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断路器分断能力的选择和使用
5页1、断路器分断能力的选择和使用最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。一、 根据线路预期短路电流的计算,来选择断路器的分断能力。精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不是很大,而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于10/0.4KV电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200-400MVA,甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%)。(2)、GB50054-95低压配电设计规范中的条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”。若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在160KW左右,且是同时启动使用时,此时计入的反馈电流应是6.5In。(3)、变压器的阻抗电压UK(%)表示变压器副边短接(路),原边慢慢增加电压,当副边电
2、流达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。阻抗电压(Impedance Voltage)是将变压器的二次绕组短路,使一次绕组电压慢慢加大,当二次绕组的短路电流达到额定电流时,一次绕组所施加的电压(短路电压)与额定电压的比值百分数。阻抗电压(Impedance Voltage)UK(%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。同容量的变压器,阻抗电压(Impedance Voltage)小的成本低,效率高,价格便宜,另外运行时的压降及电压变动率也小,电压质量轻易得到控制和保证,因此从电网的运行角度考虑,希望阻抗电压(Impedance Voltage)小一些好。但从变压器限制短路电流条件考虑,则希望阻抗电压(Impedance Voltage)大一些好,以免电气设备(如断路器、隔离开关、电缆等)在运行中经受不住短路电流的作用而损坏。不同容量的变压器对应的阻抗电压(Impedance Voltage)值国标是有相关规定的。(4)、变压器的副边额定电流Ite=Ste/(1.732U
3、e)。式中Ste为变压器的容量(KVA),Ue为副边额定电压(空载电压),对于10/0.4KV电压等级的变压器,Ue=0.4KV,因此简单计算变压器的副边额定电流,应是变压器的容量乘以(1.44-1.5),即Ite=Ste(1.441.5)。(5)、按照(3)对UK的定义,变压器副边的短路电流(三相短路)为 I(3)=Ite/UK,此值为交流有效值。(6)、在相同的变压器容量下,若两相间短路,变压器副边的短路电流(两相短路)为I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。(7)、以上计算均是变压器出线端(副边)短路时的电流值,这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离,则需考虑线路阻抗,因此短路电流将减小。例如SL7系列变压器(所配导线为三芯铝线电缆),容量为200KVA,变压器出线端短路时,三相短路电流I(3)为7210A;短路点离变压器的距离为100m时,三相短路电流I(3)降为4740A;当变压器容量为100KVA时,其出线端的三相短路电流为3616A;短路点离变压器的距离为100m时,短路电流为2440A。远离变压器100m时,三相短路电流分别为0m时的65.
4、74%和67.47%。所以,用户在设计选型时,应计算断路器安装处线路的额定电流和该处可能出现的最大短路电流,并按以下原则选择断路器:断路器的额定电流In线路的额定电流IL;断路器的额定极限短路分断能力Icu线路的预期短路电流。因此,在选择断路器时,不必把余量放得过大,以免造成浪费。二、断路器的额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力。国际电工委员会的IEC947-2和我国等效采用IEC的GB4048.2低压开关设备和控制设备低压断路器标准,对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的定义:断路器的额定极限短路分断能力(Icu):按规定的试验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。断路器的额定运行短路分断能力(Ics):按规定的试验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。额定极限短路分断能力(Icu)的试验程序为o - t - co,具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V,50KA),此时试验按钮未被按下,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50KA短路电流,断路器立即开断(OPEN简称o)
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