保护电器选择性配合设计的原则.doc

三、保护电器选择性配合设计的原则（参考资料民用建筑设计技术措施）1）对保护电器选择性动作的基本要求1、要求末级保护电器以最快的速度切断故障电路，在不影响工艺要求的情况下最好是瞬时切断。2、上一级保护采用断路器时，宜设有短延时脱扣，整定电流和延长时间可调，以保证下级保护先动作。3、上级保护用熔断器保护时，其反时限特性应相互配合，用过电流选择比给予保证。4、自变压器低压侧配出回路至用电设备之间的配电级数不宜超过三级。对非重要负荷可不超过四级。5、配电系统的第一、二级之间保护电器应具有动作选择性。并宜采用选择型保护电器，对于非重要负荷可以采用无选择性切断。2）断路器与断路器的级间配合1、当上下级断路器出线端处预期短路电流有较大差别时，并上下级断路器均设有瞬时脱扣器，则上级断路器的瞬时脱扣整定电流应大于下级的预期短路电流，以保证有选择性保护。2、当上下级断路器距离很近，出线端预期短路电流差别很小时，则上级断路器宜选用带有短延时脱扣器，使之延时动作，以保证有选择配合。3、为方便上下级间协调配合，一般情况下，第一级保护电器（如变压器出线低压侧总开关）宜选用过载长延时、短路短延时（00.5s延时可调）保护特性，不设短路瞬时脱扣器。第二级配出回路保护电器，根据其重要性，宜采用过载长延时、短路短延时、短路瞬时及接地故障保护等。母线联络开关宜设过载长延时、短路短延时保护。第一级和第二级保护电器短路短延时，应有一个级差时间，宜不小于0.10.2s。4、选择型保护电器，上级保护电器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于下级保护电器整定值的1.3倍。以保证上下级之间的动作选择性。5、当上级保护电器是选择型电器，而下一级保护则是非选择型保护电器时，应符合下列条件：（1）上级保护电器的短路短延时脱扣器的整定电流，应不小于下级保护电器短路瞬时脱扣器整定电流的1.3倍。即：I1(l2)1.3I2（l3）（4.4.3-1）式中I1（l2）上级保护电器，短延时脱扣器整定电流；I2（l3）下级保护电器，瞬时脱扣器整定电流。（2）上级保护电器瞬时脱扣器整定电流，应大于下级保护电器出线端单相短路电流的1.2倍。即：I1(l3)1.2I2（ld1）（4.4.3-2）式中I1（l3）上级保护电器，瞬时脱扣器整定电流；I2（ld1）下级保护电器出线端单相短路电流。注：如果选用的上一级保护开关的瞬时脱扣器整定电流小于或等于下一级保护开关出口端短路电流时，下级保护开关宜选用限流型保护开关，以保证选择性要求。6、上下级保护电器都选择非选择型开关时应加大上下级之间保护电器的脱扣器整定电流的级差，一般可按下述原则确定。（1）上一级保护电器长延时脱扣器整定电流宜不小于下一级保护电器长延时脱扣器整定电流的2倍。即：I1(l1)2I2（l1）（4.4.3-3）式中I1（l1）上级长延时脱扣器整定电流；I2（l1）下级长延时脱扣器整定电流。（2）上一级保护电器的瞬时脱扣器整定电流应不小于下级瞬时脱扣器整定电流的1.4倍。即：I1(l3)1.4I2（l3）（4.4.3-4）式中I1（l3）上级保护电器瞬时脱扣器整定电流；I2（l3）下级保护电器瞬时脱扣器整定电流。7、微型断路器上下级之间的选择性配合可按表4.4.3进行选配。表4.4.3微型断路器上下级配合选择表（分断能力6KA）过流脱扣器额定电流（A）上级脱扣器额定电流（I1） 20 25 32 40 50 63 80 100下级脱扣器额定电流（I2） 10 16 25 25 32 40 50 633）保护电器与导线的配合1、导线和电缆应满足长期满负荷运行的载流量。断路器的长延时整定电流或熔断器熔体额定电流，应小于或等于导线或电缆的持续允许载流量。即：IzdI(Ir)1（4.4.8-1）I2式中Izd1断路器长延时脱扣器整定电流；Ir熔断器熔体额定电流；I2导线或电缆长期允许载流量，当导线敷设在不同环境温度和不同的敷设条件时，应乘以修正系数。2、在短路条件下为保证导线和电缆安全其截面积和短路电流的关系应满足如下要求：Idt（4.4.8-2）k式中Id三相短路电流有效值（A）；K和导体材料有关的系数；t短路电流持续时间，取5s。4）为保证接地故障时保护电器的可靠动作，要求断路器的瞬时整定电流或短延时整定电流、熔断器熔体额定电流应小于接地故障电流。即：KrIrId（4.4.8-3）KdIzdId（4.4.8-4）式中Id接地故障电流Ir熔断器熔体额定电流Izd断路器瞬时或短延时整定电流Kd用于断路器的系数，取1.3；Kr用于熔断器的系数，见表4.4.8。表4.4.8用于熔断器的系数Kr熔断体额定电流（A） 410 1632 4063 80200 2505005s 4.5 5 6 70.4s 8 9 10 11 在TN系统中性点接地的变压器低压侧配电线路发生接地故障时，其接地故障电流值可由下式来确定：Id=KrIr（4.4.8-5）式中Rp、Xp变压器及导线的相另电阻、电抗之和。如果不能满足要求，应采用漏电流保护。四、计算机配电回路的保护电器1）、接地故障保护采用漏电流开关保护时应计及每台电脑的漏电流以防止误动作。一般17”显示器的电脑，用电容量为300W（其中显示器为220W左右），COS=0.50.7,其每台电脑漏电流约为3.5mA；BV-4mm2导线穿钢管敷设时漏电流约为52mA/KM。为了保护人身安全，漏电保护器整定动作电流取30mA,如果10台电脑同时工作，配电回路长度取50米，其回路漏电流之和为37.6mA，大于30mA,将会发生误动作。因此宜限制回路的计算机的台数。一般要求配电回路的漏电流保护器整定动作电流取2.5倍的回路漏电流之和。2）、计算机配电回路的操作过电流如果配电回路连接有电脑插座8个，并同时使用。其额定工作电流为：Pe1300Ie1=1.95Ue*COS220*0.7所以，I=19.5*8=15.6A,设计选用断路器保护时，整定电流取20A。实践中，例如学校的电子计算机教室，下课时学生几乎不关显示器，上课时一旦合上回路常引起跳闸。分析原因如下：计算机功率因素为0.50.7,但它是容性负载。当开关合上时，相当于加上跃阶电压。因为电容回路的特性是电压不能突变，因此回路中的电流将产生突变，引起操作过电流。回路的突变过程可以用一个R-L-C的二阶微分方程来描述。X(t)为电流变量，代进一些参数后写出如下：（注：以下参数仅为了说明问题用）可用很多方法解这个二阶微分方程。结果表明：冲击电流的幅值为0.825个单位,交流稳态电流的幅值为0.131个单位,它们的比值为6.3倍。详见下面特性曲线：根据微型断路器的动作时间特性，约为0.010.02s,因此断路器动作时切断的电流应为回路的冲击电流的全电流。根据微型断路器的不同选型，为防止误跳闸，应加大额定整定电流或倍数。表1为家用和类似场所用断路器的脱扣特性表1脱扣器型式 断路器的脱扣器额定电流In 通过电流 规定时间（脱扣或不脱扣极限时间） 预期结果B、C、D 63 1.13In 1h 不脱扣63 2h B、C、D 63 1.45In 1h 脱扣63 2h B、C、D 32 2.55In