ABB空气开关详解

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如果低压进线断路器采用了双G保护功能，且故障发生在Emax断路器的负载侧，由于故障电流将同时影响外部传感器和三相电流传感器，那么到底是中压开关跳闸还是低压开关跳闸呢？显然需要协调两个脱扣器的时间。在此情况下，将Emax的把内部G功能设置为快于外部传感器报警信号的确认时间，于是此时低压开关的跳闸时间将先于中压开关的跳闸时间。
如果故障发生在断路器的进线侧，则由双G功能可以实现中压断路器执行脱扣操作。

现在我们再来讨论剩余电流保护问题。

Emax断路器能在断路器的下方装配一个剩余电流传感器来实现接地故障保护。能够实现本项功能的是PR122/P L-S-I-G带测量模块，以及PR123/P L-S-I-G，可配套的断路器型号为E2、E3（3极或4极）和E4（3极）等型号。

剩余电流保护的主要技术参数是：

敏感度：0.3－0.5－0.7－1.0－2.0－3.0A；3－5－7－10－20－30A，前者属于0.1级，后者属于1级

脱扣时间：0.06－0.1－0.2－0.3－0.4－0.5－0.6－0.7－0.8－1-3－5秒

对于小于2000A的Emax开关，如果配备了分励脱扣器，那么就可以与RCQ电子剩余电流继电器配合工作。

RCQ可配置独立的电流传感器，使得RCQ可以测出从0.3～30A的对地泄漏电流。正是因为RCQ具有如此大范围的设置空间，使得RCQ可以运用在一级配电设备到三级配电设备的所有配电线路中。

下图是RCQ剩余电流继电器的技术参数：

D是可调延时短路电流方向性保护。在此保护作用中，开关的保护特性与故障电流的方向联系起来。

我们先定义断路器的参考电流方向，见下图：

在上图中，我们看到ABB定义的缺省电流方向为断路器正面从上到下的方向。当电流由G1和G2流向母线时，左边脱扣器的电流方向为反向，而右边脱扣器的电流方向为正向。

根据电流的方向在PR123/P上设置两个不同的脱扣时间：协议方向电流的脱扣时间t7Fw与参考电流方向相同，非协议方向电流的脱扣时间t7Bw与参考电流方向不同。PR123/P中的方向脱扣的电流参数是I7。

如果故障电流方向与参考电流方向不同（Bw），当电流达到门限电流I7时，保护将在设置时间t7Bw内起作用，但条件是短延时S和瞬时I参数没有设置为在D前先动作。在这里有一个约定：若短路电流超过了I3（I3是瞬时保护的电流整定值），则断路器不受电流方向的限制立即脱扣。

虽然断路器的电流方向缺省为自上而下，但可用软件根据要求另行定义为相反的方向。

我们看下图：

在此图中，我们设置了一些故障点，分别是A、B、C、D和E。假定故障点在A点，那么电流方向是由B至A，于是QF1的电流方向是非协议方向，而QF2的电流方向是协议方向；又若故障点在B点，那么电流方向是由A至B，则QF1的电流方向是协议方向，而QF2的方向是非协议方向。

通过方向保护，我们可以设置不同的短路保护电流，以及对断路器脱扣器用软件改变其电流方向。具体如下表所示：

于是通过方向保护脱扣电流I7和脱扣时间，我们能方便地为系统中的QF1、QF2、QF3、QF4之间实施选择性保护。

对于QF1来说，与非协议方向相同的故障电流是发生在A点的故障，因为QF1离故障点最近，因此QF1必须最快分断。QF1的脱扣时间t7Bw必须设定如下：

A）QF1的脱扣时间t7Bw必须小于QF2的脱扣时间t7Fw。其中QF2的电流方向为协议方向。

B）对于塑壳断路器QF4，如果可能应当将其方向保护电流I7设置为小于其S保护的时间t2，QF4的瞬时脱扣电流I3应当设置为比电机产生的短路电流Ip还要高的值。

C）QF1、QF2的S功能和I功能必须设置在D功能之后才动作。

利用D保护功能，我们能实现区域选择性，又称为方向性的区域选择性

在环形或网状供电系统中，采用区域选择性功能与D功能，可实现选择性保护。将区域选择性D设置为ON，而S和G设置为OFF，同时一定要配备能稳定供电的辅助电源，再通过各个断路器的PR123/P的合适连接与配合，即可实现方向性的区域选择性保护。

现在我们来看看选择性保护。我们来看下图：

当C点出现故障时，断路器B和断路器A哪个先分断呢？答案是B。换句话说，选择性保护是实现在过流情况下就爱那个供电系统中的故障部分隔离，确保只有最靠近故障点的供电断路器立即分闸，从而实现其它部分的供电连续性。

选择性可以是完全的，也可以是局部的。我们看下图：

所谓完全选择性：断路器B分断C处包括短路电流最大值在内的所有电流；所谓局部选择性：断路器B只分断设定电流值以下的故障电路，当故障电流等于或高于设定值时，A和B同时分断。

为了保证Emax脱扣器PR121、PR122、PR123的选择性，必须遵守如下原则：

1）两个断路器的时间电流曲线之间没有交叉点，并且误差也必须包括在内

2）只要负载侧采用Emax断路器，供电侧断路器的跳闸时间为t2，则负载侧断路器的时间t2之间的时间至少相差70毫秒。

其实不管是哪个公司的产品，上级断路器和下级断路器各自的脱扣器其对应的脱扣时间必须大于70毫秒。

我们看下图：

从表中可以看出，断路器的时间电流曲线之间没有间断点，S保护设定的脱扣门限最小差值为70毫秒。且有：A和B之间达到75kA，B和C之间达到75kA。因此，既然系统的最大短路电流是70kA，这种选择性配合被称为完全选择性。

现在给大家介绍Emax开关脱扣器PR123的双S功能。

PR123能够独立地设置2个S保护功能的门限值，而且能够同时激活。

我们来看一个例子：

图中电力变压器的上端是中压系统，电力变压器的下端是低压系统。由于选择性的原因，要求低压进线回路的Emax断路器其设定值必须为低门限值；对于低压系统的变压器，则要求低压进线回路的Emax断路器其设定值必须为高门限值。在这里，我们就采用PR123的双S功能实现保护匹配。