论低压断路器的选择和使用--注册电气工程师供配电专业.docVIP

最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、去伪存真。? ???1、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力? ???精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：? ? （1）对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大（10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%）。? ? （2）GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。? ? （3）变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接（路），当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。? ? （4）变压器的副边额定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的容量（KVA），Ue为副边额定电压（空载电压），在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量x1.44～1.50。? ? （5）按（3）对Uk的定义，副边的短路电流（三相短路）为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流（三相短路）为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。? ? （6）在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)? ? （7）以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。例如SL7系列变压器（配导线为三芯铝线电缆），容量为200KVA，变压器出线端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KVA时其出线端的短路电流为3616A。离变压器的距离为100m处短路时，短路电流为2440A。远离100m时短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。? ? 所以，用户在设计时，应计算安装处（线路）的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。并按以下原则选择断路器：? ? 断路器的额定电流In≥线路的额定电流IL? ? 断路器的额定短路分断能力≥线路的预期短路电流? ? 因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。 2、断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力? ? 国际电工委员会的IEC947-2和我国等效采用IEC的GB4048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》标准，对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如下的定义：? ? 断路器的额定极限短路分断能力（Icu)：按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；? ? 断路器的额定运行短路分断能力（Ics）：按规定的试验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。? ?? ? 万能式（框架式）断路器，绝大部分（不是所有规格）都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线（包括变压器的出线端）都采用它作主（保护）开关，而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护），不能作选择性保护，它们只能使用于支路。? ? 由于使用（适用）的情况不同，IEC92《船舶电气》建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的运行短路分断能力值，而大量使用于分支线塑壳断路器确保它有足够的极限短路能力值。我们对此的理解是：主干线切除故障电流后更换断路器要慎重，主干线停电要影响一大片用户，所以发生短路故障时要求两个CO，而且要求继续承载一段时间的额定电流，而在支路，经过极限短路电流的分断和再次的合、分后，已完成其使命，它不再承载额定电流，可以更换新的（停电的影响较小）。但是，无论是万能式或塑壳式断路器，都有必须具备Icu和Ics这两面三刀个重要的技术指标。只有Ics值在两类断路器上表现略有不同，塑壳式的最小允许Ics可以是25%Icu，万能式最小允许Ics是50%的Ics=Icu的断路器是很少的，即使万能式也少有Ics=100%[国外有一种采用旋转双分断（点）技术的塑壳式断路器，它的限流性能极