01-低压断路器选型和整定2014

1施耐德电气2014年青年设计师培训第一章低压断路器选型和整定2施耐德电气2014年青年设计师培训低压保护电器的功能与分类●保护财产及人身安全:●保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害●防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险●要遵守的条件:●按照IEC60364(GB16895)●在各回路的首端，分支路出口(电流减小)●保护电器的分类●低压断路器●低压熔断器●剩余电流动作保护器3施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的分类●按照设计型式分为：●空气断路器、塑壳断路器、小型断路器●按照使用类别分为：●A类:在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无Icw●B类:在短路情况下，选择性保护有人为短延时（可调节），有Icw●按照是否适合隔离分为：●适合隔离●不适合隔离4施耐德电气2014年青年设计师培训断路器的隔离功能●电路的所有电极（包括中性极）都必须是断开的；●必须符合公认的有关触头的电器间隙、爬电距离、过电压耐受能力的国家或者国际标准；●可见的、适当地设计该装置触头可以被看见或者利用一个牢固焊定在装置作用轴上的指示器来实现，即使由于触头熔焊在闭合位置，指示器也不可能指示它处于断开位置；●泄漏电流新设备0.5mA;在设备使用后期6.0mA。●断开触头之间的电压浪涌承受能力，1.2/50us冲击电压测试，6/8/12KV5施耐德电气2014年青年设计师培训空气断路器(ACB)●需要高额定电流、高短路分断能力和高短时耐受能力●符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：MasterpactMT,MTE●电流范围400A至6300A,●Icu=Ics=Icw，最高达150kA●可与下级实现完全选择性6施耐德电气2014年青年设计师培训塑壳断路器(MCCB)●需要限流特性，可与上下级实现良好的选择性配合●符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：CompactNSX,CVS(除100E型产品)●电流范围16A至630A●Icu=Ics，最高可达150kA●有卓越的限流特性，可实现电流和能量的选择性7施耐德电气2014年青年设计师培训小型断路器(MCB)●模块化，有限流作用和长寿命●符合GB10963(idtIEC60898)例如：iC65,C120●电流范围1A至125A,●Icn，25kA以下,●三级限流，具有长寿命，并可实现良好的选择性8施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性●额定工作电压Ue●额定电流In●壳架电流额定值Irq●过载保护脱扣电流整定值Ir●短路保护脱扣电流整定值Im●额定短时间耐受电流Icw:指在约定时间内允许通过的电流值，该电流值在相应的时间通过导体，不会因过热而引起导体的损坏●Icw:In≤2500A,Icw取12In与5kA中的较大者In＞2500A,Icw≥30KA9施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性（续）●分断能力（在交流情况下用交流分量的有效值来表示）：●Icu:额定极限短路分断能力.Test=O-CO●Ics:额定运行短路分断能力.Test=O-CO-CO10施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性（续）●额定接通能力(Icm)：能够使断路器闭合的最大电流，在规定条件下用最大预期峰值来表示●Icm=n×Icu11施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器选择的一般要求●按正常工作条件选择●额定电压(Ue)Ue≥Un●额定电流(In)Irq≥In≥IB●保护特性线路、电动机、发电机●按短路工作条件选择●短时耐受电流Icw●短路分断能力Ics(Icu)＞Iscmax●按使用环境条件选择●多尘环境●腐蚀环境●高原地区●热带地区●特殊场所●断路器极数●3极，4极●安装方式●固定式、插入式、抽屉式12施耐德电气2014年青年设计师培训●选择三极还是四极断路器？L1L2L33PNL1L2L34P断路器极数的确定13施耐德电气2014年青年设计师培训●采用四极断路器，中性极的主要作用是？●对中性线保护？●对中性线隔离？L1L2L3对中性线隔离断路器极数的确定（续）14施耐德电气2014年青年设计师培训●配电系统存在单相接地故障RnL1L2L3NPERnUf中性线带危险电压的分析15施耐德电气2014年青年设计师培训●10kV变电所出现高压接地故障123NLVMVATNRs123NLVMVTTCRS中性线带危险电压的分析（续）16施耐德电气2014年青年设计师培训●根据IEC60364-465.1.5的规定，正常供电电源与备用发电机之间的转换开关应采用四极开关●带漏电保护的双电源转换开关应采用四极开关●不同接地系统间的电源切换开关应采用四极开关●TN-C系统严禁采用四极开关●TN-S系统一般不需要设四极开关●TT系统的电源进线开关应采用四极开关●IT系统中当有中性线时应采用四极开关四极断路器的选择应用17施耐德电气2014年青年设计师培训终端配电箱楼内配电间公用电主配电柜分配电柜一级配电二级配电三级配电低压断路器的保护整定18施耐德电气2014年青年设计师培训脱扣器热磁脱扣器电子脱扣器热保护过载保护长延时磁保护短路保护短延时瞬时脱扣器的型式●有两种型式的脱扣器:●热磁式脱扣器（电磁式）●电子式脱扣器●两种脱扣器用于相同的主要功能:●构成过流保护●使电流过载的回路断开19施耐德电气2014年青年设计师培训●脱扣曲线●热脱扣Ir（过载保护）●随着过载电流的持续，双金属片受热弯曲，触发脱扣热磁式脱扣器热脱扣磁脱扣tIIrImFF●磁脱扣Im（短路保护）●利用电磁铁原理触发脱扣20施耐德电气2014年青年设计师培训电子式脱扣器●脱扣曲线●工作原理tIIrIsdIi长延时短延时瞬时脱扣线圈脱扣器CT信号处理比较判断电流互感器trtsd21施耐德电气2014年青年设计师培训热磁式断路器保护特性曲线简图电子式断路器保护特性曲线简图Ir:过载(热或长延时)继电器脱扣电流设定值Im:短路(磁或短延时)继电器脱扣电流设定值Ii:短路瞬动继电器脱扣电流设定值Icu:分断能力t(s)lrlmIcuI(A)t(s)lrlmIcuI(A)li热磁式和电子式保护曲线之间的差别22施耐德电气2014年青年设计师培训●短延时整定电流应躲过短时间出现的负荷尖峰电流●瞬时整定电流应躲过配电线路的尖峰电流正常工作和设备起动时断路器不应动作][)1(nBqMsdIIKI][)1('nBqMiIIKIIqM－线路中最大一台电动机的起动电流，约为额定电流的6~7倍I‘qM－线路中最大一台电动机全起动电流，约为IqM的2倍IB(n-1)－除最大单台电动机外的线路计算电流K－可靠系数，可取1.223施耐德电气2014年青年设计师培训Ib:线路的计算负荷电流Id:线路末端最小接地故障电流Ir:长延时整定电流Isd:短延时整定电流Ii:瞬时整定电流Ig:接地故障保护整定电流1.3Isd≤Id1.3Ii≤Id1.3Ig≤IdIr≥IbMicrologic保护电流的整定24施耐德电气2014年青年设计师培训tr=0.5~24stsd=tsd下级+Δttg=tg下级+ΔtI2t=on/offI2t=on/offMicrologic延时时间的整定tr:长延时整定时间tsd:短延时整定时间tg:接地故障保护整定时间Δt:上下级断路器动作时间差,0.1~0.2S25施耐德电气2014年青年设计师培训●变压器及主断路器型号参数如图，工作电流Ib=1804A，Ik3=30kA，Id=15kA●要求：●给出三段保护整定值;●考虑与下级出线断路器的选择性配合MT25H1+MIC5.0ASCB10-1250,10/0.4kV,Uk=6%Ik3=30kAId=15kA●In=2500A●Ir≈Ib，Ir取(0.7~0.8)×In=1750~2000Atr=8~16s●1.3Isd≤Id，Isd取5×Ir=10kA，tsd=0.4s●Ii可取最大值15In或设定为offMicrologic控制单元的整定练习26施耐德电气2014年青年设计师培训控制单元的整定练习答案27施耐德电气2014年青年设计师培训28施耐德电气2014年青年设计师培训●三段式保护（MIC5.0,五个值可调）●长延时保护Ib≤Ir≤Iz，tr=0.5~16s●短路短延时保护1.3Isd≤Id，tsd=0~0.4s(I2t=on/off)●短路瞬时保护1.3Ii≤Id●注意验证与上下级断路器的选择性配合NSX电子脱扣单元的保护设定29施耐德电气2014年青年设计师培训NSX热磁脱扣单元的保护整定●两段式保护●热保护Ib≤Ir≤Iz●磁保护1.3Im≤Id●注意验证与上下级断路器的选择性配合30施耐德电气2014年青年设计师培训●某主配电柜的出线回路A，各计算值如下：Ib=185A，Ik3=28kA，Id=10kA●要求：●给出三段保护整定值;●考虑与下级出线断路器的选择性配合NSX250NMIC5.2A250●In=250A●Ir≈Ib，Ir取0.8×In=200A，tr=16s●1.3Isd≤Id，Isd取5×Ir=1kA，tsd=0.2s●Ii可取最大值12xIn=3kANSX脱扣单元的整定练习信A31施耐德电气2014年青年设计师培训NSX脱扣单元的整定练习答案