民航空管低压配电系统中关键部件的选择和整定

苏敏

（中国民用航空西南地区空中交通管理局成都610202）

摘要：本文阐述了低压配电系统断路器的整定方法和原则，起着控制、测量和保护的作用，有利于低压配电系统安全、可靠、连续运行。

引言

随着空管事业的发展，保障空中安全的责任也越来越重，对供配电的可靠性要求也越来越高。民航空管低压配电系统的主要任务是确保其供电运行安全、可靠、不间断，在区管低压配电系统中包含有变压器、母线、断路器、二次回路，它们都扮演着不同的重要角色，其中断路器起着隔离、保护、传输的关键作用，它能在出现故障时在第一时间切除故障回路并保证其他非故障回路运行正常。而能否第一时间起到保护作用并正常消除故障回路关键就在于断路器的选择和断路器之间的级间配合是否科学合理了。2015年某单位由于低压配电系统中断路器选择和整定问题，当消防水泵同时启动时导致低压进线开关跳闸，造成大面积停电。因此低压配电系统正式运行前科学、合理选择和配置低压断路器就显得至关重要了。

一、空管典型低压配电系统

（一）系统构架

空管典型的低压配电系统由两段主母线，两段高压经低压配电室中两台降压变压器形成两段单母线分段运行的低压市电。这两路市电通过低压母联实现冗余。通过各级断路器组成区管三级配电架构（如图1），配电室主要包括：以核心负载为主工艺配电、辅助设施及其他配套设施配电，因此低压配电中工艺配电与辅助设备等在同一配电网络。

（二）负荷类型

空管配电主要负荷类型有电梯、水泵、通风机、空调、锅炉、服务器、交换机、功率器件、照明等，由于与工艺设备在同一配电网络如果其中辅助设备短路、故障或启动极易造成工艺设备供电输入开关跳闸，因此对低压配电断路器的选择与整定对于空管配电来说是一个不可忽视的关键要素。

二、断路器

断路器（英文名称：circuitbreaker）是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。低压配电系统断路器主要用于配电线路的过载、欠压、失压、短路和接地故障保护。

（一）低压断路器类型

1.选择型断路器主要用于电源总开关和靠近变压器端的干线开关，非选择型断路器主要用于支路开关与末端开关。配电用低压断路器的类型及特征：

三、低压各级断路器的选择与整定

（一）断路器类型及额定电流的选择

低压断路器最常见负载有配电类、电动机类和家用电器类三类，应根据不同的负载性质及要求选择不同保护特性的断路器。

1.配电线路应选择配电型断路器，配电型断路器有选择性与非择性之分。

2.电动机保护型断路器只要有过载长延时和短路瞬时的两段保护性，可选择非选择性断路器。

3.终端配电箱的保护型断路器是一种额定电流在63A以下的小型非选择性断路器。

4.框架式断路器：一般用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制开关。

5.塑壳断路器：一般用于配电馈线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总开关、动力配电终端控制，也可用于各种生产机械的电源开关。

（二）计算电流

1．用电设备组的计算电流：

四、低压断路器的整定与级联

（一）基本原则

低压配电系统采取多级配电制，常见的故障有过载、短路、接地故障、冲击电流以及电压跌落等，这些故障不仅影响本回路负载的正常供电，而且还由于处理不及时以致影响其他正常回路负载的供电，其基本整定原则主要有：

1.配电线路在正常使用中和用电设备正常起动时，断路器不动作。

2.断路器必须按规范规定的时间内切断故障回路。

3.配电系统各级断路器的动作特性应能彼此协调配合，要求有选择性动作将事故回路切除，保证其选择性有：

上下级为选择型断路器时，通常上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于下级断路器首端短路时最大短路电流，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长一个时间差（Δt），使其保护范围不能超过下一级线路瞬时电流速断保护，以保证上下级断路器之间的动作选择性。

（二）补充说明

低压断路器的选择原则除遵守低压电器设备的使用环境特征等基本原则外还应考虑如下条件：

1．低压断路器的额定电压应大于母线额定电压；

2．低压断路器脱扣器的额定电流与其额定电流均应大于该回路的计算电流；

3．低压断路器的额定短路分断能力应大于回路中最大短路电流；

4．选择型低压配电断路器还需考虑短路时短延时和延时保护级间配合；

5．低压断路器欠压脱扣器额定电压等于变压器低压侧额定电压；

6．当运用于电动机保护时，断路器还需考虑电动机的起动时冲击电流且在起时间内脱口器不动作；

7．运行前还应考虑断路器与断路器、断路器与熔断器的配合。

五、应用与思考

目前空管配电系统中对配电断路器这一块有深层次了解的人不多，对其重视度也不高，还停留在开关分合的基础上，只知道它起一个连接和保护的功能，但不知道具体怎么保护怎么去调试整定值。由于设计院设计给定的值都非常大，目前设备根本达不到保护值，所以也不会出现问题。但也会存在一些问题。一、在经济性方面不经济（断路器容量越大越贵；电能损耗增加）二、级间密切配合不会很精确（所以常常有越级跳闸的现象产生）三、空管配电技术人员素质不高四、增加负载时不考虑断路器和母线的承载能力等。在设备不断增多的空管发展步伐中空管动力不光要做好日常的维护工作保证设备用电安全、可靠，还需重视对自身实力的提升，做到“胸有成竹”。

结语

综上所述空管低压配电系统中短路器的选择与整定对于空管供电稳定、设备安全运行和节能减排上是值得重新关注的一个要素。相信对空管动力专业来讲是一次软实力的提升对保障飞行安全和空管事业现代化发展又增加了一道坚实的基础。

参考文献：

[1]工业与民业配电设计手册/中国航空工业规划设计研究院等编.-北京：中国电力出版社，2005

[2]成都区管动力设备技术手册/西南空管局动力室编.2013年9月27日版。

[3]GB50054-2011低压配电设计规范.中国计划出版社，2011

作者简介：

姓名：苏敏（出生年月：1989-），性别：男，职称：初级，籍贯：成都，主要从事电力供配电，单位：中国民用航空西南地区空中交通管理局，邮编：610202