配电用断路器的选用除满足上述条件外,还应正确选择和整定过电流脱扣器。
低压断路器过电流脱扣器按保护特性分为长延时、短延时和瞬时三种。
长延时脱扣器用于过负荷保护,短延时和瞬时脱扣器用于短路保护。
塑壳式断路器大都无短延时保护特性,而选择型万能式断路器,如DW15、DW17、ME等系列,则具有二段(瞬时、长延时或瞬时、短延时)或三段(瞬时、短延时、长延时)保护特性。
过电流脱扣器动作电流整定的根本问题是如何从动作电流或动作时间上躲过计算电流的尖峰电流。
计算电流Ijs即最大负荷电流,为用电设备正常工作时(非启动时)通过配电线路的最大持续电流。
尖峰电流Ijf则是指包括电动机在内的用电设备启动时通过配电线路时电流。
过电流脱扣器动作电流具体整定要如下。
①长延时动作电流整定值Idzj≤导线允许载流量。
当线路为电缆时,可取电缆允许载流量的80%。
②长延时动作电流整定值Idzj≥KIjs,其中Ijs为线路的计算电流,K为可靠系数,取1.1。
③3倍长延时动作电流整定值的可返回时间≥线路中启动电流最大的电动机的启动时间。
④短延时动作电流整定值Idzj≥KIjf,其中Ijf为线路的峰值电流,K为可靠系数,取1.2~1.4。
也可按下式整定:Idzj≥1.1(Ijs+1.35KqdIed)。
其中,Kqd为电动机的启动电流倍数,Ied为电动机的额定电流。
短延时动作时间为0.1s(或.2s)、0.4s、0.6s三种,可按各级断路器选择性配合的要求选用。
选定短延时阶梯后最好按被保护对象的热稳定性能加以校验。
⑤瞬时电流整定值Idzj≥1.1(Ijs+K1KqdIedm),其中K1为电动机启动电流的冲击系数,一般K1=1.7~2;Iedm为最大的一台电动机的额定电流。
⑥如有短延时,则瞬时电流整定值不小于1.1倍的下级开关进线端计算短路电流值。
⑦瞬时或短延时动作的断路器灵敏度按以下公式校验:式中 、——配电线路末端或电气距离最远的一台用电设备处发生两相短路或单相短路时的短路电流,A; Idzj——瞬时或短延时过电流脱扣器的整定电流,A; ——两相短路电流的灵敏度,取; ——单相短路电流的灵敏度,对DW型断路器取,对DZ型断路器取1.5,对装于防爆车间的断路器取。
⑧瞬时和短延时脱扣器的整定电流调节范围(制造厂标准的规定)如下: DW型瞬时Idzj=(1~23)Ied DW型短延时Idzj=(3~6)Ied DZ型瞬时Idzj=(2~12)Ied 式中 Ied——脱扣器额定电流。
【例5-1】 某供电系统如图5-1所示,已知变压器容量Se为630kV·A,额定电流Ie为910A,阻抗电压Ud为4.5%;线路负荷Ix为320A,电动机额定功率Ped为45kW,额定电流Ied为85.4A,启动电流倍数Kqd为6.5;短路电流计算结果标于图上,试选择断路器Q1、Q2和Q3。
解:①选择断路器Q3。
按电动机保护用断路器选择(详见5.4.4项)。
查产品目录,DW5-400A能满足要求(没有更小的型号)。
因电动机额定电流为85.4A,所以脱扣器额定电流选用100A。
长延时动作电流整定在100A,瞬时动作电流整定在12×85.4=1025(A),取1200A,此值小于Ide=6.2kA。
6倍长延时动作电流整定值的可返回时间取3s。
②选择断路器Q2。
按配电用断路器选择。
由于线路负荷电流Ix=320A,短路电流Idz=18.5kA,而开关Q2的延时通断能力应大于11.2kA,查产品目录,可采用DW5-400A断路器,其额定电流为400A,瞬时通断能力为20kA,延时通断能力为10kA。
脱扣器额定电流用300A。
短延时取0.2s,动作电流整定值为1.2×1200=1440(A),取1500(A)。
3倍长延时动作电流整定值的可返回时间取8s(结合图5-2确定)。
瞬时动作电流可整定在10kA。
③选择断路器Q1。
由于变压器额定电流为910A,故选用DW5-1000A断路器。
查产品目录可知,其延时通断能力为20kA,瞬时通断能力为40kA,可满足Id1=19kA的要求。
瞬时动作电流整定值取18kA。
短延时取0.4s,动作电流整定值≥1.1(Ijs+K1KqdIedm)=1.1×(910+1.35×6.5×85.4)≈1825(A),取2000A。
3倍长延时动作电流整定值的可返回时间取15s(结合图5-2确定)各级断路器的选定汇于表5-13中,它们的保护特性配合曲线见图5-2。