ABB空氣開關詳解

如果低壓進線斷路器采用了雙G保護功能，且故障發生在Emax斷路器的負載側，由于故障電流將同時影響外部傳感器和三相電流傳感器，那么到底是中壓開關跳閘還是低壓開關跳閘呢？顯然需要協調兩個脫扣器的時間。在此情況下，將Emax的把內部G功能設置為快于外部傳感器報警信號的確認時間，于是此時低壓開關的跳閘時間將先于中壓開關的跳閘時間。
如果故障發生在斷路器的進線側，則由雙G功能可以實現中壓斷路器執行脫扣操作。

現在我們再來討論剩余電流保護問題。

Emax斷路器能在斷路器的下方裝配一個剩余電流傳感器來實現接地故障保護。能夠實現本項功能的是PR122/P L-S-I-G帶測量模塊，以及PR123/P L-S-I-G，可配套的斷路器型號為E2、E3（3極或4極）和E4（3極）等型號。

剩余電流保護的主要技術參數是：

敏感度：0.3－0.5－0.7－1.0－2.0－3.0A；3－5－7－10－20－30A，前者屬于0.1級，后者屬于1級

脫扣時間：0.06－0.1－0.2－0.3－0.4－0.5－0.6－0.7－0.8－1-3－5秒

對于小于2000A的Emax開關，如果配備了分勵脫扣器，那么就可以與RCQ電子剩余電流繼電器配合工作。

RCQ可配置獨立的電流傳感器，使得RCQ可以測出從0.3～30A的對地泄漏電流。正是因為RCQ具有如此大范圍的設置空間，使得RCQ可以運用在一級配電設備到三級配電設備的所有配電線路中。

下圖是RCQ剩余電流繼電器的技術參數：

D是可調延時短路電流方向性保護。在此保護作用中，開關的保護特性與故障電流的方向起來。

我們先定義斷路器的參考電流方向，見下圖：

在上圖中，我們看到ABB定義的缺省電流方向為斷路器正面從上到下的方向。當電流由G1和G2流向母線時，左邊脫扣器的電流方向為反向，而右邊脫扣器的電流方向為正向。

根據電流的方向在PR123/P上設置兩個不同的脫扣時間：協議方向電流的脫扣時間t7Fw與參考電流方向相同，非協議方向電流的脫扣時間t7Bw與參考電流方向不同。PR123/P中的方向脫扣的電流參數是I7。

如果故障電流方向與參考電流方向不同（Bw），當電流達到門限電流I7時，保護將在設置時間t7Bw內起作用，但條件是短延時S和瞬時I參數沒有設置為在D前先動作。在這里有一個約定：若短路電流超過了I3（I3是瞬時保護的電流整定值），則斷路器不受電流方向的限制立即脫扣。

雖然斷路器的電流方向缺省為自上而下，但可用軟件根據要求另行定義為相反的方向。

我們看下圖：

在此圖中，我們設置了一些故障點，分別是A、B、C、D和E。假定故障點在A點，那么電流方向是由B至A，于是QF1的電流方向是非協議方向，而QF2的電流方向是協議方向；又若故障點在B點，那么電流方向是由A至B，則QF1的電流方向是協議方向，而QF2的方向是非協議方向。

通過方向保護，我們可以設置不同的短路保護電流，以及對斷路器脫扣器用軟件改變其電流方向。具體如下表所示：

于是通過方向保護脫扣電流I7和脫扣時間，我們能方便地為系統中的QF1、QF2、QF3、QF4之間實施選擇性保護。

對于QF1來說，與非協議方向相同的故障電流是發生在A點的故障，因為QF1離故障點Z近，因此QF1必須Z快分斷。QF1的脫扣時間t7Bw必須設定如下：

A）QF1的脫扣時間t7Bw必須小于QF2的脫扣時間t7Fw。其中QF2的電流方向為協議方向。

B）對于塑殼斷路器QF4，如果可能應當將其方向保護電流I7設置為小于其S保護的時間t2，QF4的瞬時脫扣電流I3應當設置為比電機產生的短路電流Ip還要高的值。

C）QF1、QF2的S功能和I功能必須設置在D功能之后才動作。

利用D保護功能，我們能實現區域選擇性，又稱為方向性的區域選擇性

在環形或網狀供電系統中，采用區域選擇性功能與D功能，可實現選擇性保護。將區域選擇性D設置為ON，而S和G設置為OFF，同時一定要配備能穩定供電的輔助電源，再通過各個斷路器的PR123/P的合適連接與配合，即可實現方向性的區域選擇性保護。

現在我們來看看選擇性保護。我們來看下圖：

當C點出現故障時，斷路器B和斷路器A哪個先分斷呢？答案是B。換句話說，選擇性保護是實現在過流情況下就愛那個供電系統中的故障部分隔離，確保只有Z靠近故障點的供電斷路器立即分閘，從而實現其它部分的供電連續性。

選擇性可以是*的，也可以是局部的。我們看下圖：

所謂*選擇性：斷路器B分斷C處包括短路電流Z大值在內的所有電流；所謂局部選擇性：斷路器B只分斷設定電流值以下的故障電路，當故障電流等于或高于設定值時，A和B同時分斷。

為了保證Emax脫扣器PR121、PR122、PR123的選擇性，必須遵守如下原則：

1）兩個斷路器的時間電流曲線之間沒有交叉點，并且誤差也必須包括在內

2）只要負載側采用Emax斷路器，供電側斷路器的跳閘時間為t2，則負載側斷路器的時間t2之間的時間至少相差70毫秒。

其實不管是哪個公司的產品，上級斷路器和下級斷路器各自的脫扣器其對應的脫扣時間必須大于70毫秒。

我們看下圖：

從表中可以看出，斷路器的時間電流曲線之間沒有間斷點，S保護設定的脫扣門限Z小差值為70毫秒。且有：A和B之間達到75kA，B和C之間達到75kA。因此，既然系統的Z大短路電流是70kA，這種選擇性配合被稱為*選擇性。

現在給大家介紹Emax開關脫扣器PR123的雙S功能。

PR123能夠獨立地設置2個S保護功能的門限值，而且能夠同時激活。

我們來看一個例子：

圖中電力變壓器的上端是中壓系統，電力變壓器的下端是低壓系統。由于選擇性的原因，要求低壓進線回路的Emax斷路器其設定值必須為低門限值；對于低壓系統的變壓器，則要求低壓進線回路的Emax斷路器其設定值必須為高門限值。在這里，我們就采用PR123的雙S功能實現保護匹配。