如何处理并联断路器开断短路故障？

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：当K2点发生短路故障时要求断路器QF1与QF2切除短路故障。断路器动作前，由母线阻抗决定了它们之间短路电流的分配，Is1与Is2的大小可能是50%∶50%或100%∶90%或其他比例。只要Is不超过断路器QF2的额定开断电流，QF2能够可靠的开断电路，与一般短路故障的开断没有区别。这一情况与上节讨论的开断发展性故障有些相似。

由于经济上的原因，电力系统中常采用三角形接线或接线（一个半断路器）的母线布置，如图3-36所示，在这种情况下，如果出现短路故障，要求两台断路器同时动作，开断故障。这种两台断路器同时切断短路故障称为并联开断。

图3-36 电力系统接线

a）三角形接线 b）接线

图3-36a中，若K₁点发生短路，要求断路器QF₁与QF₂切除短路故障，保证B处的正常供电。断路器QF₁与QF₂遇到的就是并联开断。图3-36b中的情况与之类似。当K₂点发生短路故障时要求断路器QF₁与QF₂切除短路故障。QF₁与QF₂中流过的短路电流为I_s1与I_s2，故障点的短路电流I_s=I_s1+I_s2。

断路器动作前，由母线阻抗决定了它们之间短路电流的分配，I_s1与I_s2的大小可能是50%∶50%或100%∶90%或其他比例。断路器分断时，触头间产生电弧，电弧电阻对电流分配也会起一定作用。

断路器接到分闸命令后，由于继电保护时间和断路器固有分闸时间的不同，两断路器的触头不可能同时分开，以下分两种情况分析：

1）两断路器触头分开时间相差很大，例如大于20ms。先分开的那台断路器（假定为QF₁）电弧很易熄灭（因此时QF₂的触头尚未分开，恢复电压为零），短路电流I_s1从QF₁转移到QF₂，待QF₂触头分开时，开断的电流已是I_s。只要I_s不超过断路器QF₂的额定开断电流，QF₂能够可靠的开断电路，与一般短路故障的开断没有区别。

2）两断路器触头的分开时间基本相同，只有1～2ms的差别，例如先分开的断路器QF₂中流过的电流I_s2=50%I_s，如图3-37所示，由于触头先分开，电弧长度长，电压高，电弧电阻r_a2大，因而i_s2减小；电流减小后电弧电压升高，电弧电阻r_a2更大，又将促使i_s2进一步减小。这样，先分开的断路器中的电流愈来愈小，后分开的断路器QF₁中的电流将愈来愈大，两断路器中电流分配可能由原来的50%∶50%变为30%∶70%或10%∶90%。对于开断能力很强的断路器，开断大电流易灭弧，因此QF₁中先开断，电弧熄灭后，先分开的断路器QF₂中的电流将由原来的10%（或30%）I_s增加为100%I_s。也就是使原来所分配的数值突然增加到全部短路电流值。这一情况与上节讨论的开断发展性故障有些相似。如果QF₁的燃弧时间有显著延长，断路器将受到严重的考验。

试验证明：即使在最不利的条件下，短路电流从一台断路器转移到另一台断路器所需的时间最长不超过15ms，最长燃弧时间不超过25ms。由于燃弧时间没有显著加长，断路器能够可靠地完成并联开断。

图3-37 并联开断时的电流分配

如何处理并联断路器开断短路故障？

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