短路計(jì)算及電器的選擇校驗(yàn)課件

第四章短路計(jì)算及電器的選擇校驗(yàn)授課教師：XXXX第四章授課教師：XXXX1目錄

/CONTENTS第1節(jié)短路的原因、后果及其形式第2節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量第3節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)中的短路電流計(jì)算第4節(jié)短路電流的效應(yīng)與校驗(yàn)第5節(jié)高低壓電器的選擇與校驗(yàn)?zāi)夸?CONTENTS第1節(jié)短路的原因、后果及其形式第2節(jié)2第1節(jié)短路的原因、后果及其形式第1節(jié)短路的原因、后果及其形式3第1節(jié)一、短路的原因短路是指不同電位的導(dǎo)體之間的電氣短接,這是電力系統(tǒng)中最常見的一種故障,也是最嚴(yán)重的一種故障。電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障,究其原因,主要有以下三個(gè)方面:

(1)電氣絕緣損壞這可能是由于電氣設(shè)備長期運(yùn)行,其絕緣材料自然老化而損壞;也可能是由于設(shè)備本身質(zhì)量不好,絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿;也可能是設(shè)備絕緣層受到外力損傷而導(dǎo)致短路。第1節(jié)一、短路的原因第1節(jié)(2)誤操作例如帶負(fù)荷誤拉高壓隔離開關(guān),很可能導(dǎo)致三相弧光短路。又如誤將較低電壓的設(shè)備投入較高電壓的電路中而造成設(shè)備的擊穿短路。(3)鳥獸害例如鳥類及蛇鼠等小動(dòng)物跨越在裸露的不同電位的導(dǎo)體之間,或者被鼠類咬壞設(shè)備或?qū)w的絕緣層,都會(huì)引起短路故障。第1節(jié)(2)誤操作例如帶負(fù)荷誤拉高壓隔離開關(guān),很可能導(dǎo)致三第1節(jié)二、短路的后果電路短路后,其阻抗值比正常負(fù)荷時(shí)電路的阻抗值小得多,因此短路電流往往比正常負(fù)荷電流大許多倍。在大容量電力系統(tǒng)中,短路電流可高達(dá)幾萬安培或幾十萬安培。如此大的短路電流對(duì)電力系統(tǒng)可產(chǎn)生極大的危害:(1)短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)短路電流將產(chǎn)生很大電動(dòng)力和很高的溫度,可能造成電路及其中設(shè)備的損壞,甚至引發(fā)火災(zāi)事故。(2)電壓驟降短路將造成系統(tǒng)電壓驟降,越靠近短路點(diǎn)電壓越低,這將嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

第1節(jié)二、短路的后果第1節(jié)(3)造成停電事故短路時(shí),電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動(dòng)作,使開關(guān)跳閘或熔斷器熔斷,從而造成停電事故。越靠近電源短路,引起停電的范圍越大,從而給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。(4)影響系統(tǒng)穩(wěn)定嚴(yán)重的短路可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步,造成電力系統(tǒng)解列,破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。(5)產(chǎn)生電磁干擾單相接地短路電流,可對(duì)附近的通信線路、信號(hào)系統(tǒng)及電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾,使之無法正常運(yùn)行,甚至引起誤動(dòng)作。第1節(jié)(3)造成停電事故短路時(shí),電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動(dòng)作,使第1節(jié)

第1節(jié)

第1節(jié)

第1節(jié)

第1節(jié)上述三相短路,屬于“對(duì)稱性短路”。其他形式的短路,均屬“非對(duì)稱性短路”。電力系統(tǒng)中,發(fā)生單相短路的可能性最大,而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般是三相短路電流最大,造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作,因此作為選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中,以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上,非對(duì)稱性短路也可按對(duì)稱分量法分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序分量來研究,所以對(duì)稱性的三相短路分析也是分析非對(duì)稱性短路的基礎(chǔ)。第1節(jié)上述三相短路,屬于“對(duì)稱性短路”。其他形式的短路,均屬第2節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量第2節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量11第2節(jié)一、無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程無限大容量電力系統(tǒng),就是其容量相對(duì)于用戶內(nèi)部供配電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng),以致用戶的負(fù)荷不論如何變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí),電力系統(tǒng)變電所饋電母線的電壓能基本維持不變。在實(shí)際的用戶供電設(shè)計(jì)中,當(dāng)電力系統(tǒng)總阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%,或者電力系統(tǒng)容量超過用戶供配電系統(tǒng)容量的50倍時(shí),可將電力系統(tǒng)視為“無限大容量電力系統(tǒng)”。凡不滿足上述條件的電力系統(tǒng),則稱為“有限容量電力系統(tǒng)”。第2節(jié)一、無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程第2節(jié)圖4-2a是一個(gè)電源為無限大容量的供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路的電路圖。由于三相對(duì)稱,因此這個(gè)三相電路圖可用圖4-2b所示等效單相電路圖來研究。圖4-2無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路RWL、XWL—線路阻抗RL、XL—負(fù)荷阻抗第2節(jié)圖4-2a是一個(gè)電源為無限大容量的供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短第2節(jié)正常運(yùn)行時(shí),電路中的電流取決于電源電壓和電路中所有元件包括負(fù)荷(用電設(shè)備)在內(nèi)的總阻抗。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí),由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路,所以根據(jù)歐姆定律,電路中的電流(短路電流)要突然增大。但是,由于短路電路中存在著電感,根據(jù)楞次定律,電流又不能突變,因而引起一個(gè)過渡過程,即短路暫態(tài)過程,最后短路電流達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。第2節(jié)正常運(yùn)行時(shí),電路中的電流取決于電源電壓和電路中所有元件第2節(jié)圖4-3表示無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路前后的電壓和電流變動(dòng)曲線。圖4-3無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路前后的電壓電流曲線第2節(jié)圖4-3表示無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路前后的電壓和電第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)在無限大容量系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)母線電壓維持不變,所以其短路電流周期分量有效值(習(xí)慣用Ik表示)在短路的全過程中也維持不變,即I″=I∞=Ik,這里的I∞為后面將要講述的短路穩(wěn)態(tài)電流有效值。第2節(jié)在無限大容量系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)母線電壓維持不變,所以其短第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)

第2節(jié)在高壓電路發(fā)生三相短路時(shí),一般取Ksh=1.8,因此ish=2.55I″(4-8)Ish=1.51I″(4-9)在低壓電路和1000kVA及以下變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路時(shí),一般取Ksh=1.3,因此ish=1.84I″(4-10)Ish=1.09I″(4-11)第2節(jié)在高壓電路發(fā)生三相短路時(shí),一般取Ksh=1.8,因此第2節(jié)(五)短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流(short-circuitstaticcurrent)是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流,其有效值用I∞表示。在無限大容量系統(tǒng)中,I″=I∞=Ik。第2節(jié)(五)短路穩(wěn)態(tài)電流第3節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)中的短路電流計(jì)算第3節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)中的短路電流計(jì)算24第3節(jié)一、短路電流計(jì)算概述進(jìn)行短路電流計(jì)算,首先要繪出計(jì)算電路圖,如后面圖4-4所示。在計(jì)算電路圖上,將短路計(jì)算所需考慮的各元件的主要參數(shù)都表示出來,并將各元件依次編號(hào),然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。第3節(jié)一、短路電流計(jì)算概述第3節(jié)接著,按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖,如后面圖4-5所示,并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上,只需將所計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來,并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值,一般是分子標(biāo)序號(hào),分母標(biāo)阻抗值(既有電阻又有電抗時(shí),用復(fù)數(shù)形式R+jX表示)。然后將等效電路化簡。圖4-5例4-1的短路等效電路圖(歐姆法)第3節(jié)接著,按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖,如后面圖4-第3節(jié)計(jì)算短路電流的方法,常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法。短路計(jì)算中有關(guān)物理量一般采用以下單位:電壓——千伏(kV),電流——千安(kA),短路和斷路容量(功率)——兆伏安(MVA),設(shè)備容量——千瓦(kW)或千伏安(kVA),阻抗——?dú)W(Ω)。但必須說明,本書計(jì)算公式中各物理量的單位除特別標(biāo)明的以外,一般均采用國際單位制(SI制)的基本單位:伏(V),安(A),瓦(W),伏安(VA),歐(Ω)等。因此后面導(dǎo)出的公式一般不標(biāo)注物理量的單位。如果采用工程中常用的單位計(jì)算,則必須注意所用公式中各物理量單位的換算系數(shù)。第3節(jié)計(jì)算短路電流的方法,常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法。第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)3.電力線路的阻抗計(jì)算(1)電力線路的電阻RWL可由導(dǎo)線電纜的單位長度電阻R0值求得,即RWL=R0l(4-19)式中,R0為導(dǎo)線電纜單位長度的電阻,可查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本(參看附表1213);l為線路長度。(2)電力線路的電抗XWL可由導(dǎo)線電纜的單位長度電抗X0值求得,即XWL=X0l(4-20)式中,X0為導(dǎo)線電纜單位長度的電抗,可查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本。第3節(jié)3.電力線路的阻抗計(jì)算第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

Ad*A/Ad

第3節(jié)

Ad*A/Ad第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第3節(jié)

第4節(jié)短路電流的效應(yīng)與校驗(yàn)第4節(jié)短路電流的效應(yīng)與校驗(yàn)47第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)圖4-8母線在絕緣子上的放置方式第4節(jié)圖4-8母線在絕緣子上的放置方式第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)(三)對(duì)短路點(diǎn)附近交流電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流影響的考慮當(dāng)短路計(jì)算點(diǎn)附近所接交流電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過供配電系統(tǒng)短路電流的1%時(shí),或者短路點(diǎn)附近所接交流電動(dòng)機(jī)總?cè)萘砍^100kW時(shí)[23],應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流的影響。由于短路時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓驟降,致使電動(dòng)機(jī)因定子電動(dòng)勢(shì)反高于外施電壓而向短路點(diǎn)反饋電流,如圖4-9所示,從而使短路計(jì)算點(diǎn)的短路沖擊電流增大。圖4-9大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路點(diǎn)反饋沖擊電流第4節(jié)(三)對(duì)短路點(diǎn)附近交流電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流影響的考慮圖4第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)二、短路電流的熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定度校驗(yàn)(一)短路電流的熱效應(yīng)導(dǎo)體通過正常負(fù)荷電流時(shí),由于導(dǎo)體具有電阻,就要產(chǎn)生電能損耗,轉(zhuǎn)換為熱能,一方面使導(dǎo)體溫度升高,另一方面向周圍介質(zhì)散熱。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體向周圍介質(zhì)散發(fā)的熱量相等時(shí),導(dǎo)體就維持在一定的溫度值。當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí),短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速升高。但短路后線路的保護(hù)裝置會(huì)很快動(dòng)作,切除短路故障,因此短路電流通過導(dǎo)體的時(shí)間很短,通常不會(huì)超過23s。所以在短路過程中,可不考慮導(dǎo)體向周圍介質(zhì)的散熱,也就是可近似地認(rèn)為在短路時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體與周圍介質(zhì)是絕熱的,短路電流在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量,完全用來使導(dǎo)體溫度升高。第4節(jié)二、短路電流的熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定度校驗(yàn)第4節(jié)圖4-10表示短路前后導(dǎo)體的溫升變化情況。導(dǎo)體在短路前正常負(fù)荷時(shí)的溫度為θL。假設(shè)在t1時(shí)發(fā)生短路,導(dǎo)體溫度按指數(shù)函數(shù)規(guī)律迅速升高;而到達(dá)t2時(shí),線路保護(hù)裝置動(dòng)作,切除短路故障,這時(shí)導(dǎo)體溫度已升至最高溫度θk。短路故障切除后,導(dǎo)體不再產(chǎn)生熱量,只向周圍介質(zhì)按指數(shù)函數(shù)規(guī)律散熱,直至導(dǎo)體溫度等于周圍介質(zhì)溫度θ0為止。導(dǎo)體短路時(shí)的最高發(fā)熱溫度θk不得超過附表14所規(guī)定的允許值。圖4-10短路前后導(dǎo)體的溫升變化曲線第4節(jié)圖4-10表示短路前后導(dǎo)體的溫升變化情況。導(dǎo)體在短路前第4節(jié)由于短路電流是一個(gè)變動(dòng)的電流,而且含有非周期分量,因此要計(jì)算其短路期間在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量Qk及導(dǎo)體達(dá)到的最高溫度θk是相當(dāng)困難的。為此引出一個(gè)“短路發(fā)熱假想時(shí)間”tima,假設(shè)在此時(shí)間內(nèi)以恒定的短路穩(wěn)態(tài)電流I∞通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,恰好與實(shí)際短路電流ik或Ik(t)在實(shí)際短路時(shí)間tk內(nèi)通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量相等,如圖4-11所示。tima亦稱“短路熱效時(shí)間”。圖4-11短路產(chǎn)生的熱量與短路發(fā)熱假想時(shí)間第4節(jié)由于短路電流是一個(gè)變動(dòng)的電流,而且含有非周期分量,因此第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第4節(jié)

第5節(jié)高低壓電器的選擇與校驗(yàn)第5節(jié)高低壓電器的選擇與校驗(yàn)63第5節(jié)一、概述高、低壓電器的選擇,必須滿足其在一次電路正常條件下和短路故障情況下工作的要求。高、低壓電器按正常條件下工作要求選擇,就是要考慮電器的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電器的使用場(chǎng)所(戶內(nèi)或戶外)、環(huán)境溫度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。電氣要求是指電器在電壓、電流、頻率等方面的要求;對(duì)一些開斷電流的電器,如熔斷器、斷路器和負(fù)荷開關(guān)等,還有斷流能力的要求。高、低壓電器按短路故障條件下工作要求選擇,就是要校驗(yàn)其短路時(shí)能否滿足動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的要求。第5節(jié)一、概述第5節(jié)二、熔斷器的選擇與校驗(yàn)(一)熔斷器熔體電流的選擇1.保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流,應(yīng)滿足下列條件:1)熔體額定電流IN.FE應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30,以使熔體在線路正常最大負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)不致熔斷,即IN.FE≥I30(4-60)式中的I30對(duì)并聯(lián)電容器線路熔斷器來說,由于電容器的合閘涌流較大,應(yīng)取為電容器額定電流的1.431.55倍(據(jù)GB50227—2008《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定)。第5節(jié)二、熔斷器的選擇與校驗(yàn)第5節(jié)2)熔體額定電流IN.FE還應(yīng)躲過線路的尖峰電流Ipk,以使熔體在線路出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不致熔斷,即IN.FE≥Kipk(4-61)考慮到尖峰電流為短時(shí)大電流,而熔體加熱熔斷需經(jīng)一定時(shí)間,因此式中的計(jì)算系數(shù)K一般取小于1的值:①對(duì)供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路,如起動(dòng)時(shí)間tst<3s(輕載起動(dòng)),宜取K=0.250.35;tst=38s(重載起動(dòng)),宜取K=0.350.5;tst>8s及頻繁起動(dòng)或反接制動(dòng),宜取K=0.50.6。②對(duì)供多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路,K值應(yīng)視線路上最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況、線路計(jì)算電流與尖峰電流的比值及熔斷器的特性而定,取為K=0.51;如果線路I30/Ipk≈1,則可取K=1。第5節(jié)2)熔體額定電流IN.FE還應(yīng)躲過線路的尖峰電流Ipk第5節(jié)3)熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合,使之不致發(fā)生因線路過負(fù)荷或短路已導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線或電纜過熱甚至起燃而熔斷器熔體不熔斷的事故,因此還應(yīng)滿足以下條件:IN.FE≤KOLIal(4-62)式中,Ial為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量(參看附表16和附表17);KOL為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù),其值為:①如果熔斷器只作短路保護(hù)時(shí),對(duì)電纜和穿管絕緣導(dǎo)線,可取KOL=2.5;對(duì)明敷絕緣導(dǎo)線,可取KOL=1.5。②如果熔斷器不只作短路保護(hù),而且要求同時(shí)作過負(fù)荷保護(hù)時(shí),例如住宅建筑、重要倉庫和公共建筑中的照明線路,有可能長時(shí)間過負(fù)荷的動(dòng)力線路以及在可燃建筑物構(gòu)架上明敷的有延燃性外皮的絕緣導(dǎo)線線路,則應(yīng)取KOL=1。第5節(jié)3)熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合,使之不致發(fā)生因第5節(jié)2.保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流,應(yīng)滿足下式要求:IN.FE=(1.52.0)I1N.T(4-63)式中,I1N.T為變壓器的額定一次電流。上式考慮了以下三個(gè)因素:1)熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流。2)熔體電流還要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)引起的尖峰電流。3)熔體電流還要躲過變壓器自身的勵(lì)磁涌流,這涌流是變壓器空載投入時(shí)或者在外部故障切除后突然恢復(fù)電壓所產(chǎn)生的一個(gè)類似涌浪的電流,可高達(dá)(810)I1N.T,與三相電路突然短路時(shí)的短路全電流相似,也要衰減,但較之短路全電流的衰減速度稍慢。第5節(jié)2.保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇第5節(jié)3.保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小,因此保護(hù)高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為0.5A。第5節(jié)3.保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇第5節(jié)(二)熔斷器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)熔斷器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)應(yīng)滿足下列條件:1)熔斷器的額定電壓UN.FU應(yīng)不低于所在線路的額定電壓UN,即UN.FU≥UN(4-64)2)熔斷器的額定電流IN.FU應(yīng)不小于它所安裝的熔體額定電流IN.FE,即IN.FU≥IN.FE(4-65)第5節(jié)(二)熔斷器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)(三)熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)能可靠地熔斷,熔斷器保護(hù)的靈敏度必須滿足下列條件:式中,IN.FE為熔斷器熔體的額定電流;Ik.min為熔斷器所保護(hù)線路的末端在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式一下的最小短路電流,對(duì)TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng),則為單相短路電流或單相接地故障電流,對(duì)IT系統(tǒng)及中性點(diǎn)不接地的高壓系統(tǒng),則為兩相短路電流,對(duì)于保護(hù)降壓變壓器的高壓熔斷器來說,則為低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)之值;K為滿足保護(hù)靈敏度的最小比值。第5節(jié)(三)熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)第5節(jié)(四)前后熔斷器之間的選擇性配合前后熔斷器之間的選擇性配合,就是在線路發(fā)生短路故障時(shí),靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷,切除短路故障,從而使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。前后熔斷器的選擇性配合,宜按其保護(hù)特性曲線(又稱安秒特性曲線)來進(jìn)行檢驗(yàn)。第5節(jié)(四)前后熔斷器之間的選擇性配合第5節(jié)在如圖4-12a所示線路中,假設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路,則其三相短路電流Ik要通過FU2和FU1。但根據(jù)保護(hù)選擇性的要求,應(yīng)該是FU2的熔體首先熔斷,切除故障線路WL2,而FU1不再熔斷,干線WL1恢復(fù)正常運(yùn)行。第5節(jié)在如圖4-12a所示線路中,假設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)第5節(jié)然而熔體實(shí)際熔斷時(shí)間與其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線所查得的熔斷時(shí)間可能有±30%±50%的偏差。從最不利的情況考慮,假設(shè)k點(diǎn)短路時(shí),FU1的實(shí)際熔斷時(shí)間t'1比標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間t1小50%(為負(fù)偏差),即t'1=0.5t1,而FU2的實(shí)際熔斷時(shí)間t'2又比標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間t2大50%(為正偏差),即t'2=1.5t2。第5節(jié)然而熔體實(shí)際熔斷時(shí)間與其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線所查得的第5節(jié)這時(shí)由圖4-12b可以看出,要保證前后兩熔斷器FU1和FU2的保護(hù)選擇性,必須滿足的條件是t'1>t'2,或0.5t1>1.5t2,也就是保證前后熔斷器保護(hù)選擇性的條件為t1>3t2(4-70)即前一熔斷器(FU1)根據(jù)其保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間,至少應(yīng)為后一熔斷器(FU2)根據(jù)其保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間的3倍,才能確保前后熔斷器動(dòng)作的選擇性。如果不能滿足這一要求時(shí),則應(yīng)將前一熔斷器的熔體電流提高12級(jí)再進(jìn)行校驗(yàn)。第5節(jié)這時(shí)由圖4-12b可以看出,要保證前后兩熔斷器FU1和第5節(jié)如果不用熔斷器的保護(hù)特性曲線來檢驗(yàn)選擇性,則一般只有在前一熔斷器的熔體電流大于后一熔斷器的熔體電流23倍以上,才有可能保證其動(dòng)作的選擇性。第5節(jié)如果不用熔斷器的保護(hù)特性曲線來檢驗(yàn)選擇性,則一般只有在第5節(jié)三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)(一)低壓斷路器過電流脫扣器的選擇過電流脫扣器的額定電流IN.OR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30,即IN.OR≥I30(4-71)第5節(jié)三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)第5節(jié)(二)低壓斷路器過電流脫扣器的整定1.瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定瞬時(shí)過電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop(o)應(yīng)躲過線路的尖峰電流Ipk,即Iop(o)≥KrelIpk(4-72)式中,Krel為可靠系數(shù)(reliabilitycoefficient)。對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器,可取1.35;對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s及以下的塑殼式斷路器,則宜取22.5。第5節(jié)(二)低壓斷路器過電流脫扣器的整定第5節(jié)2.短延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定短延時(shí)過電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop(s)應(yīng)躲過線路的尖峰電流Ipk,即Iop(s)≥KrelIpk(4-73)式中,Krel為可靠系數(shù),一般取1.2。短延時(shí)過電流脫扣器的動(dòng)作時(shí)間有0.2s、0.4s和0.6s等級(jí),應(yīng)按前后保護(hù)裝置保護(hù)選擇性要求來確定。前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比后一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間長一個(gè)時(shí)間級(jí)差0.2s。第5節(jié)2.短延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定第5節(jié)3.長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定長延時(shí)過電流脫扣器主要用來作過負(fù)荷保護(hù),因此其動(dòng)作電流Iop(l),應(yīng)按躲過線路的最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流I30來整定,即Iop(l)≥KrelI30(4-74)式中,Krel為可靠系數(shù),一般取1.1。長延時(shí)過電流脫扣器的動(dòng)作時(shí)間,應(yīng)躲過允許過負(fù)荷持續(xù)時(shí)間。其動(dòng)作特性通常為反時(shí)限,即過負(fù)荷越大,動(dòng)作時(shí)間越短,一般動(dòng)作時(shí)間可達(dá)12h。第5節(jié)3.長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定第5節(jié)4.過電流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求為了不致發(fā)生因過負(fù)荷或短路已引起導(dǎo)線或電纜過熱起燃而斷路器的過電流脫扣器不動(dòng)作的事故,因此低壓斷路器過電流脫扣器的動(dòng)作電流Iop還必須滿足下列條件:Iop≤KoLIal(4-75)式中,Ial為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量(參看附表16和附表17);KoL為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù),對(duì)瞬時(shí)和短延時(shí)過電流脫扣器,可取KoL=4.5,對(duì)長延時(shí)過電流脫扣器,可取KoL=1,對(duì)保護(hù)有爆炸氣體區(qū)域內(nèi)線路的過電流脫扣器,應(yīng)取KoL=0.8。如果不滿足以上配合要求,則應(yīng)改選脫扣器的動(dòng)作電流,或者適當(dāng)加大絕緣導(dǎo)線和電纜的芯線截面積。第5節(jié)4.過電流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求第5節(jié)(三)低壓斷路器熱脫扣器的選擇與整定1.熱脫扣器的選擇熱脫扣器的額定電流IN.HR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30,即IN.HR≥I30(4-76)2.熱脫扣器的整定熱脫扣器的動(dòng)作電流Iop.HR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30,以實(shí)現(xiàn)其對(duì)過負(fù)荷的保護(hù),即Iop.HR≥KrelI30(4-77)式中,Krel為可靠系數(shù),可取1.1,但一般應(yīng)通過實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整。第5節(jié)(三)低壓斷路器熱脫扣器的選擇與整定第5節(jié)(四)低壓斷路器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)低壓斷路器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)應(yīng)滿足下列條件:1)低壓斷路器的額定電壓UN.QF應(yīng)不低于所在線路的額定電壓UN,即UN.QF≥UN(4-78)2)低壓斷路器的額定電流IN.QF應(yīng)不小于它所安裝的脫扣器額定電流IN.OR或IN.HR,即IN.QF≥IN.OR(4-79)或IN.QF≥IN.HR(4-80)第5節(jié)(四)低壓斷路器規(guī)格的選擇與校驗(yàn)第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)

第5節(jié)(六)前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合1.前后低壓斷路器之間的選擇性配合前后兩低壓斷路器之間是否符合選擇性配合,宜按其保護(hù)特性曲線進(jìn)行檢驗(yàn),并按產(chǎn)品樣本給出的保護(hù)特性曲線考慮其偏差范圍可為±20%±30%。如果在后一斷路器出口發(fā)生三相短路時(shí),前一斷路器的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在計(jì)入負(fù)偏差(即提前動(dòng)作)而后一斷路器的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在計(jì)入正偏差(即延后動(dòng)作)的情況下,前一級(jí)斷路器的動(dòng)作時(shí)間仍大于后一級(jí)的動(dòng)作時(shí)間,則說明能實(shí)現(xiàn)選擇性配合的要求。對(duì)于非重要負(fù)荷,前后保護(hù)裝置可允許無選擇性動(dòng)作。第5節(jié)(六)前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇第5節(jié)一般來說,要保證前后兩低壓斷路器之間能選擇性動(dòng)作,前一級(jí)低壓斷路器宜采用帶短延時(shí)的過電流脫扣器,后一級(jí)低壓斷路器則采用瞬時(shí)脫扣器,而且動(dòng)作電流也是前一級(jí)大于后一級(jí),前一級(jí)的動(dòng)作電流不小于后一級(jí)動(dòng)作電流的1.2倍。第5節(jié)一般來說,要保證前后兩低壓斷路器之間能選擇性動(dòng)作,前一第5節(jié)2.低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合要