摘要: 介绍了选择性保护的定义、分类和发展，THW1 系列式断路器的特点及其在选择性保护中的应用。

　　0 引言

　　电力系统中实行选择性保护，能缩小供配电线路的事故范围，可避免不必要的停电，提高配电系统运行的可靠性和安全性。THW1 系列式断路器是新一代式断路器，具有高短路分断能力、高短时耐受电流、智能化、模块化、可通信等特点，并具有短延时时间和电流可调、区域选择性联锁等功能，选择性保护，能提高供电可靠性，避免不必要的停电，目前已被广泛应用于供配电系统中。本文主要介绍该产品在选择性保护中的应用。

　　1 选择性保护

　　1. 1 选择性保护的定义

　　断路器按使用类别，即根据断路器在短路情况下是否特别指明用作串联在负载侧的其他断路器通过人为延时实现选择性保护规定，分为非选择型A 和选择型B。非选择型A 是指在短路情况下，断路器无明确指明用作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下选择性保护无人为短延时;选择型B 是指在短路情况下，断路器明确指明用作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下选择性保护有人为短延时( 可调节)。选择性保护是指几种过电流保护装置动作特性的协调配合，使它们按一定的顺序先后动作，缩小多支路、多级供电线路的事故范围，避免不必要的停电。

　　1. 2 选择性保护分类

　　选择性保护分为全选择性和局部选择性。全选择性指在2 台串联的过电流保护装置的情况下，负载侧的保护装置实行保护时而不导致另一台保护装置动作的过电流选择性保护，如图1、图2 所示。局部选择性指在2 台串联的过电流保护装置的情况下，负载侧的保护装置在规定的过电流等级下实行保护时而不导致另一台保护装置动作的过电流选择性保护，如图1、图3、图4 所示。

　　如图1、图3 所示，QF2 和上级的QF1 都只具有过载长延时和短路保护特性，当I < I2时，可实现选择性保护;当I > I2时，可能同时瞬时动作，只能起到局部选择性保护。当配备断路器如图4 所示时，QF2 具有过载长延时和短路保护特性，而QF1同时具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时三段保护特性，当I < I3时，实现选择性保护;当I > I2时，QF1 和QF2 同时瞬时动作，只能起到局部选择性保护。当配备断路器如图2 所示时，QF2 具有过载长延时和短路保护特性且为限流型，而QF1 同时具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时三段保护特性，由于限流型产品限流系数一般小于0. 6，短路保护时实际分断电流低，且分断时间一般为10 ms 左右，可以实现全选择性保护。

图1 配电系统断路器分级保护示意图.

图2 全选择性保护.

图3 局部选择性保护.

图4 局部选择性保护.

　　1. 3 选择性保护的意义

　　(1) 可有效避免配电系统越级跳闸，使短路故障带来的损害限制在范围，大大提高配电系统运行的可靠性和安全性。

　　(2) 低压配电系统实现选择性保护全过程时间缩短，提高了整个配电系统导电回路( 包括低压电器和低压成套设备)的动、热稳定性能。

　　2 THW1 式断路器

　　2. 1 THW1 式断路器适用范围

　　THW1 系列智能型式断路器适用于交流50 /60 Hz，额定绝缘电压为1 000 V，额定工作电压为400 V/690 V，额定电流250 ～ 6 300 A 的配电网络中，主要用作配电、馈电或发电保护，使线路和电源设备免受过载、短路、接地、过压、欠压、过频、欠频、逆功率等故障的危害;同时，可用作电网节点的电流、电压、功率、频率、电能、需量、谐波等电网参量的测量，故障、报警、操作、电流历史值、开关触头磨损情况等运行维护参数的记录;当电力网络进行通信组网时，可作为电力自动化网络的远程终端，实现遥测、遥信、遥控、遥调等。

　　该断路器具有智能化保护功能，选择性保护，提高供电可靠性，避免不必要的停电。

　　该产品可为供、配电系统提供更完善的保护功能、更全面的测量功能、更强大的通信功能和更丰富的人机接口。产品符合GB 14048. 2《低压开关设备和控制设备第2 部分断路器》和IEC 60947-2《低压开关设备和控制设备第2 部分断路器》标准。

　　2. 2 主要技术参数

　　THW1 式断路器主要技术参数如表1 所示。

表1 THW1 式断路器主要技术参数

　　3 THW1 式断路器在选择性保护中的应用

　　3. 1 高分断能力和高短时耐受电流

　　THW1 系列智能型式断路器具有分断能力高和短时耐受电流高的电动稳定性和热稳定性等特点，在短时耐受电流及其延时时间内，不会因相间产生的电动力而发生机械损伤，也不会因极大的提高破坏零部件的绝缘性能，为低压配电系统实现选择性保护提供了有利条件，能满足电力系统选择性保护的需要。如THW1-2000 式断路器额定极限短路分断能力和额定短时，耐受电流分别为80 kA 和50 kA(1 s)，而一台1 000 kVA的10 /0. 4 kV 变压器，其二次侧出线端短路时短路电流约为30 kA，此时选择THW1-2000 式断路器，就能满足需要; 一台3 150 kVA的10 /0. 4 kV 变压器，其二次侧出线端短路时短路电流约为70 kA，此时选择THW1-6300 式断路器，其额定极限短路分断能力和额定短时耐受电流分别为120 kA 和100 kA(1 s)，即能满足要求。

　　3. 2 短路短延时功能

　　短路短延时是指在额定短时耐受电流范围内工作的故意延时，是断路器能承受短时间( 人为的设计时间)的短路电流。当短路电流持续的时间超过断路器能承受短路电流的时间时，断路器将断开短路电流，切断主电路。短路短延时是为了实现选择性保护而设置的。

　　THW1 系列式断路器基于电流真有效值(RMS)的短路延时保护，分成2 段:反时限段和定时限段，进一步加强了与下级保护装置的配合，便于实现级联保护协调和配合。

　　(1) 短延时反时限动作特性，如表2 所示。

表2 短延时反时限动作特性

　　(2) 短延时定时限动作特性，如表3 所示。

表3 短延时定时限动作特性

　　3. 3 各种参数可调

　　THW1 系列智能型式断路器的各种保护电流整定值，如短延时定时限动作电流和动作时间整定值等，可根据用户及负载需要调整，便于前后级断路器动作电流和时间匹配，为配电系统实现选择性保护提供了方便。短延时保护相关设定参数如表4 所示。

表4 短延时保护相关参数

　　3. 4 区域选择性联锁(ZSI)功能

　　区域选择性联锁(ZSI) 功能是新一代式断路器的重要特征之一，能有效解决短路保护的级间选择性配合问题，缩短人为延时，提高供配电系统选择性保护的安全性和可靠性。

　　如图5 所示，THW1 系列智能型式断路器具有区域选择性联锁功能，当其在2 台或多台有上、下级关联断路器的同一电力回路中:

图5 区域连锁示意图.

　　(1) 当短路或接地故障发生的位置在下级断路器(QF2 ～ QF4)的出线侧(位置②)时，下级断路器瞬时跳闸，并向上级断路器(QF1)发出区域联锁跳闸信号，使上级断路器(QF1)能正确判定短路故障并非发生在本断路器保护区间;上级断路器(QF1)收到区域联锁跳闸信号，按短路设定进行延时。若上级断路器延时过程中故障电流被消除，则保护返回，上级断路器不动作;若下级断路器分断失败或跳闸后故障电流仍未消除，则上级断路器立即解锁，按短路保护设定动作，切除故障线路。

　　(2) 当短路或接地故障发生的位置在上级断路器(QF1) 与下级断路器(QF2 ～ QF4) 之间( 位置①)时，上级断路器未收到区域联锁信号，因而瞬时跳闸，快速切除故障线路。

　　3. 5 提供多种过载长延时和短延时反时限特性曲线

　　THW1 式断路器可为用户提供标准反时限、快速反时限、特快反时限( 配电保护)、特快反时限(发电机保护)、高压熔丝兼容、通用反时限等多种过载长延时和短延时反时限特性曲线，每种特性曲线均有C1 ～ C16 共16 种延时动作时间供用户选择，便于用户在选择性保护中根据负载的不同选择不同的特性曲线，提高供配电系统的可靠性，如图6 所示。

图6 过载反时限特性曲线.

　　4 结语

　　在供配电系统中实现电流选择性保护，可有效避免配电系统越级跳闸，使短路故障带来的损害限制在范围，大大提高配电系统运行的可靠性和安全性。THW1 系列式断路器的分断能力高、短延时时间和电流可调、保护功能齐全，且区域选择性联锁功能等被广泛应用在供配电系统中，起到保护线路的作用，特别是对供、配电可靠性要求高、选择性保护的重要用电负荷等有着广阔的市场前景，并会带来明显的经济和社会效益。