xjdy_sdy 1 直流电源级差配合分析 一说起直流操作电源的级差配合，很多人不假思索的告诉我们：需使用三段式断路器才能实现级差配合。可我们大家知道，世界电气巨头并不生产低压直流三段式断路器，目前只有中国的部分断路器厂家生产低压直流三段式断路器。难道其他国家都需要向中国采购低压直流三段式断路器吗？或者其他国家不要求级差配合？ 要回答这个问题，我们得先搞清楚什么是级差配合。 级差配合：专业术语叫保护选择性，指当保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。是保护的四个特性（可靠性、...
xjdy_sdy 1 直流电源级差配合分析 一说起直流操作电源的级差配合，很多人不假思索的告诉我们：需使用三段式断路器才能实现级差配合。可我们大家知道，世界电气巨头并不生产低压直流三段式断路器，目前只有中国的部分断路器厂家生产低压直流三段式断路器。难道其他国家都需要向中国采购低压直流三段式断路器吗？或者其他国家不要求级差配合？ 要回答这个问题，我们得先搞清楚什么是级差配合。 级差配合：专业术语叫保护选择性，指当保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。是保护的四个特性（可靠性、选择性、灵敏性和速动性）之一。 由此看来，其他国家也都要求级差配合。既然全世界都有这个需求，为什么世界电气巨头还不生产低压直流三段式断路器呢？ 对于这个问题，我有三个猜想： 1、 、 低压直流三段式断路器技术很难，以至于 世界电气巨头 们 都无法攻克； 2、 、 两段式断路器已经可以实现级差配合，没必要研发三段式断路器； 3、 三段式断路器有致命缺陷， 其他国家根本不使用。 下面我们依次分析这三个猜想。 第一个猜想的分析： 两段式断路器具备过载长延时保护和短路瞬时保护功能，这是我们使用最广的断路器。 三段式断路器具备过载长延时保护、短路短延时保护和短路瞬时保护功能。其原理图见附图 1。 当有过载电流流过时，双金属片会随着热量的累积而发生弯曲，当弯曲到一定程度时，发出跳闸命令，使动静触头开始分开。这就是过载长延时保护功能。 当有小短路电流流过时，电磁线 吸下铁芯触发延时器，延时时间结束后再触发执行机构使动静触头分开。（此时的短路电流不足以启动电磁线） 当有短路电流流过时，电磁线 瞬时吸下铁芯，触发执行机构使动静触头分开。这就是短路瞬时保护功能。（此时的短路电流也启动了电磁线，但瞬时脱扣器在短延时脱扣器延时结算前动作） 这样看来，三段式断路器技术其实并不难，只是增加了短延时脱扣器而已。当国内厂家纷纷都推出直流三段式断路器时，更加坚定地说明了直流三段式断路器技术并不难。由此看来我们的第一个猜想是错的。 低压直流三段式断路器技术并不 难 ！ xjdy_sdy 2 第二个猜想的分析： 两段式断路器是否已经可以实现级差配合了呢？ 我们分析附图 2 所示回路，上级保护电器配置 100A 两段式断路器（瞬动电流值 1000A），下级保护电器配置 16A 两段式断路器（瞬动电流值 160A）。之前我们分析级差配合使用断路器的安秒特性曲线。 当下级断路器出口预期短路电流是2000A时，我们认为上下级断路器均可能瞬动，失去了保护选择性。可是这种分析方法是建立在短路电流上升速率非常大的前提下（即短路电流在下级断路器未分断前已经达到上级断路器瞬动值 1000A）。 那么直流系统的短路电流曲线实际上是什么样呢？是我们想象的这种吗？ 其实直流操作电源系统是典型的 RL 电路（见附图 4），当回路短路时，就是典型的一阶 RL 电路的零状态响应，其短路电流 I=
