低压电气设备选择与保护

低压电器设备选择

与

设备保护主讲人：罗勇存14.1短路电流(1)概述本节所示的短路电流，使电压在1KV及以下网络的短路电流，1KV及以下网络的短路电流计算，是供校验低压电器的分段能力和热稳定电动机起动时电压波动计算时用的，还有1个重要作用是用于继电保护整定。短路电流有三相短路电流、两相短路电流和单相短路电流。a．短路电流的定义短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生一起阻抗极小的故障而引起的过电流。23b．三相短路4c．两相短路5d．单相短路相对中性线故障6相对地故障7(2)短路电流的计算方法短路电流有三相短路电流，两相短路电流和单相短路电流。其计算方法如下：（A）三相短路电流周期分量计算三相短路电流周期分量按下式计算（4-1）式中，——三相短路电流周期分量第一周期有效值，kA；U——低压网络平均额定线电压，V，可取400V；Z∑——每相总阻抗，mΩ；R∑——每相总电阻，mΩ；X∑——每相总电抗，mΩ。8低压电网一般以三相短路电流为最大，与中性点是否接地无关。如在一相和两相上有电流互感器。而使短路电流不对称时，仍可按上式计算，但式中的R∑和X∑采用没有电流互感器的那一相的总阻抗。9（B）不对称短路电流周期分量的计算a.两相短路由于低压网络距发电机的电气距离很远，降压变压器容量与发电机电源容量相比甚小，在实用计算中，可以假定Z2≈Z1,这样可直接由三相短路电流求得，按下式算出（4-2）式中，——两相短路电流周期分量第一周期有效值，kA——三相短路电流周期分量分一周期有效值，kA10b.单相相短路单相短路电电流计算可可以用两种种方法计算算对称分量法法计算（4-3））式中，———单单相短路电电流周期分分量第一周周期有效值值，KA；；Ux———低压网网络平均额额定相电压压，V，可可取230V；R1∑——短路路电流正序序总电阻，，mΩ；R2∑——短路路电流负序序总电阻，，mΩ；R0∑——短路路电流零序序总电阻，，mΩ；X1∑——短路路电流正序序总电抗，，mΩ；X2∑——短路路电流负序序总电抗，，mΩ；X0∑——短路路电流零序序总电抗，，mΩ。11相-零回路路电流法计计算（4-4））式中，、、Ux——意意义同式4-3R∑——短短路电路路相-零回回路总电阻阻，mΩ；；X∑——短短路电路路相-零回回路总电抗抗，mΩ；；12（C）短路路冲击电流流值电源系统供供给短路冲冲击电流值值，按下式式计算，（4-5））式中，———三相相短路冲击击电流（即即三相短路路电流第一一周期全电电流峰值）），kA；；——三相短短路电流冲冲击系数，，可据X∑∑/R∑的的比值从图图4-1查查得；——三相短短路电流周周期分量第第一周期有有效值，kA。13图4-1曲曲线14电动机反馈馈冲击电流流值，按下下式计算(4-6)式中，———电电动机反馈馈三相短路路冲击电流流值，kA;——电动动机短路冲冲击系数，，一般为0.80~1.28；简化计计算可取1；——电动动机额定电电流，kA。15晶闸管装置置反馈冲击击电流值，，按下式计计算（4-7））式中，———晶晶闸管装装置反馈三三相短路冲冲击电流值值，kA;Pe∑——晶闸闸管供电直直流电动机机总容量，，kW;U——低低压网络平平均额定线线电压，V;一般为为400V。16总的短路冲冲击电流值值（4-8））式中，———总总的短路冲冲击电流值值，kA;、、————意义同同式4-54-7。短路点远处处（即非直直接联接短短路点的电电动机、晶晶闸管装置置；或非配配电母线及及其直接联联接低压配配电屏屏内内短路）的的电动机、、晶闸管装装置的反馈馈的、短路路冲击电流流值可以忽忽略不计。。17（D）短短路全电电流的最最大有效效值电源系统统供给的的：当Kch>1.3时，可可按下式式计算（4-9）当Kch≤1.3时，，可按下下式计算算(4-10)式中Ichx——三三相短短路电流流电源系系统第一一周期全全电流有有效值，，kA；；I”z——三三相短路路电流周周期分量量第一周周期有效效值，kA;Kch——三三相短路路电流冲冲击系数数，可从从图4-1查得得；Ta——三三相短路路电流非非周期分分量衰减减时间常常数，S；（4-11）式中，X∑——短短路总电电抗，mΩ；R∑——短短路总电电阻，mΩ。18短路点近近处连接接的电动动机，晶晶管闸装装置反馈馈的、、全全电流流最大有有效值。。电动机反反馈的（（4-12）式中，Keh、Ied——意意义同式式4-6晶闸管装装置反馈馈的（（4-13）式中，Keh、Ied——意意义同式式4-6总的短路路全电流流的最大大有效值值为（4-14）19（3）校校验断路路器的分分断能力力断路器的的额定通通断能力力应大于于或等于于线路中中最大短短路电流流（有效效值）。。1)在在0.02s以以上动作作的断路路器（如如DW型型）Ik∑d≥Id式中，Id——线线路的短短路电流流周期分分量有效效值，A；Ik∑d——断断路器的的分断电电流（周周期分量量有效值值），A；202)在0.02s以下下动作的的断路器器（如DZ型））Ik∑d≥Ic式中，Ic——短路路开始第第一周期期内的全全电流有有效值，，A；Ik∑d——断断路器的的分断电电流（冲冲击电流流有效值值），如如制造厂厂提供的的分段电电流为峰峰值时，，可按峰峰值校验验。断路器分分段能力力的有效效值与峰峰值的关关系可按按参照表表4-1换算。。21表4-1断路路器分断断能力的的有效值值与峰值值的关系系注：cosφ为为功率因因数；Ta为时时间常数数。各种不同同容量的的变压器器低压侧侧发生三三相短路路时，其其各种短短路电流流值的计计算见第第4章。。表4-2，列列出断路路器的分分断能力力与相应应的变压压器短路路电流的的有关数数据，供供参考。。cosφsinφtgφTa(s)冲击系数峰值电流/周期分量有效值0.90.4350.4830.001541.00151.420.80.60.750.00241.0151.4420.70.7141.020.003251.0461.4750.60.81.330.004251.0951.550.50.8661.7320.00551.1641.6550.40.9172.30.00731.2541.780.350.9352.680.00851.3081.850.30.9553.180.01011.3671.940.250.9683.870.01231.4432.040.20.9754.870.01551.5242.1622根据断路路器标准准，确定定新系列列断路器器分断能能力的条条件是：：变压器容容量不超超过2000kVA,单台台运行，，短路阻阻抗按4%考虑虑;(注注1)变压器的的6(10)kVc侧短短路容量量按150~200MVA考考虑，如如为直接接变压（（即35/0.4kV），35kV侧的短短路容量量按650~750MVA考考虑；在变压器器低压出出线端3m母线线处发生生三相金金属性短短路；短路时，，低压电电动机的的反馈电电流按变变压器额额定电流流的4倍倍考虑（（注2））在检验通通断能力力时不要要忽略，，配电回回路的功功率因素素必须大大于或等等于该断断路器的的规定值值。23当断路器器的分断断能力不不够时，，可考虑虑采取以以下措施施：（1）对对于一般般配电线线路，可可将断路路器改用用或串用用分断能能力达的的熔断器器（其分分断能力力50~120kA，，可适应应1600kVA或更更大容量量的变压压器）。。（2）采采用限流流式断路路器，600A限流式式断路器器能分断断2000kVA以下下变压器器的短路路电流。。（3）对对于特别别重要的的线路，，如果要要求在故故障排除除后能立立即恢复复送电，，则断路路器的分分断能力力必须要要大于短短路电流流，此时时可更换换大容量量的断路路器，即即选用断断路器的的额定电电流大一一级的断断路器，，而按线线路计算算电流选选定过电电流脱扣扣器的额额定电流流；如果果还不能能满足需需要，则则采用牺牺牲选择择性的级级联保护护方案，，参见下下册29.1.2.4中有关关内容，，必须指指出，这这些都是是迫不得得已的做做法，应应慎重决决定。24表4-26(10)kV侧短短路容量量200MVA时,新新系列断断路器的的分断能能力与相相应的变变压器短短路电流流断路器变压器短路电流周期分量有效值额定电流（A）分断能力（A）额定容量（kVA）短路电压（Ud%）额定电流（A）变压器（A）电动机反馈电流（A）合计（A）675010100020150030200020431720124844502500304461080184126410010000506344769617902250304384209426342001500010012544152190356044406067604166520040020000160200250444243304380567070308740972121615206642824610260600（630）25000315400444806101090013700192024401282016140（800）1000（1250）30000（50000）5006304476096017000210003040384020040248401500（1600）40000（50000）80010004．54．5122015202350028800488060802838034880（2000）250050000（90000）12504．51900352007600428003150（3200）16004．52432435009728532284000（5000）70000（100000）20004304066880121607904025注：1：：表4-2中的的短路电电流是按按变压器器短路电电压，4%和高高压侧短短路容量量为200MVA时计计算出来来的。变变压器的的短路电电压大，，短路电电流小，，变压器器的短路路损耗小小，电阻阻小，电电抗大，，也引起起短路电电流变化化。另外外高压侧侧短路容容量大，，短路电电流大，，所以表表4-2的短路路中流值值仅供参参考。2：低压压配电设设计规范范（GB50054-95））第2.1.2条，验验算电器器在短路路条件下下的通断断能力，，应采用用安装处处预期短短路电流流周期分分量的有有效值，，当短路路点附近近所接电电动机额额定电流流之和超超过短路路电流的的1%时时，应计计入，电电动机反反馈电流流的影响响。264.2低压压电器设备选选择低压电器设备备选用原则：：一般用途的低低压电器（称称为基本系列列）的使用环环境条件为：：（1）海拔高高度不超过2000m；；（2）周围空空气温度为-10℃～+40℃（户户外型-25℃～+40℃，但电子子式电器在仍仍为-10℃℃）；（3）最湿月月的平均最大大相对湿度90%（该月月平均最低温温度为25℃℃）；（4）对安装装方位有规定定的或动作性性能要受重力力影响的电器器，其安装倾倾斜度不大于于5°；（5）无显著著摇动和冲击击振动的场合合；（6）污染等等级为3级（（即无腐蚀金金属和破坏绝绝缘的气体和和尘埃，包括括导电性尘埃埃或由于预期期的凝露使干干燥的非导电电性污染变为为导电性的环环境）和无雨雨雪侵袭的地地方；（7）无爆炸炸危险的介质质。对于在特殊环环境和工作条条件下使用的的各类低压电电器，常在基基本系列产品品的基础上进进行派生，构构成如防爆、、船舶、化工工、牵引、湿湿热带、高原原、矿用、航航空用电器。。4.2.1刀刀开关的选选择刀开关主要用用作隔离电源源用，一般不不直接接通和和断开电动机机等负载，但但亦可有条件件地不频繁地地带负荷操作作。习惯上将将刀形转换开开关（又称双双投刀开关）），组合开关关（盒式转换换开关），熔熔断器式刀开开关，铁壳开开关等均归属属刀开关这一一类。刀开关选择的的注意事项为为：(1)按额定定电压选择。。安装刀开关关等的线路电电压应不超过过刀开关出头头额定电压。。一般刀开关关及刀形转换换开关的额定定电压为交流流500V，，直流440V；HR5,HR6型型熔断器式刀刀开关的额定定电压为交流流660V；；组合开关的的额定电压为为交流380V，直流220V；大大电流的HD18型额定定电压交流1200V，，直流1500V。28(2)按计计算电流选择择Ie>Ijs式中Ie———刀开关等的的额定电流，，A;Ijs——安安装刀开关等等的线路计算算电流，A(3)按分分断电流选择择。刀开关的的分断电流与与刀开关的操操作方式，有有无灭弧室，，电压种类及及负载性质等等有关。刀开开关的容许分分断能力见下下册表29－－8。(4)按短路路时的最大短短时耐受峰值值电流及最大大短时（1s）耐受电流流校验。刀开开关应能承受受短路电流所所导致的电动动力冲击和热热效应，刀开开关的最大短短时（1s））耐受峰值电电流有效值随随其额定电流流及操作方式式而异。安装装刀开关的线线路，其三相相短路电流不不应超过制造造厂规定的最最大短路耐受受峰值和耐受受电流有效值值，如有不符符，应选用大大一级额定电电流的刀开关关。29（5）不不同型式式的刀开关有有一定的适用用范围，中央央手柄直接操操作，适用于于无防护的配配电屏；侧面面手柄直接操操作，只要用用于动力配电电箱；中央杠杠杆操作，用用于正面两侧侧后面维修的的开关柜；侧侧面杠杆操作作，用于正面面两侧操作，，前面维修的的开关柜。一般刀开关都都有单级，双双级，三级及及人力操作和和电动操作多多中操作型式式，可按不同同需要选用。。（6）刀刀开关级级数应与电源源进线数相等等，此外，选选择时还要注注意机电寿命命，操作频率率及环境温度度的影响。常常用刀开关技技术数据见下下册表29－－9。30（7）组组合开关关的选择。要要使组合开关关的额定电流流大于负载电电流，如用于于控制电动机机，宜按异步步电动机的额额定电流的2~3倍选取取组合开关的的额定电流。。通常只是对对额定电流小小于6A，不不重要，且不不易过负载的的电动机，才才采用组合开开关作为操作作电器。组合合开关的层数数接线图应符符合控制要求求。当工作电电压和操作频频率超过额定定值，环境温温度大于35°C，则应应将开关容量量选大一级。。几种组合开关关的技术数据据见下册表29－10。。组合开关每每小时操作频频率最高可达达300次，，一般为120次。当用用来控制电动动机时，由于于启动电流大大，操作频率率只能达到每每小时15～～20次。（8）熔熔断器式式刀开关以具具有高分断能能力的有填资资料熔断器（（HR3型配配RT10系系列，HR6,HR5配配NT系列））作为刀开关关的刀片。据据见下册表29－11。。31（9）在在要求不不高的场合，，常采用一种种简单，经济济的胶盖开关关。三极胶盖盖开关与相应应熔丝配合，，可用于小容容量三相异步步电动机额定定电流的启动动运行，开关关的额定电流流最好选为电电动机额定电电流的三倍以以上。两级胶胶盖开关多用用于照明等场场合，还可作作为分支电路路的配电开关关使用。几种种胶盖开关的的技术数据及及配用的熔丝丝见下册表29－12～～表29－15。（10）负负荷开关关是由闸刀开开关的熔断器器组成的组合合电器，它装装在钢板外壳壳或铸铁外壳壳内，故又称称铁壳开关。。它适用于工工况企业照明明和动力的配配电回路中，，供手动不频频繁接通，分分断和保护电电动机及隔离离电源用。当当直接启动小小容量（以不不大于4.5kW，不经经常起动又无无过载可能性性为宜）三相相异步电动机机时，开关的的额定电流建建议不低于额额定电流的三三倍。几种负负荷开关的技技术数据见下下册表29－－16～表29－18。。324.2.2熔熔断器的选择择熔断器具有有有效的限流功功能和高度的的遮断能力，，它主要作为为线路和电气气设备的短路路保护作用，，也可作过载载保护用。选选择熔断器首首先应根据适适用场合，条条件确定适当当类型的熔断断器，各种系系列的低压熔熔断器的特点点间下册表29－19。。其次，要遵遵守下册有关关章节中有关关熔断器与其其它低压电器器及导线，电电缆配合的原原则。334.2.2.1熔断器额额定电压及电电流的确定（1）接线路路的额定电压压选择。Uer≥Uex式中Uer－熔断器器的额定电电压，V。。Uex－线线路额定电电压，V。。（2）按熔熔体的额定定电流确定定熔断器的的额定电流流。几种常常用熔断器器的额定电电流与熔体体电流的关关系见下册册表29－－20。（3）按短短路电流选选择。熔断断器的最大大分断电流流应大于线线路上的冲冲击短路电电流有效值值，对于接接自1000kVA及以下变变压器的低低压线路，，用短路电电流周期分分量有效值值来校验，，基本上可可满足要求求。Ikr>Id式中Ikr－熔断器器的最大分分断电流，，kA.Id－线路路上的三相相短路电流流周期分量量有效值，，kA.344.2.2.2熔断断器熔体电电流的确定定（1）正常常运行情况况。熔体额定电电流Iex应不小于于线路计算算电流Ijs，即Iex≥Ijs（2）起动动情况。单台电动机机Ier≥配电线路Ier≥≥式中Iqd－电动动机的起动动电流，A；Ier－熔熔体额定电电流，A；；Ijf－配配电线路的的尖峰电流流，A；a－系数，，决定于起起动情况和和熔断器特特性，见表表4－3。。按起动情况况计算出的的熔体电流流Ier若若小于线路路计算电流流Ijs时时，则熔体体电流重新新计算35（3）电焊焊机回路。。单相单台电电焊机Ier＝1.2X103式中Iex－熔体体额定电流流，A;Ue－线路路额定电压压，V；Se－电焊焊设备的额额定容量，，kVA；；FCe－电电焊设备的的额定暂载载率一般为为FCe＝＝65％。。接于单相线线路上的多多台电焊机机：Ier＝K∑X103当线路上接接有三台或或三台以下下电焊机时时，系数K取1.0；三台以以上时，K取0.65。36表4-3系系数a值注：1.本表系根根据熔断器器特性曲线线分析而得得；2.轻载起起动时间按按2～8s考虑，重重载起动时时间考虑为为10～15s。3.频繁起起动的情况况，a值按按重载起动动取值。熔断器型号熔体材料熔体电流a值电动机轻载起动电动机重载起动RT0RT14(NT,gF,aM)铜50A及以下60~200A200A以上2.5（3.5）3.5（4.7）4（5.6）1.6～2（3）3（4）3～3.5（4.8）RM10锌60A及以下80~200A200A以上2.52.5～33～3.51.5～22~2.52.5~3RL1铜，银60A及以下80～100A2.5322.5RC1A铅，银10~200A2.5~32~2.5RL6RL7,RT11RT12合金100A以下100～160A200~300A300A以上2.533～3.53～422.52.5～33～3.537（4）照明明线路。Ied≥KmIjs式中Ijs－线路路的计算电电流，A;Km－照明明线路熔体体选择计算算系数，取取决于电光光源起动状状况，熔断断状况和熔熔断器特性性，其数值值见表4－－4。（5）控制制线路。低低压操作，，控制，信信号回路，，高压设备备的二次回回路，当采采用熔断器器作为线路路保护时，，按回路的的最大负荷荷电流选择择，熔断器器的型式及及熔管/熔熔体电流如如下：一般信号回回路：R1－10/6或RL1－15/6;中央预告信信号回路：：RM10-25/15或RL1-15/15;控制回路：：用于单个个油断路器器R1－10/6或或RL1－－15/6;一般控制回回路RM10－15/15或或RL1－－15/15;室内配电装装置的电压压互感器回回路：R1-10/4或RL1-14/4;室外配电装装置的电压压互感器回回路：RM10-15/6或或RL1-15/6。38表4－4照照明线路熔熔体选择计计算系数Km熔断器型号熔体材料熔体电流Km白炽灯，荧关灯，卤钨灯，金属卤化物灯高压水银灯高压钠灯RL1RC1A铜，银铅，铜≤60≤60111.3～1.71～1.51.51.1394.2.3低压断断路器的选选择低压断路器器即自动开开关，主要要用于线路路的过载、、短路、逆逆电流、失失压、欠压压及漏电保保护，也可可用于不频频繁起动的的电动机的的保护及操操作或转换换电路。低压断路器器有多种分分类方法：：按灭弧介质质可分为空空气断路器器、真空断断路器和油油浸断路器器，后者已已淘汰；按动作速度度分为一般般型和快速速型，一般般型全分断断时间为20～60ms，直直流快速断断路器和交交流限流断断路器都是是快速型，，其全分断断时间小于于20ms；按使用类型型分为非选选择型和选选择型，后后者在短路路情况下作作为串联在在负载侧的的另一短路路保护电器器的后备选选择性保护护，具有可可调短延时时（不小于于0.05s）和短短时耐受电电流的功能能；按结构类型型分为塑料料模压外壳壳式（装置置式）及框框架式（万万能式）两两大类，其其比较见表表4-5。。40表4-5塑塑壳式式断路器与与框架式断断路器的比比较结构类型比较项目塑模外壳式断路器（MCCB）框架式断路器（ACB）选择性大都无短延时，不能满足选择性保护有短延时，可调，可满足选择性保护脱扣器种类多数只有过电流脱扣器，由于体积限制，失压和分励脱扣器只能两者选一可具有过流脱扣器，欠电压脱扣器（也可有延时）、分励脱扣器、闭锁脱扣器等短路分断能力较低，但新产品的通断能力较高较高额定工作电压较低（660V以下）较高（至1140V）额定电流多在600A以下，新产品也有达3000A的一般为200～4000A，尚有5000A以上产品使用范围宜做支路开关，可保护电机及小容量的配电线路宜做主开关，一般保护变压器及大容量的配电线路操作方式变化小，多为手操动，少数带电动机传动机构变化多，有手柄，杠杆，电磁铁，电动机，气压，液压储能式非储能式等维修不方便，甚至不可维修较方便接触防护好，操作方便，安全差，操作不方便，不安全装置方式可单独安装，也可装于开关柜内宜装于开关柜内，有抽屉式结构外形体积小，安装紧凑，外形美观体积大，安装占地大，外形不美观飞弧距离较小较大最大短时耐受电流及其峰值一般较低，但新产品如DZ20、TOTG也较高较高重复操作次数因有外壳使电弧的离子气体不易发散，故重复操作次数少较多保护方案少，只有热，过流保护多，有热，过流，选择性保护和自动重合闸价格较便宜较贵41表4-6按用途分类类的低压断断路器①①电电流范围根根据需要可可以超出名称电流种类和范围①保护特性主要用途配电用断路器交流200～4000A选择型B类二段保护：瞬时；短延时作电源总开关和靠变压器近电源端支路开关三段保护：瞬时；短延时；长延时非选择型A类限流型长延时；瞬时靠变压器近端支路开关一般型支路末端开关直流600～6000A快速型有极性；无极性保护硅整流设备一般型长延时；瞬时保护一般直流设备电动机保护用断路器交流60～630A直接起动一般型过电流脱扣器瞬动倍数（3～15）Ie保护笼型电动机限流型过电流脱扣器瞬动倍数12Ie同上，还可装在近变压器端间接起动间接起动过电流脱扣器瞬动倍数（3～8）Ie保护笼型和绕线转子电动机导线保护用照明用断路器交流6～125A常用6～63A过载长延时；短路瞬时用于生活建筑内电气设备和信号二次电路；多为单极漏电保护断路器交流10～200A电磁式漏电动作灵敏度按使用目的不用，以及不同型号分档，其额定漏电动作电流一般从6～500mA不等，动作时间小于等于0.1s防止人身触电事故和避免因电气设备漏电造成的火灾危险电子式灭磁断路器直流200～2500A瞬时动作，与发电机配套当发电机发生内、外部故障时切断励磁回路，用作灭磁开关，闭合开关等42充分了解断断路器的分分类，对正正确选用断断路器是十十分必要的的。低压断路器器选用注意意事项：（1）根据据线路控制制和保护要要求、使用用条件、安安装场所等等所选择断断路器的结结构类型、、脱扣器类类别、操作作机械、相相数、接线线方式等。。如断路器器兼作保护护和不频繁繁操作用，，需考虑操操作条件和和电寿命。。选用时可可参考表4-5和表表4-6。。现在在设设计计，，常常用用的的断断路路器器有有：：保保护护变变压压器器及及大大容容量量配配电电线线路路选选用用MT、、F、、CW1系系列列（（ACB））断断路路器器。。保保护护电电动动机机和和较较小小容容量量配配电电线线路路选选用用NS、、S、、CM1系系列列（（MCCB））断断路路器器。。保保护护照照明明和和家家用用电电选选用用各各类类微微型型断断路路器器。。43用于于低低压压配配电电网网络络保保护护的的断断路路器器44454647用于于电电动动机机保保护护的的低低压压断断路路器器484950用于于电电动动机机保保护护的的断断路路器器(cont.)515253断路路器器和和负负荷荷开开关关MT06到到16N型型5455断路路器器和和负负荷荷开开关关MT08到到63H，，L型型5657断路路器器和和负负荷荷开开关关1000VACNW08到到40H10型型5859Micrologic控控制制单单元元功功能能概概况况606162控制制单单元元MicrologicA““电电流流表表””636465脱扣扣曲曲线线666768（2））选选择择保保护护用用断断路路器器要要遵遵守守下下册册相相关关章章节节中中有有关关断断路路器器与与其其他他低低压压电电器器及及导导线线、、电电缆缆配配合合原原则则。。（3））额额定定电电压压与与额额定定电电流流的的确确定定。。按线线路路的的额额定定电电压压选选择择Uezd≥≥Uex式中中Uezd——断断路路器器的的额额定定电电压压，，V；；Uex——线线路路额额定定电电压压，，V。。按线线路路计计算算电电流流选选择择Iezd≥≥Ijs；；Iezt≥≥≥≥Ijs式中中Iezd——断断路路器器的的额额定定电电流流，，A；；Iezt——断断路路器器的的脱脱扣扣器器的的额额定定电电流流，，A；；Ijs——线线路路计计算算电电流流，，A。。69（4））瞬瞬时时（（或或短短延延时时））过过电电流流脱脱扣扣器器的的整整定定。。瞬瞬时时（（或或短短延延时时））过过电电流流脱脱扣扣器器整整定定值值应应大大于于被被保保护护线线路路正正常常时时的的尖尖峰峰电电流流。。1））单单台台电电动动机机Iszd≥Kk1Iqd式中中Iszd—过过电电流流脱脱扣扣器器瞬瞬时时（（或或短短延延时时））动动作作整整定定电电流流值值，，A；；Iqd—电电动动机机的的起起动动电电流流，，A；；70Kk1——考考虑虑整整定定误误差差和和起起动动电电流流允允许许变变化化范范围围和和负负荷荷计计算算误误差差、、断断路路器器瞬瞬时时动动作作电电流流误误差差的的可可靠靠系系数数，，对对动动作作时时间间在在一一个个周周波波以以内内的的断断路路器器，，还还需需要要考考虑虑非非周周期期分分量量的的影影响响。。故故动动作作时时间间应应大大于于0.02s的的断断路路器器（（如如ACB）），，Kk1一一般般取取1.2～～1.35；；动动作作时时间间小小于于0.02s的的断断路路器器（（如如MCCB）），，Kk1一一般般取取2～～2.5保护电动动机用的的断路器器，其可可调式瞬瞬时过电电流脱扣扣器的整整定电流流调节范范围分别别为：用用于保护护交流绕绕线型感感应电动动机取3～6倍倍；用于于保护鼠鼠笼型电电动机取取8～15倍脱脱扣器整整定电流流。其不不可调式式瞬时过过电流脱脱扣器的的整定电电流为5倍或15倍脱脱扣器额额定电流流，动作作电流值值与整定定电流值值的误差差不大于于±10%。712）配电电线路：：不考虑电电动机自自起动时时：Iszd≥Kk2Ijf式中Ijf—配电电线路中中的尖峰峰电流，，A（计计算方法法见第2章）。。Kk2——可靠系系数，取取1.1～1.35。。考虑电动动机自起起动时：：Iszd≥Kk2Iqdz式中Iqdz—计计及正常常工作电电流和可可能出现现的自起起动电动动机的起起动电流流之和，，A。72配电用断断路器的的短延时时过电流流脱扣器器的整定定电流调调节范围围为3～～6倍脱脱扣器额额定电流流（适用用于断路路器额定定电流为为2500A以以上）。。或3～～10倍倍脱扣器器额定电电流（适适用于断断路器额额定电流流为2500A以下））短延时时断开时时间主要要用于保保证保护护装置动动作的选选择性，，分0.1s或或0.2s和0.4s、0.6s三三种，延延时误差差均为±±0.04s。。返回特特性应保保证在断断开时间间为0.4s、、0.2s和瞬瞬时动作作三级或或0.1s和瞬瞬时动作作二级间间具有选选择性保保护。返返回电流流值为长长延时整整定电流流值的90%，，动作电电流值与与整定电电流值的的误差不不大于±±10%，而瞬瞬时过电电流脱扣扣器的整整定电流流调节范范围为7～14倍脱扣扣器额定定电流（（适用于于断路器器额定电电流为2500A以上上），或或10～～20倍倍脱扣器器额定电电流（适适用于断断路器额额定电流流2500A以以下），，动作电电流值与与整定电电流值的的误差不不大于±±10%。短延时的的时间阶阶梯，按按配电系系统的分分段而定定。一般般时间阶阶梯为2～3级级。每级级之间的的短延时时时差为为0.1～0.2s，，视断路路器短延延时机械械的动作作精度而而定，其其可返回回时间应应保证各各级的选选择性动动作。选选定短延延时阶梯梯后，最最好按被被保护对对象的最最大短时时（1s）耐受受电流（（有效值值）进行行校核。。73（5）长长延时动动作的过过电流脱脱扣器整整定电流流。一般般为了对对配电回回路的电电缆及变变压器等等进行保保护，断断路器均均采用带带有长延延时的脱脱扣器，，如回路路中确无无过载可可能性时时，也可可不带此此脱扣器器。长延时动动作的过过电流脱脱扣器的的整定电电流应大大于线路路计算电电流Igsd≥Kk3Ijs式中Igsd—过电电流脱扣扣器长延延时动作作整定电电流值，，A；Ijs——线路计计算电流流，A，，对于单单台电动动机，即即为电动动机的额额定电流流；Kk3——可靠系系数，考考虑负荷荷计算误误差及断断路器整整定。应校验长长延时动动作的过过电流脱脱扣器在在配电线线路过负负荷时是是否可靠靠的动作作。1）配电电用的断断路器，，长延时时过电流流脱扣器器的整定定电流调调节范围围为0.7～1.1倍倍，延时时特性应应符合表表4-7的规定定。74表4-7配电电用长延延时过电电流脱扣扣器动作作特性脱扣器整定电流(Igzd)动作时间100A及以下100A以上1.0不动作1.3<1h2.0<4min<10min3.0可返回时间>1s或3s可返回时间>3s或>8s或>15s负荷电流流（Ifh）75校验断路路器在3倍Igzd时时可返回回时间，，应大于于短路时时尖峰电电流的持持续时间间。使线线路中所所接的起起动电流流最大和和起动时时间最长长的笼型型电机正正常全压压起动时时，长延延时脱扣扣器不误误动作。。2）保护护电动机机用的断断路器，，其长延延时电流流脱扣器器整定值值等于电电动机额额定电流流。长延延时可调调式过电电流脱扣扣器的整整定电流流调节范范围为0.7～～1.1倍脱扣扣器额定定电流，，返回电电流值为为其额定定值的100%。不可可调式脱脱扣器的的返回电电流值为为其整定定值的100%。二者者的延时时特性均均应符合合表4-8的规规定。76表4-8电动动机用的的延时脱脱扣器动动作特性性脱扣器整定电流(Igzd)动作时间1.0不动作1.2<20min1.5<3min6.0可返回时间：50A及以下>1s或3s，50A以上>3s或5s或15s负荷电流流（Ifh）77断路器长长延时过过电流脱脱扣器在在6倍整整定电流流值时的的可返回回时间，，应等于于或大于于电动机机实际起起动时间间。（6）照照明和生生活、建建筑业中中用导线线保护断断路器的的选用：：长延时过过电流脱脱扣器整整定值Izd1≥Kk4Ijs瞬时过电电流脱扣扣器整定定值：Izd3≥Kk5Ijs式中Ijs—照明明线路的的计算电电流，A；Kk4、、Kk5—计计算系数数，取决决于电光光源起动动状况和和断路器器脱扣器器类型，，其数值值见表4-978表4-9照明明用断路路器脱扣扣器计算算系数脱扣器类型计算系数白炽灯、荧光灯、卤钨灯高压水银灯高压钠灯热脱扣器Kk411.11瞬时脱扣器Kk56～206～206～2079照明用断断路器的的动作特特性，应应符合表表4-10的规规定。表4-10照照明用断断路器的的动作特特性脱扣器整定电流(Igzd)动作时间1.0不动作1.3＜1h2.0＜4min6.0～2.0瞬时动作负荷电流流（Ifh）804.2.4接接触器的的选择接触器配配合其它它电器元元件，可可实现远远距离频频繁地控控制接通通、断开开电路，，主要控控制对象象是电动动机，也也可以控控制如电电焊机、、变压器器、电容容器组、、电热装装置、照照明及其其他电力力负载。。按主触触头所控控制的电电路种类类分为交交流接触触器和直直流接触触器两类类。两类类接触器器不能互互换使用用。4.2.4.1选用用接触器器的注意意事项选用接触触器时应应注意：：81（1）根根据接触触器的控控制对象象和操作作频率，，参照表表29-2规定定的使用用类别来来选择接接触器。。由于不用用使用类类别的接接触器工工作条件件相差极极大，对对按轻负负载设计计的接触触器（如如AC-2或AC-3），如如降低它它的额定定容量也也可用于于重负载载，即作作为AC-4类类接触器器来用。。实际应应用时，，使用类类别有时时是混合合的，例例如某负负载在多多数情况况下是在在额定转转速下正正常切断断接通，，但有时时偶尔进进行点动动，这便便是AC-4与与AC-3混合合性负载载，在AC-4条件下下切断起起动电流流，较之之在AC-3类类切断正正常工作作电流，，大大影影响接触触器寿命命，故必必须在选选用、计计算时认认真研究究接触器器的实际际切断电电流状况况。图29-56为感感性负载载时，决决定电寿寿命的曲曲线。此此外，接接触器的的操作频频率越高高，触头头电蚀及及结构磨磨损越严严重，对对交流接接触器而而言，吸吸引线圈圈受到起起动大电电流的冲冲击次数数也越多多，发热热越大。。因此，，当操作作频率超超过接触触器的额额定值时时，应采采取必要要的措施施，如降降低接触触器的容容量使用用，或在在线圈方方面采取取措施，，也可考考虑采用用直流操操作线圈圈的接触触器。在设计计非标标准柜柜和选选用标标准的的JK柜时时，对对于AC-3及及AC-2负载载（操操作频频率<30次/h）），主主接触触器一一般按按其铭铭牌额额定电电流选选用。。对于于AC-4负载载及操操作频频率>30次/h的的AC-2负载载，应应将接接触器器降低低1～～2级级容量量使用用。对对于不不同负负载不不同操操作频频率下下，主主接触触器按按表4-11选选用。。82（2）按线线路的额定定电压选择择。Ue≥Uex式中Ue—交、、直流接触触器主触头头的额定电电压，V；；Uex—线线路的额定定电压，V。（3）按负负载容量选选择接触器器主触头额额定电流。。Ie≥Ijs式中Ie—接触触器主触头头的额定电电流，A；；Ijs—电电动机的额额定电流或或计算电流流，A。在选定接触触器主参数数时应适当当留有裕量量，在主触触头额定电电流计算中中，必须考考虑到接触触器的工作作制。接触触器有四种种额定工作作制：间断断长期工作作制（8h工作制）），长期工工作制、短短时工作制制、反复短短时工作制制。接触器器的主触头头额定电流流是指在间间断长期工工作制下工工作时，主主触头长期期容许通过过的电流值值。因此，，当接触器器在长期工工作制下应应用时，它它的容量就就得降低使使用。83（4）不允允许用接触触器切断短短路电流，，因此一般般不必做短短路校验。。（5）根据据控制电源源的要求选选择吸引线线圈的电压压等级和电电流种类。。（6）按联联锁的需求求数量和它它需要遮断断的电流大大小确定辅辅助接点。。（7）制造造厂给出的的技术数据据中，用接接通和断开开电流值来来衡量接触触器的通断断能力。接接通能力是是指接触器器闭合时不不会造成触触头熔焊的的能力；断断开能力是是指触头断断开时可靠靠灭弧的能能力。选用用接触器时时应注意到到一些使用用类别中未未列出的更更为严重的的负载，如如变压器、、电容器、、钨丝灯类类灯器等，，它们接通通电流的倍倍数往往比比AC-4负载更大大，选用时时必须留有有裕量。对对于钢铁工工业较多应应用的密集集点动场合合，也必须须留有裕量量，因为一一般按AC-4严重重条件考核核时的通断断试验间隔隔期为5～～10s，，但实际密密集点动时时间往往更更短。84表4-11主接触触器选择表表电动机工作制最大操作频率（次/h）负载特性主接触器选型笼型电动机轻载断续周期工作制30AC-3按CJ20系列同容量选用重载断续周期工作制300AC-4（占全部负载比重<10%）选用CJ20接触器时，宜加大一级容量选用CJ20时，不设计大于250A以上规格的方案，即主接触器按放大一级选容后，CJ20最大规格为400A回路规格大于250A，应选用CJ12、CJZ等系列AC-4（占全部负载比重>10%）选用CJ20接触器时，宜加大二级容量选用CJ20时，不设计大于160A以上规格的方案，即主接触器CJ20最大用到400A，此时宜用CJ20、CJZ系列绕线型电动机轻载断续周期工作制30AC-2按CJ20系列同容量选用重载断续周期工作制300AC-2按CJ20系列加大一级容量选用600AC-2选用CJ20接触器时，宜加大一级容量选用CJ20时，不设计大于160A以上规格的方案，即主接触器按放大一级选容后，CJ20最大规格为250A（3）容量要求更大时，或用户有其它要求时，可以选用其他系列合适的接触器85为控制对象象选择低压压控制电器器必须严格格按国家标标准区分使使用类别，，正确选用用，低压电电器的使用用类别及控控制对象见见表4-12。表4-12低压电电器常见使使用类别及及其代号电流种类使用类别代号典型用途举例电流种类使用类别代号典型用途举例ACAC-1无感或微感负载，电阻炉ACAC-11控制交流电磁铁负载AC-2线绕式电动机的起动、分断AC-12控制电阻性负载和发光二极管隔离的固态负载AC-3鼠笼型异步电动机的起动、运转中分断AC-13控制变压器隔离的固态负载AC-4鼠笼型异步电动机的起动、反接制动与反向、点动AC-14控制容量（闭合状态下）不大于72VA电磁铁负载AC-5a控制放电灯的通断AC-15控制容量（闭合状态下）大于72VA电磁铁负载AC-5b控制白炽灯的通断DC-1无感或微感负载，电阻炉AC-6a变压器的通断DCDC-3并励电动机的起动、反接制动、点动AC-6b电容器组的通断DC-5串励电动机的起动、反接制动、点动AC-7a家用电器中的微感负载和类似用途DC-6白炽灯的通断AC-7b家用电动机负载DC-11控制直流电磁铁负载AC-8a密封制冷压缩机中的电动机控制（过载继电器手动复位式）DC-12控制电阻负载和发光二极管隔离的固态负载AC-8b密封制冷压缩机中的电动机控制（过载继电器自动复位式）DC-14控制电路中有经济电阻的直流电磁铁负载864.2.4.2交交流、直流流接触器主主要技术参参数见各厂厂家样本附1.交交流真空接接触器真空接触器器由于其接接点吸合和和分断在隔隔离的真空空状态中工工作，电弧弧小，触头头烧损小，，电寿命机机械寿命长长，因而适适用于频繁繁动作的重重负荷及有有爆炸危险险，有火灾灾危险的场场合，如井井下、化工工厂等。与与交流电磁磁铁接触器器相比，真真空接触器器还有不需需维修，操操作时噪音音小，重量量轻，体积积小等优点点，但是价价格贵。附2.起起动器起动器系专专门作为电电动机起动动、停止、、反转用的的开关电器器，一般由由接触器、、热继电器器及其它电电器组合而而成。874.2.5继电器选选择4.2.5.1热继继电器热继电器利利用测量元元件（通常常为双金属属片，也有有热敏电阻阻、易熔合合金等）受受热动作而而工作，多多用于长期期工作或间间断长期工工作制的电电机的过载载、断相、、三相电流流不平衡的的保护，也也可用于温温度监控。。选用热继继电器必须须了解被控控对象的负负载性质、、工作环境境、起动情情况、电机机的允许过过载能力等等。选用时时注意事项项为：（1）热元元件的额定定电流要小小于或等于于热继电器器的额定电电流。（2）选用用保护电动动机的热继继电器时，，要根据电电动机起动动时间，选选取6Ie下具有相相应可返回回时间的热热继电器，，通常在6Ie下热热继电器的的可返回时时间tf是是其动作时时间td的的（0.5～0.7）倍。88（3）按额额定电流选选择热继电电器的型号号规格。热热继电器的的额定电流流与电动机机的额定电电流的关系系，即Iejr=(0.95～1.05)Ied式中Iejr——热继电器器的额定电电流，A；；Ied—电电动机的额额定电流，，A；（4）按需需要的整定定电流选择择热元件的的编号和额额定电流。。一般用于于电动机保保护时，按按电动机额额定电流值值在所选的的热元件中中的电流调调节范围来来确定其编编号，即整整定电流要要留有一定定上、下调调整范围。。89（5）一般般情况下，，设计中应应选用有带带断相保护护功能的热热继电器来来作为电动动机的断相相保护。尽尽管有些不不带断相保保护的三相相热继电器器在选用正正确、调整整合理情况况下也能起起断相保护护作用，但但不推荐，，因为其保保护成功率率与电动机机绕组接线线、负载大大小、回路路断相情况况、热继电电器的接入入方法等许许多因素有有关连。钢钢铁企业3kW以上上的电动机机一般都选选带断相保保护的热继继电器。不不带断相保保护和带断断相保护的的热继电器器的动作特特性分别见见表。（6）一般般故障情况况下，两相相热继电器器与三相热热继电器具具有相同的的效果，但但两相热继继电器接线线和调试简简单、省料料、便宜，，宜优先选选用。但对对于定子绕绕组和电源源变压器经经常一相断断线；多台台电动机的的功率差别别比较显著著；电源电电压显著不不平衡等场场合，不宜宜选用两相相热继电器器。（7）反复复短时工作作制的电动动机，正反反转及点动动工作频繁繁的电动机机不采用热热继电器保保护，可选选用埋入电电动绕组的的温度继电电器或热敏敏电阻来保保护，也可可采用90表4-13一般型型（不带有有断相运转转保护装置置）热继电电器动作特特性整定电流倍数动作时间起始状态1.0长期不动作1.2<20min从热态开始1.5<2min从热态开始6>5s从冷态开始91表4-14带有断断相保护的的热继电器器动作特性性整定电流倍数断相动作时间起始状态1.05<20min从0.6倍整定电流加热至稳定后开始1.3<2min从0.75倍整定电流加热至稳定后开始92（8）热继继电器具有有带公共接接点的1常常开和1常常闭接点，，通常常闭闭点用于保保护控制电电路，常开开点用于信信号电路。。接点通断断能力，开开点5A，，闭点3A。接点动动作后的复复位时间：：自动，5min，，手动，2min。。（9）JR9系列除除一般过负负荷保护特特性外，还还有短路保保护功能，，见表4-15。（10）选选择热继电电器时，原原则上一定定要使热继继电器的安安秒特性位位于电机过过载特性的的下方，尽尽可能接近近，甚至重重合，但需需注意这两两种特性曲曲线都有误误差。在热热继电器与与控制电器器串联使用用时，不可可按接触器器等的容量量来选用热热继电器，，它们之间间无任何内内在关系。。93表4-15JR9-300限限流流热热继继电电器器的的过过载载及及短短路路保保护护特特性性热继继电电器器有有关关技技术术参参数数，，见见各各厂厂家家样样本本。。保护类别整定电流倍数动作时间条件（在+35℃环境下）过负荷保护11.46长期不动作12min内动作小于15s动作冷态，三相同时通电热态，三相同时通电冷态，三相同时通电短路保护0.81.2不动作瞬时动作每相单独通电或三相同时通电944.2.5.2过过电电流流继继电电器器对于于频频繁繁操操作作的的机机械械，，通通常常采采用用过过电电流流继继电电器器作作为为电电动动机机的的短短路路保保护护，，其其选选择择步步骤骤是是：：（1））根根据据电电流流种种类类选选择择继继电电器器的的型型式式。。（2））继继电电器器的的额额定定电电流流应应大大于于或或等等于于电电动动机机的的额额定定电电流流，，即即Ie≥≥Ied式中中Ie——过过电电流流继继电电器器的的额额定定电电流流，，A；；Ied——电电动动机机的的额额定定电电流流，，A；；（3））继继电电器器的的动动作作电电流流为为Idf=（（1.1～～1.8））Iqd式中中Idf——继继电电器器的的吸吸引引动动作作电电流流，，A；；Iqd——电电动动机机的的起起动动电电流流，，A；；95对于于绕绕线线型型电电动动机机或或直直流流电电动动机机Iqd=（（2～～2.5））Ied用频频敏敏变变阻阻器器起起动动时时，，Iqd视视具具体体情情况况而而定定。。对于于鼠鼠笼笼型型异异步步电电动动机机Iqd=（（5～～7））IedIqd具具体体数数据据按按制制造造厂厂资资料料确确定定。。直流流过过电电流流继继电电器器的的吸吸引引电电流流一一般般可可在在继继电电器器的的额额定定电电流流的的70%～～300%间间调调节节。。交交流流过过电电流流继继电电器器的的吸吸引引电电流流可可在在额额定定电电流流的的110%～～400%间间调调节节。。高高返返回回系系数数的的交交流流过过电电流流继继电电器器的的返返回回系系数数大大于于0.65。。继电电器器的的动动作作电电流流还还应应留留有有一一定定的的上上下下限限调调整整范范围围。。964.2.5.3欠欠电电流流继继电电器器欠电电流流继继电电器器多多用用于于直直流流电电动动机机的的励励磁磁回回路路，，作作为为弱弱磁磁超超速速保保护护。。欠流流继继电电器器的的额额定定电电流流应应大大于于或或等等于于电电动动机机的的额额定定励励磁磁电电流流。。即Ie≥≥Ilde式中中Ie——继继电电器器的的额额定定电电流流，，A；；Ilde——电电动动机机的的额额定定励励磁磁电电流流，，A；；欠流流继继电电器器的的释释放放电电流流整整定定为为Isf=0.85Ildmin式中中Isf——继继电电器器的的释释放放电电流流，，A；；Ildmin——电电动动机机的的最最小小励励磁磁电电流流，，A；；继电电器器的的释释放放电电流流还还应应留留有有一一定定的的上上下下限限调调整整范范围围，，调调幅幅10%～～20%，，而而对对欠欠流流继继电电器器的的吸吸引引