低压系统短路电流计算和断路器选择.docx
.低压系统短路电流计算与断路器选择低压系统短路电流计算是电气设计中的一项重要组成局部,计算数据量大, 过程繁琐,设计人员大多以阅历估算,常常影响设计质量,甚至埋下安全隐患。本文拟在通过对低压短路电流的计算简述以及实例介绍,说明低压断路器的选择及校验方法。在设计中,短路电流计算与断路器选择的步骤如下：简洁估算低压短路电流；确定配电中心馈出电缆满足热稳定的最小截面；选择适宜的低压断路器；合理选择整定值,校验灵敏度及选择性。1. 低压短路电流估算1.1 短路电流的计算用途短路电流的计算用途主要有以下几点：校验保护电器的整定值,如断路器、熔断器的分断力量应大于安装处最大预期短路电流。确定保护电器的整定值,使其在短路电流对开关电器及线路器材造成破坏之前切断故障电路。校验开关电器及线路器材的动热稳定是否满足标准和实际运行的要求。1.2 短路电流的计算特点短路电流计算的特点：用户变压器容量远小于系统容量,短路电流周期重量不衰减。1 / 7.计入短路各元件有效电阻,但不计入元件及设备的接触电阻和电抗。因线路电阻较大,不考虑短路电流非周期重量的影响。变压器接线方式按 D、yn11 考虑。1.3 短路电流的计算方法短路电流计算的方法：式中I 三相短路电流或单相短路电流 kA；kZ 短路回路总阻抗 m包括系统阻抗、变压器阻抗、母线阻抗及电缆k阻抗等,其中阻抗还包括电阻、电抗、相保电阻、相保电抗U电压 V用于三相短路电流时取 230,用于单相短路电流时取 2201.4 短路电流的计算例如下面通过范例来表达低压短路电流的计算过程。2 / 7.1.5 分析结论系统容量一般为固定值,变压器出口短路电流取决于变压器容量及阻抗电压百分数。变压器容量越大,短路电流也越大。3 / 7.设备端的短路电流取决于电缆的阻抗,即截面大小,截面越大,短路电流也越大。2. 配电中心馈出电缆的最小截面断路器应当在短路电流对电缆及元器件产生的热效应及机械力危害之前分断短路回路。这就对电缆截面的选择有肯定的要求,不能只依据负荷计算电流来选择。电缆截面的校验公式如下：当短路电流持续时间不大于 5s 时式 1当短路持续时间小于 0.1s 时断路器厂家供给数值式 2 式中 S绝缘导体的线芯截面,mm2； I预期短路电流有效值,A;t短路电流持续时间,s； k计算系数,沟通铜芯电缆取 143；通过例如,用式 1 计算,最小馈线截面为 16mm2,用式 2 计算,承受施耐德 NSX 断路器时,最小馈线截面为 6mm2 电缆。由于式 2 的计算与各断路器厂家供给的数据有关,不具备通用性,故承受式1 计算比较稳妥。故针对本例如,低压配电柜出线电缆最小截面为 16mm2,才能满足热稳定的要求。3. 选择适宜的断路器4 / 7.低压断路器按类别可分为选择型与非选择型,可以调整商定跳闸时间的即为选择型,非选择型的跳闸时间由断路器的特性曲线确定。选择性断路器具有良好的上下级协作关系,但必需整定好各项参数。选择断路器通常要选择其类别、额定电流、脱扣器额定电流、短路容量等。选择原则：变压器低压出线断路器应按远期安装的变压器容量来选择其额定电流,但断路器整定值按近期变压器容量整定；接于同一段母线上的进出线断路器应尽量选择同一短路容量的断路器,且依据计算结果不用选择太高,以免增加整体造价,但不能选择微型断路器；低压配电柜的进出线断路器有条件的状况下,应尽量使用选择型断路器,避开因越级跳闸造成大面积停电。各配电箱或掌握箱总进线应选择隔离开关或负荷开关,不要选择断路器, 避开增加一级断路器级间协作。4. 断路器整定及校验4.1 断路器整定变压器低压主开关与低压配电柜馈出线开关需要整定,再下一级的回路断路器只需按选择即可,无需再整定。断路器的整定： 额定电流：5 / 7.长延时整定：tr=0400s短延时整定：Iset2=5*Icts=00.5s<变压器低压主开关可选 0.5s,配电中心馈出线开关可选 0.2s>瞬时整定：Iset3=10*Ic式中Ic线路负荷计算电流,A； Ir断路器脱扣器额定电流,A;In断路器壳架额定电流,A； Iz导体的允许载流量,A；Iset1 tr长时限整定值及商定跳闸时间,A s； Iset2 ts短时限整定值及商定跳闸时间,A s； Iset3瞬时整定值,A；4.2 断路器的校验4.2.1 断路器的灵敏度校验断路器的灵敏度校验准则：被保护线路末端的单相接地短路电流不应小于断路器瞬时或短延时整定的 1.3 倍。1.3 其实是一个牢靠系数,准则的实质就是线路末端发生短路时,断路器能牢靠动作。通常变压器低压主开关均不能满足这个要求,解决方法是取消主开关的瞬动保护。如遇某些回路满足不了灵敏度要求,可以承受增大电缆截面或用熔断器来保护的方式。4.2.2 断路器的选择性协作校验6 / 7.断路器的选择性协作校验准则：上下级断路器特性曲线不相交即可,某些断路器具有限流功能,其说明书注明上下级断路器额定电流之比大于 2,即可不相交；上级断路器短延时整定电流应大于下级断路器瞬时整定电流的 1.3 倍；上级断路器整定电流应大于下级断路器整定电流的 1.3 倍；5. 建议低压短路电流计算属于估算,实际可能存在肯定偏差,但其仍可以为断路器及电缆选择供给重要的依据,建议设计人员应计算短路电流。变压器低压主开关与配电柜各出线开关均应示意出其整定值,并在图纸中表示,以便利现场调试,并为断路器的校验供给依据。7 / 7
