断路器分段能力应该怎么选择?看完这篇文章,小白都会选了

电气设计狄老师 2024-03-25 09:28:07

我们在选择断路器时常常只关心额定电流,很少考虑断路器的短路电流分段能力。其实无论从安全性,还是从经济性考虑,我们都应该验证一下各级配电箱的短路电流,合理选择断路器短路电流分段能力。

闲话少说,我们来实际算一下,为简化计算,做如下假设:

1、系统为无穷大,系统阻抗为0;

2、忽略母线阻抗;

3、忽略电动机反馈电流;

4、以常规民用配电系统为例,不适用工业配电;

▲ 系统参数设置和计算结果

上面图片是系统参数设置和计算结果,可以看到:

1、K2点三相短路电流为25kA,作为选择一级配电柜馈电断路器的依据,断路器使用分断能力取35kA或50kA较为合适;

2、K3点三相短路电流为11.34kA,作为选择二级配电柜馈电断路器的依据,断路器极限分断能力取20kA较为合适;

3、K4点三相短路电流为1kA,作为选择三级配电柜馈电断路器的依据,断路器极限分断能力取4.5kA或6kA较为合适;

下面是计算过程,有兴趣的话可以参考下(限于篇幅,仅计算三相稳态短路电流)

1.系统阻抗

Zs = 0.000000 mΩ

Xs = 0.000000 mΩ

Rs = 0.000000 mΩ

2.变压器阻抗

【相关系数:】

c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05

Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV

【输入参数:】

Uk:4.50 //变压器电抗电压百分数

Sr: 1000 //变压器的额定容量,kVA

△P:10.30 //变压器短路损耗,kW

n:1 //变压器台数

【计算公式:】

Zt=(Uk/100)*(Ur^2/Sr)*1000 mΩ

Rt=△P*Ur^2/(Sr^2) mΩ

Xt=√Zt^2- Rt^2 mΩ

Zt = 7.164045

Rt = 1.640000

Xt = 6.970000

3.线路阻抗

【输入参数:】

RL1-1':0.095 //选定线路单位长度的相电阻,毫欧/米

XL1-1':0.076 //选定线路单位长度的相电抗,毫欧/米

L1-1':20.000000 //线路长度,单位m

RL2-1':0.251

XL2-1':0.078

L2-1':50.000000

RL3-1':4.3

XL3-1':0.1

L3-1':50.000000

【计算公式:】

RL = 229.450000

XL = 10.420000

4.线路末端(K2)三相短路电流周期量有效值 Id3

【相关系数:】

c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05

Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV

【输入参数:】

Z:9.198462

Icm:0.000000

【计算公式:】

Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA

Id3 = 25.043617

5.线路末端(K3)三相短路电流周期量有效值 Id3

【相关系数:】

c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05

Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV

【输入参数:】

Z:20.307639

Icm:0.000000

【计算公式:】

Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA

Id3 = 11.343650

6.线路末端(K4)三相短路电流周期量有效值 Id3

【相关系数:】

c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05

Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV

【输入参数:】

Z:231.743393

Icm:0.000000

【计算公式:】

Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA

Id3 = 0.994042

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