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文檔簡介

斷路器分斷能力的選擇和使用最近幾年與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,但又覺得斷路器的設計、制造者與用戶之間由于溝通和宣傳不夠,致使用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據此,筆者擬再次論述斷路器的選擇和應用,以期拋磚引玉、去偽存真。根據線路預期短路電流的計算,來選擇斷路器的分斷能力。精確的線路預期短路電流的計算是一項極其繁瑣的工作。因此便有一些誤差不是很大,而工程上可以被接受的簡捷計算方法:(1)、對于10/0.4KV電壓等級的變壓器,可以考慮高壓側的短路容量為無窮大(10KV側的短路容量一般為200-400MVA,甚至更大,因此按無窮大來考慮,其誤差不足10%)。(2)、GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》中的2.1.2條規(guī)定:“當短路點附近所接電動機的額定電流之和超過短路電流的1%時,應計入電動機反饋電流的影響”。若短路電流為30KA,取其1%,應是300A,電動機的總功率約在160KW左右,且是同時啟動使用時,此時計入的反饋電流應是6.5∑In。(3)、變壓器的阻抗電壓UK(%)表示變壓器副邊短接(路),原邊慢慢增加電壓,當副邊電流達到其額定電流時,原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當原邊電壓為額定電壓時,副邊電流就是它的預期短路電流。阻抗電壓(ImpedanceVoltage)是將變壓器的二次繞組短路,使一次繞組電壓慢慢加大,當二次繞組的短路電流達到額定電流時,一次繞組所施加的電壓(短路電壓)與額定電壓的比值百分數。阻抗電壓(ImpedanceVoltage)UK(%)是涉及到變壓器成本、效率和運行的重要經濟指標和對變壓器進行狀態(tài)診斷的主要參數依據之一。同容量的變壓器,阻抗電壓(ImpedanceVoltage)小的成本低,效率高,價格便宜,另外運行時的壓降及電壓變動率也小,電壓質量輕易得到控制和保證,因此從電網的運行角度考慮,希望阻抗電壓(ImpedanceVoltage)小一些好。但從變壓器限制短路電流條件考慮,則希望阻抗電壓(ImpedanceVoltage)大一些好,以免電氣設備(如斷路器、隔離開關、電纜等)在運行中經受不住短路電流的作用而損壞。不同容量的變壓器對應的阻抗電壓(ImpedanceVoltage)值國標是有相關規(guī)定的。(4)、變壓器的副邊額定電流Ite=Ste/(1.732×Ue)。式中Ste為變壓器的容量(KVA),Ue為副邊額定電壓(空載電壓),對于10/0.4KV電壓等級的變壓器,Ue=0.4KV,因此簡單計算變壓器的副邊額定電流,應是變壓器的容量乘以(1.44-1.5),即Ite=Ste×(1.44~1.5)。(5)、按照(3)對UK的定義,變壓器副邊的短路電流(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,若兩相間短路,變壓器副邊的短路電流(兩相短路)為I(2)=1.732×I(3)/2=0.866I(3)。(7)、以上計算均是變壓器出線端(副邊)短路時的電流值,這是最嚴重的短路事故。如果短路點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(所配導線為三芯鋁線電纜),容量為200KVA,變壓器出線端短路時,三相短路電流I(3)為7210A;短路點離變壓器的距離為100m時,三相短路電流I(3)降為4740A;當變壓器容量為100KVA時,其出線端的三相短路電流為3616A;短路點離變壓器的距離為100m時,短路電流為2440A。遠離變壓器100m時,三相短路電流分別為0m時的65.74%和67.47%。所以,用戶在設計選型時,應計算斷路器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;斷路器的額定極限短路分斷能力Icu≥線路的預期短路電流。因此,在選擇斷路器時,不必把余量放得過大,以免造成浪費。二、斷路器的額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力。國際電工委員會的IEC947-2和我國等效采用IEC的GB4048.2《低壓開關設備和控制設備低壓斷路器》標準,對斷路器額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力作了如下的定義:斷路器的額定極限短路分斷能力(Icu):按規(guī)定的試驗程序所規(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斷能力。斷路器的額定運行短路分斷能力(Ics):按規(guī)定的試驗程序所規(guī)定的條件,包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。額定極限短路分斷能力(Icu)的試驗程序為o-t-co,具體試驗是:把線路的電流調整到預期的短路電流值(例如380V,50KA),此時試驗按鈕未被按下,被試斷路器處于合閘位置,按下試驗按鈕,斷路器通過50KA短路電流,斷路器立即開斷(OPEN簡稱o),并熄滅電弧,斷路器應完好,且能再合閘。t為間歇時間(休息時間),一般為3min,此時線路處于熱備狀態(tài),斷路器再進行一次接通(CLOSE簡稱c)和緊接著的開斷(OPEN簡稱o)(接通試驗是考核斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性和動、靜觸頭因彈跳的磨損),此程序即為co。斷路器能完全分斷,熄滅電弧,并無超出規(guī)定的損傷,就認定它的額定極限短路分斷能力試驗成功。額定運行短路分斷能力(Ics)的試驗程序為o-t–co–t–co,它比Icu的試驗程序多了一次co。經過試驗,斷路器能完全分斷、熄滅電弧,并無超出規(guī)定的損傷,就認定它的額定運行短路分斷能力試驗通過。Icu和Ics短路分斷能力試驗后,還要進行耐壓、保護特性復校等試驗。由于額定運行短路分斷能力試驗后,還要承載額定電流,所以Ics短路試驗后,還需增加一項溫升的復測試驗。Icu和Ics短路分斷能力因實際考核的條件不同,后者比前者更嚴格、更困難,因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個或三個值,分別是25%、50%、75%和100%Icu(對A類斷路器,即塑殼式)或50%、75%、100%Icu(對B類斷路器,即萬能式或稱框架式)。斷路器的制造廠所確定的Ics值,凡符合上述標準規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產品。萬能式(框架式)斷路器,絕大部分(不是所有規(guī)格)都具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動的三段保護功能,能實現(xiàn)選擇性保護,因此大多數主干線(包括變壓器的出線端)都采用它做主(保護)開關;而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時功能(僅有過載長延時和短路瞬動二段保護),不能作選擇性保護,它們只能使

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