摘要：配電系統是否安全可靠、經濟實用并便于管理，其配電級數的設計是至關重要的。相關規范規定，在低壓配電設計中，從變壓器低壓側用電設備的配電級數一般不超過三級，對于重要的負荷，上下級保護電器的動作應具有選擇性。在實際工程的設計中，由于對配電級數的理解不到位，導致了配電系統經濟技術上部合理的情況時有發生。本文首先區分了配電級數和保護級數的不同概念，對保護級之間選擇性的問題做了理解，最后重點探討了低壓系統中各級配電保護的選擇性配合。

　　關鍵詞：低壓配電系統,配電級數,保護級數,斷路器,故障線路

　　一、對配電級數和保護級數的理解

　　配電級數是一個供電回路經配電裝置分配成幾個供電回路過程的次數，通過幾次分配就稱作幾級配電。對于一個配電裝置而言，總進線開關與分支配出開關合起來算做一級配電，這與其總進線開關是否具有保護功能無關。

　　保護級數則是按保護開關的上下級個數來確定的，它既與配電級數有聯系又不同于配電級數。同一電壓等級的配電級數，高壓不宜多于兩級，低壓不宜多于三級;而保護級數則可能達到四級甚至五級，一般情況下各級保護之間需要進行保護配合，即動作應具有選擇性。

　　如圖1所示，該系統共四級保護，其中QF11為第一級保護，QF12為第二級保護，QF22為第三保護級，QF32為第四保護級。因此，QF11與QF12、QF12與QF22、QF22與QF32動作特性均應具有選擇性。

　　如將圖2—1中AA2配電柜作為建筑物總進線配電柜，則QF21要求具有300mA漏電保護功能，因此QF21只能采用斷路器。此時在L12線路兩端分別設有QF12與QF2兩個保護開關，但兩者應為同一保護級。這是基于選擇性切斷的定義得出的。選擇性切斷的目的是在切除故障線路的基礎上，盡可能的縮小停電范圍，而QF12與QF21中任何一個在故障時脫扣，停電范圍都是相同的，所以兩者為同一保護級，而不是上下級關系。因此，根據《低壓配電設計規范》，兩者間的動作特性不需要具有選擇性，但QF21與QF22的動作應則應選擇性。

　　再如：

　　1、各級配電箱、柜內總、分開關應有選擇性配合, 如圖2中1 2、3 4、5 6 間(容易實現)。

　　2、放射式配電的上下級開關間可沒有選擇性。如圖2中2 3、4 5 間(不擴大事故面，節約投資，建議放射式配電下級主開關采用隔離開關等非保護型電器)。

　　二、保護級之間選擇性的問題

　　保護的選擇性是指協調具有保護功能的電源，當系統任意點故障后可以被位于僅靠故障點的上一級保護電源消除，而且只能由其單獨類消除，從而保證其他回路的工作連續性。選擇性保護對于所有故障電源(即無論是過負荷、接地故障還是短路等任何一種故障)都能實現選擇性保護時未完全選擇性。當僅在一定故障電流范圍內實現選擇性保護時為部分選擇性。對于重要負荷，其供電線路上、下級保護電氣的選擇性，可保證故障時不致越級切斷線路而引起非故障線路的設備終端供電，這對設備的供電可靠性是很重要的。

　　如果當過載或短路故障發生時，D1和D2斷路器均跳閘，那么此保護就無選擇性，如圖2所示。

　　對保護分級有充分的理解，有助于合理設置上下級保護電氣的選擇性。規范只規定了對于重要負荷需要有選擇性，但對重要負荷沒有說明和列舉，對于是完全選擇還是部分選擇也無具體要求。根據筆者對相關規范的理解，重要負荷為一級負荷、二級負荷及消防負荷;對于一級負荷及消防負荷，須做到完全選擇，對于二級負荷，部分選擇即可。

　　三、低壓系統中各級配電保護的選擇性配合

　　低壓配電系統一般分二到三級，不宜超過三級。第一級為變電所低壓柜，第二級為中間(樓層)配電箱，第三級為終端配電箱。應盡量減少配電級數，級數少有利于保護的選擇性配合。對于各級配電保護的選擇性配合探討如下：

　　(一)變電所低壓柜

　　1、斷路器的形式

　　一般總開關及聯絡開關采用框架斷路器，出線開關采用塑殼斷路器。

　　2、總開關與聯絡開關的選擇方法

　　總開關與聯絡開關應有選擇性，方法一是按選擇性表格選型，框架電流一般相差二級時可以保證選擇性要求;方法二是聯絡開關取消瞬時保護，總開關于分開關的長延時保護整定值的比值不小于1:6，方法三是聯絡開關改為框架式負荷開關。

　　3、總開關與分開關的選擇方法

　　總開關與分開關應有選擇性，以施耐德MT型框架開關與NSX型塑殼開關為例，經查表比對，基本上實現了全系列的全選擇性保護。《工業于民用配電設計手冊》建議為保證選擇性低壓總開關取消瞬時保護，僅設短延時保護，這是沒有必要的。變壓器低壓出線總開關不宜取消瞬時保護，一方面難以復核系統設備及排線的動熱穩定性，大短路電流時應該采用能量保護快速分閘以減少對電氣設備及母排的損害，特別是對變壓器的損害，另一方面，低壓總開關采用延時脫扣不利于高壓側繼電保護的整定。同時目前上級框架開關于下級塑殼開關已實現了自然的完全選擇性，不必考慮短路故障電流過大的問題。

　　4、變電所低壓總開關宜采用具有全參數調節的智能型脫扣器，采用三段式保護或四段式保護(增加接地故障保護，建議作用于信號)。

　　5、當變電所少數出線開關容量較大而采用框架斷路器時，設計時一定要注意，此回路應盡量減少容量，不行時可分成二路出線，應保證總開關于分開關的長延時整定電流的比值大于1.6且框架電流相差2.5倍以實現自然的完全選擇性。

　　6、變電所出線開關建議采用電子脫扣器，重要回路采用智能脫扣器，三段式保護。一方面是滿足對下級配電前段線路保護的靈敏度要求，一方面是為更好的滿足保護選擇性的要求。當于下級配電開關的瞬動滿足不了選擇性要求時可取消出線開關瞬時保護改用短延時保護。

　　(二)中間(樓層)配電箱

　　一般總開關及出線開關采用塑殼斷路器，若由變電所至中間(樓層)配電箱采用放射 式供電，則中間(樓層)配電箱總開關可以采用負荷開關，這樣由于上級變電所出線開關至本箱的分開關距離較遠，短路電流相差較大，更易實現保護選擇性，當有保護死區時上級變電所出線開關可采用三段保護以提高保護靈敏度;當由變電所至本箱采用樹干式配電，則本箱總開關應采用斷路器。變電所出線開關、本箱總開關及分開關均應按照所選斷路器品牌的選擇性配合表進行選型，以實現完全選擇性配置。

　　(三)終端配電箱

　　一般總開關采用塑殼斷路器，分開關采用塑殼或微型斷路器。當分開關采用微型斷路器，主開關采用塑殼斷路器時，其選擇性容易實現。當分開關及主開關均采用微型斷路器時，上下級只有部分選擇性，則要求計算此處的短路電流。當小于選擇性極限電流時可以滿足選擇性要求，否則主開關智能采用微型斷路器。若由中間(樓層)配電箱至終端配電箱采用放射式供電，則終端配電箱總開關可以采用負荷開關，易實現于上級的保護選擇性;當為樹干式供電時，則本箱總開關應采用斷路器。中間(樓層)配電箱出線開關、本箱總開關及分開關均應按照所選斷路器品牌的選擇性配合表進行選型，實現完全選擇性配置。

　　(四)智能脫扣器斷路器

　　設計低壓配電系統時，要準確地計算故障電流，恰當地選擇保護電器，正確確定保護電氣的動作電流和動作時間，才能保證有選擇性地切斷故障線路。隨著電子技術運用的深入，配置智能脫扣器的斷路器在建筑工程逐漸推廣和使用。智能脫扣器在過載長延時、短路短延時、短路瞬時、接地故障的動作電流值和動作時間都在一定范圍內可調，這給上下級保護的選擇性實現提供了很大的技術便利。建議在選擇配電系統的開關電器時，盡量選擇一個廠家一個系列的產品，在實現選擇性設計時，有更具體的數據可供參考，其保護電氣的級間選擇性配合情況，可參照產品的技術參數去實施。

　　結語

　　綜上，低壓配電線路發生故障時，既要保證可靠地分段故障線路，又要盡可能地縮小斷電范圍，減少不必要的停電，即要有選擇性地分斷保護電器。正確理解低壓配電的配電級數、保護級數及級間選擇性，對實現簡單、可靠、穩定的低壓配電系統有重要作用。在設計中嚴格進行低壓電器的選擇性設計，把握好可靠性、經濟性的關系，提高設計質量。

　　參考文獻：

　　[1]胡友根.民用建筑電氣設計常見問題與分析[J].中國新技術新產品，2012.1.

　　[2]鄭惠忠，徐寶紅.走出實施施工現場配電規范的誤區[J].建筑安全，2010.11.

　　[3]柴立坤.低壓配電回路選擇性保護理解的誤區[J].油氣田地面工程，2012.2.

　　[4]GB50054-2011低壓配電設計規范[S].中國計劃出版社，2011.