对低压配电线路中各级保护电器间的选择性分析

廛　堂　对低压配　电线路中各级保护电器间的选择性分析　蒋琳琳　【摘（新疆建设发展设计研究院有限责任公司　乌鲁木齐８３００００）　要】为了保证用电的安全和可靠，避免电气设备在运行过程中发生火灾或者触电事故，我们应该慎重选择低压配电线路中的保护电器。本文着　保护电器　１．配电线路对保护电器的要求　重分析了低压配电线路中各级保护电器间的选择性。　【关键词】低压配电线路一、低压保护电器选型方案　１．低压保护电器应用现状　在新建的民用建筑和工业装置中，已很少使用熔断器作为低压保护电　器　目前熔断器主要应用在一些旧的生产装置和较早的住宅小区中。低压　断路器由于可以遥控合闸，可以带负载断开，具有多种保护功能而得到广　泛的应用。目前保证断路器级间保护的选择性最通行的做法是从低压主开　关柜直接配电至末端用电设备，使两级断路器Ｉｚｄ３相差十分大。但这大大　增加了配电回路数，从而耗费大量电缆和配电设备，在经济上很不合理。　２．配电线路故障特点　配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护。对于配电线　路来说，主要故障为接地故障，约占所有配电线路故障的８０％一９０％　而短路　和接地故障发生在末端回路多，大约占至９０％以上，特别是插座回路更是　如此，因为插头、插座和移动电器及其导线和接头等较容易出现故障。对于　电动机等用电设备来说，通常是过载多，短路故障较少，而过载通常用热继　电器或电动机保护器保护，不会使终端配电箱内保护电器动作。　３．低压保护电器选择　根据配电线路的故障特点和低压保护电器级间选择性的配合情况，依　照“技术先进，经济合理”的原则，对保护电器的选型方案建议如下：　（１）低压主开关柜内保护电器应选用选择型断路器。　配电线路通常有树干式和放射式两类，还有两者的混合系统。低压保　护电器按在配电线路中的安装位置和重要性分为三级：低压主开关柜内保　护电器、一般配电开关柜内保护电器和终端配电箱内保护电器。配电线路　对各级低压保护电器的要求如下。　（１）低压主开关柜内保护电器　低压主开关柜内保护电器应把供电的可靠性放在首要位置，以确保连　续供电。由于低压保护电器接近电力变压器，主配出母线的容量特别大，因　此要求它既应与电力变压器一次侧的高压熔断器的保护特性配合，又应与　下级保护电器尽可能实现全选择性保护配合。　（２）一般配电开关柜内保护电器　般配电柜是电网的中间层部分，配电柜中低压保护电器主要任务是　尽快切断和限制短路电流及在系统设备和线路上产生的机械应力和热应　一力，尽快隔离出故障的馈线和设备，保证非故障线路持续供电。　（３）终端配电箱内保护电器　终端配电箱直接连接用电设备，短路或接地故障时要求尽快甚至瞬时　切断电路，无选择性要求。终端配电箱内的低压保护电器应设短路和接地　故障保护，而线路末端则不必设短路保护，而是根据所接用电设备需要装　设控制电器或用电设备的过载保护电器。　２．低压保护电器级间选择性配合技术　只有根据低压配电保护电器的特性，恰当地选择保护电器，正确整定　保护电器的额定电流、动作电流和动作时间，才能实现低压保护电器级间　的选择性配合，保证线路出现故障时尽可能缩小停电范围。　（１）上下级均为熔断器的选择性配合　熔断器之间的选择性在国标ＧＢ１３５３９．１－２００２中已有规定，也就是说，　产品本身已经给予了保证。标准规定额定电流１６Ａ及以上的串联熔断体的　过电流选择比不小于１．６：１即满足选择性要求。　（２）上级为熔断器，下级为非选择型断路器的选择性配合　由于熔断器的反时限特性和断路器的长延时脱扣器的反时限特性能　较好配合，在整定电流值合理的条件下，具有良好的选择性动作，条件是熔　断体的额定电流Ｉｒ比断路器长延时脱扣器的整定电流Ｉｚｄｌ配合比应大　于３。当故障电流超过断路器的瞬时脱扣器整定电流Ｉｚｄ３（通常整定为　Ｉｚｄｌ的６—１Ｏ倍）时，则下级瞬时脱扣，而上级熔断器不会熔断。　（２）对于一般设备，一般配电柜内保护电器宜选用熔断器，因为熔断器　限流特性好，价格便宜，易满足选择性要求。但供电用电设备不多，且偶然　停电影响不太大时，也可选用非选择型断路器。　（３）终端配电箱内保护电器通常选用非选择型断路器或漏电断路器，　以提高保护电器灵敏度。　（４）对于重要设备，各级均宜选用智能型断路器并采用ＺＳＩ技术确保　级间选择性的配合，提高供电可靠性。　二、配电线路保护的选择性　配电线路保护的选择性是指在配电网络中某一点发生过电流故障时，　配电保护电器按预先规定动作的次序有选择性地动作，不允许越级动作，　把事故停电限制在最小范围内。配电线路采用的上下级保护电器动作应具　有选择性，各级之间应能协调配合。目前采用的保护电器主要有两种：断路　器和熔断器。而前者从保护特性的角度又可以分为选择型断路器和非选择　型断路器。　４）改善查询性能：对分区对象的查询可以仅搜索自己关心的分区，提　高检索速度。　集群，再次进行性能测试，并发用户数增至８００，也没出现无异常情况。　三、采用Ｗｅｂｌｏｇｉｃ服务器的集群技术　传统的Ｃ１ｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ体系架构下，将应用分为２层。服务器负责数　据管理，客户机完成与用户的交互任务。客户机对单一后端资源（如数据　库）的特性会产生性能上的瓶颈，随着客户机数＿晕＝逐渐增大，性能上的瓶颈　就会越来越明显。采用Ｂｒｏｗｓｅｒ／Ｉｓｅｒｖｅｒ体系架构开发的软件系统，在客户　端和数据库服务器之间部署一个中间应用服务器。中间应用服务器上存储　了所有的业务逻辑，并协调客户机上与后端数据库交互时的展示逻辑　本　系统采用了ＢＥＡ公司的Ｗｅｂｌｏｇｉｃ７应用服务器，多个中间应用服务器能负　载均衡，支持集群应用，从而能充分发挥应用服务器的性能。当一台服务器　提供的ＷＥＢ服务不能满足应用的需要的时候，使用Ｗｅｂｌｏｇｉｃ服务器的集　群技术将会解决这个问题，从而使系统达到很好的性能。在进行此系统的　性能测试时，开始使用一台ｐｃ服务器部署了一个应用服务器，当并发用户　数达到４００时，此时应用服务器出现ＩＯＥＸＣＥＰＴＩＯＮ（ｔｏｏ　ｍａｎｙ　ｆｉｌｅ　ｏｐｅｎｅｄ）的错误。经分析是由于单机Ｗｅｂ服务对线程的限制造成的，单个　Ｗｅｂ服务器只能支持４００个用户的并发访问。由于Ｗｅｂｌｏｇｉｃ７能很好的支　持Ｗｅｂ服务器集群，因此使用集群技术能很好的解决这个问题。于是在另　台ｐｃ服务器上部署了一个应用服务器并将这两台服务器组成一个应用　一根据性能测试的结果，因此在实际部署Ｗｅｂ服务器时采用如下的部署　拓扑结构：　１）一台数据库服务器由省局统一提出要求，标准配置。数据库服务器　需安装相同版本的操作系统和补丁、相同版本支持集群并发工作的高可靠　性软件（如ＨＡＣＭＰ）。　２）两台应用服务器采用ＷｅｂＬｏｇｉｃ集群、负载均衡的方案，对外提供一　个ＩＰ地址，充分发挥每个应用服务器的处理能力，同时也是一种备份解决　办法。应用服务器的数量可根据负载情况进行调整，提高设备的利用率。　系统按照以上方案的部署，不仅在性能上很好的满足了应用的需要，　而且能充分保证系统数据及应用的安全。　参考文献　中国税务出版社　湖南省国家　［１］　北京，国家税务总局国家税务总局软件开发规范２００７．１０　［２］　联想神州数码公司　中国税收征管信息系统操作手册税务局２００２■　２００２　［３］　蒋蕊，王磊，王毳等译．Ｏｒａｃｌｅ９ｉ　ＤＢＡ手册．机械工业出版社．　１６　廛　堂　浅析纳米Ｔｉ　Ｏ２光催化技术处理染化料废水　宋景霞　（天津工业大学应用技术学院天津市３０００００）　【摘要】本文从纳米ＴｉＯ：光催化技术的机理入手，分析了光催化技术的特点，对光催化处理与常用处理方法进行了比较。并在实际应用方面做了一　些尝试。证实了纳米ＴｉＯ　光催化技术处理染化料废水的巨大优势，进而提出了光催化技术仍需解决的一些问题。　【关键词】ＴｉＯｚ光催化染化料废水降解Ｔｉ０２膜　３．氧化反应条件温和：投资少，能耗低，操作条件容易控制。用紫外光　照射或暴露在阳光下即可发生催化反应。　目前，水体污染已成为世界上一个重要的环境问题。据统计我国每年　废水排放量约为３９０亿吨。期中工业废水占５１％，而染化料废水占工业废　水的３５％。我国河流长度有７Ｏ．６％被污染，期中很大一部分是染化料废水造　成的污染。而染化料废水成分复杂，主要以芳烃和杂环化合物为母体。有些　成分很难生物降解，其色度和ＣＯＤ值均很高。其含氮染料在自然厌氧的条　４．无二次污染：应用范围广，几乎所有污水都可以采用。　三．Ｔｉ　光催化影响因素：　１．０　的影响：在光催化反应中气相氧的浓度是个敏感因素，随着气相　件下，可能生成致癌性的胺。因此，染化料废水的处理已成为国内外环境科　氧分压的逐渐增大，有机物降解速率明显增加。　学界急需解决的一大难题。　２．光强的影响：大量实验数据表明，光强对光催化反应速率的影响并　近年来，纳米ＴｉＯ　光催化技术的研究收到了广泛的重视。光催化技术　不十分显著。动力系级数介于０．５～ｌＪ　０之间。应根据反应速率的快慢选择　是指用半导体材料通过光催化作用氧化降解有机物，使许多难以实现的化　合适的光强。　学反应可以在常规条件下进行。光催化技术具明显的节能高效，污染物降　３．盐效应：盐的影响在水处理过程中也不容忽视。有些盐对反应起促　解彻底的优点。半导体的种类很多，由于Ｔｉ０２化学性质稳定，耐腐蚀，并且　进作用，而有些盐则起极大的阻碍作用。Ｃ１０－２．ＣｌＯｌ３、ＢｒＯ一。、￥２０４４能捕捉光　有较深的价带能级，不溶于水，稀酸，不与空气中的ｃＯ。，ｓ０　和０　等反应，　生电子，降低ｅ—ｈ＋的复合。ｃ１、ＮＯ－２、和Ｐ０３　将会与０Ｈ一竞争空穴，影响　加上ＴｉＯ　对人体无害，所以在半导体的光催化研究中以Ｔｉ０２最为活跃。　（Ｈ旷）的生成，显著降低光子效率。　一．ｒｉ　光催化机理：　四．１＂ｉ０２光催化处理与常用污水处理方法的比较。　半导体材料之所以能作为催化剂，是由自身的光电特性所决定的。半　１．常用的染化料废水处理方法：（见表１：）　导体粒子含有能带结构，通常情况下是一个充满电子的低能价带和一个空　表１ｔ常用的染化科废水处理方法　的高能导带构成。他们之间有禁带分开。光催化降解其降解过程可用下式　处理方法　效果及优点　缺点　物理法　除去颗粒状悬浮物，去除部分色度．　处理程度不高，简单暴行．　表示：　化　氧化法　色度去除率较高，适用处理高浓度有机废　耗能力．ＣＯＤ去除率小．　ｉ．ＴｉＯ２－ｈｖ一—，ｅ一＋ｈ　水．　２．ｈ　＋Ｈ２０－一—　Ｈ０—＋Ｈ　学　电化学法　对含酸性染料的印染废水有较好的处理　对颜色深，ＣＯＤ高的废水处理效果较　３．ｈ　＋Ｈ０一一ＨＯ一　法　效果．脱色率为ＳｌＹ＆…７０％．　差．耗能大，成本高及存在析氯和析　氢等副反应．　４．ｅ－＋０２一Ｏ２—　物　混凝法　工艺流程简单．操作管理方便．设备投资　运行费用较高。泥涪量多且脱水困难，　５．０２－＋ｈ　一—＋ＨＯ＿２　理　省。占地面积少，对硫水性染料脱色效率　对亲水性染ｊ阡处理效果差．　６．２Ｈ０－２－一—－０２＋Ｈ２Ｏ２　化　很高．　学　吸附法　对ＢＯＤ去除率ＣＯＤ去除率分别达９３％　若废水ＢＯＤ＞２００ｍｇ／ｌ采用这种方法　７．Ｈ２Ｏ２＋一０２－－—＋ＨＯ—＋Ｈ０一＋Ｏ２　法　和６３％．污水如先曝光则会加快吸附速　删很不经济．　８．ｈ　ＲＨ＋Ｈ０一一Ｈ２ｏ一十Ｒ一　率．　在紫外光照射下，纳米ＴｉＯ　表面会产生氧化能力极强的羟基自由基　妤氧法　对ＢＯＤ去除效果明显，一般迭８　左右，　色度和ＣＯＤ去除率不高，运行费用高　（ＨＯ－）。使水中的有机污染物氧化降解为无害的二氧化碳和水。　生　及剩余污泥需专门处理或处置．　厌氧法　能直接处理高浓度染科废水，色度和ＣＯＤ　条件较为苛刻．ＢＯＤ去除率较ｌ氐．　二．Ｔｉ　光催化特点：　物　去除率分别稳定在８０％和９０＂／ｄ）Ｊ上．　经大量实验结果表明：ＴｉＯ　光催化反应对于工业废水具很强的处理能　法　好氧一．　ＢＯＤ和ＣＯＤ去除翠均较高，色度去除率　微生物对营养物质的ＰＨ值湿度与条　力。其特点表现为：　厌氧法　较好，效果稳定．　件有一定要求．工艺占地面积大，管　１．降解速度快：一般只需几十分钟到几小时即可取得良好的废水处　理复杂．　理效果。　２．生物法与光催化氧化法降解染料废水中污染物的效果比较：（见图　２．降解无选择性：几乎能降解任何有机物。尤其适合氯代有机物，多　１：）　环芳烃等。　图１：生物法与光催化氧化法降解染料废水中污染物的效果比较　（３）上级为非选择型断路器，下级为熔断器的选择性配合　只能要求和下级漏电保护器之间具有良好的选择性，和下级熔断器、断路　当故障电流大于非选择型断路器的Ｉｚｄ３时，则上级断路器瞬时脱扣，　器之间没有选择性。这种方式多用于安全防护要求高的场所，并应在末端　因此，只有当故障电流小于Ｉｚｄ３时，下级熔断器才先熔断，具有部分选择　电路装设漏电保护器，以避免非选择性切断电路。工程中上级断路器剩余　性，整体来说没有选择性，这种方案不可取。　电流动作保护装置整定值应大于下级断路器剩余电流动作保护装置整定　（４）上级为选择型断路器，下级为熔断器的选择性配合　值的３倍，动作时限应有ｌＯＯｍｓ以上的级差。　由于上级断路器具有短延时功能，一般能实现选择性动作，但必须整　对为了防止接地故障引起电气火灾而设置的漏电保护器，其整定电流　定正确，不仅短延时脱扣整定电流Ｉｚｄ２及延时时间要合适，还要正确整定　应小于０．５Ａ并且在０．４ｓ以上延时动作，同时，末端电路必须设有漏电保　Ｉｚｄ３。　护器。如有条件时（如有专人值班维护的工业场所），前者可不切断电路而　（５）上级为选择型断路器，下级为断路器的选择性配合　发出报警信号。剩余电流保护适应于ＴＴ、ＴＮ—Ｓ接地系统，但不能用于ＴＮ—ｃ　此时只要正确整定各项参数，一般可获得较好的选择性。　（６）上级为带接地故障保护的断路器的选择性配合　接地系统。　①用零序电流保护方式：零序保护整定电流ＩｚｄＯ一般为Ｉｚｄｌ的３０％　三、结语　目前在各类工业装置与民用建筑设计中各级保护电器大多采用断路　６０％，与下级熔断器和断路器很难有选择性。只有后者的额定电流很小时　才有可能。使用零序电流保护时，正常情况下ＩｚｄＯ应大于无故障时零序电　器，而各级保护电器选择性配合问题和灵敏度要求却经常被忽视，导致配　流的Ｉ．５倍。在满足动作灵敏性要求的前提下，ＩｚｄＯ应整定得大一些，延　电线路可靠性和安全性均大打折扣。在一般配电柜内选用熔断器既节约成　时时间尽量长一些。零序电流保护可用于ＴＮ＿ｃ、ＴＮ—ｓ等接地系统。　本又易满足选择性要求，在提倡建设节约型社会的今天仍为经济实用的选　②剩余电流保护方式：这种方式的整定电流更小，在发生接地故障时，　择。■　１７