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中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0510179－02
随着生产规模的不断扩大，供电连续性越来越受到设计、使用单位的重视。低压系统的供电连续性在使用单位尤为重要，2011年6.21事故后，公司要求各工序低压系统进行电压凹陷治理。目前，许多10/0.4kV低压系统的都采用双变压器配置，0.4kV低压系统侧采用单母线分段运行，进线回路相互间自动切换，确保低压系统供电可靠性的连续性。因此，低压侧断路器和自动转换开关选择就更加重要。
1 低压系统现状
供电作业区管辖低压供电系统主要包括两部分，一部分是变电所、开关站自用电低压系统，该系统主要向本站所直流充电装置、所内照明、消防系统、工控后台、站内开关状态显示装置等提供交流电源。所用低压供电系统均由所内专用变压器供电。
另一部分是炼铁变电所向1#、2#高炉供电的低压系统。主要是1#、2#高炉生产用电，分别为炼铁1#、2#低压室及喷煤低压室。炼铁1#低压室共53面低压配电柜，1#低压室为1#高炉的动力主供电源，共配出103个开路。2#低压室，共39面低压柜，2#低压室为2#高炉的动力主供电源，共配出100个开路。喷煤低压室主要是向炼铁配煤、喷煤、除尘、空压站等供电，共配出21个开路。
2 低压系统接线说明
变电所、开关站自用电低压系统接线形式根据接线主要分为三类，根据接线形式的不同，各站所供电可靠性及运行方式上也有所差异。
1）第一类是两路电源供电，低压系统为单母线接线，两路电源一用一备。受电开关切合采用接触器。此类接线形式在正常运行时，站内低压系统由其中一路电源接待，在一路电源故障或失电状况下，另一路电源自动投入接待全所低压用电负荷。目前CSP变电所、二制氧、中板开关站、炼钢开关站等站所均为此类接线形式。
系统一次接线图如图1所示：
2）第二类为两路电源供电，低压系统为单母线分段接线形式（电源进线开关及母联开关采用断路器进行切合），正常运行时1#、2#所变分别带一二段母线分段运行。当一路电源故障或检修时，可断开受电开关，合一二段母联开关由其中的一路电源接待全所低压用电负荷。目前铁前变电所、铁合金变电所、二总降、三总降、四总降变电所均为此类接线形式。
系统一次接线图如图2所示。
3）第三类为两路电源供电，低压系统为单母线分段接线形式（电源进线开关及母联开关采用接触器进行切合），正常运行时1#、2#所变分别带一二段母线分段运行。当一路电源失电时，母联接触器自投由其中一台所变接待全所低压负荷。目前我作业区一总降变电所采用此接线方式。
系统一次接线图如图3所示。
4）炼铁变电所低压系统为单母线分段接线，正常运行时1#、2#变压器分别带一二段母线分段运行。当一路电源故障或检修时，可断开受电断路器，合一二段母联断路器由其中的一台配电变压器接待一二段全部低压用电负荷。
系统一次接线图如图4所示。
3 系统电压波动对供电可靠性的影响
1）第一类单母线接线方式在系统电压瞬间凹陷时，主供电源接触器瞬间失压将断开，同时备用电源接触器在瞬间吸合向所用变低压交流系统供电。此接线方式供电可靠性较高，CSP变电所、二制氧、中板开关站、炼钢开关站等均采用此接线方式，5.7事故所用低压系统未受到影响。
2）第二类单母线分段接线方式，可分为两种情况，第一种情况为电源进线断路器及母联断路器均不带低电压保护或低电压保护不投入，在系统电压波动时将不受到影响，二总降、三总降、四总降均为此类接线方式。第二种情况为电源进线断路器及母联断路器带低电压脱扣保护，在系统电压波动时将可能造成全所低压系统断电。铁前变电所、铁合金变电所自用电低压系统存在此问题。
3）第三类单母线分段、母联接触器自投的接线方式，当系统电压凹陷时，一二段电源进线接触器线圈同时失压，1#、2#接触器同时断开，此时母联接触器将无法实现自投，将造成全所低压系统断电。一总降所用电系统存在此问题。
4）铁前变电所低压系统因电源进线断路器、母联断路器均不带低电压保护，在系统电压波动时不会造成母线停电。但配出开路因部分断路器带有低电压脱扣功能，系统电压波动将导致部分开路跳闸影响炼铁生产。
4 断路器的分类和特性
断路器一般分为万能式断路器和塑料外壳是断路器。大多数的万能式断路器为B类选择性产品，大多数塑料外壳式断路器为A类非选择性电器（电子式除外）。同时，根据不同场合使用要求，又分为配电用断路器、电动机保护用断路器等。根据有无剩余电流保护能力，又有带剩余电流保护塑料外壳式断路器。
1）万能式断路器有CW1、CW2、CW3三个系列。不同产品在分段能力、保护功能上有很大的不同，其中，系列为国内最先进的第四代断路器，断路能力最高可达135kA。这一系列的断路器可设定二段保护即长延时保护和瞬时保护，三段保护即长延时保护、短延时保护、瞬时保护，四段保护即长延时保护、短延时保护、瞬时保护和接地故障或漏电保护；控制其功能丰富，有待能量监测、电力质量检测和自身状态检测等多种功能，额定电流范围为200－6300A，690V分段指标最高达100kA。CW3系列还派生有CW3G直流1000V负荷开关，可以外配直流控制保护继电器保护直流线路。
2）塑料外壳式断路器有CM1、CM2、CM3 三个系列，且各具特色。CM2系列为过电流脱扣器，有分为热磁可调整定脱扣器、电子式智能型脱扣器和带剩余电流保护脱扣器等。CM1和CM3系列为过电流热磁保护脱扣器。CM1Z、CM1E、CM1L为CM1系列的派生型号分别为电子脱扣器、智能可通信过电流脱扣器及带漏电保护脱扣器。
3）自动转换开关有CA1、CAP1、CAP2等系列产品，其中CA1为CB级自动转换开关，自身已带断路器，为断路器派生性自动转换开关。可配CM1、CM2、CM3、CM1E等脱扣器，选用比较方便，适用于选择性保护。CAP1为PC级自动转换开关，不具备保护功能，但具有SPCD的协调配合能力。CAP2为带隔离位置的三位置转换开关，短时耐受能力为国内最高，630A框架电流等级可达30kA保证建筑配电进线水平级的要求。
5 断路器的选用
对于继电保护而言，一般低压侧主进线断路器进线侧设长延时和0.4s短延时保护，母联断路器可设0.4s短延时和长延时过电流保护低电压自投，馈出线断路器视情况可设0.1s、0.2s短延时。或只设长延时和瞬时保护。
对于自动转换开关而言，应考虑：自动转换开关动作时手动操作分段应闭锁；动作电压一般低于50%额定电压时，自动转换开关启动。
5.1 变压器低压侧进线断路器选择参数（如下表所示）
变压器低压侧进线断路器参数选择
选用时应注意：
1）脱扣器额定电压选用按1.4倍變压器低压侧额定电流考虑，即考虑对断路器保护而言，负荷率在70%左右；
2）母联断路器一般考虑可选用进行断路器额定电流的1/2；
3）进线和母联断路器一般只设短延时电流值，一般取3-5倍额定电流值。
5.2 馈出线断路器选用时应注意
1）长延时过电流脱扣器整定值一般取1.3倍计算电流；
2）定时限脱扣器选择，一般整定时间不超过0.2s，电流整定选择以电动机启动电流来考虑，可靠系数取1.2；
3）瞬时脱口器整定以线路长短来计算电流，一般取3-10倍；
4）接地故障保护和剩余电流保护根据CB50054来确定，不同场合应用不同方式来选择漏电流保护方式。
参考文献：
[1]GB50054-1995低压配电设计规范.
[2]GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则.
[3]GB/T13499-2002电力变压器应用导则.
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随着生产规模的不断扩大，供电连续性越来越受到设计、使用单位的重视。低压系统的供电连续性在使用单位尤为重要，2011年6.21事故后，公司要求各工序低压系统进行电压凹陷治理。目前，许多10/0.4kV低压系统的都采用双变压器配置，0.4kV低压系统侧采用单母线分段运行，进线回路相互间自动切换，确保低压系统供电可靠性的连续性。因此，低压侧断路器和自动转换开关选择就更加重要。
1 低压系统现状
供电作业区管辖低压供电系统主要包括两部分，一部分是变电所、开关站自用电低压系统，该系统主要向本站所直流充电装置、所内照明、消防系统、工控后台、站内开关状态显示装置等提供交流电源。所用低压供电系统均由所内专用变压器供电。
另一部分是炼铁变电所向1#、2#高炉供电的低压系统。主要是1#、2#高炉生产用电，分别为炼铁1#、2#低压室及喷煤低压室。炼铁1#低压室共53面低压配电柜，1#低压室为1#高炉的动力主供电源，共配出103个开路。2#低压室，共39面低压柜，2#低压室为2#高炉的动力主供电源，共配出100个开路。喷煤低压室主要是向炼铁配煤、喷煤、除尘、空压站等供电，共配出21个开路。
2 低压系统接线说明
变电所、开关站自用电低压系统接线形式根据接线主要分为三类，根据接线形式的不同，各站所供电可靠性及运行方式上也有所差异。
1）第一类是两路电源供电，低压系统为单母线接线，两路电源一用一备。受电开关切合采用接触器。此类接线形式在正常运行时，站内低压系统由其中一路电源接待，在一路电源故障或失电状况下，另一路电源自动投入接待全所低压用电负荷。目前CSP变电所、二制氧、中板开关站、炼钢开关站等站所均为此类接线形式。
系统一次接线图如图1所示：
2）第二类为两路电源供电，低压系统为单母线分段接线形式（电源进线开关及母联开关采用断路器进行切合），正常运行时1#、2#所变分别带一二段母线分段运行。当一路电源故障或检修时，可断开受电开关，合一二段母联开关由其中的一路电源接待全所低压用电负荷。目前铁前变电所、铁合金变电所、二总降、三总降、四总降变电所均为此类接线形式。
系统一次接线图如图2所示。
3）第三类为两路电源供电，低压系统为单母线分段接线形式（电源进线开关及母联开关采用接触器进行切合），正常运行时1#、2#所变分别带一二段母线分段运行。当一路电源失电时，母联接触器自投由其中一台所变接待全所低压负荷。目前我作业区一总降变电所采用此接线方式。
系统一次接线图如图3所示。
4）炼铁变电所低压系统为单母线分段接线，正常运行时1#、2#变压器分别带一二段母线分段运行。当一路电源故障或检修时，可断开受电断路器，合一二段母联断路器由其中的一台配电变压器接待一二段全部低压用电负荷。
系统一次接线图如图4所示。
3 系统电压波动对供电可靠性的影响
1）第一类单母线接线方式在系统电压瞬间凹陷时，主供电源接触器瞬间失压将断开，同时备用电源接触器在瞬间吸合向所用变低压交流系统供电。此接线方式供电可靠性较高，CSP变电所、二制氧、中板开关站、炼钢开关站等均采用此接线方式，5.7事故所用低压系统未受到影响。
2）第二类单母线分段接线方式，可分为两种情况，第一种情况为电源进线断路器及母联断路器均不带低电压保护或低电压保护不投入，在系统电压波动时将不受到影响，二总降、三总降、四总降均为此类接线方式。第二种情况为电源进线断路器及母联断路器带低电压脱扣保护，在系统电压波动时将可能造成全所低压系统断电。铁前变电所、铁合金变电所自用电低压系统存在此问题。
3）第三类单母线分段、母联接触器自投的接线方式，当系统电压凹陷时，一二段电源进线接触器线圈同时失压，1#、2#接触器同时断开，此时母联接触器将无法实现自投，将造成全所低压系统断电。一总降所用电系统存在此问题。
4）铁前变电所低压系统因电源进线断路器、母联断路器均不带低电压保护，在系统电压波动时不会造成母线停电。但配出开路因部分断路器带有低电压脱扣功能，系统电压波动将导致部分开路跳闸影响炼铁生产。
4 断路器的分类和特性
断路器一般分为万能式断路器和塑料外壳是断路器。大多数的万能式断路器为B类选择性产品，大多数塑料外壳式断路器为A类非选择性电器（电子式除外）。同时，根据不同场合使用要求，又分为配电用断路器、电动机保护用断路器等。根据有无剩余电流保护能力，又有带剩余电流保护塑料外壳式断路器。
1）万能式断路器有CW1、CW2、CW3三个系列。不同产品在分段能力、保护功能上有很大的不同，其中，系列为国内最先进的第四代断路器，断路能力最高可达135kA。这一系列的断路器可设定二段保护即长延时保护和瞬时保护，三段保护即长延时保护、短延时保护、瞬时保护，四段保护即长延时保护、短延时保护、瞬时保护和接地故障或漏电保护；控制其功能丰富，有待能量监测、电力质量检测和自身状态检测等多种功能，额定电流范围为200－6300A，690V分段指标最高达100kA。CW3系列还派生有CW3G直流1000V负荷开关，可以外配直流控制保护继电器保护直流线路。
2）塑料外壳式断路器有CM1、CM2、CM3 三个系列，且各具特色。CM2系列为过电流脱扣器，有分为热磁可调整定脱扣器、电子式智能型脱扣器和带剩余电流保护脱扣器等。CM1和CM3系列为过电流热磁保护脱扣器。CM1Z、CM1E、CM1L为CM1系列的派生型号分别为电子脱扣器、智能可通信过电流脱扣器及带漏电保护脱扣器。
3）自动转换开关有CA1、CAP1、CAP2等系列产品，其中CA1为CB级自动转换开关，自身已带断路器，为断路器派生性自动转换开关。可配CM1、CM2、CM3、CM1E等脱扣器，选用比较方便，适用于选择性保护。CAP1为PC级自动转换开关，不具备保护功能，但具有SPCD的协调配合能力。CAP2为带隔离位置的三位置转换开关，短时耐受能力为国内最高，630A框架电流等级可达30kA保证建筑配电进线水平级的要求。
5 断路器的选用
对于继电保护而言，一般低压侧主进线断路器进线侧设长延时和0.4s短延时保护，母联断路器可设0.4s短延时和长延时过电流保护低电压自投，馈出线断路器视情况可设0.1s、0.2s短延时。或只设长延时和瞬时保护。
对于自动转换开关而言，应考虑：自动转换开关动作时手动操作分段应闭锁；动作电压一般低于50%额定电压时，自动转换开关启动。
5.1 变压器低压侧进线断路器选择参数（如下表所示）
变压器低压侧进线断路器参数选择
选用时应注意：
1）脱扣器额定电压选用按1.4倍變压器低压侧额定电流考虑，即考虑对断路器保护而言，负荷率在70%左右；
2）母联断路器一般考虑可选用进行断路器额定电流的1/2；
3）进线和母联断路器一般只设短延时电流值，一般取3-5倍额定电流值。
5.2 馈出线断路器选用时应注意
1）长延时过电流脱扣器整定值一般取1.3倍计算电流；
2）定时限脱扣器选择，一般整定时间不超过0.2s，电流整定选择以电动机启动电流来考虑，可靠系数取1.2；
3）瞬时脱口器整定以线路长短来计算电流，一般取3-10倍；
4）接地故障保护和剩余电流保护根据CB50054来确定，不同场合应用不同方式来选择漏电流保护方式。
参考文献：
[1]GB50054-1995低压配电设计规范.
[2]GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则.
[3]GB/T13499-2002电力变压器应用导则.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文