談低壓斷路器的選用
近幾年,與不少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選用的文章,感到收益很大,但又覺(jué)得斷路器的設(shè)計(jì)、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠,致使電器產(chǎn)品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據(jù)此,筆者擬再次論述斷路器的選擇和應(yīng)用,以期拋磚引玉、去偽存真。
一、按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰?nbsp;
精確的線路預(yù)期短路電流的計(jì)算是一項(xiàng)極其繁瑣的工作,因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法:
1.對(duì)于10/0.4KV電壓等級(jí)的變壓器,可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大(10KV側(cè)的短路容量一般為200~400MVA甚至更大,因此按無(wú)窮大來(lái)考慮,其誤差不足10%)。
2.GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定:“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí),應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響”,若短路電流為30KA,取其1%,應(yīng)是300A,電動(dòng)機(jī)的總功率約在150KW,且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5∑In。
3.變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接(路),當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí),原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí),副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。
4.變壓器的副邊額定電流=Se/1.732U式中Se為變壓器的容量(KVA),Ue為副邊額定電壓(空載電壓),在10/0.4KV時(shí)Ue=0.4KV因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是:1.44~.50Se。
5.按(3)對(duì)Uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為I(3)對(duì)Uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為I(3)=Ie/Uk,此值為交流有效值。
6.在相同的變壓器容量下,若是兩相之間短路,則I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)
以上計(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值,這是嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離, 考慮到線路阻抗,短路電流將減小。例如SL7系列變壓器(配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜),容量為200KVA,變壓器出線端短路時(shí),三相短路電流I(3)為7210A。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí),短路電流I(3)降為4740A; 當(dāng)變壓器容量為100KVA時(shí)其出線端的短路電 流為3616A。離變壓器的距離為100m處短路時(shí), 短路電流為2440A。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別 為0m的65.74%和67.47%。所以,用戶在設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)計(jì)算安裝處(線路)的額定電流和該處可能出現(xiàn)的大短路電流。并按以下原則選擇斷路器: 因此,在選擇斷路器上,不必把余量放得過(guò)大,以免造成浪費(fèi)。
二、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?nbsp;
斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰EC947-2和GB4048.2,對(duì)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦?的定義:斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu):按規(guī)定的試驗(yàn)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?jǐn)嗄芰Γ粩嗦菲鞯念~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs):按規(guī)定的試驗(yàn)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?jǐn)嗄芰Α?nbsp;
極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)镺TCO。 其具體試驗(yàn)是:把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短 路電流值(例如380V,50KA),而試驗(yàn)按鈕未 合,被試斷路器處于合閘位置,按下試驗(yàn)按鈕, 斷路器通過(guò)50KA短路電流,斷路器立即開(kāi)斷 (OPEN簡(jiǎn)稱O)并熄滅電弧,斷路器應(yīng)完好,且能再合閘。T為間歇時(shí)間(休息時(shí)間),一般為 3min,此時(shí)線路處于熱備狀態(tài),斷路器再進(jìn)行一次接通(CLOSE簡(jiǎn)稱C)和緊接著的開(kāi)斷(O)(接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動(dòng)和熱穩(wěn)定性和動(dòng)、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程序即為CO。斷路器能*分?jǐn)?,熄滅電弧,并無(wú)超出規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)成功;斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?(Icu)的試驗(yàn)程序?yàn)镺TCOTCO,它比Icu的試驗(yàn)程序多了一次CO。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),斷路器能*分?jǐn)?、熄滅電弧,并無(wú)超出規(guī)定的損傷,就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過(guò)。Icu和Ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后,還要進(jìn)行耐壓、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn)。由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪螅€要承載額定電流,所以Ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測(cè)試驗(yàn)。 Icu和Ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同,后者比前者更嚴(yán)格、更困難,因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個(gè)或三個(gè)值,分別是25%、50%、75%和100%Icu(對(duì)A類斷路器即塑殼式)或50%、75%、100%Icu(對(duì)B類斷路器,即萬(wàn)能式或框架式)。斷路器的制造廠所確定的Ics值,凡符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。