低壓系統(tǒng)短路電流計算與斷路器選擇

1、低壓系統(tǒng)短路電流計算與斷路器選擇低壓系統(tǒng)短路電流計算是電氣設計中的一項重要組成部分，計算數(shù)據(jù)量大，過程繁瑣，設計人員大多以經(jīng)驗估算，常常影響設計質(zhì)量，甚至埋下安全隱患。本文擬在通過對低壓短路電流的計算簡述以及實例介紹，說明低壓斷路器的選擇及校驗方法。在設計中，短路電流計算與斷路器選擇的步驟如下：簡單估算低壓短路電流；確定配電中心饋出電纜滿足熱穩(wěn)定的最小截面；選擇合適的低壓斷路器；合理選擇整定值，校驗靈敏度及選擇性。1.低壓短路電流估算1.1短路電流的計算用途短路電流的計算用途主要有以下幾點：校驗保護電器的整定值，如斷路器、熔斷器的分斷能力應大于安裝處最大預期短路電流。確定保護電器的整定值，使其

2、在短路電流對開關電器及線路器材造成破壞之前切斷故障電路。校驗開關電器及線路器材的動熱穩(wěn)定是否滿足規(guī)范和實際運行的要求。1.2短路電流的計算特點短路電流計算的特點：用戶變壓器容量遠小于系統(tǒng)容量，短路電流周期分量不衰減。計入短路各元件有效電阻，但不計入元件及設備的接觸電阻和電抗。因線路電阻較大，不考慮短路電流非周期分量的影響。變壓器接線方式按D、yn11考慮。1.3短路電流的計算方法短路電流計算的方法：Ik=UZk 式中 Ik三相短路電流或單相短路電流kA； Zk短路回路總阻抗m（包括系統(tǒng)阻抗、變壓器阻抗、母線阻抗及電纜阻抗等，其中阻抗還包括電阻、電抗、相保電阻、相保電抗） U電壓V（用于三相短路

3、電流時取230，用于單相短路電流時取220） 1.4短路電流的計算示例下面通過范例來敘述低壓短路電流的計算過程。1.5分析結論系統(tǒng)容量一般為固定值，變壓器出口短路電流取決于變壓器容量及阻抗電壓百分數(shù)。變壓器容量越大，短路電流也越大。設備端的短路電流取決于電纜的阻抗，即截面大小，截面越大，短路電流也越大。2.配電中心饋出電纜的最小截面斷路器應該在短路電流對電纜及元器件產(chǎn)生的熱效應及機械力危害之前分斷短路回路。這就對電纜截面的選擇有一定的要求，不能只根據(jù)負荷計算電流來選擇。電纜截面的校驗公式如下：當短路電流持續(xù)時間不大于5s時 SIKt 式1當短路持續(xù)時間小于0.1s時 k2S2>I2t（斷

4、路器廠家提供數(shù)值）式2 式中 S絕緣導體的線芯截面，mm2； I預期短路電流有效值，A; t短路電流持續(xù)時間，s； k計算系數(shù)，交流銅芯電纜取143； 通過示例，用式1計算，最小饋線截面為16mm2，用式2計算，采用施耐德NSX斷路器時，最小饋線截面為6mm2電纜。由于式2的計算與各斷路器廠家提供的數(shù)據(jù)有關，不具備通用性，故采用式1計算比較穩(wěn)妥。故針對本示例，低壓配電柜出線電纜最小截面為16mm2，才能滿足熱穩(wěn)定的要求。3.選擇合適的斷路器低壓斷路器按類別可分為選擇型與非選擇型，可以調(diào)整約定跳閘時間的即為選擇型，非選擇型的跳閘時間由斷路器的特性曲線確定。選擇性斷路器具有良好的上下級配合關系，但

5、必須整定好各項參數(shù)。選擇斷路器通常要選擇其類別、額定電流、脫扣器額定電流、短路容量等。選擇原則：變壓器低壓出線斷路器應按遠期安裝的變壓器容量來選擇其額定電流，但斷路器整定值按近期變壓器容量整定；接于同一段母線上的進出線斷路器應盡量選擇同一短路容量的斷路器，且根據(jù)計算結果不用選擇太高，以免增加整體造價，但不能選擇微型斷路器；低壓配電柜的進出線斷路器有條件的情況下，應盡量使用選擇型斷路器，避免因越級跳閘造成大面積停電。各配電箱或控制箱總進線應選擇隔離開關或負荷開關，不要選擇斷路器，避免增加一級斷路器級間配合。4.斷路器整定及校驗4.1斷路器整定變壓器低壓主開關與低壓配電柜饋出線開關需要整定，再下一

6、級的回路斷路器只需按IcIrIn選擇即可，無需再整定。斷路器的整定：額定電流：IcIrIn長延時整定：IcIset1Iz tr=0400s短延時整定：Iset2=5*Ic ts=00.5s(變壓器低壓主開關可選0.5s，配電中心饋出線開關可選0.2s)瞬時整定：Iset3=10*Ic 式中 Ic線路負荷計算電流，A； Ir斷路器脫扣器額定電流，A; In斷路器殼架額定電流，A； Iz導體的允許載流量，A； Iset1 tr長時限整定值及約定跳閘時間，A s； Iset2 ts短時限整定值及約定跳閘時間，A s； Iset3瞬時整定值，A； 4.2斷路器的校驗4.2.1斷路器的靈敏度校驗斷路器的

7、靈敏度校驗準則：被保護線路末端的單相接地短路電流不應小于斷路器瞬時或短延時整定的1.3倍。1.3其實是一個可靠系數(shù)，準則的實質(zhì)就是線路末端發(fā)生短路時，斷路器能可靠動作。通常變壓器低壓主開關均不能滿足這個要求，解決方法是取消主開關的瞬動保護。如遇某些回路滿足不了靈敏度要求，可以采用增大電纜截面或用熔斷器來保護的方式。4.2.2斷路器的選擇性配合校驗斷路器的選擇性配合校驗準則：上下級斷路器特性曲線不相交即可，某些斷路器具有限流功能，其說明書注明上下級斷路器額定電流之比大于2，即可不相交；上級斷路器短延時整定電流應大于下級斷路器瞬時整定電流的1.3倍；上級斷路器整定電流應大于下級斷路器整定電流的1.3倍；5.建議低壓短路電