書接上文，繼續(xù)聊聊低壓保護的選擇性問題。

請參閱：低壓保護的選擇性問題

4 保護選擇性的詳解

保護選擇性有電流選擇性、時間－電流選擇性、能量選擇性、區(qū)域聯鎖選擇性、選擇性后備保護、后備保護等。這些選擇性保護從一個側面反映出技術進步。

4.1 電流選擇性保護

當故障電流達到某閥值時，保護電器動作，切斷故障回路。圖1所示，電源（變壓器）－D－C－B－A回路中，故障點離電源越近，短路電流越大；反之，故障點離電源越遠，故障電流越小。也就是說，D、C之間短路，其短路電流比C、B間短路的短路電流要大，也比a點短路的短路電流大。人們利用這個特性，通過判定電流的大小，從而實現保護的選擇性。當a點短路時，由于其短路電流較小，A斷路器動作，切斷故障回路，而其它保護電器不動作，達到選擇性要求。

圖1 某工程系統(tǒng)示例

對于末端配電系統(tǒng)，很難用這個方法實現選擇性保護。表2給出了不同容量變壓器預期短路電流值。

表2 不同容量變壓器預期短路電流值

表2與圖1相對應，假設封閉銅母線為1000A，長度為40m；B、C點之間的電纜為YJV-5×10mm²，長為20m。

所以，從表2可以看出，圖1中a點的短路電流Id=500A不算大，如果采用“電流選擇性”，這個故障電流足以使斷路器A和C動作，從而不能實現選擇性。

末端箱出線回路保護電器整定值為16A是規(guī)范要求的，我們可以反推一下，如果a點的短路電流Id=500A，C斷路器的整定值應不低于500/5＝100A（對B曲線而言），或500/10＝50A（對C曲線而言），C斷路器比A斷路器要大許多級，這樣B、C之間的電纜將會增大截面，顯然該設計是不合理的。

4.2 時間－電流選擇性保護

如何解決4.1中“電流選擇性”存在的問題？其實只要將C斷路器增加較短的延時，使其脫扣延時時間長于A斷路器的延時，就可解決選擇性問題。當短路電流Id=500A通過C和A斷路器，由于A延時較短，C還未動作，A已經將故障回路切除，從而實現選擇性保護。這樣的保護選擇性叫做時間－電流選擇性保護，也就是說，保護裝置的動作既與故障電流有關，也與故障電流持續(xù)的時間有關。一般來說，上級保護裝置比下級裝置有較長的脫扣延時時間，同時要求上級保護裝置要能承受延時期間的故障電流，衡量該能力的參數叫做斷路器短時耐受電流。保護裝置的時間－電流選擇性用時間－電流曲線來判別。

我們知道，Q＝0.24I²Rt，因此，脫扣時間的增加導致故障回路承受更大的能量，這樣對第一、二級斷路器有較高的要求，否則有可能造成設備的損壞，影響非故障回路的正常供電。

4.3 能量選擇性保護

當發(fā)生短路故障時，斷路器在幾十毫秒內脫扣，切斷故障回路。這么短的時間內產生大量的非周期分量，用時間－電流曲線已不能描述保護的選擇性。利用塑殼斷路器的限流特性，將時間－電流曲線引深為脫扣能量曲線。為了保證串聯保護裝置中的保護電器的選擇性，下級斷路器的脫扣能量應小于上級斷路器的脫扣能量。

能量為I²t焦耳能量，即圖2中曲線1（虛線）和曲線2（實線）所包圍的面積。脫扣能量的單位為A²s。

能量選擇性保護的最大優(yōu)點是快速保護，它具有限流保護電器的特點，就是在短路電流到達最大值之前，保護電器已將故障回路切斷，從而使回路及設備承受較小的短路能量，減少熱效應和電動力。

4.4 區(qū)域聯鎖選擇性保護

圖3為區(qū)域聯鎖選擇性保護的工作原理圖。圖中配電系統(tǒng)為三級保護（注意！保護級數不同于配電級數），第二級斷路器F1,F2,F3和第一級主斷路器M之間形成聯鎖，第三級斷路器SF1,SF2和其上級斷路器F1之間形成聯鎖（如圖中虛線所示）。假設M、F1、SF1三級斷路器的延時時間分別為0.4s,0.2s，0.1s。

當A點發(fā)生故障時，由于斷路器SF1為最末一級保護，用物理連接將自己自鎖定。SF1進入0.1s短延時；同時SF1向其上級保護裝置F1發(fā)出等待命令，F1進入0.2s短延時；F1檢測到故障電流后，向其上級保護電器M發(fā)出等待命令，使M進入0.4s短延時。故障最后由SF1切除。

當B點發(fā)生故障時，斷路器F1檢測到故障電流，向其上級保護裝置M發(fā)出等待命令，M進入0.4s短延時；同時由于斷路器F1未收到下級保護裝置SF1發(fā)送的等待命令，F1短延時將不會啟動，F1瞬時脫扣切除故障。

當C點發(fā)生故障時，斷路器M未收到其下級保護電器F1發(fā)送的等待命令，M斷路器將瞬時脫扣，線路將不必再承受0.4s的短路能量沖擊。

由以上分析可以看出，采用區(qū)域選擇性聯鎖的配電系統(tǒng)，既保證了上下級間的保護選擇性，又大大縮短了系統(tǒng)承受短路故障電流的時間。

區(qū)域聯鎖選擇性保護的核心有兩點：第一，保護電器接收到下級保護發(fā)來的故障信號，保護電器啟動短延時保護；保護電器沒有收到下級故障信號，保護裝置瞬時脫扣，切斷故障回路。第二，最末一級保護裝置，用導線將其自鎖，如果末端發(fā)生故障，末級保護裝置進入短延時保護。