在民用建筑中,10/0.4kv變壓器的低壓總進(jìn)線斷路器的保護(hù)需要如何整定,才能準(zhǔn)確地保護(hù)變壓器不過載又能使變壓器容量得到充分利用呢?低壓總進(jìn)線斷路器通常都帶有三段保護(hù)功能,即:過載長延時(l)、短路短延時(s)和短路瞬動保護(hù)(i),下面就針對這三段保護(hù),來分析一下如何整定。
一、總進(jìn)線斷路器過載長延時(l)的整定
首先需計(jì)算出變壓器所帶負(fù)荷的總計(jì)算電流ic,根據(jù)ic來選擇變壓器容量并計(jì)算出變壓器額定電流,變壓器額定電流ieb需大于負(fù)荷的總計(jì)算電流ic,接下來總進(jìn)線斷路器的過載長延時整定電流izd1如何整定呢?
根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施--電氣》2009版 第5.4.4條要求:總進(jìn)線斷路器的過載長延時整定電流izd1=k1*ieb,其中k1為可靠系數(shù)取1.1(考慮整定誤差),也就是過載長延時整定電流izd1為變壓器額定電流的1.1倍。
措施中推薦整定1.1倍是考慮誤差原因,其實(shí)1.1倍這個值還比較合適,這意味著變壓器可能會在過載10%的情況下運(yùn)行,對于民用建筑電氣設(shè)計(jì)中,經(jīng)常采用兩臺變壓器成對配置,兩臺變壓器的低壓母線聯(lián)絡(luò),變壓器過載的情況有可能是一路10kv電源或一臺變壓器故障,另外一臺變壓器帶所有負(fù)荷的情況,那么這種過載是臨時的,變壓器制造標(biāo)準(zhǔn)本身也允許變壓器過載10%可以正常運(yùn)行一段時間,這段時間內(nèi)可以根據(jù)變壓器負(fù)載率情況,切除一些不重要的負(fù)荷以保障變壓器的正常運(yùn)行。
另外過載長延時整定電流izd1如果整定小于變壓器額定電流ieb,則所選變壓器容量并不能得到充分利用。
總進(jìn)線斷路器的三段保護(hù)電流整定簡圖如下:
總斷路器三段保護(hù)電流整定簡圖
二、總進(jìn)線斷路器短路短延時(s)的整定
短路短延時的脫扣器需躲過大一臺電機(jī)的啟動時線路出現(xiàn)的大電流,因此首先要計(jì)算出變壓器所帶的大一臺電機(jī)的啟動電流istm1和除啟動電流大的一臺電機(jī)以外的線路計(jì)算電流ic1,那么短路短延時的整定電流izd2≥ k2*(istm1+ic1),其中k2為低壓總進(jìn)線斷路器過電流脫扣器的可靠系數(shù),取1.2。
《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施--電氣》2009版 第5.4.4條推薦izd2取值為變壓器額定電流ieb的3~5倍,再考慮可靠系數(shù)1.3,就為3.9~6.5倍,那么這個數(shù)值得采用嗎?下面通過一個例子簡單試算一下。
舉個例子:項(xiàng)目的供電變壓器容量為800kva,項(xiàng)目中大一臺電機(jī)90kw,那么電機(jī)啟動電流istm1=(90/1.732/0.38/0.8) *7=1196a,線路計(jì)算電流ic1近似地按變壓器的額定電流計(jì)算ic1=ieb=800/1.732/0.4=1155a,過載長延時整定電流izd1=1.1x1155=1270a。
則:izd2≥ k2*(istm1+ic1)=1.2*(1196+1155)=2821a;那么izd2/ieb=2821/1155=2.4倍,izd2/izd1=2821/1270=2.2倍,可以看出,在所供的電機(jī)容量不是很大的情況,就如本例,如果按《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施--電氣》2009版推薦的izd2值就會偏大很多,所以還是需根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況簡單算一下izd2的整定值更能起到準(zhǔn)確的保護(hù)。
三、總進(jìn)線斷路器短路瞬時保護(hù)(i)的整定
一般斷路器的短路瞬動脫扣的全分?jǐn)鄷r間在20ms以內(nèi),而電機(jī)啟動電流的非周期分量的衰減時間約為30ms左右,因此短路瞬動保護(hù)值的整定就要把電機(jī)啟動電流的非周期分量也考慮進(jìn)去,即需考慮電機(jī)的全啟動電流,這樣才能保證大一臺電機(jī)啟動時,總進(jìn)線斷路器的瞬時保護(hù)不至于脫扣。
首先要計(jì)算出變壓器所帶的大一臺電機(jī)的全啟動電流i'stm1和除啟動電流大的一臺電機(jī)以外的線路計(jì)算電流ic1,那么短路瞬時保護(hù)的整定電流izd3≥ k3*(i'stm1+ic1),其中k3為低壓總進(jìn)線斷路器瞬動脫扣器的可靠系數(shù),取1.2。
《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施--電氣》2009版 第5.4.4條推薦izd3取值為不小于過載長延時izd1的10倍,那么也通過一個例子簡單試算一下。
還是上面那個例子,變壓器容量為800kva,項(xiàng)目中大一臺電機(jī)90kw。
那么電機(jī)啟動電流istm1=(90/1.732/0.38/0.8) *7=1196a;
電機(jī)的全啟動電流i'stm1=2.3x1196=2750a;線路計(jì)算電流ic1近似地按變壓器的額定電流計(jì)算ic1=ieb=800/1.732/0.4=1155a。
則:izd3≥ k3*(i'stm1+ic1)=1.2*(2750+1155)=4687a;過載長延時整定電流izd1=1.1x1155=1270a,那么izd3/izd1=4687/1270=3.7倍。
可以看出,在所供的電機(jī)容量不是很大的情況,斷路器的瞬時保護(hù)整定電流izd3并不大,沒有達(dá)到過載長延時整定的10倍,但是為了盡可能的避免出現(xiàn)越級跳閘的情況,總進(jìn)線斷路器的瞬時保護(hù)整定電流可以按技術(shù)措施的要求取過載長延時izd1的10倍,但是要復(fù)核低壓母線上發(fā)生短路時的總斷路器瞬時保護(hù)的靈敏度。
四、 總結(jié)
綜上所述,在設(shè)計(jì)10/0.4kv變電所系統(tǒng)時,變壓器的低壓總進(jìn)線斷路器的保護(hù)可以按以下整定:
(1)過載長延時保護(hù)整定:可按變壓器額定電流的1.1倍整定,以充分利用變壓器的容量;
(2)短路短延時保護(hù)整定:需經(jīng)過簡單計(jì)算變壓器供電的大一臺電機(jī)啟動電流來確定短路短延時電流整定值,整定范圍可能在2~5倍的過載長延時整定電流之間,需根據(jù)不同項(xiàng)目實(shí)際計(jì)算出的線路電流值而確定;
(3) 短路瞬時保護(hù)整定:一般可以按過載長延時整定電流的10倍來整定,但是要復(fù)核低壓母線上發(fā)生短路時的總斷路器瞬時保護(hù)的靈敏度。如果靈敏度不夠,應(yīng)適當(dāng)調(diào)低其整定倍數(shù)。
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