关于低压断路器的选择.docx
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关于低压断路器的选择
SIEMENS低压断路器选择
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ETU25B或ETU45B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3WL2B20断路器配ETU45B/LCDD电子脱扣器（也可选ETU25B，但没有显示窗）55kA
断路器最大额定电流Inmax＝3200A，额定电流In＝2000A
评论：
本例也可以选用3WL1B16，Inmax＝1600A，In＝1600A，但没有发展余地，当变压器改为1250kVA，3WL2（2000A）仍然可用，只需改变设定值。
1.2.1进线开关
（1）过载保护的设定－L功能：
IR=（1.051.05Itn）/In=（1.10251443）/2000=1590.9=0.795In
取IR＝0.80In=1600A（整定分档0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65--.7-0.8-0.9-1.0In）
取tR=17s（3倍IR时）（整定范围2-3.5-5.5-8-10-14-17-21-25-30s）
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＝（3IR）217=153IR2当二次侧最大短路时，Ik＝26810A/1600＝16.75IR
保护动作时间t＝153IR2/（16.75IR）2=0.54s0.4s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（3IR/1443=30.82000/1443=3.3）满足要求
当变压器过载1.2倍时，保护动作时间t=153IR2/（1.214431600）2IR2=130s
（2）短路短延时保护设定－S功能：
Isd=（1.22.5Itn）/In=（1.22.51443）/2000=2.16In
取Isd＝2.5In=5000A（整定分档1.25-1.5-2-2.5-3-4-6-8-10-12In）
Isd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）；
tsd=400mst=k，定时限
校验灵敏度：
二次侧最小短路时，Ik＝24.5kA，
所以，KL＝0.86624500/2.52000=4.21.3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
Ii=（1.5Ik）/In=（268101.5）/2000=20.1取Ii＝0.8Ics=0.855=44kA（最大设定值）。
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）
电子脱扣器ETU45B的其它保护功能（接地保护和零序保护）关断
1.2.2分断开关
选用3WL12B20断路器配ETU45B/LCDD电子脱扣器，Inmax＝3200A，In＝2000A
IR＝0.8In=1600AtR=17s（3倍I1时）
Isd＝2.5In=5000Atsd＝0.2st=k定时限
Ii＝0.8Ics关断
电子脱扣器ETU45B的其它保护功能（接地保护和零序保护）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SIEMENS，3WL12B20断路器，Inmax=3200A，In=2500A，
配ETU45B/LCDD电子脱扣器，保护整定如下：
进线－IR=0.80In=2000A，tR=17s（3I1时），Isd=2.5In=6250A，tsd=0.4s，定时限，
分段－IR=0.80In=2000A，tR=17s（3I1时），Isd=2.5In=6250A，tsd=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SIEMENS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、分段断路
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
In
过载保护
IR/tR（注3）
短延时
Isd/tsd（注4）
瞬动Ii
In
过载保护
IR/tR（注3）
短延时
Isd/tsd（注4）
瞬动Ii
250
361
3WL1105-B55kA
ETU25B
500
0.80In/25s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
630
0.80In/25s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
315
455
3WL1106-B55kA
ETU25B
630
0.80In/21s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
630
0.80In/21s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
400
577
3WL1108-B55kA
ETU25B
800
0.80In/21s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
800
0.80In/21s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
500
722
3WL1110-B55kA
ETU25B
1000
0.80In/21s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
1000
0.80In/21s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
630
909
3WL1112-B55kA
ETU25B
1250
0.80In/17s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
1250
0.80In/17s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
800
1155
3WL1116-B55kA
ETU45B/LCD
1600
0.80In/17s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
1600
0.80In/17s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
1000
1443
3WL1220-N66kA
ETU45B/LCD
2000
0.80In/14s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
2000
0.80In/14s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
1250
1804
3WL1225-N66kA
ETU45B/LCD
2500
0.80In/14s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
2500
0.80In/14s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
1600
2300
3WL1232-N66kA
ETU45B/LCD
3200
0.80In/14s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
3200
0.80In/14s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
2000
2890
3WL1240-N66kA
ETU45B/LCD
4000
0.80In/10s
2.5In/0.4s
0.8Ics关断
4000
0.80In/10s
2.5In/0.2s
0.8Ics关断
说明：
1不宜采用脱扣器ETU15BLI，因为没有短延时保护功能；
2采用ETU25B或ETU45B-LSI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ETU45B-LSIN带接地保护的电子脱扣器）
3过载保护整定时间tR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）。
tR指3IR时的动作时间（I2t=k）;
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3WL）和Inmax、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Inmax、In选择相同，是便于互换；但设定值可不同，可现场定。
7在系统单线图上对进线、母线分段断路器的说明：
见上述1.3
2配电用（系统保护）断路器－3VL
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44mm2，铜芯，长期允许载流量32A，长55m，末端三相短路电流约430A
2.1.1断路器及脱扣器选用与整定
断路器选用VL160X（3VL1）N16TMF/3P，55kA，配TM不可调热磁脱扣器，
不装设线路保护器。
过负荷保护：
In＝16A
IR＝In＝16A
满足7.6A16A32A的要求（GB50054－95第4.3.4条）
瞬动保护：
Ii＝300A（固定，不可调）
两相短路保护灵敏度：
KL2＝0.866460/300=1.331.3满足要求
单相接地保护灵敏度：
KL＝170/300=0.561.3不满足要求
2.1.2一次系统图上标注形式3VL1－160
2.2举例2
某空调机供电回路，69kW，工作电流Is=121A，选用350+125mm2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2340A
断路器选用与整定
2.2.1该回路不装设综合保护器
选用VL160（3VL2）N16TMF/4P断路器，55kA,配TM可调热磁脱扣器
In＝160A
1）过载保护IR=0.8160=128A（可调范围0.8,0.9,1.0）
满足121A128A136A的要求
2）短路保护Ii＝6In=960A（可调范围5－10In）
灵敏度：
KL＝0.8662340/960=2.11.3满足GB50054－95第4.2.3条要求
3）一次系统图上标注形式3VL2－160
2.2.2该回路装设综合保护器
选用VL160（3VL2）N16MF/4P断路器，55kA,配M可调单磁脱扣器
In＝160A
过载保护及接地故障保护由线路综合保护器LL-310实现
配套CT160A，Is＝121A
1）过载保护
Ig=0.95Iz=129A
满足121A129A136A
tg＝10s
2）单相接地（零序）保护：
零序电流动作倍数I0＝1.5Is
零序动作时间to=5s
3）短路保护Ii＝7In=7160=1120A（可调范围7－15In）
灵敏度KL=0.8662340/1120=1.81.3满足GB50054－95第4.2.3条要求
一次系统图上标注形式3VL2-160
以上两例为单一负荷供电线路，不存在上下级配合问题，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395+150mm2交联聚乙烯铜芯电缆，长275m，电缆允许载流量273A，末端三相短路电流约3040A
2.3.1该回路不装综合保护器
选用VL250（3VL3）N200ETU22F/4P断路器，电子脱扣器ETU22-LSIG功能，
In＝200A
1）过载保护IR=1.0In=200A
满足180A200A273A
动作时间tR=
2）短路短延时保护
Isd的整定值应躲过最大电动机起动电流，
Isd=1.3（180-56.90.75+398.3）=536A=2.68IR
取Isd=3.0IR=600A（设定范围1.5-10IR）
tsd=0.1s=100ms（I2tOFF）
末端短路灵敏度KL=0.8663040/600=4.381.3满足要求
3）短路瞬时保护
Ii=11In=2200A3040A（固定，不可调）
末端或下级出线短路可能失去选择性，有上下级配合问题。
4）接地故障保护
In=In=200A（第一种测量方法：
三相电流矢量和）
2.3.2该回路装设有线路综合保护器
选用VL250（3VL3）N200MAF/4P断路器，单电磁脱扣器MA-I
In＝250A
1）过载保护、接地故障保护由线路保护器LL－300实现，详见第七讲
2）短路瞬时保护
按满足末端短路灵敏度要求整定，即：
Ii=0.8663040/1.3=2025A
取Ii=8In=2000A（整定范围7-15In）
一次系统图上标注形式3VL3-250
2.3.3选择性校验：
下游最大负荷30kW电动机，选用3RV1.4In=63A,Ii=819A（或975A）
查Siemens上下级断路器配合表，上游3VL3,Ii=2000A（2200A）,下游3RV1.4
对于3VL3ETU22脱扣器，只要短路电流大于1.6kA即可满足选择性要求。
对于3VL3MA磁脱扣器，短路电流大于6kA才能满足选择性要求。
对于3VL3TM热磁脱扣器，短路电流大于3kA才能满足选择性要求。
结论：
a单一负荷配电线路，选用单磁脱扣器或热磁脱扣器，主保护为速断；
b配电干线（如为下级配电室或动力箱供电的线路）宜选用带延时速断保护的电子脱扣器,保护线路全长并伸延到下级，速断可能保护线路全长或部分
序号
配电回路负荷名称
断路器选择
说明
型号
配套脱扣器
UPS装置5-80kVA
VL160或VL160X---3VL160N160
TM-LI可调或不可调---或ETU10-LI电子脱扣器
也可选MA-I单磁脱扣器加线路综保器ETU20（LSI）
2
直流电源装置
3
加热器
4
空调设备69kW及以下
5
空调设备70kW以上
VL250—3VL250
TM或ETU10-LI
6
照明配电箱
VL160
TM热磁脱扣器或ETU20-LSI
电子脱扣器
注意上下级速断保护的配合
7
动力配电箱
VL160
VL250
8
下级配电装置
VL160
VL250
ETU20-LSI
电子脱扣器
备注:
（1）配套脱扣器TM—热磁式，ETU—电子式（L—过载保护--长延时；S—短路短延时保护—短延时；I—短路瞬时保护—瞬时；N—零序保护—N极保护；G—接地故障保护—接地故障）
（2）ETU10A（20）（30）中的10A（20）（30）为与电动机起动方式相对应的脱扣器型式编号，主要是根据电机热脱扣时间而确定的，具体为：
class10A 电机热脱扣时间4S-10S，class20 电机热脱扣时间6S-20S，Class30 电机热脱扣时间9S-30S。
3电动机保护用断路器选择－塑壳断路器3VL
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395交联铜芯电缆，长250m，末端两相短路电流2870A
选VL250N200MAF/3P可调型单磁脱扣器（MA）55kA,In=200A,
3.2.1瞬动整定值
Ii=2.21169=2572A
取Ii=13In=13200=2600A（设定范围7－15In）
3.2.2一次系统图上表示：
左侧设备栏：
3VL3-，单线图下面：
250
3.3SIEMENS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
3RT10
说明
额定功率kW
额定电流A
起动电流A
型号
3RV13或3VL1－3VL4
磁脱扣器整定值A
1
0.37
1.1
7.0
21In=1.25A
16
16
MF－不可调单电磁脱扣器
2
0.55
1.5
9.0
21In=1.6A
21
3
0.75
2.0
12
21In=2.5A
33
4
1.1
2.7
16.9
21In=3.2A
42
5
1.5
3.7
24
21In=4.0A
52
6
2.2
5.0
35
21In=6.3A
82
7
3
6.8
47.6
21In=8.0A
104
17
8
4
8.8
61.6
21In=10A
130
24
9
5.5
11.6
81.2
21In=12.5A
163
25
10
7.5
15.4
107.8
21In=20A
260
26
11
11
22.6
158.2
21In=25A
325
34
12
15
30.3
212.1
3VL27In=63A
500
35
MA可调单电磁脱扣器
13
18.5
35.9
251.3
3VL27In=63A
567
36
14
22
42.5
297.5
3VL27In=63A
693
36
15
30
56.9
398.3
3VL27In=100A
900
44
16
37
69.8
488.6
3VL27In=100A
1100
45
17
45
84.2
589.4
3VL27In=100A
1300
46
18
55
102.7
718.9
3VL27In=160A
1600
55
19
75
140.1
980.7
3VL37In=250A
2250
56
20
90
167
1169
3VL37In=250A
2750
12-64
21
110
203
1380.4
3VL37In=250A
3000
12-65
22
132
242.3
1647.6
3VL47In=315A,
3465
12-75
23
160
292.1
1986.3
3VL57In=500A,
4500
12-75
24
185
337.8
2297
3VL57In=500A,
5000
12-75
25
200
365.2
2483.3
3VL57In=500A,
5500
12-75
注1表中断路器的分断能力Icu按N级－55kA，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＝40kA，B级；
变压器容量630St≤1250kVA，Icu＝55kA，N级；
变压器容量St1600kVA，Icu＝70kA，S级；
注2上述配置中，断路器只有速断保护功能，电动机的其它保护由电动机智能保护器完成。
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、长度
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
1
44
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
2
46
1.589
1.376
0.664
1.276
1.105
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6
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5.913
5.121
2.065
4.850
4.200
1.662
3.334
2.887
1.117
2.536
2.197
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1.714
1.484
0.563
1.474
1.277
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7
335+116
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