ABB低压断路器的选择

1、ABB低压断路器的选择1进线及分段开关的选择1.1 保护的配置用于变压器低压侧的进线开关，由于高压侧已经有较完善的保护，通常只需配置过载保护和短路短延时保护；因为与下级配合问题，不能设速断保护；选用PR122/P有L、S、I三段保护的电子脱扣器完全满足要求。分段开关的过载保护已没有意义，可设定与进线相同，便于与进线开关互换； 短延时保护动作值与进线同，但时间定值要改短，以便与进线开关配合；1.2 应用举例：1000kVA,4.5% ,6/0.4kV, 96.2/1443A,低压母线最大短路电流 26.81kA, 最小24.5kA选用E2N断路器配PR122/P电子脱扣器(也可选PR121/P,

2、但没有显示窗，整定 用拨盘且级差大)Iu = 2000A, In = 2000A评论：本例也可以选用 EIB, 50kA, Iu=1600A, In= 1600A,但没有发展余地，当变压器改为1250kVA, E2N(2000A)仍然可用，只需改变Ii、I2设定值。1.2.1 进线开关过载保护的设定L功能：Ii=(1.05*1.05*I tn)/I n=(1.1025*1443)/2000=1590.9=0.795In取 I1 = 0.80In=1600A (步长为 0.01)设t1=12s (3倍I1时)整定范围3144s步长3s验算是否满足：a与短延时保护相配合，即当低压母线最大三相短路时

3、，动作时间不小于0.4sb躲过大型电动机起动时间和电机群自起动时间。k=(3I1)2*12=108I12 当二次侧最大短路时，Ik=26810A/1600= 16.75I1t= 108Ii2/(16.75Ii)2=0.385s<0.4s 不满足取t1=15s, k=(3I1)2*15=135I12 ,当低压母线最大三相短路时保护动作时间tt= 135Ii2/(16.75Ii)2=0.48s>0.4s 满足要求低压电动机起动时间一般在 5- 10s,且此时过载倍数远不会超过变压器额定电流的 3.3 倍(3Ii/1443=3*0.8*2000/1443=3.3)满足要求当变压器过载1.

4、2倍时，保护动作时间t=135Ii2/(1.2*1443/1600)2Ii2=115s(2)短路短延时保护设定S功能：I2=(1.2*2.5* I tn)/In=(1.2*2.5*1443)/2000=2.16I n取 I2 = 2.2In=4400A (步长为 0.1)I2的整定要躲过大型电动机起动电流或电机群自起动电流(过负荷系数 2.5就是考虑上述因素)；t2=0.4s t=k,定时限校验灵敏度：二次侧最小短路时，Ik = 24.5 kA ,所以，Kl = 0.866*24500/2.2*2000=4.8>1.3 满足要求短路瞬动一I功能：关断如果设定，则要大于二次侧最大三相短路电

5、流，即：使该保护不起作用I3=(1.5*I k)/In=(26810*1.5)/2000=20.1取 I3= 15In,(设定范围最大为 15倍)，所以必须关断，否则将失去选择性。式中，Ik为低压母线最大三相短路电流(假定一次侧短路容量为300MVA)PR122/P电子脱扣器的其它保护功能（接地、剩余电流、不平衡）关断1.2.2 分断开关选用E2N断路器配PR122/P电子脱扣器，Iu=2000A, In=2000AIi = 0.8In=1600A ti=15s （3 倍 Ii 时）l2 = 2.2In=4400At2 = 0.2 s t=k 定时限I3=15.0In关断PR122/P电子脱扣

6、器的其它保护功能（接地、剩余电流、不平衡）关断1.3 在单线系统图上的说明：（以1250kVA变压器为例）进线与分段断路器选用 ABB, Emax系列，E3N25, Iu=2500A, In=2500A,配套PR122/P- LSI电子脱扣器，保护整定如下：进线I1=0.80In=2000A , t1=15s（3I1 时），I2=2.2In=5500A, t2=0.4 s,定时限, 分段I1=0.80In=2000A , t1=15s（3I1 时），I2=2.2In=5500A, t2=0.2 s,定时限, 其余保护功能关断；1.4 各变压器二次侧进线及分段开关选择和保护整定值见下表按变压器容

7、量选择ABB二次侧进线、分段断路器一览表变压器容量kVA二次侧额 定/短路 电流A进线断路 器选型分段断路器器 选型电子脱 扣器 选型PR-进线断路器设定值A分段断路器设定值I nI1/t1I2/t2I3InI1/t1I2/t2I3250361E1B-800E1B-800122/P LSI6300.63I n/24s1.7In/0.4s15.0In关断6300.63In/24 s1.7In/0.2s15.0In关断315455E1B-800E1B-800122/P LSI6300.80I n/24s2.1In/0.4s15.0In关断6300.80In/24s2.1In/0.2s15.0In关

8、断400577E1B-800E1B-800122/P LSI8000.80In/21 s2.1In/0.4s15In关断8000.80In/21 s2.1In/0.2s15In关断500722E1B-1000E1B-1000122/P LSI10000.80In/21 s2.2In/0.4s15In关断10000.80In/21 s2.2In/0.2s15In关断630909E1B-1250E1B-1250122/P LSI12500.80In/18 s2.2In/0.4s15In关断12500.80In/18 s2.2In/0.2s15In关断8001155E1N-1600E1N-16001

9、22/P LSI16000.80In/15 s2.2In/0.4s15In关断16000.80In/15 s2.2In/0.2s15In关断10001443E2N-2000E2N-2000122/P LSI20000.80In/15 s2.2In/0.4s15.0In关断20000.80In/15 ss2.2In/0.2s15.0In关断12501804E3N-2500E3N-2500122/P LSI25000.80In/15 s2.2In/0.4s15.0In关断25000.80In/15 s2.2In/0.2s15.0In关断16002300E3S-3200E3S-3200122/P L

10、SI32000.80In/12 s2.2In/0.4s15.0In关断32000.80In/12 s2.2In/0.2s15.0In关断20002890E4S-4000E4S-4000122/P LSI40000.80I n/9 s2.2In/0.4s15.0In关断40000.80In/9 s2.2In/0.2s15.0In关断说明：1不宜采用脱扣器PR122/P LI,或PR121/P LI,因为没有短延时保护功能；2采用PR122/P LSI电子脱扣器，瞬动保护功能应关断；（如果是Y/Yn变压器可选用PR121/P LSIG带接地保护的电子脱扣器）3过载保护整定时间t1整定（反时限）原则

11、：当低压母线最大三相短路时，动作时间不小于0.4s除变压器二次母线短路电流值见设计手册表4-28至4-30）。t1指3I1时的动作时间4短延时的时间设定有定时限t=k和反时限t = k/I2两种，推荐定时限。5所有设定值都可在现场完成，但断路器的选型（指E2N）和Iu、In及电子脱扣器的选型必须定货时确定;6进线和分段断路器的Iu、In选择相同，是便于互换；但设定值可不同，可现场定。7在系统单线图上对断路器的标注形式：在左边设备栏写明：E2N-2500 ,在单线图下面的空格内写“见说明#"：2配电线路用断路器塑壳断路器 Tmax根据低压配电设计规范 GB50054-95,第4.1.1

12、条规定，低压配电线路应装设短路保护、过载保护和接地故障保护。2.1 举例1某配电回路为一台5kVAUPS,计算负荷电流7.6A。配电线路为电缆4*4 mm2 , 铜芯，长期允许载流量32A,长100m,末端三相短路电流约430A,单相短路电 流 170A2.1.1 断路器选用与整定1）脱扣器选用原则?如果该回路另配置有综合保护器，保护线路的过载、接地等，则选用MF-T2-160S,或MA T2-160S不可调、可调单磁脱扣器；本例选用前者，因为电流小于12.5A,只能配MF脱扣器。选用T2而不是T1 ,是因为该设备安装处的分断能力，S- 50kA而T1最大只有N 级 36kA2）对于MF T2

13、-160S的整定In=10A>7.6A瞬动保护 I3=10*I n=100A（固定10倍，MF不可调）?如果该回路没有配置综合保护器-推荐作法，则选用TMD -T2160S,配可调热脱扣器不可调磁脱扣器3）对于TMD -T2-160S的整定过负荷保护 In=10A , I1 = 10*1.0=10A （可调，分 3档：0.7,0.85,1.0）满足 7.6A<10A<32A 的要求（GB 50054- 95 第 4.3.4 条）瞬动保护 I3= 10*I n=100A（MF不可调）瞬动保护灵敏度：两相短路：Kl2 = 0.866*430/100=3.7>1.3 满足要求

14、单相短路：Kli = 170/100=1.7>1.3满足要求2.1.2 一次系统图上标注形式 T2160S- 10j0 （对TMD）,或10/0 （对MF）1001002.2 举例2某空调机供电回路，69kW,工作电流Is=121A,选用3*50+1*25mm2交联聚乙烯铜 芯电缆，埋地敷设，长175m电缆允许载流量Iz=136A,末端三相短路电流约2823A, 单相短路电流816A2.2.1 :选用T4-250S断路器配TMA可调热磁脱扣器，不装线路保护器整定如下：In=125A,过载保护 Ii=1.0*125=125A,（可调,分 3 档：0.7,0.85,1.0校验：Is=121&

15、lt;125<Iz=136 满足 GB50054 95 第 4.3.4 条要求瞬动保护 I3=5*In=625A （可调 510In）瞬动保护灵敏度：两相短路 Kl2=0.866*2823/625=3.91>1.3满足 GB50054 - 95 第 4.2.3 条要求单相接地保护 Kli = 816/625=1.305<1.3满足要求！2.2.2 选用T3-200S断路器配MA可调单磁脱扣器，并装设有综合保护器，In=160A, I3 = 6*In=960A （整定范围 6-12In）两相短路灵敏度：Kl = 0.866*2823/960=2.5>1.3满足 GB500

16、54 95 第 4.2.3 条要求过载及单相接地保护由线路保护器实现，整定从略2.2.4 一次系统图上标注形式 MA T3-250S 250坪960以上两例为单一负荷供电线路，速断保护范围为线路全长。2.3 举例3从变电所到气体压缩机房配电间低压线路供电，计算负荷电流 180A,最大电动机30kW, 56.9A,Is=398.3A,选用3*120+1*70mm2交联聚乙烯铜芯电缆，长 275m,电缆允许载流量220A,末端三相短路电流约3810A单相短路电流1310A2.3.1 选用TMAT4-250H,可调热、磁脱扣器，不装设线路保护器脱扣器额定电流In=200A过载保护 Ii = 1.0*

17、200=200A （整定范围 0.71.0In）选择性校验：过载保护：按GB50054 95第4.3.4条校验，即 Ib In IzI2 1.45Iz式中，Ib=180A,计算负荷电流；In = 200A,断路器整定电流；Iz=220A,电缆允许载流量；180<200<220满足要求且 In/Iz=200/220=0.91< 1.0过载保护满足要求！短路保护 I3=1.2* （180-56.9*0.75）+398.3 =642.7A=3.2In取 I3=5In=1000A （整定范围 5-10In）瞬动保护灵敏度校验：末端两相短路 Kl2 = 0.866*3810/1000=

18、3.3>1.3满足 GB50054 95 第 4.2.3 条要求末端单相接地保护 Kli = 1310/1000=1.31>1.3满足要求！一次系统图上标注形式 TMA -T4H 250理010002.3.2 选用T4-250H断路器配套PR221DSL S电子脱扣器脱扣器额定电流In = 200A?过载保护整定电流Ii = 200*0.96=192A, ti=3s（在6Ii时）满足 180A<192A<220A 的要求（GB 50054 95 第 4.3.4 条）当 I=1.5Ii=288A 时，保护动作时间 t=（6*192）2*12/2882=48s?短路短延时整

19、定电流 I2= 1.2 （180 56.9*0.8）+398.3 =639.3A=3.2In可取I2 = 3.5In=700A,（因为没有3.2倍这一挡），也可再高一档t2=0.1s（在 81n 时-1600A）末端两相短路灵敏度Kl2= 0.866*3810/700= 4.7>1.3满足要求末端单相接地保护 Kli = 1310/700=1.87>1.3满足要求！查曲线，在81n = 1600A,动作时间t = 0.1s ,见P4/10页图：在 I 10In , t=0.07s=70 ms由于3810A=19In>10In所以，在本线路任何位置短路，短延时保护动作时间t =

20、 70ms?短路瞬时保护-关断！?结论：a当配电线路较短时，选用可调或不可调热磁脱扣器 TMD;通常，可满足过载、短 路及接地故障保护要求；b当a方案不满足接地故障保护灵敏度要求时：1）可选用单磁脱扣器MF或MA ,加 线路保护器；2）加大一级电缆截面。通常线路较长时（如变电所以外的设备），需 要采用二者之一；c有上下级配合要求的配电干线（如为下级配电室或动力箱供电的线路）直选用带短延时速断保护的电子脱扣器；d选用可调热磁脱扣器或电子脱扣器，由于磁脱扣整定可调，往往在不采用线路保护器的情况下，也能满足规范要求。序号配电回路负荷名称断路器选择说明型号配套脱扣器1变电所 UPS、EPS装置T2-1

21、60N/S/HTMD2直流电源装置3变电所照明箱、动力箱4加热器MA , MF加线路保护 器5空调设备69kW及以下6空调设备70kW以上T3-250N/S/H7仪表用UPS装置T2-160N/S/H8外部照明配电箱9外部动力配电箱T2-160N/S/HT3-250N/S/HPR221DS-L S电子脱扣器或MA+线路保护器10下级配电装置T2-160N/S/HT3-250N/S/HPR221DS-L S电子脱扣器3电动机保护用断路器选择-塑壳断路器 Tmax3.1 选择与整定原则3.1.1 分断能力Icu Ik 变压器二次侧母线最大三相短路电流周期分量有效值；3.1.2 电动机回路设置有微机

22、综合保护器，承担过载、接地、不平衡等保护功能；3.1.3 断路器承担速断（瞬动）保护（单电磁脱扣器），其整定值应满足：a躲过电动机的起动电流，并考虑非周期分量的影响，一般按起动电流的2.2倍整定（规范规定2.0 2.5b在配电线路末端两相短路时，速断保护灵敏度不小于1.33.2 选择与整定举例电动机配电回路，90kW,167A,起动电流1169A,选用3*95交联铜芯电缆，长250m,末端两相短路电流2870A3.2.1 瞬动整定值13=2.2*1169=2572A次T3可调型单磁脱扣器（MA） In=200A,瞬动整定值取121n=2400A,这是最 大整定值，因为T3瞬动整定范围为6-12

23、In,止匕时2400/1169=2.05倍 此值可能偏小。选 T4-MA , In=200A,瞬动整定值取 I3= 13In=2600A,即 2600/1169=2.22倍（T4瞬动整定范围为6-14In）3.2.2 一次系统图上表示：左侧设备栏 T4-250MA , 200/26003.3 ABB电动机用断路器选择表序 号电动机塑壳断路器MCCB接触 器型号说 明额定功率kW额定电流A起动电流A型 号磁脱扣 器整定 值A10.371.17.0T2S160MF1.621A9MF/、可调单电磁 脱扣器20.551.59.02130.752.012T2S160MF22641.12.716.9T2S

24、160MF3.24251.53.724T2S160MF45262.25.035T2S160MF6.578736.847.6T2S160MF8.5110A12848.861.6T2S160MF11145A1295.511.681.2T2S160MA20180A16MA 可调单电磁脱 扣器107.515.4107.8T2S160MA20240A26111122.6158.2T2S160MA32348A26121530.3212.1T2S160MA52468A401318.535.9251.3T2S160MA52550A40142242.5297.5T2S160MA80660A50153056.93

25、98.3T2S160MA80880A63163769.8488.6T2S160MA1001075A75174584.2589.4T3S250MA1251300A951855102.7718.9T3S250MA1601600A1451975140.1980.7T4S320PR221-IIn=2502125A185也可选T4S250MA160, I3=2160A20901671169T4S320PR221-IIn=3202560A210也可选T4S250MA200, 13=2600A211102031380.4T5S400PR221-II n =4003000A260电子脱扣器22132242.3

26、1647.6T5S400PR221-IIn=4003600A30023160292.11986.3T5S630PR221-IIn=6304410AF40024185337.82297T5S630PR221-IIn=6305040AF40025200365.22483.3T5S630PR221-IIn=6305670AF400注：表中断路器的分断能力Icu按S级-50kA,注意！此参数选择与变压器容量有关。通常，可按以下规定执行：N级；50kA, S 级;H级；变压器容量 St < 630kVA, Icu=36kA, 变压器容量 630< St0 1250kVA, Icu = 变压器

27、容量 St 1600kVA, Icu=70kA,附录-短路电流计算结果表kA使用说明1本表数据主要用于校验低压配电线路（照明箱、动力箱、下级配电盘等）上下级保护的配合，取三相短路L-L-L数据（或L-N数据）；当用于校验断路器灵敏度时，取最小方式下两相短路L-L数据，或单相L-N数据（校验单相接地保护灵敏度）；2表中数据按最大运行方式计算，即系统电压取1.05Un=400/ 3=230V;最小方式的短路电流可将上述数据乘以0.9565 （220/230V）;3电缆电阻取80 C的电阻值；相保电阻取20 C时相线与N线电阻之和的1.5倍。见所附阻抗数据表4系统（6-10kV）短路容量按100MV

28、A;变压器容量按1000kVA,当为其它数值时，对距离短、电缆截面大的情况，计算结果有一定误差，当电缆长度在75m及以上时，误差可以忽略；序号电缆芯数、截面 铜芯交联聚乙烯40m50m75m100m150m175mL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-N14*41.0670.9230.4440.8550.7410.3550.5720.4950.2370.4290.3720.1780.2870.2480.1190.2460.2130.10224*61.5891.3760.6641.2761.1050.53

29、20.8550.7400.3550.6420.5560.2670.4290.3720.1780.3680.3190.16334*102.5582.2151.0792.0611.7850.8651.3861.200.5791.0440.9040.4350.6990.6050.2900.6000.5190.24944*163.9813.4481.5273.2282.7961.3722.1881.8950.9201.6541.4330.6921.1110.9620.4630.9540.8260.39754*255.9135.1212.6184.8504.2002.1133.3342.8871.424

30、2.5362.1971.0731.7141.4840.7191.4741.2770.61763*25+1*165.9135.1212.0654.8504.2001.6623.3342.8871.1172.5362.1970.8411.7141.4840.5631.4741.2770.48373*35+1*167.7606.7212.3126.4535.5881.8634.5163.9111.2543.4653.000.9452.3592.0430.6322.0341.7610.54383*50+1*259.9508.6173.4068.4437.3122.7616.0775.2621.8714

31、.7274.0941.4153.2622.8250.9502.8232.4450.81693*70+1*3512.0210.414.58610.449.0403.7467.7806.7382.5646.1675.3411.9474.3393.7571.3133.7753.2691.129103*95+1*5013.7111.875.27412.1610.534.9729.4008.1403.4567.6136.5922.6445.4824.7481.7974.8044.1601.548113*120+1*7014.7612.797.50613.3011.526.28710.569.1474.4

32、518.7097.5423.4376.4055.5472.3575.6494.8922.036123*150+1*7015.6013.517.88414.2212.326.63111.5610.024.7229.6958.3963.6577.286.3042.5156.4645.5982.175续表序号电缆芯数、截面 铜芯交联聚乙烯200m220m240m260m280m300mL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-NL-L-LL-LL-N14*40.2150.1860.0890.1950.1690.0810.1790.15

33、50.0740.1660.1430.0680.1540.1330.0640.1430.1240.05924*60.3220.2790.1330.2930.2540.1210.2690.2330.1110.2480.2150.1030.2300.2000.0950.2150.1860.08934*100.5250.4550.2180.4780.4140.1980.4380.3790.1820.4050.3500.1680.3760.3250.1560.3510.3040.14544*160.8360.7240.3480.7610.6590.3160.6980.6040.2900.6450.5590.2680.5990.5190.2490.5600.4850.23254*251.2931.1200.5411.1781.0200.4921.0810.9360.4510.9990.8650.41