断路器整定值(10kv过流保护整定值计算)
断路器整定值
功率:P=W/t(定义式){P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
GBT214210-2016单速三相笼型感应电动机起动性能中对接通电流峰值和起动电流之间的关系做了归纳总结:电动机接通电流时会有一个0.5周的不对称瞬时峰值电流,为稳态值(起动电流稳态值--笔者注)的1.8倍~2.8倍,此电流的峰值与衰减时间与电动机的设计及合闸相角成函数关系。
实际应用中,电动机的接通电流峰值如果不是实际测量就无法获取准确的数据,这给设计阶段断路器瞬时保护整定带来不便,但电动机厂家会提供额定电流和起动电流参数,所以设计规范里常常以起动电流为基准,选取一定的系数再整定断路器瞬时保护电流值。
如果我们将上述设计手册和标准中接通电流峰值(或有效值)与起动电流有效值之间的关系归纳到表2,就可以发现断路器瞬时保护整定值按GB50055-2011的要求取2~2.5倍起动电流时,可以躲过电动机接通电流,避免瞬时保护误动作。
已知电动机接通电流峰值,由于断路器瞬时保护整定值是以电流有效值表达,所以需要将接通电流峰值转化为接通电流有效值,再与断路器瞬时保护整定值进行比较,以避免起动过程断路器瞬时保护误动作。比较保守的方式是断路器瞬时保护下偏差的电流值大于电动机接通电流有效值,但弊端是降低短路保护灵敏度,适用于在用户现场分析和解决断路器瞬时保护误动作故障。
10kv过流保护整定值计算
已知电动机起动电流,参考GB50055-2011规范中的原则,将断路器瞬时保护电流值整定为2~2.5倍电动机起动电流,适用于设计初期断路器瞬时保护电流值的选择;
如果转换成接通电流有效值与起动电流的比值,两种电机取值范围为1.414~1.76,参考GB50055-2011的整定原则,瞬时保护整定值取2倍起动电流值,可以躲过电动机起动瞬间的接通电流。
5倍,这一倍数范围与GBT21210-2016里相近(注:GBT21210-2016里接通电流峰值为1.8~2.8倍起动电流);Irm为断路器瞬时保护整定值(有效值),误差范围±20%。
施耐德技术资料Complementarytechnicalinformation2019从断路器保护的角度用图形直观地展示电动机接通电流峰值与断路器瞬时保护整定值之间的关系。
GB50055-2011通用用电设备配电设计规范中,用于电动机短路保护的断路器,其瞬时过电流保护整定值应取电动机起动周期分量最大有效值的2~2.5倍,也是考虑到电动机起动电流的第一个半波的有效值通常不超过其周期分量有效值的2倍,个别可达2.3倍。
塑壳断路器上面的参数图解
在民用建筑的屋顶消防系统中,防排烟风机位于系统的末端,它的重要性不容忽视。根据《低压配电设计规范》(GB50054-2011)第6.3.6条,对于过负荷断电可能引发严重后果的线路,其过负荷保护不应切断线路,而是作用于信号。因此,对于这个重要的风机设备,其线路的保护断路器采用了单磁脱扣设置,即过负荷时不脱扣,仅设置短路保护。这种保护方式清晰明确,为设计师们在执行时提供了确切的指导。
同时过载保护整定值设置使消防风机在(断路器整定电流/消防风机额定电流=32A/22A=1.45)倍过载时不动作,可以满足风机各种情况下过载运行需要,这种情况下,风机控制箱的上一级断路器过载保护兼做了接地故障的保护,既满足《低压配电设计规范》(GB50054-2011)第5.2.9、第6.3.6条,又满足了《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)第2.3.1条的要求。
因此,我们可以考虑在风机上一级配电断路器整定长延时和瞬动(设置过负荷和短路保护),其中长延时如果能在5s内切断末端单相接地短路的话,则上一级配电断路器可兼作接地故障保护,也就能满足《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)第2.3.1条的要求。下面一节我们就此进行计算。
然而,对于风机在末端发生接地故障时,线路过电流保护电器能否在规定时间内切断故障回路,这是设计师们容易困惑的问题。实际上,这涉及到对上一级断路器的整定方式。为了解决这一疑惑,我们将深入分析接地故障时线路的电流状况,以及保护电器的工作特性,从而明确其上一级断路器的整定方式。
末端断路器只整定瞬动值为384A,其上一级断路器也是整定长延时为32A,整定瞬动值为384A,则末端单相接地短路时,短路电流Ik=235A,为上一级断路器长延时的235/32=7.3倍,查断路器脱扣曲线(图1)可以得知,在7.3倍过电流下,上一级断路器会在0.4s~4s内脱扣(图中蓝色箭头所示区域),使得末端单相接地故障时,在5s内能切断电源;
