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低压断路器选型与整定原则

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2019-10-28 14:42:12

低压断路器选型与整定原则,低压断路器在设计选型时,需要考虑的通用性原则,其整定原则的主要内容,一般低压断路器选择的通用原则,一起来了解下。

低压断路器选型与整定原则

低压断路器在设计选型时要考虑的通用性原则:

①根据低压配电系统的负载性质、故障类别和对线路保护的要求,来确定选用的断路器类型,并符合国家现行的有关标准。

②断路器的额定电压、额定频率应与所在回路的标称电压及标称频率相适应。

③断路器的额定电流不应小于所在回路的负载计算电流。

④断路器应适应所在场所的环境条件。

⑤断路器应满足短路条件下的动稳定和热稳定要求。用于断开短路电流时,应满足短路条件下的通断能力。

低压断路器应根据不同故障类别和具体工程要求,选择相适应的保护形式。

其整定原则一般来说主要包括

①断路器在正常使用中和用电设备正常起动时,所装设的保护不应动作。

②断路器的最根本任务就是起到保护作用,必须在规定的时间内能有效地切断故障电路,满足规范最基本的要求。

③低压配电系统各级断路器的保护动作特性应能彼此协调配合,要有选择性的动作,即发生故障时,应使靠近故障点的断路器保护首先切断,而其靠近电源侧的上一级保护不应动作,尽可能地缩小断电范围。

在低压配电系统中,主要设计任务就是合理地选择保护电器,根据断路器的整定原则要求,通过正确的整定其参数来实现各种保护功能,但这些整定原则又可能相互发生矛盾。例如:断路器额定电流或整定电流大小受到整定原则第①和第②项的限定,而保护动作时间的快慢又受到整定原则第②和第③项的制约,所以必须经过准确的计算和认真的校验,协调相互之间的矛盾,实现对立的统一,以符合规范规定的动作特性、动作时间和有选择性保护的有关要求。

低压断路器进行设计选型时,首先要遵照国家标准中对于电气设计的规范如GB 50054—1995《低压配电设计规范》及手册类如《工业与民用配电设计手册》等。海格电气作为低压断路器制造商,希望换个角度谈这个话题。

低压断路器的制造是以国家标准GB14048—2(等同IEC 60947—2) 《低压开关设备和控制设备低压断路器》以及GB10963(等同IEC 60898)《家用及类似场所用过电流保护断路器》为依据的,当设计师选用了我们的产品后,实际上就是承认了上述的两个国家产品标准。

几点容易忽略的问题:

1)用以上两个产品标准制造的低压断路器通俗地说即通用型断路器。我对产品标准中1.1条款适用范围:“对于某些特定用途(例如牵引、轧钢机及船用)的断路器,可做一些必要的特殊规定和补充要求”及附录E“提交制造厂与用户协商的项目”这两条款的认识是,对于某些特殊用途的断路器超出产品标准时,需要用户与制造商共同协商确认断路器的性能及电气参数,来满足用户需求。

2)断路器最重要的功能是在线路故障时提供及时的脱扣保护,设计师十分关心断路器是否能在选定的脱扣电流值发生时确保正确切断故障线路。这就需要了解按照GB 14048—1第6.1.1条款标准制造的断路器出厂时脱扣值整定的环境温度:“周围空气温度不超过+40 ℃,且其24 h内的平均温度值不超过+35 ℃”,当设计师认定的断路器使用环境温度高于上述温度就需要做温度系数调整。断路器制造厂商会在产品样本中提供“温度修正系数”作设计师设计时的参考。

3)根据GB14048—1第6.1.2条款安装地点海拔要求为:“安装地点海拔不超过2 000 m”。如果安装地点超出2 000 m海拔要求,制造商可以根据与用户的协议来特殊制造或设计师根据《工业与民用配电设计手册》等手册指导的方法采取降容使用。

4)按照国家产品标准要求,制造商在产品样本里还提供当多个断路器并联安装时的每个断路器选择修正系数,可供参考。

5)制造商没有提供多根电缆并排敷设时的断路器降容修正系数,但设计师要考虑断路器保护多根电缆并排敷设时过热保护的要求,这已超出标准对制造商的要求。这方面要参考《工业与民用配电设计手册》或类似手册的指导方法对断路器降容使用修正系数。

6)约定的脱扣电流值误差也需提醒设计师注意,见GB 14048—2第7.2.1.2.3条款规定“脱扣电流值±20%的准确度(简述)”。

这就是为什么很多设计手册及论述里谈到过两个串联的上下级断路器通过同样负载电流,额定电流In选择时:如果都是同类断路器,上级断路器In要至少大于下级断路器1.6 In倍的关系,才能有选择性脱扣。

工程师都能够理解高精度在工业里含义是高成本,如果需要高精度的断路器也需要用户和制造商协商,产品的价格可能也会大幅提高。

低压断路器选择的一般原则

一般低压断路器选择的通用原则

①低压断路器的额定电压≥线路的额定电压。

②低压断路器的额定电流≥线路的计算负载电流。

③低压断路器的极限通断能力≥线路中最大的短路电流。

④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍低压断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流。

⑤脱扣器的额定电流≥线路的计算电流。

⑥欠电压脱扣器的额定电压=线路的额定电压。

⑦断路器的分励脱扣器额定电压=控制电源电压。

⑧电动传到机构的额定工作电压=控制电源电压。低压断路器的整定原则:

1)正常工作和正常起动时,不应切断电路。关于起动时,断路器不动作,以具有代表性的笼型电动机为例,分别按以下要求进行计算和校验。

断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1,一般可不考虑电动机起动的影响。短延时脱扣器整定电流Ir2应躲开最大一台电动机的起动电流,用下式计算Ir2≥1.1( IL+1.35 KIMm) 式中, IL为线路计算负荷电流,A; K为最大一台电动机的起动电流倍数; IMm为最大一台电动机的额定电流,A、瞬时脱扣器整定电流Ir3应躲过最大一台电动机的全起动电流,用下式计算Ir3≥1.1( IL+K1 KIMm)式中, IL为线路计算负荷电流,A;K1为电动机起动电流的峰值系数, K1=1.7~2; K为最大一台电动机的起动电流倍数; IMm为最大一台电动机的额定电流,A。

2)线路故障时,应可靠切断故障电路。

3)线路故障时,各级保护电器应该有选择性地切断电路。

这三项要求常常是相互矛盾的,配电系统设计的任务就是要合理地选择保护电器,正确整定其参数,如保护电器额定电流或整定电流大小受到第1)和第2)项的限定,而动作时间的快慢又受到第2)和第3)项的制约,必须仔细计算、校验,协调矛盾,实现对立的统一,以符合规范的要求。

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