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1、1施耐德电气2014年青年设计师培训第一章第一章 低压断路器选型和整定低压断路器选型和整定2施耐德电气2014年青年设计师培训低压保护电器的功能与分类低压保护电器的功能与分类保护财产及人身安全保护财产及人身安全:保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险要遵守的条件要遵守的条件:按照按照 IEC 60364(GB16895)在各回路的首端，分支路出口在各回路的首端，分支路出口(电流减小电流减小)保护电器的分类保护电器的分类低压断路器低压断路器低压熔断器低压熔断器剩余电流动作保护器剩余电
2、流动作保护器3施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的分类低压断路器的分类按照设计型式分为：按照设计型式分为：空气断路器、塑壳断路器、小型断路器空气断路器、塑壳断路器、小型断路器按照使用类别分为：按照使用类别分为：A类类:在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无Icw B类类:在短路情况下，选择性保护有人为短延时（可调节），在短路情况下，选择性保护有人为短延时（可调节），有有Icw按照是否适合隔离分为：按照是否适合隔离分为：适合隔离适合隔离不适合隔离不适合隔离4施耐德电气2014年青年设计师培训断路器的隔离功能断路器的隔离功能电路的所有电极
3、（包括中性极）都必须是断开的；电路的所有电极（包括中性极）都必须是断开的；必须符合公认的有关触头的电器间隙、爬电距离、过电压耐受能力的国家或者必须符合公认的有关触头的电器间隙、爬电距离、过电压耐受能力的国家或者国际标准；国际标准；可见的、适当地设计该装置触头可以被看见或者利用一个牢固焊定在装置作用可见的、适当地设计该装置触头可以被看见或者利用一个牢固焊定在装置作用轴上的指示器来实现，即使由于触头熔焊在闭合位置，指示器也不可能指示它轴上的指示器来实现，即使由于触头熔焊在闭合位置，指示器也不可能指示它处于断开位置；处于断开位置；泄漏电流泄漏电流 新设备新设备0.5mA;在设备使用后期在设备使用后期
4、6.0mA。断开触头之间的电压浪涌承受能力，断开触头之间的电压浪涌承受能力，1.2/50us冲击电压测试，冲击电压测试，6/8/12KV5施耐德电气2014年青年设计师培训空气断路器空气断路器(ACB)需要需要高高额定电流、额定电流、高高短路分断能力和短路分断能力和高高短时耐受能力短时耐受能力符合符合 GB14048.2(idt IEC 60947-2)例如：例如：Masterpact MT,MTE 电流范围电流范围 400A 至至 6300A,Icu=Ics=Icw，最高达最高达150 kA可与下级实现完全选择性可与下级实现完全选择性6施耐德电气2014年青年设计师培训塑壳断路器塑壳断路器(
5、MCCB)需要限流特性，可与上下级实现良好的选择性配合需要限流特性，可与上下级实现良好的选择性配合符合符合 GB14048.2(idt IEC 60947-2)例如：例如：Compact NSX,CVS(除除100E型产品型产品)电流范围电流范围 16A 至至 630A Icu=Ics，最高可达，最高可达150 kA有卓越的限流特性，可实现电流和能量的选择性有卓越的限流特性，可实现电流和能量的选择性7施耐德电气2014年青年设计师培训小型断路器小型断路器(MCB)模块化，有限流作用和长寿命模块化，有限流作用和长寿命符合符合 GB10963(idt IEC 60898)例如：例如：iC65,C1
6、20电流范围电流范围 1A 至至 125A,Icn，25 kA 以下以下,三级限流，具有长寿命，并可实现良好的选择性三级限流，具有长寿命，并可实现良好的选择性8施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性低压断路器的基本特性额定工作电压额定工作电压 Ue额定电流额定电流 In壳架电流额定值壳架电流额定值 Irq过载保护脱扣电流整定值过载保护脱扣电流整定值 Ir短路保护脱扣电流整定值短路保护脱扣电流整定值 Im额定短时间耐受电流额定短时间耐受电流 Icw:指在约定时间内允许通过的电流值，指在约定时间内允许通过的电流值，该电流值在相应的时间通过导体，不会因过热而引起导体的损坏该电流值在相
7、应的时间通过导体，不会因过热而引起导体的损坏 Icw:In 2500A,Icw取取12In与与5kA中的较大者中的较大者 In 2500A,Icw30KA9施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性（续）低压断路器的基本特性（续）分断能力（在交流情况下用交流分量的有效值来表示）：分断能力（在交流情况下用交流分量的有效值来表示）：Icu:额定极限短路分断能力额定极限短路分断能力.Test=O-CO Ics:额定运行短路分断能力额定运行短路分断能力.Test=O-CO-CO10施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器的基本特性（续）低压断路器的基本特性（续）额定接通能力额定接通能力
8、(Icm)：能够使断路器闭合的最大电流，：能够使断路器闭合的最大电流，在规在规定条件下用最大预期峰值来表示定条件下用最大预期峰值来表示 Icm=nIcu11施耐德电气2014年青年设计师培训低压断路器选择的一般要求低压断路器选择的一般要求按正常工作条件选择按正常工作条件选择额定电压额定电压(Ue)Ue Un额定电流额定电流(In)Irq In IB保护特性保护特性线路、电动机、发电机线路、电动机、发电机按短路工作条件选择按短路工作条件选择短时耐受电流短时耐受电流 Icw短路分断能力短路分断能力Ics(Icu)Iscmax按使用环境条件选择按使用环境条件选择多尘环境多尘环境腐蚀环境腐蚀环境高原地
9、区高原地区热带地区热带地区特殊场所特殊场所断路器极数断路器极数3极，极，4极极安装方式安装方式固定式、插入式、抽屉式固定式、插入式、抽屉式12施耐德电气2014年青年设计师培训选择三极还是四极断路器？选择三极还是四极断路器？L1L2L33PNL1L2L34P断路器极数的确定断路器极数的确定13施耐德电气2014年青年设计师培训采用四极断路器，中性极的主要作用是？采用四极断路器，中性极的主要作用是？对中性线保护？对中性线保护？对中性线隔离？对中性线隔离？L1L2L3对中性线隔离对中性线隔离断路器极数的确定（续）断路器极数的确定（续）14施耐德电气2014年青年设计师培训 配电系统存在单相接地故障
10、配电系统存在单相接地故障RnRnL1L1L2L2L3L3N NPEPERnRnUfUf中性线带危险电压的分析中性线带危险电压的分析15施耐德电气2014年青年设计师培训 10kV变电所出现高压接地故障变电所出现高压接地故障123NLVMVATNRs123NLVMVTTCRS中性线带危险电压的分析（续）中性线带危险电压的分析（续）16施耐德电气2014年青年设计师培训 根据根据IEC60364-465.1.5的规定，正常供电电源与备用的规定，正常供电电源与备用发电机之间的转换开关应采用四极开关发电机之间的转换开关应采用四极开关 带漏电保护的双电源转换开关应采用四极开关带漏电保护的双电源转换开关应
11、采用四极开关 不同接地系统间的电源切换开关应采用四极开关不同接地系统间的电源切换开关应采用四极开关 TN-C系统严禁采用四极开关系统严禁采用四极开关 TN-S系统一般不需要设四极开关系统一般不需要设四极开关 TT系统的电源进线开关应采用四极开关系统的电源进线开关应采用四极开关 IT系统中当有中性线时应采用四极开关系统中当有中性线时应采用四极开关四极断路器的选择应用四极断路器的选择应用17施耐德电气2014年青年设计师培训终端配电箱终端配电箱楼内配电间公用电主配电柜主配电柜分配电柜分配电柜一级配电一级配电二级配电二级配电三级配电三级配电低压断路器的保护整定低压断路器的保护整定18施耐德电气201
12、4年青年设计师培训脱扣器脱扣器热磁脱扣器热磁脱扣器电子脱扣器电子脱扣器热保护热保护过载保护过载保护长延时长延时磁保护磁保护短路保护短路保护短延时短延时瞬时瞬时脱扣器的型式脱扣器的型式有两种型式的脱扣器有两种型式的脱扣器:热磁式脱扣器（电磁式）热磁式脱扣器（电磁式）电子式脱扣器电子式脱扣器两种脱扣器用于相同的主要功能两种脱扣器用于相同的主要功能:构成过流保护构成过流保护使电流过载的回路断开使电流过载的回路断开19施耐德电气2014年青年设计师培训 脱扣曲线脱扣曲线热脱扣热脱扣 Ir（过载保护）（过载保护）随着过载电流的持续，双金属随着过载电流的持续，双金属片受热弯曲，触发脱扣片受热弯曲，触发脱扣
13、热磁式脱扣器热磁式脱扣器热脱扣热脱扣磁脱扣磁脱扣tIIrImFF磁脱扣磁脱扣 Im（短路保护）（短路保护）利用电磁铁原理触发脱扣利用电磁铁原理触发脱扣20施耐德电气2014年青年设计师培训电子式脱扣器电子式脱扣器脱扣曲线脱扣曲线工作原理工作原理tIIrIsdIi长延时长延时短延时短延时瞬时瞬时脱扣线圈脱扣线圈脱扣器脱扣器CT信号信号处理处理比较比较判断判断电流互感器电流互感器trtsd21施耐德电气2014年青年设计师培训热磁式断路器保护特性曲线简图热磁式断路器保护特性曲线简图电子式断路器保护特性曲线简图电子式断路器保护特性曲线简图Ir:过载过载(热或长延时热或长延时)继电器脱扣电流设定值继电
14、器脱扣电流设定值Im:短路短路(磁或短延时磁或短延时)继电器脱扣电流设定继电器脱扣电流设定值值Ii:短路瞬动继电器脱扣电流设定值短路瞬动继电器脱扣电流设定值Icu:分断能力分断能力t(s)lrlmIcuI(A)t(s)lrlmIcuI(A)li两段保两段保护三段保三段保护热磁式和电子式保护曲线之间的差别热磁式和电子式保护曲线之间的差别22施耐德电气2014年青年设计师培训短延时整定电流应躲过短时间出现的负荷尖峰电流短延时整定电流应躲过短时间出现的负荷尖峰电流瞬时整定电流应躲过配电线路的尖峰电流瞬时整定电流应躲过配电线路的尖峰电流正常工作和设备起动时断路器不应动作正常工作和设备起动时断路器不应动
15、作IqM线路中最大一台电动机的起动电流，约为额定电流的线路中最大一台电动机的起动电流，约为额定电流的 67倍倍IqM线路中最大一台电动机全起动电流，约为线路中最大一台电动机全起动电流，约为 IqM 的的 2倍倍IB(n-1)除最大单台电动机外的线路计算电流除最大单台电动机外的线路计算电流K可靠系数，可取可靠系数，可取 1.223施耐德电气2014年青年设计师培训Ib:线路的计算负荷电流线路的计算负荷电流Id:线路末端最小接地故障电流线路末端最小接地故障电流Ir:长延时整定电流长延时整定电流Isd:短延时整定电流短延时整定电流Ii:瞬时整定电流瞬时整定电流Ig:接地故障保护整定电流接地故障保护整
16、定电流1.3 Isd Id1.3 Ii Id1.3 Ig IdIr IbMicrologic 保护电流的整定保护电流的整定24施耐德电气2014年青年设计师培训tr=0.524 stsd=tsd下级下级+t tg=tg下级下级+t I2t=on/offI2t=on/offMicrologic 延时时间的整定延时时间的整定tr:长延时整定时间长延时整定时间tsd:短延时整定时间短延时整定时间tg:接地故障保护整定时间接地故障保护整定时间t:上下级断路器动作时间差上下级断路器动作时间差,0.10.2 S25施耐德电气2014年青年设计师培训变压器及主断路器型号参数如图，工作电流变压器及主断路器型号
17、参数如图，工作电流Ib=1804A，Ik3=30 kA，Id=15 kA要求：要求：给给出出三段保护整定值三段保护整定值;考虑与下级出线断路器的选择性配合考虑与下级出线断路器的选择性配合MT25H1+MIC5.0ASCB10-1250,10/0.4kV,Uk=6%Ik3=30kAId=15kAIn=2500AIrIb，Ir 取取(0.70.8)In=17502000A tr=816s1.3 Isd Id，Isd 取取5Ir=10kA，tsd=0.4sIi 可取最大值可取最大值 15In 或设定为或设定为offMicrologic 控制单元的整定练习控制单元的整定练习26施耐德电气2014年青年
18、设计师培训控制单元的整定练习答案控制单元的整定练习答案27施耐德电气2014年青年设计师培训28施耐德电气2014年青年设计师培训三段式保护（三段式保护（MIC5.0,五个值可调）五个值可调）长延时保护长延时保护 Ib Ir Iz，tr=0.516 s短路短延时保护短路短延时保护1.3 Isd Id，tsd=00.4 s(I2t=on/off)短路瞬时保护短路瞬时保护 1.3 Ii Id注意验证与上下级断路器的选择性配合注意验证与上下级断路器的选择性配合NSX 电子脱扣单元的保护设定电子脱扣单元的保护设定29施耐德电气2014年青年设计师培训NSX 热磁脱扣单元的保护整定热磁脱扣单元的保护整定
19、两段式保护两段式保护热保护热保护 Ib Ir Iz磁保护磁保护 1.3 Im Id注意验证与上下级断路器的选择性配合注意验证与上下级断路器的选择性配合30施耐德电气2014年青年设计师培训某主配电柜的出线回路某主配电柜的出线回路A，各计算值如下：，各计算值如下：Ib=185A，Ik3=28 kA，Id=10 kA要求：要求：给给出出三段保护整定值三段保护整定值;考虑与下级出线断路器的选择性配合考虑与下级出线断路器的选择性配合NSX250N MIC5.2A 250In=250AIrIb，Ir 取取 0.8In=200A，tr=16s1.3 Isd Id，Isd 取取5Ir=1 kA，tsd=0.2sIi 可取最大值可取最大值 12 x In=3kANSX 脱扣单元的整定练习脱扣单元的整定练习信A31施耐德电气2014年青年设计师培训NSX 脱扣单元的整定练习答案脱扣单元的整定练习答案