低壓斷路器的選型與配合應(yīng)用

彭紅衛(wèi)（北京緯綸華業(yè)環(huán)保科技股份有限公司，北京　100083）

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低壓斷路器的選型與配合應(yīng)用

彭紅衛(wèi)
（北京緯綸華業(yè)環(huán)保科技股份有限公司，北京100083）

摘要：低壓斷路器作為配電網(wǎng)中常用的保護(hù)開關(guān)設(shè)備，在配電系統(tǒng)中占有重要地位。在設(shè)計(jì)中合理選擇斷路器類型，做好選擇性配合，將大大提高配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：選型；選擇性配合；安全性；可靠性

0　引言

低壓斷路器廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、民用建筑等各行各業(yè)。選型不合理，可能使被保護(hù)設(shè)備或線路在發(fā)生故障時(shí)燒毀起火，選擇性配合不合理，可能引起無序跳閘現(xiàn)象，擴(kuò)大停電范圍。

1　低壓斷路器主要選型原則

（1）根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的負(fù)載性質(zhì)、故障類別和對(duì)線路保護(hù)的要求，來確定選用的斷路器類型，并符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）斷路器額定電壓、額定頻率應(yīng)與所在回路的標(biāo)稱電壓及標(biāo)稱頻率相適應(yīng)。

（3）斷路器的額定電流不應(yīng)小于所在回路的負(fù)荷計(jì)算電流。

（4）斷路器應(yīng)適應(yīng)所在場所環(huán)境。

（5）斷路器應(yīng)滿足短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求。

2　低壓斷路器主要整定原則

（1）斷路器在正常使用中和用電設(shè)備正常起動(dòng)時(shí)，斷路器不應(yīng)誤動(dòng)作。

（2）各級(jí)斷路器的保護(hù)動(dòng)作應(yīng)能彼此協(xié)調(diào)配合，要有選擇性的動(dòng)作，盡可能地縮小停電范圍。

3　應(yīng)用舉例

3.1變壓器低壓側(cè)的進(jìn)線及分段開關(guān)的選擇

進(jìn)線開關(guān)的高壓側(cè)已經(jīng)有較完善的保護(hù)，通常只需配置過載保護(hù)和短路短延時(shí)保護(hù)；因?yàn)榕c下級(jí)配合問題，不能設(shè)速斷保護(hù)；分段開關(guān)的過載保護(hù)已沒有意義，短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作值與進(jìn)線同，但時(shí)間定值要改短，以便與進(jìn)線開關(guān)配合；例：變壓器1000kVA，阻抗電壓4.5%，10/0.4kV， 96.2A/1443A，系統(tǒng)短路容量為300MVA，低壓母線最大短路電流26.81kA，最小短路電流24.5kA。選用3WL2B20斷路器配ETU45B/LCD D電子脫扣器，55kA，斷路器最大額定電流In max = 3200A，線圈額定電流In = 2000A。

3.1.1進(jìn)線開關(guān)

（1）過載保護(hù)的設(shè)定-L功能：IR=1.1Itn=1587.3，IR/In=0.79，取IR= 0.80In=1600A tR=17s。驗(yàn)算是否滿足：

a.與短延時(shí)保護(hù)相配合，動(dòng)作時(shí)間不小于0.4s，滿足要求。

b.躲過最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間。

k=（3IR）2*tR=153IR2，當(dāng)二次側(cè)最大短路時(shí)，Ikmax=（26810A/1600A）

IR= 16.75IR保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t = k/Ik2=0.54s＞0.4s 滿足要求。

當(dāng)變壓器過載1.2倍時(shí)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t =k/（1.2*1443/1600）2*IR2=130s。

（2）短路短延時(shí)保護(hù)設(shè)定- S功能。Isd/In=（1.2*2.5Itn）/In=2.16 取Isd = 2.5In，tsd=0.4s 定時(shí)限。

校驗(yàn)靈敏度：

二次側(cè)最小短路時(shí)，Ikmin = 24.5kA，KL= 0.866′Ikmin/Isd=4.2＞1.3 滿足要求。

（3）短路瞬動(dòng)- I功能：關(guān)斷。如果設(shè)定，則要大于二次側(cè)最大三相短路電流，取Ii=0.8Ics=44kA，即使該保護(hù)不起作用。電子脫扣器ETU45B的其它保護(hù)功能（接地保護(hù)和零序保護(hù)）關(guān)斷。

3.1.2分?jǐn)嚅_關(guān)

所選斷路器及整定同進(jìn)線開關(guān)，區(qū)別是短延時(shí)間tsd = 0.2s（與進(jìn)線開關(guān)配合）。

3.2配電用斷路器

根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011，第6.1.1條規(guī)定，低壓配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。

（1）單一負(fù)荷配電線路，選用單磁脫扣器或熱磁脫扣器，主保護(hù)為速斷。不存在上下級(jí)配合問題，速斷保護(hù)范圍為線路全長。例：某空調(diào)機(jī)供電回路，69kW，工作電流Is=121A，選用3′50+1′25mm2交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜，埋地敷設(shè)，長200m電纜允許載流量Iz=140A，末端三相短路電流約2300A。選用VL160 N16TMF/4P斷路器，55kA，配TM可調(diào)熱磁脫扣器，In= 160A。

1）過載保護(hù)IR=0.8′160=128A，滿足121A＜128A＜140A的要求。

2）短路保護(hù)Ii= 6′In=960A 。

靈敏度：KL= 0.866′2300/960=2.07＞1.3滿足GB50054-2011第6.2.4條要求。

（2）配電干線宜選用帶延時(shí)速斷保護(hù)的電子脫扣器，保護(hù)線路全長并伸延到下級(jí)，速斷可能保護(hù)線路全長或部分。

例：從變電所到配電間低壓線路供電，計(jì)算負(fù)荷電流160A，最大電動(dòng)機(jī)30kW， 56.9A，Is=400A，選用3′95+1′50mm2交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜，長275m，電纜允許載流量273A，末端三相短路電流約3000A。

選用VL250（3VL3）N200ETU22 F/4P斷路器，電子脫扣器ETU22-LSIG功能，In= 200A。

1）過載保護(hù)：IR=1.0′In=200A，滿足160A＜200A＜273A。

2）短路短延時(shí)保護(hù)：Isd的整定值應(yīng)躲過最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流Isd=1.3′（160-56.9′0.7+400）=676.2A=3.38IR取Isd=3.5IR=700A，tsd=0.1s末端兩相短路靈敏度KL=0.866′3000/700=3.7＞1.3 滿足要求。

3）短路瞬時(shí)保護(hù)Ii=11′In=2200A＜3000A 滿足要求。

4）接地故障保護(hù)IDn=In=200A （零序電流保護(hù)）。

3.3電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器

例：電動(dòng)機(jī)配電回路，90kW，167A，起動(dòng)電流1175A，選用3′95交聯(lián)銅芯電纜，長200m，末端兩相短路電流2950A。

選用VL250N200MAF/3P 可調(diào)型單磁脫扣器（MA）55kA，In=200A，瞬動(dòng)整定值：Ii=2.2′1175=2585A取Ii=13′In=13′200=2600A。

4　結(jié)束語

低壓斷路器的合理選型和選擇性配合是配電保護(hù)極其重要的性能指標(biāo)，對(duì)一些重要負(fù)荷回路顯得尤為重要，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的重視，確實(shí)做到配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn) ：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.165