易賣工控網(wǎng)9月18日訊,
低壓斷路器設(shè)計(jì)選型是低壓電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中需熟練掌握的一項(xiàng)基本的技術(shù)技能。低壓斷路器按使用類別分為A、B兩類。A類為非選擇性;B類為選擇性(帶短延時(shí)功能)。按設(shè)計(jì)形式分為開啟式(原萬能式或框架式)和塑料外殼式或模壓外殼式。按動(dòng)作速度分為一般型和快速型(限流型斷路器),按用途可分為配電用、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用、漏電型斷路器等。低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中占有重要地位,隨著供電系統(tǒng)的安全性和可靠性問題日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),如何合理地選擇、使用低壓斷路器一直是電氣設(shè)計(jì)人員關(guān)注的問題。
一、關(guān)于低壓斷路器的選擇與整定原則
斷路器的選型和整定原則,對于廣大的電氣設(shè)計(jì)人員來說應(yīng)當(dāng)是很清楚的,概要來說就是:
(1)斷路器應(yīng)根據(jù)配電線路不同故障類別和具體工程要求設(shè)過負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、過電壓及欠電壓保護(hù)等;
?。?)斷路器的額定電流不應(yīng)小于所在回路的計(jì)算電流;斷路器應(yīng)能滿足短路條件下的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求;用于斷開短路電流的斷路器,應(yīng)考慮其在短路條件下的分?jǐn)嗄芰?有極限分?jǐn)唷⑦\(yùn)行分?jǐn)?,短時(shí)耐受電流等因素,以滿足能承受系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最大短路電流;
?。?)對于配電系統(tǒng)中上下級斷路器的配合,短路電流倍數(shù)以及短路短延時(shí)的選擇整定等;
?。?)要根據(jù)不同負(fù)荷性質(zhì)來選擇不同類型的斷路器,如:配電型的、電動(dòng)機(jī)型的、照明類的、發(fā)電機(jī)型的、直流型的等;
?。?)斷路器應(yīng)適應(yīng)所在場所的環(huán)境條件;特殊環(huán)境條件下(如:多塵、強(qiáng)腐蝕、火災(zāi)、爆炸、濕熱、高海拔、鹽霧等場所)應(yīng)選擇能滿足環(huán)境使用要求的斷路器;
?。?)斷路器的附件:如輔助觸點(diǎn)、欠/失壓、分勵(lì)線圈、乃至操作方式(電動(dòng)、手動(dòng))操作手柄、安裝方式(固定/插拔/抽屜)等也應(yīng)與使用要求相適應(yīng)
(7)還有斷路器的級數(shù)選擇問題,特別是在三相四線TN-S、TT系統(tǒng)中四級斷路器的選擇應(yīng)滿足行業(yè)規(guī)范的要求。
按照規(guī)范中所要求的原則來整定斷路器,理論上沒有問題,但往往在實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題。此時(shí),要根據(jù)具體情況具體處理。
例如:對于存在正常啟動(dòng)設(shè)備的保護(hù)回路,斷路器的脫扣整定值應(yīng)能躲過短時(shí)出現(xiàn)的尖峰電流,但對于故障電流則要求斷路器能快速脫扣來切斷故障電流;對于選擇型斷路器而言,瞬時(shí)脫扣整定電流需躲過下一級開關(guān)所保護(hù)線路的故障電流;非選擇型斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流在要求能躲過出現(xiàn)的尖峰電流的條件下又要盡量將整定值整定得小一些等等,所以在實(shí)際應(yīng)用中就要協(xié)調(diào)好相互之間的關(guān)系,這對系統(tǒng)的可靠性非常重要。
另外對于上下級保護(hù)都采用非選擇型斷路器時(shí),按整定原則:上一級斷路器長延時(shí)脫扣整定電流不宜小于下一級斷路器長延時(shí)脫扣整定電流的2倍,而實(shí)際操作中有時(shí)會(huì)看到一些非重要的、停電范圍影響較少的回路并非完全按整定原則整定,因?yàn)榧哟笊舷录墧嗦菲骷壊钤斐闪司€纜截面的增大;有時(shí)也有可能出現(xiàn)即使按整定原則加大了上下斷路器級差也無法保證達(dá)到有效的選擇性保護(hù)配合的現(xiàn)象。
二、關(guān)于斷路器的選擇性配合
一般選擇性保護(hù)主要通過斷路器的電流選擇性、時(shí)間選擇性、區(qū)域選擇性聯(lián)鎖、能量選擇性等方式來實(shí)現(xiàn)。
電流選擇性是依靠上下級脫扣器不同的動(dòng)作值來實(shí)現(xiàn),電流選擇性一般可查閱斷路器選擇性表格;時(shí)間選擇性要保證上下級斷路器的短路保護(hù)(短路短延時(shí)/瞬動(dòng))在跳閘時(shí)間上有一定的時(shí)間差;區(qū)域選擇性聯(lián)鎖主要用在配電級數(shù)較多配電系統(tǒng)中,特別是在時(shí)間選擇級數(shù)不夠的情況下使用,可減少脫扣時(shí)間,有利于選擇性配合;能量選擇性是指下級斷路器的限流使短路電流能量被限制,且不足以使上級斷路器脫扣裝置動(dòng)作。
快速的限流作用能通過迅速清除故障電流,限制系統(tǒng)中的熱應(yīng)力、電應(yīng)力。能量選擇性能大大簡化選擇性跳閘的研究,并以較低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)各級線路間的選擇性配合。
三、進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)選型
如何合理地選擇斷路器:
(1)為方便上下級配合,
變壓器出線斷路器應(yīng)采用選擇型斷路器(IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)按使用類別把該斷路器稱B類),配有過載長延時(shí)、短路短延時(shí)保護(hù),可不設(shè)短路瞬時(shí)保護(hù)。第二級配出保護(hù)、母線聯(lián)絡(luò)保護(hù)斷路器也宜配置選擇型斷路器;當(dāng)兩臺(tái)上下級串聯(lián)的斷路器實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)時(shí),實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)基本要求是:在規(guī)定的條件下,下級斷路器動(dòng)作時(shí)不會(huì)引起上級斷路器動(dòng)作。
?。?)選擇保護(hù)有全選擇保護(hù)、局部選擇保護(hù),全選擇保護(hù)是指當(dāng)故障電流達(dá)到下級斷路器最大故障電流時(shí)都能實(shí)現(xiàn)選擇性,而局部選擇性只是當(dāng)下級斷路器在規(guī)定的故障電流下才能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),因而局部選擇性就存在一個(gè)選擇性的電流交接值,在此值以下,局部選擇性保護(hù)可保證選擇性,而在此值以上,則不能保證選擇性。
另外還有一點(diǎn)要說明一下,就是短時(shí)耐受電流Icw,一般只有當(dāng)斷路器的Icw=Icu=Ics時(shí)才能有效的實(shí)現(xiàn)全選擇保護(hù),如果達(dá)不到這個(gè)要求,上下級匹配還是局部的。
?。?)對于選擇型斷路器,上級斷路器的過載長延時(shí)、短路短延時(shí)的整定電流不宜小于下級斷路器的1.3倍,以保證上下級之間的動(dòng)作選擇性。為保證選擇性,上一級斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間至少比下一級斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間長0.1S。
一般來說,要保證上下兩級低壓斷路器之間選擇性動(dòng)作,上一級斷路器宜選擇帶短延時(shí)的過流
脫扣器,而且其動(dòng)作電流要大于下一級過流脫扣器動(dòng)作電流一級以上。
(4)對于上級保護(hù)是選擇型斷路器,下級保護(hù)是非選擇型斷路器時(shí),應(yīng)符合:上級斷路器的短路短延時(shí)脫扣整定電流不應(yīng)小于下級斷路器短路瞬時(shí)脫扣整定電流的1.3倍。
?。?)對于上下級都是非選擇型斷路器時(shí),應(yīng)加大上下級之間斷路器脫扣整定電流的級差。一般上一級斷路器長延時(shí)脫扣整定電流不宜小于下一級斷路器長延時(shí)脫扣整定電流的2倍:上一級斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流不應(yīng)小于下一級斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流的1.4倍。
?。?)當(dāng)上下級斷路器出線端處預(yù)期短路電流有較大差別時(shí),并且上下級斷路器均設(shè)有瞬時(shí)脫扣器,則上級斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于下級的預(yù)期短路電流,以保證有選擇性保護(hù)。
(7)當(dāng)上下級斷路器距離很近,出線端處預(yù)期短路電流差別很小,則上級斷路器宜選用短延時(shí)脫扣器,使之延時(shí)動(dòng)作,以保證有選擇性配合。
?。?)當(dāng)下一級斷路器出線端短路電流大于上一級斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流時(shí),下級斷路器宜選用限流型斷路器,以保證選擇性要求。
另外有條件時(shí)選擇斷路器可按照斷路器制造廠提供的選擇性表格來選擇,一般斷路器制造廠提供的表格通常是較為經(jīng)濟(jì)的方案,而且這些方案都經(jīng)過斷路器制造廠實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)證,是相對合理可靠的。
還可使用斷路器制造廠提供的脫扣曲線模擬軟件來輔助選型,當(dāng)上下級開關(guān)電流脫扣曲線完全不重合,則具有完全選擇性。
四、如何合理有效地選擇斷路器
達(dá)到安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理:
?。?)要準(zhǔn)確計(jì)算短路電流,選用合適分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲?分?jǐn)嗄芰x得太高沒有必要;有時(shí)適當(dāng)應(yīng)用級聯(lián)技術(shù)可進(jìn)一步降低成本,因?yàn)橄乱患墧嗦菲骺梢杂酶偷姆謹(jǐn)嗄芰磉_(dá)到計(jì)算所要的高分?jǐn)嘁蟆?br />
(2)要合理運(yùn)用選擇性。并非所有上下級都需要完全選擇性,可以部分選擇性甚至可以沒有選擇性,如果一味追求整個(gè)系統(tǒng)都完全選擇性,則斷路器會(huì)選得都非常大,電纜截面也會(huì)加粗,造成資源浪費(fèi),有時(shí)是沒必要的,甚至是難以實(shí)現(xiàn)的。
選擇性的選用原則與負(fù)載的重要性及越級跳閘所造成停電范圍或擴(kuò)大的停電范圍所造成的損失有關(guān),一般如無擴(kuò)大停電范圍可以沒有選擇性,如部分?jǐn)U大停電范圍但無由于停電而造成更大損失則可以采用部分選擇性。
目前,選擇性保護(hù)在變壓器以上的配電應(yīng)用的已經(jīng)非常廣泛,設(shè)計(jì)院在變壓器以上及低壓側(cè)總開關(guān)一般都會(huì)選用選擇性保護(hù)的斷路器。但在低壓配電終端的配電系統(tǒng)應(yīng)用全選擇性保護(hù)的就不太多,一般只有在局部系統(tǒng)或一些負(fù)荷等級要求較高的回路會(huì)應(yīng)用。
關(guān)于終端配電系統(tǒng)是否應(yīng)用全選擇性保護(hù),主要可考慮以下兩個(gè)因素:(1)必要性。重要的負(fù)荷和比較重要的負(fù)荷配電上下級要考慮做選擇性保護(hù);或者不屬于重要負(fù)荷,但在所帶回路比較多,容量較大,如果發(fā)生故障,影響面比較大的情況,或?yàn)榱吮苊庥绊懫渌芈?,要考慮做選擇性保護(hù)。
有的系統(tǒng)可靠性要求不是很高,停電影響也不是很大,系統(tǒng)故障對整個(gè)系統(tǒng)的可靠性影響也不大,也可不做選擇性。
(2)經(jīng)濟(jì)性。要合理運(yùn)用選擇性。
五、低壓斷路器設(shè)計(jì)選型常見問題解析
1、低壓斷路器選型標(biāo)注不全
我們以一個(gè)比較有代表性的塑殼斷路器(國產(chǎn)CM1)標(biāo)注作為范例:CM1-100HP/33102In80A。從這個(gè)范例標(biāo)注中我們可以明確該斷路器殼架等級電流為100A,額定極限分?jǐn)嗄芰楦叻謹(jǐn)嘈停℉),帶電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)(P),極數(shù)為三極,脫扣方式及附件為熱動(dòng)-電磁(復(fù)式)脫扣并帶分勵(lì)脫扣,電動(dòng)機(jī)保護(hù)用,額定電流為80A。
這就是這個(gè)范例給我們帶來的全部信息。在我們的設(shè)計(jì)圖紙中,斷路器殼架等級電流、極數(shù)及額定電流的選擇比較容易,一般不會(huì)有遺漏,比較容易發(fā)生問題的是額定極限分?jǐn)嗄芰?、脫扣方式及附件、配電用途的?biāo)注。
?。?)額定極限分?jǐn)嗄芰?ICU):
額定極限分?jǐn)嗄芰CU:制造廠按相應(yīng)的額定工作電壓規(guī)定斷路器在規(guī)定的條件下應(yīng)能分?jǐn)嗟臉O限短路分?jǐn)嗄芰χ?用預(yù)期分?jǐn)嚯娏鞅硎?在交流情況下用交流分量有效值表示)。
額定分?jǐn)鄻O限能力按樣本資料分為基本型(C)、標(biāo)準(zhǔn)型(L)、較高分?jǐn)嘈停∕)、高分?jǐn)嘈停℉),具體選擇哪種形式主要根據(jù)短路電流計(jì)算來確定,在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免兩件事:一是不標(biāo)明分?jǐn)嗄芰Γ遣贿M(jìn)行短路電流計(jì)算而盲目選型。
不標(biāo)明斷路器分?jǐn)嗄芰褪菍⒎謹(jǐn)嗄芰Φ倪x擇權(quán)交給了配套廠家,而廠家通常是憑經(jīng)驗(yàn)選型或選擇低分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鲝亩?jié)省造價(jià),這樣就會(huì)造成有些斷路器的分?jǐn)嗄芰_(dá)不到具體工程要求從而造成隱患。
不進(jìn)行短路電流計(jì)算,就無法對分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇作出準(zhǔn)確的判斷,為保險(xiǎn)起見設(shè)計(jì)人員通常選擇較高分?jǐn)嘈突蚋叻謹(jǐn)嘈偷臄嗦菲?,這樣做表面上沒有什么錯(cuò)誤,但對于一個(gè)完整的電氣工程設(shè)計(jì)是有欠缺的,在一定程度上會(huì)造成工程造價(jià)不合理提高。
?。?)脫扣方式及附件
通常用于短路保護(hù)和過載保護(hù)的脫扣器,有以下幾種:
1.瞬時(shí)脫扣器:即沒有人為延時(shí)動(dòng)作的脫扣器。此種瞬時(shí)特性的過電流保護(hù)通常能無選擇性地迅速切除短路故障。
2.三段保護(hù)特性脫扣器:具有長延時(shí)、短延時(shí)及瞬時(shí)脫扣器的過電流保護(hù),是較完整的保護(hù)方式,瞬時(shí)脫扣器的整定值,其動(dòng)作時(shí)間約為0.02秒;Izd2為短延時(shí)脫扣器整定值,其動(dòng)作時(shí)間約為0.1~0.4秒;Izd1為長延時(shí)脫扣器整定值,其動(dòng)作時(shí)間可以不小于10秒鐘。
一般瞬時(shí)脫扣器用作短路保護(hù);短延時(shí)脫扣器可作短路保護(hù),也可作過載保護(hù);長延時(shí)脫扣器只作過載保護(hù)。根據(jù)需要可以組合成二段保護(hù)(瞬時(shí)脫扣加短延時(shí)脫扣,或者瞬時(shí)脫扣加長延時(shí)脫扣),也可有一段保護(hù)(瞬時(shí)脫扣或短延時(shí)脫扣)。
3.復(fù)式脫扣器:斷路器中的電磁脫扣器加上熱脫扣器合稱復(fù)式脫扣器。電磁脫扣具有瞬時(shí)特性,可保護(hù)短路。熱脫扣器具有長延時(shí)特性,可保護(hù)負(fù)載,故復(fù)式脫扣器具有二段保護(hù)特性。
通常的配電用途斷路器都是選擇熱動(dòng)-電磁(復(fù)式)脫扣,而在一些電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)型協(xié)調(diào)配合中可選用電磁脫扣和熱繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)。
斷路器的附件通常有報(bào)警觸頭、分勵(lì)脫扣器、輔助觸頭、欠電壓脫扣器,具體選用附件需根據(jù)工程需要確定,這里強(qiáng)調(diào)的是分勵(lì)脫扣器控制電源的選擇,通常分勵(lì)脫扣器默認(rèn)的的電源規(guī)格為AC230V、400V,但如果控制電源為DC24V,例如:用于消防聯(lián)動(dòng);則圖紙斷路器標(biāo)注應(yīng)標(biāo)明分勵(lì)脫扣器脫扣電壓采用DC.24V,否則一旦訂貨,由于分勵(lì)脫扣器電源規(guī)格與控制電源不匹配,安裝時(shí)施工人員需在現(xiàn)場另外增加一個(gè)DC24V中間繼電器并增加一路交流控制電源,給安裝造成了不必要的難度。
?。?)保護(hù)用途
斷路器一般分為配電用及保護(hù)電動(dòng)機(jī)用,設(shè)計(jì)人員經(jīng)常容易忽略的是電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器忘記標(biāo)注,通常斷路器選型默認(rèn)為配電型,由于配電用斷路器過電流脫扣器瞬動(dòng)倍數(shù)比保護(hù)電動(dòng)機(jī)用斷路器低,這樣一旦電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器選用了配電型,就有可能造成斷路器的瞬時(shí)整定電流不能躲過線路的正常工作啟動(dòng)電流,從而造成頻繁跳閘,無法正常啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
2、低壓斷路器設(shè)計(jì)選型考慮問題不全面
低壓斷路器的選擇應(yīng)同時(shí)滿足下面各項(xiàng)要求:
?。?)保證在正常工作條件下不應(yīng)切斷電路。
1.正常工作時(shí)不切斷:Izd1≥Ijs;Ijs:計(jì)算電流
由線路的計(jì)算電流來決定斷路器的額定電流,這是低壓斷路器設(shè)計(jì)選型最基本的一個(gè)步驟,很多設(shè)計(jì)者在完成這一步驟后就萬事大吉了,實(shí)際上還有很多問題和步驟應(yīng)該在設(shè)計(jì)中予以充分考慮。
2.用電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)不切斷電路(按單臺(tái)或配電線路中最大一臺(tái)籠型電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)):配電用斷路器的瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流應(yīng)躲過配電線路的尖峰電流。根據(jù)中國航天工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》(第三版):P116-(11-6)公式:
即Izd3≥1.2[IqM1+Ijs(n-1)]
式中Izd3為斷路器的瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流;IqM1為線路中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的全啟動(dòng)電流(A),其值可取電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的2倍;Ijs(n-1)為除啟動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)以外的線路計(jì)算電流(A)。根據(jù)《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50055-93,2.4.4條第3款規(guī)定:瞬動(dòng)過電流脫扣器或過電流繼電器瞬動(dòng)元件的整定電流,應(yīng)取電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的2~2.5倍。
對于單臺(tái)電動(dòng)機(jī),Izd3≥(2~2.5)IqM.;式中:IqM為籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。
根據(jù)上式,我們可以舉一個(gè)簡單的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)例子來說明低壓斷路器瞬時(shí)脫扣器的整定,一臺(tái)Y系列(Y160L-415kW,輕載啟動(dòng))電動(dòng)機(jī),啟動(dòng)電流IqM為212.1A,以塑殼式CM1斷路器選型為例,如整定電流定為32A,選用電動(dòng)機(jī)保護(hù)型瞬動(dòng)倍數(shù)按12倍整定IZd3為384A,Izd3<2IqM=424.2A,不滿足設(shè)計(jì)要求,如整定電流定為40A按12倍整定為480A,Izd3≥2IqM=424.2A滿足設(shè)計(jì)要求。
?。?)發(fā)生接地故障時(shí)應(yīng)保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷。
根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95,4.2.3條規(guī)定,當(dāng)保護(hù)電器為符合JB1284-1985《低壓斷路器》的低壓斷路器時(shí),短路電流不應(yīng)小于低壓斷路器瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.3倍。
1.運(yùn)用瞬時(shí)脫扣器時(shí):Id1≥1.3Izd3.
2.帶有短延時(shí)脫扣器時(shí):Id1≥1.3Izd2.
3.當(dāng)帶有零序保護(hù)時(shí):Id1≥1.3Izd0(一般用于主干線).
式中:Id1為單相接地故障電流,Izd0為斷路器零序保護(hù)整定電流.
4.當(dāng)采用剩余電流保護(hù)時(shí):Id1≥1.3IzdG(一般用于主干線).
式中IzdG為斷路器剩余電流保護(hù)整定電流.
由于單相接地短路電流較小,斷路器的瞬時(shí)脫扣器一般較難滿足要求,可用其長延時(shí)脫扣器作后備保護(hù),必要時(shí)可加裝零序保護(hù)裝置,或在中性線上加裝電流互感器-電流繼電器,或采用漏電繼電器等方法以分?jǐn)鄶嗦菲鳌?br />
?。?)保護(hù)電器應(yīng)保證在導(dǎo)體達(dá)到過載溫度前切斷。
1.過負(fù)載保護(hù):根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95,4.3.4條規(guī)定,過負(fù)載保護(hù)電器的動(dòng)作特性應(yīng)滿足下列條件:
Ijs≤Izd1≤Iz.式中Iz為電纜或?qū)w載流量.
2.短路熱穩(wěn)定校驗(yàn):
a.根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95,4.2.2條第1款規(guī)定,當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間不大于5s時(shí),絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn):
S≥I√t/K;式中:S為絕緣導(dǎo)體的線芯截面,mm2;A為短路電流有效值,均方根值A(chǔ);t在已達(dá)到最高持續(xù)工作溫度的導(dǎo)體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時(shí)間,秒;K為不同絕緣的計(jì)算系數(shù)。
b.根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95,4.2.2條第3規(guī)定,短路持續(xù)時(shí)間小于0.1S時(shí),應(yīng)計(jì)入短路電流非周期分量的影響;本規(guī)范“條文”解釋:按下式效驗(yàn):(K.S)2≥I.2t。
?。?)按線路的最大短路電流來校驗(yàn)低壓斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α?br />
本條的核心是短路電流的計(jì)算,由于很多工程設(shè)計(jì)周期過短或外部條件不明確,設(shè)計(jì)人員往往來不及進(jìn)行詳細(xì)的短路電流計(jì)算而憑經(jīng)驗(yàn)確定斷路器短路分?jǐn)嗄芰虿环值攸c(diǎn)場合盲目選擇高分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鳎@些都會(huì)影響電氣工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量并造成工程造價(jià)不合理提高。
尤其是大量工程施工方不按設(shè)計(jì)圖紙選定斷路器訂貨,設(shè)計(jì)人員在驗(yàn)收時(shí)如果不仔細(xì)核對或者對各配電區(qū)域短路電流沒有一個(gè)基本概念,就很容易出現(xiàn)問題,讓不合格的斷路器投入運(yùn)行從而造成隱患。
現(xiàn)在很多工程變壓器容量較大,在民用建筑中1600kVA、2000kVA甚至2500kVA的變壓器大量選用,線路的短路電流也相應(yīng)增大,因此在離變壓器較近的配電箱,箱內(nèi)斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇更應(yīng)詳細(xì)計(jì)算,我們可以舉例說明。
設(shè)定變壓器容量為1600kVA(Uk%=6),距配電室25m處有一配電箱,進(jìn)線電纜為YJV-4X70+1X35,經(jīng)查表該配電箱處三相短路電流為Ik1=18.52kA,單相短路電流Id1=8.06kA。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,以CM1斷路器為例該配電箱選擇額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs=35kA可滿足設(shè)計(jì)要求,這一般不會(huì)有問題,但最容易犯錯(cuò)誤的是單相斷路器的選定,以C65系列小型斷路器為例,由于設(shè)計(jì)慣性很多圖紙都以C65N(6kA)接單相回路,而本例單相短路電流Id1=8.06kA,所以應(yīng)選用C65H(10KA)或C65L(15kA)。
如配電箱距配電室50m,進(jìn)線電纜同樣為YJV-4X70+1X35,根據(jù)中國航天工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》(第三版)查表計(jì)算單相短路電流Id1=4.33kA,單相斷路器選用C65N(6kA)是符合設(shè)計(jì)要求的。
?。?)保護(hù)電器上下級之間應(yīng)有選擇性動(dòng)作。
根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95,4.1.2條規(guī)定,“配電線路采用的上下級保護(hù)電器,其動(dòng)作應(yīng)具有選擇性;各級之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配和。但對于非重要負(fù)荷的保護(hù)電器,可采用無選擇性切斷”。
按本規(guī)范“條文”解釋,以往由于我國保護(hù)電器的性能較差,在低壓配電系統(tǒng)中要做到選擇性保護(hù)是有困難的。目前低壓電器發(fā)展較快,熔斷器、斷路器的更新?lián)Q代產(chǎn)品的特性已有很大的改善。
例如按新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的熔斷器(NT型等)選擇比為1:16,具有三段保護(hù)的斷路器也能大量生產(chǎn),目前配電系統(tǒng)要做到選擇性已具有一定條件。但是考慮到低壓配電系統(tǒng)量大面廣,低壓配電系統(tǒng)要做到完善的選擇性還有困難。
結(jié)合我國國情,低壓配電系統(tǒng)只要部分滿足保護(hù)選擇性就可以了。即保證重要負(fù)荷不間斷供電,對于非重要負(fù)荷允許無選擇性切斷。
長期以來,設(shè)計(jì)人員習(xí)慣了對配電系統(tǒng)的保護(hù)選擇性問題不作深究,斷路器選擇性保護(hù)對設(shè)計(jì)者來說一直是一個(gè)沒有很好解決的難題,在一些工程回訪中,故障點(diǎn)發(fā)生短路越級跳閘的現(xiàn)象屢有發(fā)生,但變壓器主進(jìn)線斷路器越級跳閘是應(yīng)該絕對避免的。
從一些斷路器選擇性保護(hù)的技術(shù)資料及文獻(xiàn)來看,設(shè)計(jì)者應(yīng)著眼于以下幾個(gè)方面:
1.上級不宜選用非選擇型斷路器,因這種情況屬無選擇性。特別是首端應(yīng)有選擇性動(dòng)作。
2.上下級的選擇性配合,應(yīng)用上下級斷路器的特性曲線配合選擇比較準(zhǔn)確,只要上下級斷路器特性曲線不相交即可,當(dāng)無斷路器特性資料時(shí),可以用上下級的可靠系數(shù)選用。根據(jù)中國航天工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》-P650公式(11-21),
上級用選擇型斷路器(一般用于主干線)應(yīng)按以下要求整定:
a.Izd2(上)≥1.2Izd3(下)或Izd2(上)≥1.2Izd2(下)
b.當(dāng)帶有短延時(shí)脫扣器時(shí),Izd3不宜太小,一般為:
Izd3=(12~15)Izd1.
3.優(yōu)先保證變壓器主進(jìn)線斷路器的選擇性保護(hù)并兼顧配電柜出線斷路器的選擇性保護(hù)。主進(jìn)線斷路器與各饋出線的保護(hù)電器都裝在低壓配電屏內(nèi),距離不過幾米,在此范圍內(nèi)發(fā)生短路和接地故障的概率很小,如經(jīng)計(jì)算主進(jìn)線斷路器瞬動(dòng)電流小于下級開關(guān)的短路電流,可采取主保護(hù)不設(shè)瞬動(dòng)脫扣器而只設(shè)長延時(shí)及短延時(shí)整定電流,以避免故障時(shí)主斷路器無選擇性動(dòng)作。
并保證斷路器長(短)延時(shí)整定電流大于下級斷路器長(短)延時(shí)整定電流的1.2倍,短延時(shí)整定電流大于下級斷路器瞬時(shí)整定電流的1.2倍。
4.對于非選擇型斷路器,一般用于二級及三級配電出線回路中,比較可靠的選擇方法是通過一些廠家的保護(hù)選擇性配合表或通過上下級斷路器的特性曲線配合選擇來實(shí)現(xiàn),但這也有很多局限性。
只有少數(shù)合資廠家提供了斷路器選擇性配合表,除選擇型斷路器外,大多數(shù)廠家都未提供斷路器保護(hù)選擇性的配合數(shù)據(jù),從目前斷路器發(fā)展的技術(shù)及工藝水平看非選擇型斷路器的選擇性配合保護(hù)還不能完全實(shí)現(xiàn)。以上就是關(guān)于低壓斷路器如何正確設(shè)計(jì)選型的相關(guān)內(nèi)容介紹,更多
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