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技术文献

低压保护电器的选择与整定分析

日期:2012/4/16 作者:admin 点击:1795

一、低压保护电器

低压保护电器分为熔断器和断路器两大类。熔断器是在低压配电系统中进行安全保护的一种电气,广泛应用于电网保护和用电设备保护。低压熔断器按装在电气线路或者电气设备的电器回路上,当电网或者用电设备发生短路故障时,熔断器自动切断故障电路防止事故蔓延。

断路器是指可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流并且可以接通和分断短路电流的一种开关电器。主要可以分为开启式断路器和塑壳式断路器两大类,前者是指触头在大气压力的空气中断开和闭合的断路器,后者则是具有一个用模压绝缘材料制成的外壳作为断路器的整体部件。低压断路器主要用于额定电压交流1000V或直流1500V以下电路中,能够对电路起到保护、控制以及通断等作用。从使用功能上来看,熔断器和断路器没有太大的区别,都是起到短路保护作用。但熔断器只有一次性,使用过后就要立即进行更换,价格便宜而且应用在控制电路上的居多。而断路器则具有电动遥控功能,完善的保护功能,调整方便,故障断开后可以继续使用等优点。

二、低压保护电器的选择

结合实例对低压保护电器的选择和整定进行分析,变压器为1000kVA,10/0.4kV,10 kV侧系统容量300MVA,从低压屏引出长165m的母干线,主断路器与变压器之间的母线长10m,计算出干线的电流IB=1050A,采用TN-S接地,将干线的分支与十个配电箱相互连接,熔断器的最大电流为Ir=300A,断路器的最大电流为Izd1=300A。依照以上参数对低压保护电器进行选择。

首先要计算出母干线的横截面积,并且保证熔断器的最大电流值大于干线电流,然后计算出母干线的配电范围并且保留较大的余量,采用LMY-3(100×10)+2(60×8)的铝母排。其Iz=1600A。然后分别计算出三相短路电流Id3以及接地故障电流Id1值,选取具有代表性的几个点计算出Id3和Id1值。对于主保护电器的选择要考虑到对生产带来的影响,这种较大的树干式配电系统保护的复杂性,可以使用智能型断路器DW45型,框架电流2000A,也可用DW15HH-2000型,两者都可以起到很好的保护效果。而且断路器的分断能力都远大于最大的短路电流。主断路器参数整定,即Izd1整定,按照过载保护的要求,主断路器应的电流Izd1应该处于干线电流和熔断器的最大电流之间。Izd2和短延时时间整定,为了使保护系统可以正常发挥作用,应该按照Id≥1.3Izd2进行设计。此外由于DW45断路器本身具有接地保护,所以只要末端相间的短路电流满足Id≥1.3Izd2就可以顺利进行保护。Izd2整定值根据下面保护电器的不同具有一定的选择性,例如下级断路器的最大电流Izd3=3000A,则上级的Izd2就应该为3600A,即Izd2=1.2 Izd3。而当下级熔断器的最大电流Ir=300A时,此时上级的Izd2值为Ir的12倍就可以进行选择保护。对于短延时时间的整定,假定下级的熔断器发生故障的电流能够促使上级产生短延时动作,即故障电流Izd2值为3600A或者稍大一些,这时熔断器的熔断时间约为0.22s,短延时时间则应该是0.4s。值得注意的是如果主断路器没有接地保护功能,Izd2值就必须满足Id1≥1.3Izd2,只有这样才能确保末端的Id1能够正常运行,而且要有很长的延时时间,否则无法确保下级熔断器进行正常选择。对Izd2的整定,由于系统具有短延时保护功能,为了使低压保护电器具有更好的选择性,可以将Izd3的值适当调整的大一些,这样一来即使距离最近的配电箱母线处出现了接地故障也不会导致瞬时脱扣的现象发生。另外由于干线都是裸导体因此在进行热稳定的校对时可以忽略对干线的校对。接地故障保护的整定,当采用零序电流保护时,为了满足要求其动作电流整定值IzdO应该取IzdO=0.6Izd1=0.6×1200A=720A。由于IzdO的整定值很小,与下级300A熔断器和Izd3=3000A的断路器之间不存在选择性,但与更小的断路器(Izd3≤600A)和熔断器(Ir≤63A)之间存在选择性,此外还应该确保零序电流保护具备一定的延时效果,延时长度不应该小于短延时时间0.4s。如果采用剩余电流保护,其动作电流整定值IzdG应该取IzdG=0.2Izd1=0.2×1200A=240A。动作时间不应该小于短延时时间0.4s,这样一来就更难和下级断路器以及熔断器产生选择性。对于以上两种接地故障的保护,都应该具有延时动作而且延时长度不应该小于短延时时间0.4s,并且应该在所有的末端回路中设置具有有漏电电流的保护措施,这样即便是在末端回路中出现了接地故障,也能够确保低压保护电器进行有效选择。

三、结束语

伴随着电气化的不断发展,越来越多的用电设备在方便人们日常生活的同时也带来了不少安全隐患直接影响到着人身安全,所以对于电气及其保护系统的安装已经成为公众关注的焦点。在工业与民用装置低压配电系统的设计中安全保护配置的应用应该引起专业电气设计人员的高度重视,系统的选择是一个极其复杂的过程,它需要综合考虑用户需求、环境条件、负载类型、维护能力等因素。因此相关设计人员只有在深入了解之后根据国家有关的铭文规定进行合理选择,以确保低压保护电器选择的合理性,使得整个体统经济稳定的运行。

 
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