斷路器選用的新看法
發(fā)布時(shí)間:2008/8/29 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):445
最近幾年,與不少斷路器的使用者相互磋商、探討,并在專業(yè)刊物上閱讀了一些斷路器選用的文章,感到收益很大,但又覺(jué)得斷路器的設(shè)計(jì)、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠,致使電器產(chǎn)品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據(jù)此,筆者擬再次論述斷路器的選擇和應(yīng)用,以期拋磚引玉、去偽存真。
1、按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰_的線路預(yù)期短路電流的計(jì)算是一項(xiàng)極其繁瑣的工作。因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法:(1)對(duì)于10/0.4kv電壓等級(jí)的變壓器,可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大(10kv側(cè)的短路容量一般為200~400mva甚至更大,因此按無(wú)窮大來(lái)考慮,其誤差不足10%)。(2)gb50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定:“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí),應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響”,若短路電流為30ka,取其1%,應(yīng)是300a,電動(dòng)機(jī)的總功率約在150kw,且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5∑in。(3)變壓器的阻抗電壓uk表示變壓器副邊短接(路),當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí),原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí),副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。(4)變壓器的副邊額定電流ite=ste/1.732u式中ste為變壓器的容量(kva),ue為副邊額定電壓(空載電壓),在10/0.4kv時(shí)ue=0.4kv因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是變壓器容量x1.44~1.50。(5)按(3)對(duì)uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為i(3)對(duì)uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為i(3)=ite/uk,此值為交流有效值。(6)在相同的變壓器容量下,若是兩相之間短路,則i(2)=1.732i(3)/2=0.866i(3)(7)以上計(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值,這是最嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離,則需考慮線路阻抗,因此短路電流將減小。例如sl7系列變壓器(配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜),容量為200kva,變壓器出線端短路時(shí),三相短路電流i(3)為7210a。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí),短路電流i(3)降為4740a;當(dāng)變壓器容量為100kva時(shí)其出線端的短路電流為3616a。離變壓器的距離為100m處短路時(shí),短路電流為2440a。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。所以,用戶在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)計(jì)算安裝處(線路)的額定電流和該處可能出現(xiàn)的最大短路電流。并按以下原則選擇斷路器:斷路器的額定電流in≥線路的額定電流il斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰Α菥路的預(yù)期短路電流因此,在選擇斷路器上,不必把余量放得過(guò)大,以免造成浪費(fèi)。
2、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?guó)際電工委員會(huì)的iec947-2和我國(guó)等效采用iec的gb4048.2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn),對(duì)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌亩x:斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰?icu):按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰;斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?ics):按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰ΑO限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)閛tco。其具體試驗(yàn)是:把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值(例如380v,50ka),而試驗(yàn)按鈕未合,被試斷路器處于合閘位置,按下試驗(yàn)按鈕,斷路器通過(guò)50ka短路電流,斷路器立即開(kāi)斷(open簡(jiǎn)稱o)并熄滅電弧,斷路器應(yīng)完好,且能再合閘。t為間歇時(shí)間(休息時(shí)間),一般為3min,此時(shí)線路處于熱備狀態(tài),斷路器再進(jìn)行一次接通(close簡(jiǎn)稱c)和緊接著的開(kāi)斷(o)(接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動(dòng)和熱穩(wěn)定性和動(dòng)、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程序即為co。斷路器能完全分?jǐn)啵珉娀,并無(wú)超妯規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)成功;斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?icu)的試驗(yàn)程序?yàn)閛tcotco,它比icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),斷路器能完全分?jǐn)、熄滅電弧,并無(wú)超出規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過(guò)。icu和ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后,還要進(jìn)行耐壓、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn)。由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪,還要承載額定電流,所以ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測(cè)試驗(yàn)。icu和ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同,后者比前者更嚴(yán)格、更困難,因此iec947-2和gb14048.2確定icu有四個(gè)或三個(gè)值,分別是25%、50%、75%和100%icu(對(duì)a類斷路器即塑殼式)或50%、75%、100%icu(對(duì)b類斷路器,即萬(wàn)能式或稱框架式)。斷路器的制造廠所確定的ics值,凡符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。萬(wàn)能式(框架式)斷路器,絕大部分(不是所有規(guī)格)都具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能,能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),因此大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主(保護(hù))開(kāi)關(guān),而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時(shí)功能(僅有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬動(dòng)二段保護(hù)),不能作選擇性保護(hù),它們只能使用于支路。由于使用(適用)的情況不同,iec92《船舶電氣》建議:具有三段保護(hù)的萬(wàn)能式斷路器,偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ,?
最近幾年,與不少斷路器的使用者相互磋商、探討,并在專業(yè)刊物上閱讀了一些斷路器選用的文章,感到收益很大,但又覺(jué)得斷路器的設(shè)計(jì)、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠,致使電器產(chǎn)品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據(jù)此,筆者擬再次論述斷路器的選擇和應(yīng)用,以期拋磚引玉、去偽存真。
1、按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰_的線路預(yù)期短路電流的計(jì)算是一項(xiàng)極其繁瑣的工作。因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法:(1)對(duì)于10/0.4kv電壓等級(jí)的變壓器,可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大(10kv側(cè)的短路容量一般為200~400mva甚至更大,因此按無(wú)窮大來(lái)考慮,其誤差不足10%)。(2)gb50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定:“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí),應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響”,若短路電流為30ka,取其1%,應(yīng)是300a,電動(dòng)機(jī)的總功率約在150kw,且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5∑in。(3)變壓器的阻抗電壓uk表示變壓器副邊短接(路),當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí),原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí),副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。(4)變壓器的副邊額定電流ite=ste/1.732u式中ste為變壓器的容量(kva),ue為副邊額定電壓(空載電壓),在10/0.4kv時(shí)ue=0.4kv因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是變壓器容量x1.44~1.50。(5)按(3)對(duì)uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為i(3)對(duì)uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為i(3)=ite/uk,此值為交流有效值。(6)在相同的變壓器容量下,若是兩相之間短路,則i(2)=1.732i(3)/2=0.866i(3)(7)以上計(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值,這是最嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離,則需考慮線路阻抗,因此短路電流將減小。例如sl7系列變壓器(配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜),容量為200kva,變壓器出線端短路時(shí),三相短路電流i(3)為7210a。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí),短路電流i(3)降為4740a;當(dāng)變壓器容量為100kva時(shí)其出線端的短路電流為3616a。離變壓器的距離為100m處短路時(shí),短路電流為2440a。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。所以,用戶在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)計(jì)算安裝處(線路)的額定電流和該處可能出現(xiàn)的最大短路電流。并按以下原則選擇斷路器:斷路器的額定電流in≥線路的額定電流il斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰Α菥路的預(yù)期短路電流因此,在選擇斷路器上,不必把余量放得過(guò)大,以免造成浪費(fèi)。
2、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?guó)際電工委員會(huì)的iec947-2和我國(guó)等效采用iec的gb4048.2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn),對(duì)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌亩x:斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰?icu):按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰;斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?ics):按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰。極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)閛tco。其具體試驗(yàn)是:把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值(例如380v,50ka),而試驗(yàn)按鈕未合,被試斷路器處于合閘位置,按下試驗(yàn)按鈕,斷路器通過(guò)50ka短路電流,斷路器立即開(kāi)斷(open簡(jiǎn)稱o)并熄滅電弧,斷路器應(yīng)完好,且能再合閘。t為間歇時(shí)間(休息時(shí)間),一般為3min,此時(shí)線路處于熱備狀態(tài),斷路器再進(jìn)行一次接通(close簡(jiǎn)稱c)和緊接著的開(kāi)斷(o)(接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動(dòng)和熱穩(wěn)定性和動(dòng)、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程序即為co。斷路器能完全分?jǐn),熄滅電弧,并無(wú)超妯規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)成功;斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?icu)的試驗(yàn)程序?yàn)閛tcotco,它比icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),斷路器能完全分?jǐn)、熄滅電弧,并無(wú)超出規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過(guò)。icu和ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后,還要進(jìn)行耐壓、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn)。由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪螅要承載額定電流,所以ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測(cè)試驗(yàn)。icu和ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同,后者比前者更嚴(yán)格、更困難,因此iec947-2和gb14048.2確定icu有四個(gè)或三個(gè)值,分別是25%、50%、75%和100%icu(對(duì)a類斷路器即塑殼式)或50%、75%、100%icu(對(duì)b類斷路器,即萬(wàn)能式或稱框架式)。斷路器的制造廠所確定的ics值,凡符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。萬(wàn)能式(框架式)斷路器,絕大部分(不是所有規(guī)格)都具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能,能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),因此大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主(保護(hù))開(kāi)關(guān),而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時(shí)功能(僅有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬動(dòng)二段保護(hù)),不能作選擇性保護(hù),它們只能使用于支路。由于使用(適用)的情況不同,iec92《船舶電氣》建議:具有三段保護(hù)的萬(wàn)能式斷路器,偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ,?
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