良信配电产品设计指导.ppt

低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法Speaker/演讲者：Chenhui Li/李晨辉1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身安全保护的验证 配配配配电产电产品品品品设计设计指指指指导导NDW1NDW1NDM2NDM6一般回路一般回路重要回路重要回路VarplusNDM2TrihalNDM2NDM2LNDW1NDC1电气装置的气装置的设计在于精确地确定从系在于精确地确定从系统电源源进线端到端到终端的供端的供电和和电气保气保护组成系成系统的每个元件及保的每个元件及保护应满足足：承承载连续的工作的工作电流及正常的瞬流及正常的瞬态峰峰值不会不会产生危害其它生危害其它设备的的现象象另外断路器（或熔断器）另外断路器（或熔断器）应该：在出在出现故障故障电流流时保保护供供电系系统确保人身安全确保人身安全低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法综述述低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法综述述参照参照标准：准：IEC60364IEC60364建筑物建筑物电气装置气装置GB16895.1-1997建筑物建筑物电器装置器装置第第1部分范部分范围目的和基本原目的和基本原则GB16895.2-2005建筑物建筑物电气装置气装置第第4-42部部分：安全分：安全防防护-热效效应GB16895.3-2004建筑物建筑物电气装置气装置第第5-54部分部分:电气气设备的的选择和安装和安装接地配置、保接地配置、保护导体和体和保保护联结导体体GB16895.4-1997建筑物建筑物电气气装置装置第第5部分：部分：电气气设备的的选择和安装和安装第第53章：章：开关开关设备和控制和控制设备GB16895.5-2000建筑物建筑物电气装置气装置第第4部分：部分：安全安全防防护第第43章：章：过电流保流保护GB16895.6-2000建筑物建筑物电气装置气装置第第5部分部分:电气气设备的的选择和安装和安装第第52章章:布布线系系统GB16895.7-2000建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特特殊装置或殊装置或场所的要求所的要求第第704节:施工和拆除施工和拆除场所所的的电气装气装GB16895.8-2000建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求第第706节:狭窄的可狭窄的可导电场所所GB16895.9-2000建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特特殊装置或殊装置或场所的要求所的要求第第707节:数据数据处理理设备用用电气装置的接地要求气装置的接地要求GB16895.10-2001建筑物建筑物电气装置气装置第第4部分部分:安全防安全防护第第45章章:欠欠电压保保护GB16895.11-2001建筑物建筑物电气装置气装置第第4部分部分:安全防安全防护第第44章章:过电压保保护第第442节:低低压电气装置气装置对暂时过电压和高和高压系系统与地之与地之间的故障的故障的防的防护GB16895.12-2001建筑物建筑物电气装置气装置第第4部分部分:安全防安全防护第第44章章:过电压保保护第第443节:大气大气过电压或操作或操作过电压保保护GB16895.13-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求第第701节:装有浴盆或淋装有浴盆或淋浴盆的浴盆的场所所GB16895.14-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求第第703节:装有桑拿浴加装有桑拿浴加热器的器的场所所GB16895.15-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第5部分部分:电气气设备的的选择和安装和安装第第523节:布布线系系统载流流量量低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法综述述参照参照标准：准：IEC60364IEC60364建筑物建筑物电气装置气装置GB16895.16-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第4部分部分:安全防安全防护第第44章章:过电压保保护第第444节:建筑物建筑物电气装置气装置电磁干磁干扰(EMI)防防护GB16895.17-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第5部分部分:电气气设备的的选择和安装和安装第第548节:信息技信息技术装置装置的接地配置和等的接地配置和等电位位联结GB16895.18-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第5部分部分:电气气设备的的选择和安装和安装第第51章章:通用通用规则GB16895.19-2002建筑物建筑物电气装置气装置第第7部分部分:特殊装置特殊装置GB16895.20-2004建筑物建筑物电气装置气装置第第5-53部部分分:电气气设备的的选择和安装和安装-隔离、开关和控制隔离、开关和控制设备第第534节:过电压保保护电器器GB16895.21-2004建筑物建筑物电气装置气装置第第4-41部部分分:安全防安全防护电击防防护GB16895.22-2004建筑物建筑物电气装置气装置第第5-53部部分分:电气气设备的的选择和安装和安装-隔离、开关和控制隔离、开关和控制设备第第534节:过电压保保护电器装器装GB16895.23-2005建筑物建筑物电气装置气装置第第6-61部部分分:检验-初初检GB16895.24-2005建筑物建筑物电气装置气装置第第7-710部分部分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求-医医疗场所所GB16895.25-2005建筑物建筑物电气装置气装置第第7-711部部分分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求-展展览馆、陈列室和展列室和展位位GB16895.26-2005建筑物建筑物电气装置气装置第第7-740部部分分:特殊装置或特殊装置或场所的要求所的要求-游游乐场和和马戏场中的中的构筑物、构筑物、娱乐设施和棚屋施和棚屋电气保气保护过流保流保护主要是指对设备及财产的保护，尤其是对线路和电气设备的保护，包括：电路中产生的过载电流电路中由于故障产生的短路电流绝缘故障保故障保护主要是指对人身保护，根据接地系统的不同，保护将由断路器，漏电保护断路器，或者绝缘监测设备来实现。电机机过载保保护电机过载主要是由于长期的过载，电机故障，或者缺相运转等原因引起的，过载的检测一般来讲是通过热继电器，短路保护由熔断器或者断路器来实现的。隔离隔离目的在于分断和隔离配电装置中的元器件，从耐确保电气安装，运行和维修人员的安全元器件实施隔离功能时应当遵守的条件：分断用电设备电源所有相（PEN线不应被分断）分断点可见或带切实可靠的分断指示（元器件断开应当清晰显示）测量到的泄漏电流足够小（2mA）根据下表测试冲击耐受电压：综述述电气元件的基本功能气元件的基本功能电气保气保护隔离隔离根据下表测试冲击耐受电压：控制控制电路路正常运行正常运行时，在，在电路的不同位置路的不同位置实现分合分合闸操作操作功能控制功能控制为了确保正常工作时所有用电设备的得电与否该功能应当位于：所有电气装置的电源进线处用电设备处紧急分断、急分断、紧急停急停车紧急分断：当回路中的故障电流会导致危险时，应立即断开故障回路电源。紧急停车：在一个动作趋于危险时候候紧急分断并使该设备立刻停机电路路检修分断修分断这个功能是为了确保实现带电检修机械部分时，机器处于停车或停机状态。综述述电气元件的基本功能气元件的基本功能以TN接地系统为例介绍下列配电装置的设计方法，在每台变压器和相应的电源断路器之间有5米的单芯电缆，而在电源断路器和分路断路器之间有1米的铜排。所有的电缆均为铜电缆，环境温度是35。低低压配配电系系统的的设计方法方法举例例2800kVA20KV/410VPEND0D0PENPEND1PEND2NPED3ABCS1S2S3PEND4PED5DS4S5NPED7S7D6S6辅助助P11kW电动机机P37kWPE荧光照明灯光照明灯258W每相每相17只照明器具只照明器具1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法断路器的参数表格上直接断路器的参数表格上直接规定了与用定了与用电设备的功率相关的断路器的的功率相关的断路器的额定定电流流只要只要验证IzIzIn In I IB B并并选取断路器参数表中存在的取断路器参数表中存在的额定定电流，必要流，必要时参考因参考因温度温度变化引起的降容（断路器温度修正系数表）。化引起的降容（断路器温度修正系数表）。其中：Iz电缆的额定载流量 In断路器的额定电流 IB回路的长期工作运行电流计算算电流流(应考考虑需求系数需求系数):):断路器的脱扣器断路器的脱扣器额定定电流流InIn的的确定确定额定定电流流选择原原则PUCOS单相计算电流I Ijsjs=P0.22COS=PUCOS三相计算电流I Ijsjs=3P0.66COS=功率因数功率因数白炽灯和加热装置:1荧光灯:0.5(带补偿0.9)马达:0.85空调:0.9电梯:0.55开关开关额定定电流流In=Ijs1.15(可靠系数)断路器的脱扣器断路器的脱扣器额定定电流流InIn的的确定确定额定定电流流选择原原则配配电箱的同箱的同时系数系数组件全部使用,或2和3回路,Ks=0.945回路,Ks=0.869回路,Ks=0.710回路以上,Ks=0.6PKS(需求系数需求系数)P PjSjS=1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法根据根据IzIzIn In I IB B及及电缆设各种敷各种敷设修正系数可以修正系数可以获得得电缆的截面的截面,如下如下:电缆截面的确定截面的确定电缆截面的确定方法截面的确定方法确定电路中相线导体尺寸为了得到尺寸必须：确定确定线缆安装方式的字母代号安装方式的字母代号确定在不同确定在不同电气安装条件中影响特性的修正系数气安装条件中影响特性的修正系数K K，系数，系数K K由多重修正系数得来由多重修正系数得来：K1，K2，K3，Kn和Ks:修正系数K1与安装方式有关修正系数K2与并排紧靠的两个电路间的相互作用力有关修正系数K3与环境温度和绝缘类型有关修正系数Kn中性线负载修正系数修正系数Ks为线芯对称修正系数电缆截面的确定截面的确定选择代代码及修正系数及修正系数K1K1，K2K2修正系数K1与安装方式有关确定线缆安装方式的字代号修正系数K2与并排紧靠的两个电路间的相互作用力有关电缆截面的确定截面的确定修正系数修正系数K3K3，Kn,KsKn,Ksl修正系修正系统数数KnKn（中性（中性负载导体）体）根据相关标准IEC60364Kn=0.84Kn=1.45l对称修正系数称修正系数Ks根据IEC60364相关标准和平行电缆的数目Ks=1:2相（芯）和4相（芯）线缆，对称布置Ks=0.8:2，3和4相（芯）线缆，不对称布置(修正系数K3与环境温度和绝缘类型有关,修正系数Kn为中性线负载修正系数,修正系数Ks为线芯对称修正系数)电缆截面的确定截面的确定定定义最小截面最小截面积电缆截面的确定截面的确定计算算结果果l以以S3S3为例，确定截面例，确定截面积按图表中适合的选择代码为B。按图表中列出的修正系数K1,K2,K3;K1=0.9，K2=0.7，K3=0.93中性线负载修正系数为：Kn=0.84整体系数K=K1*K2*K3*Kn于是K=0.9*0.7*0.93*0.840.491256l确定截面确定截面积：因为负荷电流为In=Ijs 1.1516A,于是In=16A线路中可允许电流Iz=16A考虑到修正系数K，故Iz=IZ/K=16/0.64058=24.9A选择适合选型代码B的路线，在PVC3列中，我们应当选择高于24.9A的值，于是：对于铜线，28A，截面面积为4mm2l其余同理可其余同理可选择其它其它导线的截面的截面积(一般可使用最一般可使用最简单的的办法法:电缆截面截面积=计算算电流流I Ijs1.151.15)PUCOSI Ijsjs=32581731.7320.380.9=1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法电压降的确定降的确定限制限制线路路压降的降的标准准l工作工作电流通流通过电缆时，在他的首端和末端，在他的首端和末端间有有压降。降。l一个用一个用电设备（如（如电动机）工作是否良好，受到其端子机）工作是否良好，受到其端子电压值的影响。的影响。l因此必因此必须通通过线缆截面的正确截面的正确选择来限制来限制压降，如何确定降，如何确定线路的路的压降，从而降，从而检查：遵照现行的标准和准则（IEC60364,GB16895）用电设备的供电电压运行的兼容性和协调性lIEC60364标准指出在准指出在电源和用源和用电设备间的的压降降值不能超不能超过下表中的下表中的值：l从从电源从源从电源首端到用源首端到用电设备的最大允的最大允许电压降：降：电压降的确定降的确定正常正常电路路电压降的确定降的确定l正常工作正常工作线路上的路上的电压降降:对于正常工作条件下设备装置的限制（安装设备装置的固定限制条件），下表给出计算电压降方法和公式：l更更简单的方法的方法下表给出了每100m线缆的电压降，对于三相400V/50Hz，和运行电流（设备装置的运行电流）按%的压降。该电压%降与电缆截面和流过电流的大小有关，这些值对应于电机的COS为0.85，对应于非感性负载的COS为1；当L100m时，可以参照此表，但应当考虑修正系数L/100。电压降的确定降的确定100m100m线缆的的压降降电压降的确定降的确定计算算结果果l以以S3S3为例，例，计算回路算回路压降降其额定电流为16A线缆截面积为4mm2由100m线缆压降表中可查出其压降为：U3.2%，因为线缆长度为80m，最终压降为：Us3 3.2%801002.56%l其余各回路的其余各回路的电压降降计算如下：算如下：照明回路：U Us1+Us2+Us3=0.84%+0.31%+2.56%=3.71%电动机回路（37KW）：U Us4+Us5=0.48%+2.05%2.53%电动机回路（11KW）：U Us4+Us6=0.48%+3.75%4.23%辅助回路：U Us70.63%l上表中的回路上表中的回路电压降数据均低于降数据均低于标准要求准要求值。1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法短路短路电流的流的计算算装置某一点上短路装置某一点上短路电流（流（IscIsc）的确定）的确定l装置某一点上短路装置某一点上短路电流（流（Isc）的确定方法如下）的确定方法如下取此点上方的电阻Rt=R1+R2+R3+取此点上方的总电阻Xt=X1+X2+X3+取此点上方的总电抗计算：U0=410或237伏为线电压,Rt和Xt以毫欧表示注意:U0=变压器(空载)相间额定电压(410伏或237伏).l根据上根据上级Isc估算下估算下级Isc下面的表格很快地给出电网某一点上下级短路电流的良好估算，已知条件是：上上级短路短路电流流下下级电缆的的长度、截面和构成度、截面和构成接着只要选用一台具有大于下级短路电流的分断能力的断路器就可以了。如果希望更精确的值，可以进行具体的计算U03Rt+Xt22Isc=短路短路电流的流的计算算根据上根据上级Isc估算下估算下级Isc短路短路电流的流的计算算由一台或多台中由一台或多台中压/低低压变压器供器供电的的电路路l根据根据电源源变压器的数量和容量器的数量和容量选用用电源断路器的源断路器的馈出支路断路器出支路断路器一个电路的保护断路器的选择主要取决于以下两点回路的工作回路的工作电流流,决定断路器的决定断路器的额定定电流流.所在点的最大短路所在点的最大短路电流流,决定断路器的极限分断能力决定断路器的极限分断能力l计算的条件算的条件上上级电网的短路容量元限大网的短路容量元限大变压器为20KV/410V变压器在每台变压器和相应的断路器之间,有5m长的单根电缆 在电源出口处断路器和馈出断路器之间,有1m母线 设备安装在柜中,环境温度为40 母线压降(阻抗)不考虑 短路短路电流的流的计算算变压器出品器出品处短路短路电流速流速选短路短路电流的流的计算算同理得出其余支路所在点的短路同理得出其余支路所在点的短路电流流2800kVA20kv/410VPEND0D0PENPEND1PEND2NPED3ABCS1S2S3PEND4PED5DS4S5NPED7S7D6S6辅助助P11kW电动机机P37kWPE荧光照明灯光照明灯258W每相每相17只照明器具只照明器具38kA25kA25kA16kA1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法保保护装置的装置的选择保保护装置装置选择及及验证l为了了选择一种保一种保护装置装置,只要只要验证下述关系下述关系InIB.IcsIsc(Ics为断路器的运行分断能力)借助于良信断路器样本参数表进行选择2800kVA20kv/410VPEND0D0PENPEND1PEND2NPED3ABCS1S2S3PEND4PED5DS4S5NPED7S7D6S6辅助助P11kW电动机机P37kWPE荧光照明灯光照明灯258W每相每相17只照明器具只照明器具38kA25kA25kA16kA1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法保保护的的选择性性选择性的定性的定义l选择性又称保性又称保护的的选择性，是自性，是自动保保护装置之装置之间的的协调配合，使配合，使电网任意点的故网任意点的故障直接由并且只由距离故障点最近的断路器消除。障直接由并且只由距离故障点最近的断路器消除。l完全完全选择性性故障点的所有故障电流值，从过载到短路，均由断路器D2断开，D1保持闭合l部分部分选择性性如果全短路故障电流情况下，不能满足全选择性，但是可能在某一较低故障值时（选择性极限值以下）上、下级具有选择性，当短路电流大于某一值时，上、下级不具有选择性则称为部分选择性。l无无选择性性当故障发生时，D1和D2断路器均打开。aD1D2四种四种类型型电流流选择性性时间选择性性能量能量选择性性保保保保护护的的的的选择选择性性性性选择性性时间选择性性电流流选择性性逻辑选择性性能量能量选择性性ti过载保保护:电流流选择性性基于保基于保护设备电流流设定定值的不同的不同如果上下如果上下级脱扣器脱扣器长延延时整定之比大于整定之比大于1.6（在配（在配电断路器的情况下），断路器的情况下），保保护是具有是具有选择性的性的ti低低压短路保短路保护：时间选择性性基于保基于保护响响应时间设定定值的不同的不同上上级断路器的脱扣断路器的脱扣应稍微延稍微延时，下，下级断路器的脱扣更快。断路器的脱扣更快。如果磁脱扣器的上下如果磁脱扣器的上下级电流整定流整定值（或（或电子脱扣器的短延子脱扣器的短延时整定）之比大于整定）之比大于1.5倍倍,保保护是具有是具有选择性的性的故障位置保故障位置保护:逻辑选择性性根据故障位置根据故障位置,紧靠故障的上靠故障的上级断路器断路器:故障故障检测；向其上向其上级断路器断路器发送不脱扣信号送不脱扣信号脱扣脱扣不脱扣不脱扣大短路大短路电流保流保护:能量能量选择此原理此原理综合了限流能力合了限流能力大短路大短路电流下，很流下，很难在在时间坐坐标上区分脱扣先后上区分脱扣先后断路器用能量（断路器用能量（）来定）来定义脱扣范脱扣范围,能量脱扣器确保脱扣速能量脱扣器确保脱扣速度度1.断路器的脱扣器额定电流In的确定 2.电缆截面积的选择 3.电压降的确定 4.短路电流的计算5.保护装置的选择 6.保护的选择性7.人身保护的验证 低低低低压压配配配配电电系系系系统统的的的的设计设计方法方法方法方法人身保人身保护的的验证人身保人身保护l在在TNTN系系统中，我中，我们应该验证由装置短路保由装置短路保护实现接地保接地保护的最大配的最大配电长度，我度，我们取系数取系数m=1m=1对于截面为4mm2的S6电缆，人身未得到保证，应选用较大的截面，如10mm2，其最大长度为117m,根据IEC1200-53文件规定“在得不到供电部门数据时，三相有中性线路可采用简化法计算其短路电流”。i0.8U0S1.520(1+m)L（1式）人身保人身保护的的验证人身保人身保护式中：I为预期短路电流(或短路瞬动电流整定值);U0为相与中性线之间的电压，取230V；S-导线载面积，mm2；20为20时相线的电阻率，.mm2/m；m为中性线（或PEN线）电阻与相线电阻的比值，或相线与中性线导线载面积之比；L为线路长度，单位为m。经变换，上式（1）可换成式（2）已知铜芯电线的20=18.410-3.mm2/mi0.8U0S1.520(1+m)LL0.8U0S1.520(1+m)i（式2）人身保人身保护的的验证人身保人身保护根据上式可求得最大线路保护长度：以S6为例该线路路长为75m，显然已超出最大配然已超出最大配电长度，所以度，所以选10mm2同理可同理可验证线路中其它回路路中其它回路L0.8U0S1.520(1+m)i0.823041.518.410-3(1+1)251247m技技术更先更先进，应用用更全面更全面，体，体现了良信低了良信低压断路器的精髓断路器的精髓.可靠的可靠的产品保品保证了用了用户供供电系系统的的供供电连续性性不断不断创新的新的设计理念也理念也为用用户的的应用开拓了空用开拓了空间结论结论谢 谢！结束束语