污水處理廠低壓斷路器的選擇與整定

常俊慶

摘? 要：本文根據污水處理廠的設備特點及《低壓配電設計規范》的有關規定通過實例介紹了低壓斷路器的選擇，

關鍵詞：低壓斷路器? 污水處理廠 配電線路保護? 選擇和整定

Abstract：According to the equipment characteristics of sewage treatment plant and the relevant provisions of the Code for Design of Low Voltage Distribution， this paper introduces the selection of low voltage circuit breakers through examples. a

Key words： low-voltage circuit breaker; sewage treatment plant; distribution line protection? ?selection and setting

一、低壓斷路器選則及整定

1.額定工作電壓和額定電流

低壓斷路器的額定工作電壓Ue和額定電流Ie應分別不低于線路，設備的正常額定工作電壓和工作電流或計算電流。

2.長延時脫扣器整定電流Ir1

所選斷路器的長延時脫扣器整定電流Ir1應大于或等于線路的計算負載電流，可按計算負載電流的1～1.1倍確定;同時應不大于線路導體長期允許電流的0.8—1倍。

3.瞬時或短延時脫扣器的整定電流Ir2

所選斷路器的瞬時或短延時脫扣器整定電流Ir2應大于線路尖峰電流。

4.短路通斷能力和短時耐受能力校驗

低壓斷路器的額定短路分斷能力和額定短路接通能力應不低于其安裝位置上的預期短路電流。

5.靈敏系數校驗

靈敏系數即線路中最小短路電流和斷路器瞬時或延時脫扣器整定電流之比。兩相短路時的靈敏系數應不小于2，單相短路時的靈敏系數可取1.5。

二、 污水廠低壓斷路器選擇及整定實例

例：某污水廠變電站，變壓器為630KVA，10/0.4KV，Dyn11接線，10kV側系統容量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%），從低壓屏引出的低壓電纜150m至分配電間（分配電間負荷95KW），變壓器至主斷路器母線長10m，接地方式為TN-S，干線分支連接若干個風機水泵，其中最大熔斷器Ir=315A，最大的斷路器Iset1=300A Iset3=3000A。

1.選擇變壓器低壓側低壓進線柜低壓斷路器（K1）

通過計算變壓器低壓側三相短路電流為20.2KA，變壓器低壓側額定電流為910A。變壓器低壓側進線柜斷路器選擇框架斷路器（ABB E系列空氣斷路器）短路分斷能力遠遠大于20.2KA，選擇框架電流1600A;斷路器長延時過電流脫扣器整定為Ir1≥Kzd1*Ieb;式中Kzd1 為斷路器長延時脫扣器可靠系數，取1.1;Ieb為變壓器低壓側額定電流;選取斷路器額定電流In=1250A，長延時過電流脫扣器整定為Ir1=1.0In，因為污水廠負荷等級為二級，要求當一臺變壓器故障時，另一臺變壓器能帶動全廠所有二級負荷并且選擇變壓器在經濟運行狀況下負載率65%左右，所以Ir1/Ieb≈1.3。

斷路器短延時過電流脫扣器整定為Ir2=4*Ir1=4*1250=5000A，t=0.4s;校驗Ir2整定值是否與下面保護電器具有選擇性下級最大斷路器的Iset3=3000A，上級的Ir2整定為5000A，此值大于下級Iset3的1.2倍，符合選擇性要求;下級最大熔斷器的Ir=315A，而上級Ir2值為315A的15.8倍，應能符合選擇性要求，主要取決于短延時時間整定值。短延時時間整定：假定下級最大熔斷器后發生故障電流足以使上級短延時動作，即故障電流為5000A或略大一些，此時315A熔斷體的熔斷時間約為0.22s，因此，短延時時間應整定為0.4s。

斷路器瞬時過電流脫扣器整定為Ir3=10*Ir1=10*1250=12500A，由于有短延時過電流保護，為了更好的選擇性，Ir3可以整定大一些。根據運行經驗，母干線相間短路極少。

K1 不帶接地保護，由于Id1=18KA遠大于1.3Ir2.

2.選擇分配電間饋線回路低壓斷路器（K2）

選擇塑殼斷路器選擇ABB T系列產品，斷路分段能力須大于20.2KA，由于保護分配電間供電用斷路器要求發生短路后斷路器不能發生損壞，所以斷路器額定運行分斷能力Ics須大于母線三相短路電流。低壓斷路器的開斷電流（Ifd）應大于負荷側短路電流最大值（Id）。這就產生一個問題，到底是選用 Icu，還是Ics 作為Ifd;根據多年實踐經驗認為當該斷路器用于較重要的配電線路或設備，排除短路故障后，要求迅速恢復供電的，應當按Ics數值來考慮。如果是一般的配電回路，即可按 Icu數值來考核。

長延時過電流Ir1選擇250A 滿足Ir1≥1.1*Iz的要求，瞬時過電流Ir3需要滿足單相接地靈敏性要求Id1≥1.3*Ir3， 2.8*1000≥1.3*Ir3，可得Ir3≤2154A，瞬時過電流Ir3選擇2000A。

3.選擇電動機保護回路低壓斷路器

例如提升水泵55KW，額定電流104A，電動機起動倍數7倍;長延時過電流Ir1選擇125A 滿足Ir1≥Ie的要求;由于Ir3需不小于滿足2～2.5倍的啟動電流;故瞬時過電流Ir3選擇1500A。

三、結 論

1.低壓斷路器選擇必須嚴格按照下列原則進行

配電線路在正常使用中和用電設備正常起動時，保護電器不會動作;保護電器必須按規范規定的時間內切斷故障電路，這是實施規范的最基本目標，也是保護電器的根本任務;配電系統各級保護電器的動作特性應能彼此協調配合，要求有選擇性動作，即發生故障時，應使靠近故障點的保護電器切斷，而其上一級和上幾級（靠電源側方向為上）保護電器不動作，使斷電范圍限制到最小。

2.上所述選型的三條原則，需要在整定值中來實施，即：

正常工作和正常起動時，不應切斷電路;線路故障時，應可靠切斷故障電路;線路故障時，各級保護電器應有選擇性地切斷電路。

參考文獻

1.《低壓配電設計規范》GB50054-2011

2.中國航空工業規劃設計研究院.《工業與民用配電設計手冊》（第三版）

3.《低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器》GB14048.2-2001