交直流断路器选用计算

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(一)交流断路器选用计算
     1．选择电气参数的一般原则
     (1)断路器的额定工作电压大于或等于线路额定电压。      (2)断路器的额定电流大于或等于线路计算负载电流。
     (3)断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。
    如果选用的断路器额定电流与要求相符，但额定短路通断能力小于断路器安装点的线路最大短路电流，必须提高选用断路器的额定电流，而按线路计算负载电流选择过电流脱扣器的额定电流。如果这样还不能满足要求，则可考虑下述三种方案解决：
    1）采用级联保护(或称串级保护)方式，利用上一级断路器和该断路器一起动作来提高短路分断能力。采用这种方案时，需将上一统断路器的脱扣器瞬动电流整定在下级断路器额定短路通断能力的80％左右。
    2)采用限流断路器。
    3)采用断路器加后备熔断器。
    (4) 线路末端单相对地短路电流大于或等于1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣器整定电流。这对负载电流较小，配电线路较长的情况尤为重要。因为线路较长时，末端短路电流较小，单相对地短路电流就更小。在三相四线制中相零短路时，对地短路电流还要小些，有时比道电流脱扣器整定的电流还要小，不能使过电流脱扣器动作，因而在单相对地时失去保护。在这种情况下，考虑在零线上装设电流互感器(其二次接电流继电器，对地短路时，继电器动作使断路器分断)，或采用带零序电流互感器的线路(或漏电继电器)来解决。采用这些方法时，变压器中性点均应接地。
    (5) 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
    是否需要欠电压保护，应按使用要求而定，并非所有断路器都需要带欠电压脱扣器。在某些供电质量较差的系统，选用带欠电压保护的断路器，反而会因为电压波动造成不希望的断电。如必须带欠电压脱扣器，则应考虑有适当的延时。
    (6)具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时间应大于或等于短路延时时间。
    (7)断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。
    (8)电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。
    2．配电用断路器的选用计算
    除考虑上述一般选用原则外，还需考虑把系统的故障限制在最小范围内，防止故障时扩大停电区域，为此，需增加下列选用原则：
    (1)断路器的长延时动作电流整定值小于或等于导线允许载流量。对于采用电线电缆的情况，可取电线电缆容许载流量的80％。
    (2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间大于或等于线路中最大起动电流的电动机的起动时间。
    (3)短延时动作电流整定值按下式选用

    式中 Isd——短延时动作电流，A；
         Id——线路计算负载电流，A；
         KS——电动机的起动电流倍数
         IN——电动机额定电流，A。

    (4)瞬时电流整定值按下式选用

    式中 Iin —— 瞬时电流，A；
         Kp ——电动机起动电流的冲击系数，一般取Kp＝1.7—2；
         INm——最大的1台电动机的额定电流，A。

    (5)短延时的时间阶梯，按配电系统的分段而定，一般时间阶梯为2—3级。每级之间的短延时时差为0.1-0.2s，其可返回时间应保证各级的选择性动作。选定短延时阶梯后，最好按被保护对象的热稳定性加以校核。

3．电动机保护用断路器的选用计算
    电动机保护用断路器可分为两类：
    1)断路器只作保护而不负担正常操作。
    2)断路器兼作保护和不频繁操作用。
    选用原则：
    (1) Isd = In

    式中 Isd ——长延时电流整定值，A；
         IN ——电动机额定电流，A。
    (2)瞬时整定电流Iin
      1)保护笼型异步电动机时

      2)保护绕线转子异步电动机时

    4．导线保护断路器的选用计算

    (1) Isd ≥ Id
    式小 Isd —— 长延时整定电流值，A；
         Id——线路计算负载电流，A；
    (2) Iin ＝ (6～20)Id
    式中 Iin——瞬时整定电流值，A。

    5．断路器与上下级电器保护特性配合要求
    (1)断路器的长延则特性应低于被保护对象的允许过载特性。
    (2)低压侧主开关短延时脱扣器与高压侧过电流保护继电器的配合级差为0.4—0.7s，视高压侧保护继电器的型式而定。
    (3)低压侧主开关过电流脱扣器保护特性低于高压侧熔断器的熔化特性。
    (4)上级断路器短延时整定电流大于或等于1.2倍下级断路器短延时或瞬时(若下级无短延时)整定电流。
    (5)上级断路器的保护特性和下级断路器的保护特性不能交叉。在级联保护方式时可以交叉，但交点短路电流应为下级断路器的80％。
    (6)断路器与熔断器配合时，一般熔断器作后备保护。应选择交接电流IB小于断路器的额定短路通断能力的80％，当短路电流大于IB时，应由熔断器动作。
    (7)在具有短延时和瞬时动作的情况下，上级断路器瞬时整定电流小于或等于断路器的延时通所能力，大于或等于1.1倍下级断路器进线处的短路电流。