低压断路器电流参数选择方法

低压断路器电流参数选择方法

唐小芹 ( 大荣(苏州)建筑设计咨询有限公司，苏州市 )

摘 要 在建筑供配电系统中，低压断路器参数选择，要考虑繁杂的选择、设置、整定问题，往往在选择时容易顾此失彼。本文从四个方面论述低压断路器电流的选择方法，使得选择工作有序可循，不会漏项。

关键词 断路器 额定电流 短路校验 整定电流 选择性配合 灵敏度

1 按断路器能承受流过它的正常和不正常电流的能力选择

1.1 开关承受流过的正常电流，即计算负荷电流Ic

该项为选择时的最基本的考虑，即断路器壳架等级电流IrQ、断路器过电流脱扣器整定电流Irt与计算负荷电流Ic的关系为：

IrQ≥Irt≥Ic

1.2 开关承受流过的不正常电流，即三相短路电流，它反映在开关的分断能力，动、热校验及短路接通能力等几个方面

三相短路电流的计算主要包括三相短路电流周期分量有效值(常简称为三相短路电流Ik)、三相短路开始第一周期分量有效值（短路全电流最大有效值）Ich及短路全电流最大瞬时值ich (当低压配电系统中总电阻不大于1/3总电抗即RΣ≤1/3XΣ时，Ich=1.52Ik ich=2.55 Ik；当1000KVA及以下变压器二次侧短路或RΣ>1/3XΣ时，Ich=1.09Ik ich=1.84 Ik)。 低压断路器在短路方面的技术参数有额定极限短路分断电流Icu、额定运行短路分断电流Ics、短时接通能力Icm、额定短时耐受电流Icw等。它们与其出线端的三相短路电流的关系分析如下。

1.2.1 分断能力

Ics≥Ik(开关动作时间大于0.02S)

Ics≥Ich(开关动作时间小于0.02S)

Ics是Icu的一个百分数，比Icu值小，在设计过程中，保证断路器的额定运行短路分断能力Ics应不小于被保护线路最大三相短路电流的有效值，如有困难，至少应保证断路器的额定极限短路分断能力Icu不小于被保护线路最大三相短路电流的有效值。

低压配电断路器分断能力选择应综合以下几个因素（1）最大短路电流出现的几率，（2）所选择的断路器在整个配电系统中的作用。（3）断路器价格与工程资金的关系。因为最大短路电流出现的几率很少，就是出现最大短路电流经过“O”一次、“CO”一次，断路器就完成它的使命，必须更换新的断路器。运行短路分断能力一般为极限短路分断能力的50％～75％，它可以实现“O”一次、“CO”二次后，还可以承载其额定电流。众所周知，断路器断路分断能力每增加一个档次，造价要增加许多，综合最大短路电流出现的几率和工程设计的经济性。进线主断路器因（1）断电故障造成较大范围的停电，（2）主断路器一般为框架式开关，其运行断路分断能力较大，都能满足线路预期最大短路电流。（3）主断路器个数少，进线主断路器应按运行短路分断能力≥线路预期最大短路电流来选择断路器，一般的馈线断路器如非工程特别需要，按极限短路分断能力≥线路预期最大短路电流来选择断路器是比较合理的。

在工程实例中，变压器低压侧总保护开关主要用于保护变压器，使变压容量得到充分利用又不影响变压器的寿命。为了保证主保护与配出回路的选择性配合，变压器低压侧主保护断路器宜不设置瞬时过电流脱扣器。因此，主保护断路器可按Ics≥Ik来选择，主变压器之后的各级断路器包括低压配电柜内的出线断路器及现场盘内的进出线断路器均应满足Icu≥Ich

1.2.2 动稳定校验及短路接通能力

icm>ich

开关的动稳定校验，一般使开关的极限通过电流大于其冲击电流即可。但当断路器处在关合短路电流，后又自动跳闸这样的工作状态时，远比单纯通过短路电流或切断短路电流的工作环境要恶劣得多。因此，上述公式只要按校验短时接通能力即也满足了动稳定校验。

1.2.3 热稳定校验

I2cw*t≥I2k*t k

额定短时耐受电流Icw是指在规定的时间t(1S)内耐受的电流值，原则按上式进行，t k为开关断开时间。

2 按断路器在正常运行时，能躲过正常大电流选择

开关在正常运行时，能躲过正常的大电流，如正常的过负荷电流、正常合闸时的电流和尖峰电流，保持不跳闸，从而保证供电系统的可靠性。

众所周知，断路器除控制功能外，还有强大的保护功能。它的保护宗旨就是在其保护回路中出现不正常的过电流时进行跳闸。它的保护特性是依其保护对象的发热特性来制定的。即不正常的过负荷时，跳闸慢；而短路电流发生时，则迅速跳闸。因此，产生了断路器二段、三段及多段保护等保护特性曲线。那么这些分段保护所对应的长延时、短延时和瞬时过电流脱扣器的电流整定值（Iset1、Iset2、Iset3）除实现保护功能外，还需留有一定的余地，在正常情况下的大电流出现时，不动作。

2.1 电动机保护用低压断路器

Iset1≥IM

Iset2≥1.2Iq.M

Iset3≥（2.0~2.5）Iq.M

式中：IM————电动机额定电流；7.2倍Iset1的动作时间应大于电动机的启动时间； Iq.M————电动机的启动电流。

2.2配电线路用低压断路器

Iset1≥1.1Ic

Iset2≥1.2[Ic（n-1） +IqM.max]

Iset3≥1.2[Ic（n-1） +I’qM.max]

式中：Ic————线路的计算负荷电流；当有大功率电动机时，应考虑7.2倍Iset1的动作时间； IqM.max————线路中最大一台电动机的启动电流；

Ic（n-1）————除启动电流最大的一台电动机以外的线路计算负荷电流；

I’qM.max————线路中最大一台电动机的全启动电流；

2.3照明线路用低压断路器

Iset1≥Ic

Iset3≥（4~7）Ic

式中：Ic————照明线路的计算负荷电流；

Iset1、Iset3可以分别通过调整与Ic的倍数来设定。

3 依据断路器各级保护的选择性配合选择

断路器在各级保护各负其责的原则上，还需考虑各级保护的配合问题，以实现各级之间的良好的选择性。

选择性的配合就是当故障时，靠近故障点的断路器最先动作，切断故障部分，从而避免扩大故障停电范围，保证系统的其他部分正常工作。它的实现最好是按保护曲线进行校验。在考虑好上一级的负偏差和下一级的正偏差后，上级曲线在下级曲线之上，而且二条保护曲线之间有明显间隙，就可以实现完全选择性配合。

通常实际操作有两种方法，一是保护动作时间的延时选择，一是基于电流整定值的不同选择。

3.1具有选择性的前提条件

上、下级应采用选择型断路器，起码上级应采用选择型断路器。断路器额定电流等级最好相差1~2级。

3.2过载故障保护选择性通过电流选择性来获得

上、下级长延时过电流脱扣器的电流整定值关系：

1.2Iset1（下）≤Iset1（上）

3.3短路故障保护选择性通过电流选择性或时间选择性来获得

上级短延时、下级瞬时过电流脱扣器的电流整定值关系：

1.2Iset3（下）≤Iset2（上）

上、下级瞬时过电流脱扣器的电流整定值关系：

1.2Iset3（下）≤Iset3（上）

电流选择性的基础是各级最大短路电流。如果下级出线端的最大短路电流Ik（下）与上级出线端的最大短路电流Ik（上）相差得大时，配合极限电流（使上级瞬时不动作的下级电流最大值）就容易大于下级出线端的最大短路电流Ik（下），获得完全选择性配合。

如果下级出线端的最大短路电流Ik（下）与上级出线端的最大短路电流Ik（上）相差不大时，即：

1.1Ik（下）≤Iset3（上）

则为部分选择性配合，无选择性部分可采取时间选择方法来获得选择性配合。

3.4实现完全选择 …… 此处隐藏：3314字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……