备；SFC设备；施工工艺；安装要求蒲石河抽水蓄能电站是我国东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，安装4台单机容量为30万kW的发电机组，总装机容量120万kW，于2012年底全部投产发电并与东北电网并网，担负调峰填谷、调频、事故备用任务［1］。本文着重介绍了蒲石河抽水蓄能电站机组发电、电压及SFC设备安装施工程序、安装要求、施工工艺等，以期为其他抽水蓄能电站发电设备的安装提供参考。

1设备安装内容及工序

机组发电电压及SFC设备安装内容包括：静止变频启动装置和离相封闭主母线、离相封闭分支母线、离相封闭启动母线、发电机断路器、电制动断路器、厂用变断路器、SFC断路器、励磁变压器、厂用变压器，接地开关、换相隔离开关、启动隔离开关、启动母线隔离开关、发电机中性点隔离开关，接地电阻、接地变压器，限流电抗器、输出电抗器，避雷器、电压互感器、电流互感器以及电力电缆等。这些设备主要布置在厂房的母线洞、母线竖井、主变洞、SFC高压室、SFC变频室、SFC电抗器室内。设备安装施工工序：施工准备→离相封闭母线构架安装→设备基础制作安装→电流互感器检查试验→离相封闭母线吊装就位、调整→电流互感器安装→封闭母线导体和外壳焊接→励磁变压器安装→发电机断路器安装→换相隔离开关安装→电制动断路器安装→电压互感器柜和避雷器柜安装→起动母线隔离开关安装→限流电抗器、输出电抗器安装→SFC断路器安装→厂用变压器安装→厂变断路器安装→中性点设备柜安装→静止变频启动装置安装→热风保养装置安装→设备电气试验和封闭母线耐压试验→封母与设备连接。

2施工准备

2．1场地和工具准备

制作清洗母线洞时支撑母线洞的马凳3副，在每个楼层用包装板制作工作平台2个；清理施工场地，使场地干净清洁；在母线洞7．50m高程和13．20m高程选择合适的房间或用包装板搭设简易工具房，存放施工中所需的工器具、材料和设备部件，准备好施工中所需的工器具、材料。

摘要：建筑住宅线路需要进行合理的规划，采取过流保护措施，降低事故发生的概率，其中住宅电气中的线路属于低压配电线路，过流保护要从多个方面入手，做好各个环节的对接工作。基于此，文中就住宅电气设计的过流保护方案相关内容进行了一个较为详细的概述。

关键词：住宅电气设计；配电线路；过流保护；规范要求

1断路保护

基于住在电气设计的特殊性，对低压配电线路的保护可以划分为几种方式，具体有短路保护、过负载保护等，这些保护都是需要依托于断路器进行实现的。一座住宅楼设计的配电线路种类较为多样化，这就增加了线路规划难度，因为线路之间具有连接性，但某一用户的线路出现短路，就有可能对其他用户用电造成影响，一般是切断断电用户的供电回路，使电流重新回归，保证其他用户可以正常用电。正是基于此，短路保护更是侧重于对断路器的应用，主要以断路器的电流波动值而决定，在不同的情况下我们可以设置不同短路保护装置。如果导线内部线芯截面面积减少，外界环境发生改变，明显能够感觉到载流量降低时，我们可以不设短路保护，短路保护的设立主要根据住宅实际情况而定。当上一级线路出现损坏，断电器线路无法正常有效保护线路；电源侧边的流通电流低于20A，且安装有短路保护器的架空路线时，在这种情况下，我们也可以不设短路保护。断路器的连接较为稳定，其连接节点一般设置在保护线路与电源线路的中间点，因为线路交叉不稳定，所以与连接点位置要保持一定的距离。线路长度要控制在一个合理的范围，正常情况下不超过3m，需要提前采取预防措施，将短路风险系数降至最低，线路排版的时候不能靠近火源或者可燃物附近。如果配电线路发生短路，线路电流就会成一个不稳定流动趋势，引发短路电流，在电流的作用下，设备超负荷运行，出现设备过热的情况，同时还有可以诱导出一些其他安全问题。电流不稳定波动会使得配电网的电压出现变化，影响其他设备的正常使用，基于这种情况，我们需要提前计算出配电线路的预期短路电流，对断路器进行合理的调控，分化短路能力，保证线路出现短路情况后，断路器可以第一时间采取合适切断措施，将短路的线路切断，避免短路电流对正常设备造成影响［1］。短路电流值不能低于断路器额定电流值的1.3倍，当短路点靠近变压器的时候，线路短路电流值的波动幅度最大，其断路器的运行能力就越强。住宅电气设计过程中，要考虑的因素比较多，主要侧重于线路方面，变配电室的线路一般采用树干叫配电的方式，从实际的环境特点出发，做好线路规划方案，经过楼层的导线相接，控制导线截面大小，使之与配电箱相匹配，然后就是表箱，正常情况下，线路的连接随着导线截面的减少而减缓，保护线路断路器的电流值会发生一定的趋势变化，主要呈一个下降的趋势。如果用户配电线路出现短路问题，可以采用的线路保护方式比较有针对性，一般是使用高分辨率的小型断路器，这样可以起到一个很好的过流保护作用。小型断路器的内部的电流极差比较大，不会对断路器的运行造成过大的影响［2］。

2断路器过负荷的选择性

配电线路在使用过程中，应该提前装设负荷保护，这样断路器在运行过程中可以保证负荷电流处于一个相对稳定的状态，当负荷电流升高，会对导体各构件造成较大的损害，过负荷保护一般是结合断路器的反限时特性，通过分析能力的动态变化判断断路器的预期短路电流，可以承受通过的最大短路能量。针对于住宅线路的保护规划，可以使用断路器，断路器主要是起到一个过负荷保护作用，这种过负荷保护是基于继电器和电子脱扣器的基础上进行实现的，不同的断路器其热脱扣曲线的检验标准是不一样的，在验收过程中，主要根据线路运行负荷而定。很多住宅都是使用的小型断路器，为了避免尖峰处出现负荷电流，一般是通过断路器进行控制，要保证断路器的正常运行，不能切断线路正常供电，根据断路器的特征曲线进行合理的调控。小型断路器的脱扣特征曲线主要有四种变化，分别为A、B、C、D，不同的特征曲线其适用标准不同，适用范围也有所区别。特征曲线A适用于没有延时性脱扣的电子设备，故障电流值整体偏低，对设备运行的影响比较低。B用于脱扣速度比较快切短路电流不是很大的场所，比标准电流值超了3-4倍。C的适用性比较广，可以适用于大部分照明回路，允许通过的短期负载比较大，短峰电流值远大于额定电流值。D适用于高峰值电流的电器设备，峰值电流越高其运行效率越稳定，峰值的电流小于10倍的额定电力值，可以对电器运行起到一个很好的保护作用［3］。

3结语

摘要：随着光伏电站大量建成投运，电站的运营管理安全风险日益突出。由于光伏直流发电系统电压高，保护配置不完善，一旦发生短路故障，极易造成设备拉弧烧毁，从而导致设备起火。本文从并网光伏发电系统保护配置的角度分析直流侧发生短路时各级保护动作情况，并对这一情况提出改进措施。

关键词：光伏直流发电系统；保护配置；改进措施

太阳能作为清洁、可再生能源得到世界各国的高度重视，光伏发电系统得到了大规模的推广和应用，光伏产业作为世界高度关注的新兴能源产业，近年来，发展非常迅猛。与此同时，光伏电站暴露出的各种安全问题带给光伏行业越来越多的担忧。对于大型并网型光伏电站来说，太阳能电池组件、汇流箱、直流电缆等设备数量多、分布广、运行环境恶劣，隐患难以察觉，最容易出现直流侧电气短路故障，如果没有可靠的电气保护，一旦发生短路故障，小则造成单个设备烧毁，大则造成大面积起火。本文着重对直流侧发生短路时各级保护动作情况进行分析，并对当前直流侧保护配置提出改进措施。

1光伏直流发电系统原理

太阳电池组件是通过光伏效应将太阳能直接转变为直流电能的部件，是光伏电站的核心部件。太阳电池组件通过合理的连接，形成电站所需的太阳电池方阵，并与逆变器构成直流发电单元，大型光伏并网电站是由很多光伏发电单元系统叠加而成的，每个发电单元1MWp。直流发电系统系指太阳电池方阵到逆变器直流侧的电气系统，包括太阳电池组件、汇流箱、直流配电柜及逆变器。

2直流发电系统保护配置

以我公司光伏电站为例，每1MWp方阵有180个组串，每个组串有22块多晶硅电池板，每个汇流箱（图2）同时接入16路光伏组串，每路输入回路配有高压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V，额定电流为15A,直流输出母线端配有200A的直流断路器。每个直流防雷配电柜有8路汇流箱输入端口，直流输入母线端配有200A的光伏专用直流断路器。具体配置参数如表1。

1.常用备投方案

国内现有的备投型式大致可分为三种：①传统继电器型式，虽价格便宜，但备投装置体积大，开关动作慢，接线复杂，触电易损坏，灵活性较差，现今已经很少使用；②微机型备投装置，其特点是有完善的故障逻辑判别和可靠的故障响应，维护方便；仅适用于内部逻辑预置的模式，用于典型厂用电接线；③可编程控制器控制（PLC）备投装置，PLC备投装置具有通用性强，灵活性好，接线简单，易扩展，可靠性高，抗干扰能力强，定时准确等优点。本站10.5kV三段母线及0.4kV自用厂用电四段母线备投均采用PLC备投装置。但此方案中，PLC装置本身不具有继电保护功能，需要另配母线、进线及母联的微机保护装置。

1.1概述

10.5kV厂用电分三段母线供电，分别定义为为I、II、III段，两两之间设有母联断路器，进线共四条。参与备投控制的断路器有21QF，22QF，61QF，413QF，432QF，412QF。6QF为常闭状态，不参加备投操作。PLC可根据母线及断路器输入的不同的状态，通过内部程序的逻辑判断，发出执行命令，动作相关断路器，实现厂用电的备投功能。其内部程序可根据不同工况进行修改。

1.2备投动作分析

动作原则a.正常情况下I，II段母线互为备投，PLC判断I，II段母线任一段有电情况下，不启动III段备投；只有判断I,II段母线均失电，才b.为了简化在“母线检修”情况下的程序并保证运行安全，三个联络开关均设允许/禁止合闸限制位（置“1”为允许合闸；置“0”为禁止合闸）；三段母线各设检修状态位（置“1”为检修状态）。限制位及状态位信号均输入PLC。c.此动作原则并非通用原则，而是根据电站的运行特点，为了更方便、安全的完成供电任务而制定，仅适用于本电站高压厂用电的设计，必要时可进行修改。几种工况的动作说明工况1、I段（或II段）母线失电，另两条母线正常运行a.当PLC检测出I段（或II段）母线失压无流，且II段（或I段）母线有压时，根据（1）项中原则a，PLC发出命令分I段（或II段）母线进线断路器21QF（或22QF），合I，II段母联断路器412QF；b.在a过程中，如故障范围扩大，PLC检测I，II段均失压无流且III段母线有压时，PLC发出命令分两段进线断路器21QF和22QF及I，II段母联断路器412QF，合I，III段母联断路器413QF和II，III段母联断路器432QF。工况2、I，II段母线同时失电，III段母线正常运行a.当PLC检测I段和II段母线同时失压无流，且III段母线有压，PLC发令分进线断路器21QF，22QF，分I，II段母联断路器412QF，合I，III段母联断路器413QF和II，III段母联断路器432QF。b.在a过程中，如故障范围扩大，PLC检测I，II，III段母线均失压无流时，进入“黑启动”准备状态，同时通过通讯接口向0.4kV厂用电PLC发出进入黑启动状态指令。PLC发出指令分21QF，22QF，412QF，413QF，432QF；并发出指令跳开10.5kV母线上部分负荷回路（即甩负荷，保留重要负荷回路以保证电厂内安全，如渗漏排水泵。具体跳开哪些回路可在PLC逻辑中设定），并要求有跳闸反馈信号送回至PLC，10.5kV负荷跳闸完成信号作为启动柴油发电机的一个条件待用。工况3、I，II，III段母线同时失电PLC检测I、II、III段母线同时失压无流时，PLC直接进入黑启动准备状态，PLC操作过程与b状态相同。工况4、I段（或II段）母线检修，另两条母线正常运行根据（1）项中原则c，I段（或II段）母线检修态置“1”，I，II和I，III母联开关412QF和432QF合闸允许位置“0”，即禁止合闸。如此时II段（或I段）母线发生失电，PLC发出合II，III段母联断路器432QF。工况5、III段检修，I，II段母线正常运行根据（1）项中原则c，III段母线检修态置“1”，I，III和II，III母联开关合闸允许位置“0”，即禁止合闸。如此时I段（或II段）母线发生失电，合I，II段母联断路器412QF。以上几种工况是电站运行中较为常见的工况，其他未列出工况出现几率较小，这里不予论证。

2.0.4kV厂用电备投设计简析

摘要：从设计角度分析了海洋油气田电力系统供电安全方面存在的问题，结合实际工程项目案例提出了相关问题的解决方案，对于未来海上油气田开发项目中电力系统的方案设计提供了可参考和借鉴的经验。

关键词：海洋油气田；电力系统；供电安全

1海洋平台电力系统特点

安全、可靠的电能是海洋油气田开发的重要电力保障。海洋石油平台电力系统受海洋环境和服务行业的影响，其电力系统构成、电压等级、电站的总装机容量以及电气设备和负载的种类与性质都与陆地有很大的差别。海洋平台电力系统主要有以下特点：（1）为集发电、变电、输电、配电于一体的孤立电网；（2）单机容量和总装机容量都比较小，远远小于陆地电网；（3）供电电压较低，输电距离较短；（4）发电机出线与母线直接连接，多台发电机共母线运行；（5）电力输送主要通过电缆传输，输电线路的对地电容较大；（6）相对于主发电机，电动机、变压器容量较大，电动机启动压降大，变压器空投时励磁涌流高。

2海洋平台供电安全存在的问题

随着海洋石油“深水战略”和“二次跨越”的实施，海洋油气田开发的步伐不断加快，海上平台电力系统也得到了长足发展，逐步由过去单个平台的小型电站发展为目前集发电、变电、输电、配电于一体的较大的电力网，逐步由过去单个平台的孤立电站发展为目前多个平台间互联以至整个油田群组网的较为复杂的电力网络。当前，海洋油气田电力系统单机容量、电站总容量不断提高，变电变压器的功率不断增大，电压等级越来越高，输电距离越来越远，系统拓扑结构越来越复杂。因此，出现了一些影响平台供电安全、稳定的新情况、新问题，例如，短路电流直流分量高造成短路时断路器分断困难；大容量变压器空载合闸时产生巨大的励磁涌流，会对系统造成严重的冲击。这些问题对海上平台电力系统的供电安全和稳定运行造成了严重影响，一旦系统中某个节点出现故障，不但直接影响本平台的供电安全，甚至可能使组网运行的整个区域的电力网供电中断，造成油田群大面积的停电停产，甚至还可能引发严重的安全事故，造成重大财产和经济损失。

3供电安全分析与解决方案