ABB低压断路器的选择.docx

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ABB低压断路器的选择

1进线及分段开关的选择

1.1保护的配置

用于变压器低压侧的进线开关，由于高压侧已经有较完善的保护，通常只需配置过载保护和短路短延时保护；因为与下级配合问题，不能设速断保护；

选用PR122/P有L、S、I三段保护的电子脱扣器完全满足要求。

分段开关的过载保护已没有意义，可设定与进线相同，便于与进线开关互换；短延时保护动作值与进线同，但时间定值要改短，以便与进线开关配合；

1.2应用举例：

1000kVA，4.5%,6/0.4kV,96.2/1443A,低压母线最大短路电流26.81kA，最小24.5kA

选用E2N断路器配PR122/P电子脱扣器（也可选PR121/P，但没有显示窗，整定用拨盘且级差大）

Iu＝2000A，In＝2000A

评论：

本例也可以选用EIB，50kA，Iu＝1600A，In＝1600A，但没有发展余地，当变压器改为1250kVA，E2N（2000A）仍然可用，只需改变I1、I2设定值。

1.2.1进线开关

（1）过载保护的设定－L功能：

I1=（1.05*1.05*Itn）/In=（1.1025*1443）/2000=1590.9=0.795In

取I1＝0.80In=1600A（步长为0.01）

设t1=12s（3倍I1时）－整定范围3－144s,步长3s

验算是否满足：

a与短延时保护相配合，即当低压母线最大三相短路时，动作时间不小于0.4s

b躲过大型电动机起动时间和电机群自起动时间。

k＝（3I1）2*12=108I12当二次侧最大短路时，Ik＝26810A/1600＝16.75I1

t＝108I12/（16.75I1）2=0.385s<0.4s不满足

取t1＝15s，k=（3I1）2*15=135I12,当低压母线最大三相短路时保护动作时间t

t＝135I12/（16.75I1）2=0.48s>0.4s满足要求

低压电动机起动时间一般在5－10s，且此时过载倍数远不会超过变压器额定电流的3.3倍（3I1/1443=3*0.8*2000/1443=3.3）满足要求

当变压器过载1.2倍时，保护动作时间t=135I12/（1.2*1443/1600）2I12=115s

（2）短路短延时保护设定－S功能：

I2=（1.2*2.5*Itn）/In=（1.2*2.5*1443）/2000=2.16In

取I2＝2.2In=4400A（步长为0.1）

I2的整定要躲过大型电动机起动电流或电机群自起动电流（过负荷系数2.5就是考虑上述因素）；

t2=0.4st=k，定时限

校验灵敏度：

二次侧最小短路时，Ik＝24.5kA，

所以，KL＝0.866*24500/2.2*2000=4.8>1.3满足要求

（3）短路瞬动－I功能：

关断

如果设定，则要大于二次侧最大三相短路电流，即：

使该保护不起作用

I3=（1.5*Ik）/In=（26810*1.5）/2000=20.1取I3＝15In,（设定范围最大为15倍），所以

必须关断，否则将失去选择性。

式中，Ik为低压母线最大三相短路电流（假定一次侧短路容量为300MVA）

PR122/P电子脱扣器的其它保护功能（接地、剩余电流、不平衡）关断

1.2.2分断开关

选用E2N断路器配PR122/P电子脱扣器，Iu＝2000A，In＝2000A

I1＝0.8In=1600At1=15s（3倍I1时）

I2＝2.2In=4400At2＝0.2st=k定时限

I3＝15.0In关断

PR122/P电子脱扣器的其它保护功能（接地、剩余电流、不平衡）关断

1.3在单线系统图上的说明：

（以1250kVA变压器为例）

进线与分段断路器选用ABB，Emax系列，E3N25，Iu=2500A，In=2500A，

配套PR122/P－LSI电子脱扣器，保护整定如下：

进线－I1=0.80In=2000A，t1=15s（3I1时），I2=2.2In=5500A，t2=0.4s，定时限，

分段－I1=0.80In=2000A，t1=15s（3I1时），I2=2.2In=5500A，t2=0.2s，定时限，

其余保护功能关断;

1.4各变压器二次侧进线及分段开关选择和保护整定值见下表

按变压器容量选择ABB二次侧进线、分段断路器一览表

变压器容

量kVA

二次侧额

定/短路

电流A

进线断路

器选型

分段断路器器选型

电子脱

扣器

选型PR-

进线断路器设定值A

分段断路器设定值

I1/t1

I2/t2

I1/t1

I2/t2

250

361

E1B-800

122/PLSI

630

0.63In/24s

1.7In/0.4s

15.0In关断

630

0.63In/24s

1.7In/0.2s

15.0In关断

315

455

E1B-800

122/PLSI

630

0.80In/24s

2.1In/0.4s

15.0In关断

630

0.80In/24s

2.1In/0.2s

15.0In关断

400

577

E1B-800

122/PLSI

800

0.80In/21s

2.1In/0.4s

15In关断

800

0.80In/21s

2.1In/0.2s

15In关断

500

722

E1B-1000

122/PLSI

1000

0.80In/21s

2.2In/0.4s

15In关断

1000

0.80In/21s

2.2In/0.2s

15In关断

630

909

E1B-1250

122/PLSI

1250

0.80In/18s

2.2In/0.4s

15In关断

1250

0.80In/18s

2.2In/0.2s

15In关断

800

1155

E1N-1600

122/PLSI

1600

0.80In/15s

2.2In/0.4s

15In关断

1600

0.80In/15s

2.2In/0.2s

15In关断

1000

1443

E2N-2000

122/PLSI

2000

0.80In/15s

2.2In/0.4s

15.0In关断

2000

0.80In/15ss

2.2In/0.2s

15.0In关断

1250

1804

E3N-2500

122/PLSI

2500

0.80In/15s

2.2In/0.4s

15.0In关断

2500

0.80In/15s

2.2In/0.2s

15.0In关断

1600

2300

E3S-3200

122/PLSI

3200

0.80In/12s

2.2In/0.4s

15.0In关断

3200

0.80In/12s

2.2In/0.2s

15.0In关断

2000

2890

E4S-4000

122/PLSI

4000

0.80In/9s

2.2In/0.4s

15.0In关断

4000

0.80In/9s

2.2In/0.2s

15.0In关断

说明：

1不宜采用脱扣器PR122/PLI，或PR121/PLI，因为没有短延时保护功能；

2采用PR122/PLSI电子脱扣器，瞬动保护功能应关断；（如果是Y/Yn变压器可选用PR121/PLSIG带接地保护的电子脱扣器）

3过载保护整定时间t1整定（反时限）原则：

当低压母线最大三相短路时，动作时间不小于0.4s（各变压器二次母线短路电流值见设计手册表4-28至4-30）。

t1指3I1时的动作时间

4短延时的时间设定有定时限t＝k和反时限t＝k/I2两种，推荐定时限。

5所有设定值都可在现场完成，但断路器的选型（指E2N）和Iu、In及电子脱扣器的选型必须定货时确定；

6进线和分段断路器的Iu、In选择相同，是便于互换；但设定值可不同，可现场定。

7在系统单线图上对断路器的标注形式：

在左边设备栏写明：

E2N-2500，在单线图下面的空格内写“见说明#”：

2配电线路用断路器－塑壳断路器Tmax

根据低压配电设计规范GB50054－95，第4.1.1条规定，低压配电线路应装设短路保护、过载保护和接地故障保护。

2.1举例1

某配电回路为一台5kVAUPS，计算负荷电流7.6A。

配电线路为电缆4*4mm2，铜芯，长期允许载流量32A，长100m，末端三相短路电流约430A，单相短路电流170A

2.1.1断路器选用与整定

1）脱扣器选用原则

如果该回路另配置有综合保护器，保护线路的过载、接地等，则

选用MF－T2-160S，或MA－T2-160S不可调、可调单磁脱扣器；本例选用前者，因为电流小于12.5A，只能配MF脱扣器。

选用T2而不是T1，是因为该设备安装处的分断能力，S－50kA而T1最大只有N级36kA

2）对于MF－T2-160S的整定

In=10A>7.6A

瞬动保护I3＝10*In=100A（固定10倍，MF不可调）

如果该回路没有配置综合保护器－推荐作法，则

选用TMD－T2160S，配可调热脱扣器不可调磁脱扣器

3）对于TMD－T2-160S的整定

过负荷保护In＝10A，I1＝10*1.0=10A（可调，分3档：

0.7,0.85,1.0）

满足7.6A<10A<32A的要求（GB50054－95第4.3.4条）

瞬动保护I3＝10*In=100A（MF不可调）

瞬动保护灵敏度：

两相短路：

KL2＝0.866*430/100=3.7>1.3满足要求

单相短路：

KL1＝170/100=1.7>1.3满足要求

2.1.2一次系统图上标注形式T2160S－10

（对TMD），或10

（对MF）

2.2举例2

某空调机供电回路，69kW，工作电流Is=121A，选用3*50+1*25mm2交联聚乙烯铜芯电缆，埋地敷设，长175m电缆允许载流量Iz=136A，末端三相短路电流约2823A，单相短路电流816A

2.2.1：

选用T4-250S断路器配TMA可调热磁脱扣器，不装线路保护器

整定如下：

In＝125A，

过载保护I1=1.0*125=125A，（可调，分3档：

0.7,0.85,1.0）

校验：

Is=121<125

瞬动保护I3=5*In=625A（可调5－10In）

瞬动保护灵敏度：

两相短路KL2=0.866*2823/625=3.91>1.3满足GB50054－95第4.2.3条要求

单相接地保护KL1＝816/625=1.305<1.3满足要求！

2.2.2选用T3-200S断路器配MA可调单磁脱扣器，并装设有综合保护器，

In＝160A，I3＝6*In=960A（整定范围6-12In）

两相短路灵敏度：

KL＝0.866*2823/960=2.5>1.3满足GB50054－95第4.2.3条要求

过载及单相接地保护由线路保护器实现，整定从略

2.2.4一次系统图上标注形式MA－T3-250S250

以上两例为单一负荷供电线路，速断保护范围为线路全长。

2.3举例3

从变电所到气体压缩机房配电间低压线路供电，计算负荷电流180A,最大电动机30kW,56.9A,Is=398.3A,选用3*120+1*70mm2交联聚乙烯铜芯电缆，长275m，电缆允许载流量220A，末端三相短路电流约3810A单相短路电流1310A

2.3.1选用TMA－T4-250H，可调热、磁脱扣器，不装设线路保护器

脱扣器额定电流In＝200A

过载保护I1＝1.0*200=200A（整定范围0.7－1.0In）

选择性校验：

过载保护：

按GB50054－95第4.3.4条校验，即

IBInIz

I21.45Iz

式中，IB＝180A，计算负荷电流；

In＝200A，断路器整定电流；

Iz＝220A，电缆允许载流量；

180<200<220满足要求

且In/Iz=200/220=0.91<1.0

过载保护满足要求！

短路保护I3＝1.2*（180-56.9*0.75）+398.3=642.7A=3.2In

取I3＝5In＝1000A（整定范围5－10In）

瞬动保护灵敏度校验：

末端两相短路KL2=0.866*3810/1000=3.3>1.3满足GB50054－95第4.2.3条要求

末端单相接地保护KL1＝1310/1000=1.31>1.3满足要求！

一次系统图上标注形式TMA－T4H250

2.3.2选用T4-250H断路器配套PR221DS－LS电子脱扣器

脱扣器额定电流In＝200A

过载保护整定电流I1＝200*0.96=192A,t1=3s（在6I1时）

满足180A<192A<220A的要求（GB50054－95第4.3.4条）

当I＝1.5I1=288A时，保护动作时间t＝（6*192）2*12/2882=48s

短路短延时整定电流I2＝1.2（180－56.9*0.8）+398.3=639.3A=3.2In

可取I2＝3.5In=700A，（因为没有3.2倍这一挡）,也可再高一档

t2＝0.1s（在8In时-1600A）

末端两相短路灵敏度KL2＝0.866*3810/700＝4.7>1.3满足要求

末端单相接地保护KL1＝1310/700=1.87>1.3满足要求！

查曲线，在8In＝1600A，动作时间t＝0.1s,见P4/10页图：

在I10In，t＝0.07s=70ms

由于3810A＝19In>10In所以，在本线路任何位置短路，短延时保护动作时间

t＝70ms

短路瞬时保护－关断！

·结论：

a当配电线路较短时，选用可调或不可调热磁脱扣器TMD；通常，可满足过载、短路及接地故障保护要求；

b当a方案不满足接地故障保护灵敏度要求时：

1）可选用单磁脱扣器MF或MA，加线路保护器；2）加大一级电缆截面。

通常线路较长时（如变电所以外的设备），需要采用二者之一；

c有上下级配合要求的配电干线（如为下级配电室或动力箱供电的线路）宜选用带短延时速断保护的电子脱扣器；

d选用可调热磁脱扣器或电子脱扣器，由于磁脱扣整定可调，往往在不采用线路保护器的情况下，也能满足规范要求。

序号

配电回路负荷名称

断路器选择

说明

型号

配套脱扣器

变电所UPS、EPS装置

T2-160N/S/H

TMD

直流电源装置

变电所照明箱、动力箱

加热器

MA，MF

加线路保护器

空调设备69kW及以下

空调设备70kW以上

T3-250N/S/H

仪表用UPS装置

T2-160N/S/H

外部照明配电箱

外部动力配电箱

T2-160N/S/H

T3-250N/S/H

PR221DS－LS

电子脱扣器

或MA+线路保护器

下级配电装置

T2-160N/S/H

T3-250N/S/H

PR221DS－LS

电子脱扣器

3电动机保护用断路器选择－塑壳断路器Tmax

3.1选择与整定原则

3.1.1分断能力IcuIk－变压器二次侧母线最大三相短路电流周期分量有效值；

3.1.2电动机回路设置有微机综合保护器，承担过载、接地、不平衡等保护功能；

3.1.3断路器承担速断（瞬动）保护（单电磁脱扣器），其整定值应满足：

a躲过电动机的起动电流，并考虑非周期分量的影响，一般按起动电流的2.2倍整定（规范规定2.0－2.5）

b在配电线路末端两相短路时，速断保护灵敏度不小于1.3

3.2选择与整定举例

电动机配电回路，90kW,167A,起动电流1169A，选用3*95交联铜芯电缆，长250m，末端两相短路电流2870A

3.2.1瞬动整定值I3=2.2*1169=2572A

选T3可调型单磁脱扣器（MA）In=200A,瞬动整定值取12In=2400A，这是最

大整定值，因为T3瞬动整定范围为6－12In，此时2400/1169=2.05倍

此值可能偏小。

选T4-MA，In=200A,瞬动整定值取I3＝13In=2600A，即2600/1169=2.22倍

（T4瞬动整定范围为6-14In）

3.2.2一次系统图上表示：

左侧设备栏T4-250MA，200/2600

3.3ABB电动机用断路器选择表

序号

电动机

塑壳断路器MCCB

接触器型号

说明

额定功率kW

额定电流A

起动电流A

型号

磁脱扣器整定值A

0.37

1.1

7.0

T2S160MF1.6

MF－不可调单电磁脱扣器

0.55

1.5

9.0

0.75

2.0

T2S160MF2

1.1

2.7

16.9

T2S160MF3.2

1.5

3.7

T2S160MF4

2.2

5.0

T2S160MF6.5

6.8

47.6

T2S160MF8.5

110

A12

8.8

61.6

T2S160MF11

145

A12

5.5

11.6

81.2

T2S160MA20

180

A16

MA－可调单电磁脱扣器

7.5

15.4

107.8

T2S160MA20

240

A26

22.6

158.2

T2S160MA32

348

A26

30.3

212.1

T2S160MA52

468

A40

18.5

35.9

251.3

T2S160MA52

550

A40

42.5

297.5

T2S160MA80

660

A50

56.9

398.3

T2S160MA80

880

A63

69.8

488.6

T2S160MA100

1075

A75

84.2

589.4

T3S250MA125

1300

A95

102.7

718.9

T3S250MA160

1600

A145

140.1

980.7

T4S320PR221-I

In=250

2125

A185

也可选T4S250MA

160，I3=2160A

167

1169

T4S320PR221-I

In=320

2560

A210

也可选T4S250MA

200，I3=2600A

110

203

1380.4

T5S400PR221-IIn=400

3000

A260

电子脱扣器

132

242.3

1647.6

T5S400PR221-I

In=400

3600

A300

160

292.1

1986.3

T5S630PR221-I

In=630

4410

AF400

185

337.8

2297

T5S630PR221-I

In=630

5040

AF400

200

365.2

2483.3

T5S630PR221-I

In=630

5670

AF400

注：

表中断路器的分断能力Icu按S级－50kA，注意！

此参数选择与变压器容量有关。

通常，可按以下规定执行：

变压器容量St≤630kVA，Icu＝36kA，N级；

变压器容量630

变压器容量St1600kVA，Icu＝70kA，H级；

附录－短路电流计算结果表kA

使用说明1本表数据主要用于校验低压配电线路（照明箱、动力箱、下级配电盘等）上下级保护的配合，取三相短路L-L-L数据（或L-N数据）；当用于校验断路器灵敏度时，取最小方式下两相短路L-L数据，或单相L-N数据（校验单相接地保护灵敏度）；

2表中数据按最大运行方式计算，即系统电压取1.05Un=400/3=230V；最小方式的短路电流可将上述数据乘以0.9565（220/230V）；

3电缆电阻取80C的电阻值；相保电阻取20C时相线与N线电阻之和的1.5倍。

见所附阻抗数据表

4系统（6-10kV）短路容量按100MVA；变压器容量按1000kVA，当为其它数值时，对距离短、电缆截面大的情况，计算结果有一定误差，当电缆长度

在75m及以上时，误差可以忽略；

序号

电缆芯数、截面

铜芯交联聚乙烯

40m

50m

75m

100m

150m

175m

L-L-L

L-L

L-N

L-L-L

L-L

L-N

L-L-L

L-L

L-N

L-L-L

L-L

L-N

L-L-L

L-L

L-N

L-L-L

L-L

L-N

4*4

1.067

0.923

0.444

0.855

0.741

0.355

0.572

0.495

0.237

0.429

0.372

0.178

0.287

0.248

0.119

0.246

0.213

0.102

4*6

1.589

1.376

0.664

1.276

1.105

0.532

0.855

0.740

0.355

0.642

0.556

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0.368

0.319

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4*10

2.558

2.215

1.079

2.061

1.785

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1.474

1.277

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3*25+1*16

5.913

5.121

2.065

4.850

4.200

1.662

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