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低壓總斷路器的短路保護需要如何整定,才能避免出現越級跳閘呢?
[  發(fā)布時(shí)間:2020-11-09 09:38:00    信息來(lái)源:全德電氣股份  ]
配電柜民用建筑中,10/0.4kV變電所的低壓總斷路器的短路保護需要如何整定,才能避免出現越級跳閘呢?低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器通常都帶有三段保護功能,即過(guò)載長(cháng)延時(shí)(L)、短路短延時(shí)(S)和短路瞬時(shí)保護(I),那么當下級某個(gè)出線(xiàn)回路出現三相短路時(shí),低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器的短路瞬時(shí)保護(I)會(huì )不會(huì )出現越級跳閘,即下級出線(xiàn)回路的三相短路電流較大,超過(guò)了低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器短路瞬時(shí)保護(I)的整定值。

低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器瞬動(dòng)脫扣器越級動(dòng)作而使其短路短延時(shí)(S)不起作用,這樣將導致大面積停電,從而引起較大停電事故。下面就針對小編設計過(guò)的一個(gè)10/0.4kV變電所進(jìn)行分析,看看是否會(huì )出現越級跳閘的情況?

(1)高壓配電柜低壓配電柜干式變壓器選用消防泵出線(xiàn)回路進(jìn)行三相短路電流的計算

本次選用某住宅工程10/0.4kV變電所的消防泵回路在美式變壓器變電所低壓柜內消防泵控制柜進(jìn)線(xiàn)處發(fā)生三相短路的情況進(jìn)行計算,該變電所變壓器容量為630kVA,低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器短路瞬時(shí)保護(I)整定為9.5kA,其下級消防泵回路斷路器短路瞬時(shí)保護整定值為4kA。

)變壓器阻抗:

S=630kVA,RT=2.56,XT=16.45;

2)低壓總斷路器至消防泵出線(xiàn)回路的銅排[TMY-3(80x8)+(50x5) ]的阻抗:

L1=5m;R 1= 0.05 x 5=0.25mΩ;X1= 0.17 x 5 = 0.85mΩ;

3)變電所至消防泵控制柜段電纜[ 2(4x120+1x70) ]的阻抗:

L2=50m;R 2= 0.5 x 0.146 x 50=3.65mΩ;X2= 0.5 x 0.076 x 50=1.9mΩ;

4) JP柜消防泵控制柜進(jìn)線(xiàn)處(K1處)發(fā)生三相短路時(shí)短路電流:

線(xiàn)路總電阻:R K1= RT + R 1 + R 2 =2.56+0.25+3.65=6.46(mΩ)

線(xiàn)路總電抗:XK1= X T + X 1 + X 2=16.45+0.85+1.9=19.2(mΩ)

線(xiàn)路總阻抗:ZK1= 20.26 (mΩ)

K1處三相短路電流:Ik3=1.05 x 380 / 1.732 / 20.26=11.37 (kA)

5)變電所低壓柜的消防泵出線(xiàn)處(K2處)發(fā)生三相短路時(shí)短路電流:

線(xiàn)路總電阻:R K2= RT + R 1 =2.56+0.25=2.81(mΩ)

線(xiàn)路總電抗:XK2= X T + X 1 =16.45+0.85=17.3(mΩ)

線(xiàn)路總阻抗:ZK2=17.5(mΩ)

K2處三相短路電流:Ik3=1.05 x 380 / 1.732 / 17.5=13.16(kA)

6)校驗:

由以上計算可知,消防泵回路在(K1或K2處)出線(xiàn)三相短路時(shí),其三相短路電流K1處 (11.37kA )和 K2處( 13.16kA)均已超過(guò)變電所低壓總斷路器的整定電流9.5kA,在K2處發(fā)生短路的短路電流(13.16kA / 9.5kA=1.39)已經(jīng)超過(guò)整定電流9.5kA的1.3倍,這都將可能引起低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器的越級跳閘。

(2)針對低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器可能產(chǎn)生越級跳閘而采取以下兩種措施來(lái)避免

1)低壓總斷路器整定過(guò)載長(cháng)延時(shí)(L)、短路短延時(shí)(S),而取消短路瞬動(dòng)脫扣

低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器取消短路瞬動(dòng)保護(I),這種方法雖然可以避免越級跳閘,而只能靠短路短延時(shí)(S)脫扣來(lái)切斷短路電流以保證選擇性,但是線(xiàn)路短路持續時(shí)間的延長(cháng)使得為保證線(xiàn)路的熱穩定而增大線(xiàn)路截面積,且在K3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí),如果短路短延時(shí)(S)萬(wàn)一因某種原因而拒動(dòng),將會(huì )產(chǎn)生嚴重后果,并不太理想。

2) 采用智能型斷路器,利用其ZSI(級間選擇性連鎖技術(shù))來(lái)保證上下級斷路器的選擇

如上圖中,箱式變壓器低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器與其下級斷路器采用智能型斷路器(帶ZSI功能),并在它們之間敷設一信號控制線(xiàn)。當K1或K2點(diǎn)出現短路時(shí),圖中標注的下級斷路器檢查出短路電流,它同時(shí)向低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器發(fā)出連鎖信號,使低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器鎖定瞬動(dòng)脫扣,而只剩下0.4s的短路短延時(shí)動(dòng)作,而下級斷路器本身未自鎖,可以瞬時(shí)動(dòng)作,從而避免了越級跳閘的大面積停電事故。

而當K3處發(fā)生短路時(shí),低壓總斷路器并未接到下級斷路器發(fā)來(lái)的連鎖信號,它可以立即動(dòng)作,這樣即可以及時(shí)地切斷短路故障,有效地保護了導體,也可減少導體的截面積,因此低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器仍然具備短路短延時(shí)(S)和短路瞬動(dòng)保護(I)這雙重保險,應更合理可靠。

(3) 總結

綜上所述,在設計10/0.4kV變電所系統時(shí),其低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器的短路保護整定推薦采用以上第三節的第2種方案,即采用智能型斷路器,通過(guò)其自身帶的ZSI功能(或者增配)來(lái)實(shí)現上下級的選擇性跳閘的短路保護,這樣做就不需要為保證熱穩定而加大回路截面積,就可以保證短路防護的選擇性,防止低壓總進(jìn)線(xiàn)斷路器出現越級跳閘的風(fēng)險,使得設計更加合理。

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