移动变电站的低压保护整定分析大学.doc

阳泉职业技术学院毕 业 论 文毕业生姓名：田祥栋专业：机电一体化学号：0505231263指导教师周会成所属系（部）：机电系二八年五月阳泉职业技术学院毕业论文评阅书题目：移动变电站的低压保护整定分析机电系 机电一体化 专业 姓名 田祥栋 设计时间：2008 年03月17日2008 年05月17日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：200 年月日阳泉职业技术学院毕业论文答辩记录卡 机电 系 机电一体化 专业 姓名田祥栋答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 200 年月日iv前 言移动变电站由高压开关箱、干式变压器和低压开关箱组成，它是煤矿综采工作面必备的供、变电设备。其发展方向为大容量、高电压组合，高低压侧的开关箱由于采用了先进的计算机控制技术，使得移动变电站整个系统的检测、控制和保护等性能更加完善和合理。目前，矿用隔爆型移动变电站最大容量已超过3000kVA，由于移动变电站高、低压开关箱的不同，有三种组合方式：第一种为高压负荷开关与低压自动馈电开关组合，该方式结构简单，变压器低压绕组至自动馈电开关间一旦发生漏电，自动馈电开关就无法实现保护，形成保护盲区，该方式目前已很少使用；第二种为高压真空配电箱低压保护装置组合，该组合只能利用高压真空配电箱通断各种电流，产生较高的过电压，容易使电路绝缘薄弱处击穿；第三种是高压真空配电箱与自动馈电开关组合，分别负责高低压侧的各种保护，该组合既保留了第二种组合的优点，又克服了其缺点，但是设备投资较大。随着我国煤炭工业的高速发展，采掘工作面机械化程度越来越高，设备的安全运行和可靠保护直接影响企业的生产及安全。煤矿移动变电站主要应用于井下综采设备的供电，由干式变压器，矿用隔爆低压保护箱组成，应具有较完善的短路、过载、漏电，欠压保护功能，高压真空配电装置与低压开关之间具有电气联锁，高压真空配电装置具有开盖电气连锁和移动变电站具有超温报警功能。目前我国现有的移动变电站用电器设备长期通大电流会发热，因此为了保证低压负荷安全可靠运转， 除寻求新型保护设备外，将现有各类保护计算好、整定好，是非常重要的。移动变电站的低压保护整定分析摘 要：随着我国煤炭工业的高速发展，采掘工作面机械化程度越来越高，设备的安全运行和可靠保护直接影响企业的生产及安全。煤矿移动变电站主要应用于井下综采设备的供电，由干式变压器，矿用隔爆低压保护箱组成，应具有较完善的短路、过载、漏电，欠压保护功能，高压真空配电装置与低压开关之间具有电气联锁，高压真空配电装置具有开盖电气连锁和移动变电站具有超温报警功能。目前我国现有的移动变电站用电器设备长期通大电流会发热，因此为了保证低压负荷安全可靠运转， 除寻求新型保护设备外，将现有各类保护计算好、整定好，是非常重要的。关键词：隔爆型移动变电站 干式变压器 矿用隔爆低压保护箱Moves the transformer substation low pressure protection installation analysisAbstract：Along with our country coal industrys high speed development, excavates the working surface mechanization degree to be getting higher and higher, equipments safe operation and reliable protection immediate influence enterprises production and security. The coal mine moves the transformer substation mainly to apply in the mine shaft synthesis picks equipments power supply, by the dry transformer, the mineral product flame-proof low pressure guarantees the protecting box to be composed, should have the perfect short circuit, the overload, the leakage, the undervoltage protection function, between the high vacuum power distribution equipment and the low pressure switch has the electrical interconnection, the high vacuum power distribution equipment has uncaps the electricity chain-like and moves the transformer substation to have the excess temperature warning function. At present our country existing migration transformer substation will pass the big electric current with the electric appliance equipment to give off heat for a long time, therefore to guarantee that the low pressure load safe reliable revolution, besides will seek the new protection device, will have each kind of protection to calculate, the installation to be good, will be very important. key word: The flame-proof type moves the transformer substation dry type transformer mineral product flame-proof low pressure to guarantee protecting box目 录摘要Abstract1 移动变电站综述1 1.1移动变电站在煤矿生产中的应用2 1.2移动变电站的结构与特点3 1.3移动变电站低压保护整定分析的目的和意义42 保护电器的主要性能5 2.1 低压熔断器5 2.2低压断路器63 低压保护电器的选择8 3.1 低压保护电器选择的通用要求83.2 保护电器保护特性的选型原则93.3 保护电器设置104 保护电器的整定分析114.1 整定的基本要求114.2 在正常工作和起动时保护电器不动作124.3 短路保护134.4 过载保护144.5 接地故障154.6 线路故障185 低压保护箱215.1 低压保护箱的型号及组成215.2 低压保护箱技术参数235.3产品特点235.4.主要用途235.5 工作原理246 隔爆真空馈电开关的改造296.1具体改造方法296.2 增设元件参数的选择306.3 改造后的工作原理317 移动变电站低压保护整定实例分析32结束语34参考文献35致谢36阳泉职业技术学院-毕业论文1.移动变电站综述随着我国煤炭工业的高速发展，采掘工作面机械化程度越来越高，机采工作面供电系统必须解决电压损失过大的问题。从经济上考虑，一般采用提高供电电压和缩短低压供电距离的这两种行之有效的方法。移动变电站由矿用隔爆型高压真空配电装置，高压电缆连接器，矿用隔爆型移动变电站用干式变压器，矿用隔爆低压保护箱组成，具有较完善的短路、过载、漏电，欠压保护功能，高压真空配电装置与低压开关之间具有电气联锁，高压真空配电装置具有开盖电气连锁和移动变电站具有超温报警功能。1.1 移动变电站在煤矿生产中的应用移动变电站是将井下采区变电所引来的6000伏电压变为1200伏或690伏电压等级的电压向采掘工作面供电。移动变电站采用防爆结构，适用于具有瓦斯爆炸危险的矿井，安装在距工作面较近的运输巷道中，容量大，供电距离远，可达500800米（低压供电距离）。 移动变电站可以随着采煤工作面的推进而移动，采用能够移动的变压器（变电站）就可以缩短变电站和机采工作面动力设备的距离，减少传输损失，并能适当加长工作面的走向长度。现在东山煤矿综采工作面的走向长度已达上千米，就是采用移动变电站的结果。 1.2移动变电站的结构与特点移动变电站由一台压气式隔爆高压负荷开关箱，一台干式隔爆变压器和一台隔爆低压馈电开关箱组装而成，三个部分之间用法兰隔爆面连接成一个体，安装在拖撬上即形成为移动变电站。1.2.1 移动变压器的结构与特点 移动变电站的主体为KSGB型矿用隔爆三相干式变压器，其绕组的绝缘材料为H级，隔爆外壳有散热片。此外，主变压器内还设有保护绕组过热的温度继电器。 变压器有100千伏安、800千伏安、630千伏安、500千伏安、315千伏安五种容量，它们都可以接成Y/Y12，这时付绕组可以得到1200伏额定电压，对于630千伏安以下容量的变压器不接成Y/A11，这时副绕组可以得到690伏的额定电压，变压器的原绕组设有调压端钮，可以使副绕组的端电压在其额定的电压5%范围内调节。 1.2.2 低压真空馈电开关 1、低压真空馈电开关用途使用范围 现以四平开关厂生产的BKD500/1140.660矿用隔爆型真空馈电低压开关为例叙述。 矿用隔爆型真空馈电开关（以下简称真空开关）主要用于矿井下，在交流50赫兹，额定电压1140伏或660伏，额定电流500A及以下的线路中，作为配电系统的总开关、分支开关，也可用于大容量电动机不频繁起动，一般作为矿用隔爆型移动变电站低压馈电开关，当线路出现过载，短路或漏电故障时，馈电开关能根据要求自动地切断电路。 2、低压真空馈电开关的原理 （1）真空开关电子型脱机器工作原理：a、传感元件由套在开关出线端的三个电流互感器组成，互感器具有非饱和特性、二次侧电流的变化与电网电流的变化成正比。通过并联在互感器付边的负载电阻，将付边电流的变化转换成变化电压信号。付边输出电压信号的变化与电网、电流的变化成正比，这个电压作为电网电流变化传递给脱机器本体。b、由传感器送来的电压信号，经脱机器上的三个单相桥式整流器整流后，得到反映主回路电流大小的脉动直流电压信号，将它们分压后分别送到瞬时、短延时、长延时电路，各电路按瞬时值翻转，输出一动作信号到记忆电路，寄存并显示故障类别。记忆电路输出驱动信号一路使晶体管截止，断开关电源，使欠压线圈失电。另一路送往整型电路，再触发可控硅，关断开关电源，使欠压线圈失电，并使分配线圈加电，完成脱扣动作，断路器分断。c、电源的电压是由变压器输出50伏，经桥式整流后，一路经稳压得到17伏和9伏直流电压，供给控制回路，另一路通过开关电源，为欠压线圈提供直流电压。d、控制电路和采用运算放大器，由CMOS数字电路和外围元件组成，功耗低，工作可靠，抗干扰能力强，动作阀值电压准确、稳定。 （2）检漏继电器工作原理。安装在真空馈电开关的电源侧的隔离开关、熔断器、降压变压器将输入端的1140伏或660伏电源电压降为127伏，此电压送入由C与变压器构成磁稳压装置，保证电源电压在额定值的75%100%范围内变动时，该检漏继电器仍能可靠的工作。 由于井下电网对地存在着分布电容，电容电流在网路绝缘下降漏电或人身误操作触及网路时叠加在漏电电流或触电电流上造成严重危害。因此，设置了补偿电容电流的环节。 1.2.3 移动变电站在煤矿生产中的作用综采综掘的生产对供电的要求比较特殊，针对综采综掘的电气设备容量大，供电距离远的特点，在采掘工作面采用了移动变电站作为主动力电源，移动变电站在采煤和掘进巷道中可以随时移动，极大的减小了供电高压损失。能够保证电动机端子上有足够的电压，保证了综采综掘设备效率的发挥。东山煤矿各采区临时变电硐室和配电点全部使用移动变电列车，移动变电站在煤矿生产中发挥着越来越重要的作用。 从供电的要求上来看，移动变电站有着供电可靠，供电安全，能保证充足的供电量，并且在实际使用中减少低压电缆的截面积，即为技术经济合理，极大减少打造变电硐室的费用，东山煤矿两大采区变电所都采用了干式变压器，油浸变压器将被逐渐取替，极大地减少了因使用油浸变压器产生的漏油、溢油事故，甚至发生火灾事故，消除了矿井安全生产的特大隐患。 1.3移动变电站低压保护整定分析的目的和意义保护电器在低压配电系统中占有重要地位，在配电线路发生故障时切断故障电路的器件主要是低压熔断器和低压断路器。如果设计中整定不正确，将导致不能在要求的时间内切断故障电路，从而损坏电线、电缆，甚至扩大事故，或者导致非选择性动作，扩大停电范围。为了正确选择和整定电器参数，首先要了解保护电器的主要性能，同时要熟知国家标准低压配电设计规范（GB5005495）的有关规定，从而进一步知道按照配电系统的状况和计算的故障电流值（短路电流和接地故障电流等），正确整定保护电器的参数，以保证满足上述规范的规定，即在规定的时间之内可靠切断故障（或发出报警），同时要求有选择地切断故障，即只切断发生故障的一段电路，而不切断上级配电线路。2. 保护电器的主要性能2.1 低压熔断器配电系统中使用的熔断器应符合国家标准低压熔断器第1部：基本要求（GB13539.12002）（等同采用IEC 602691:1989）和低压熔断器 第2部分：专职人员使用的熔断器的补充要求（GB13539.12002）（等同采用 IEC602699.2之1995年1号及2001年2号修正件）、低压熔断器 第2部分：专职人员使用的熔断器的补充要求 第15篇：标准化熔断器示例（GB13539.12002）（等同采用IEC 602692000）。2.1.1 分断范围和使用类别第一个字母表示分断范围。“G”为全范围分断能力熔断体；“A”为部分范围分断能力熔断体；第二个字母表示使用类别。两字母组合的熔断体类别举例：“GG”为一般用途全范围分断能力的熔断体；“GM”为保护电动机电路全范围分断能力的熔断体；“AM”为保护电动机电路的部分范围分断能力的熔断体。专职人员使用的熔断器，主要用于工业，有：刀型触头熔断器、螺栓连接熔断器、圆筒形帽熔断器、偏置触刀熔断器等类型。非熟练人员使用的熔断器，主要用于家用或类似用途.2.1.2 时间电流特性对不同大小的故障电流决定熔断时间，是一种反时限特性曲线。制造厂应提供弧前和熔断时间电流特性或时间电流带。2.1.3 约定时间和约定电流反映熔断体过载的特性参数，其数值如表1所示。表1中的N小于16 A的熔断，按GB13539.62002的约定电流值列于表2。2.1.4 熔断体的分断能力在规定的使用和性能条件下，熔断体在规定电压下能够分断的预期电流值，对交流熔断器，指交流分量有效值。2.1.5 过电流选择性两个或多个过电流保护电器之间的相关特性配合。当在给定范围内出现过电流时，指定的保护电器动作，而其他的不动作。标准规定，当弧前时间大于0.01S时额定电流之比为1.6 :1的两级熔断器之间的选择性可得到保证。2.1.6 I2t（焦耳积分）特性在规定的动作条件下作为预期电流函数的弧前或熔断2T曲线。制造厂应提供弧前时间小于0.1S至相应于额定分断能力的弧前2T特性，以及以规定电压为参数的熔断2T特性，分别代表实际使用中可能遇到的作为预期电流函数的最小和最大值。2.1.7 产品现状自1992年发布GB13539.192标准以后，我国有一批熔断器按92年标准生产，具有分断能力高、选择性好等特点。“GG”类型主要型号有RT15、RT16、RT17、RT20、RT30以及RL6、RL7等，这些产品也符合2002年熔断器新标准的要求。但是，我国还没有符合标准的“AM类型产品。据了解，进入我国市场的奥地利埃姆斯恩特公司和法国的溯高美公司都有这类产品。2.2 低压断路器采用断路器应符合国家标准低压开关设备和控制设备低压断路器（GB14048.22001，等同于IEC609471995同名称标准。2.2.1 分类（1）按使用类别分类A类：在短路情况下，断路器无明确指出用作串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性保护；B类：在短路情况下，断路器明确串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性保护，即在短路时，选择性保护有人为短延时（可调节）。（2）按设计形式分，有万能式（开启式）、塑壳式；（3）按分断介质分，有空气分断、真空分断、气体分断；（4）按操作机构的控制方法分，有有关人力操作、无关人力操作、有关动力操作、无关动力操作、储能操作。而储能操作又有：储能方式（弹簧、重力等）、能量的来源（人力、电力等）、释能方式（人力、电力等）；（5）按是否适合隔离分，有适合隔离、不适合隔离；（6）按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式；（7）按外壳防护等级GB 42081993的IP代码分。2.2.2 短路特性（1）额定短路接通能力（CM）：用最大预期峰值电流表示；（2）额定短路分断能力，规定为：额定极限短路分断能力（C）用预期分断电流（KA）表示；交流用交流分量有效值表示；额定运行短路分断能力（CS）用预期分断电流（KA）表示，相当于C的某一百分数，标准百分数规定为100%C、75%C、50%C，对于A类断路器，还可以为25%C。（3）交流断路器的短路接通和分断能力的关系：两者的比值应不小于1.52.2 按短路分断能力大小和不同功率因数决定（4）额定短时耐受电流（C）：对于交流，C为有效值，C值应不小于断路器额定电流N的12倍，且不得小于5KA，最大不超过30KA。与C相应的短延时不应小于0.05S，可选取0.05S、0.1S、0.25S、0.5S和1.0S几档。2.2.3 产品现状（1）万能式断路器：由上海电器科学研究所组织研究设计的主要产品有：DW45型是20世纪90年代新的智能型断路器，框架电流20036300A，C达80120KA（400V时），具有长延时、短延时、瞬时和接地故障保护功能，其整定电流和动作时间可在较大范围内方便调节，其价格较高；DW50型是21世纪初研制的智能型断路器，框架电流1000A，性能与DW45基本相同；DW15HH型是20世纪90年代末对原DW15型的再开发产品，具有和DW45相同的保护功能，但尺寸较小，价格适中；DW613型：框架电流6304000A,400V时C达到3080KA，具有长延时、瞬时和接地故障保护功能，但调节范围较小，没有短延时脱扣器，其价格较低。此外，还有ABB公司的F系列，施耐德公司的MT系列，框架电流达6300A，具有四段全保护功能，但价格较高。（2）塑壳式断路器S系列（即DZ40型）：由上海电器科研所和全国十多个企业研制的新产品。壳架额定电流63800A，共6个等级；分断能力有4个等级，即C系列（普通400V型时，C达1535KA）、Y系列（标准型，C达3050KA）DW15HH系列（较高型，C达5070KA）、G系列（最高型，C达100KA）；有配电保护用和电动机保护用（AC-3）两种；具有长延时和瞬时脱扣器。还有2个系列产品：一是Z系列智能化断路器，具有短延时脱扣器，有多种调节功能，也可直接与计算机控制系统通讯；二是L系列剩余电流断路器，同时具有长延时、瞬时和剩余电流保护功能，壳架电流63-200KA，现又扩展到800KA，这是一个功能多样，具有不同档次可供选用的好产品。另外，如ABB公司S型（达3200A）、型（达6300A），施耐德公司的NS型（达1250A）等，有长延时、瞬时脱扣器，也有增加带短延时、接地故障保护等脱扣器的智能型断路器。3低压保护电器的选择3.1 低压保护电器选择的通用要求低压配电线路保护电器选择应考虑以下要求：（1）保护电器必须是符合国家标准的产品。断路器和熔断器的国标是新世纪后修订的，等同采用IEC标准，符合当今国际先进水平；（2）保护电器的额定电压应与所在配电回路的标称电压相适应；（3）保护电器的额定电流不应小于该配电回路的计算电流；（4）保护电器的额定频率应与配电系统的频率相适应；（5）保护电器要切断短路故障电流，应满足短路条件下的动稳定和热稳定要求，还必须具备足够的通断能力。分断能力应按保护电器出线端位置发生的预期三相短路电流有效值进行校核。当今，我国的保护电器产品具有国际先进水平，其通断能力足以满足配电系统的要求；但是，保护电器的通断能力具有不同等级产品，所以，在配电设计中，应进行校验，重点是当配电变压器容量较大，而安装在靠近变压器的保护电器容量又较小时，更应作计算和校验；（6）考虑保护电器安装场所的环境条件，以选择相适应防护等级（等级）的产品。此外，在高海拔地区（如海拔超过2000M）应选用高海拔用的产品，或者采取3.2 保护电器保护特性的选型原则（1）配电线路在正常使用中和用电设备正常起动时，保护电器不会动作；（2）保护电器必须按规范规定的时间内切断故障电路，这是实施规范的最基本目标，也是保护电器的根本任务；（3）配电系统各级保护电器的动作特性应能彼此协调配合，要求有选择性动作，即发生故障时，应使靠近故障点的保护电器切断，而其上一级和上几级（靠电源侧方向为上）保护电器不动作，使断电范围限制到最小。如图1所示，如Y点短路，应使RD4断开，如X点短路，应使RD3断开。如果选择性难以得到完全保证，应该使低压主干线的保护电器（图1中的CB1）不会越级断开，宁可牺牲下级配电线路保护的选择性（如Y点短路，RD3越级断开），其影响范围相对较小。低压配电用保护电器包括断路器和熔断器两种，而断路器又有非选择型和选择型两类。配电系统有树干式、放射式和混合式等几种。保护的级数多少也不同，少至一、二级，多至六、七级。下面以图1所示意的配电系统说明不同位置保护电器选型。（1）配电干线首端保护电器（图1中的CB1）：为了保证干线首端可靠切断故障和动作选择性，应选用选择型断路器，如DW45型或DW15HH型。当此干线供电范围不大，其计算负载电流较小（如300A以下）时，也可选用熔断器。当从此处（变电所低压配电盘）直接给单台用电设备配电的线路，可选用非选择型断路器；（2）配电干线第二级保护电器（图1中RD2）：一般宜用熔断器。当此段干线供电范围较大，负载较重要，计算负载电流较大（如400A以上）时，可用选择型断路器，如Z40型； （3）末端电路，即直接接至用电设备的线路保护电路（如图1中的CB4），通常使用非选择型断路器，必要时，也可用熔断器（如RD4），这里接笼型电动机，最好用AM型熔断器；（4）末端电路的上一级线路保护电器（图1中的RD3）：使用熔断器为好。当所供电的用电设备不多，突然断电影响不大时，也可使用非选择型断路器；（5）为保证选择性动作，多级配电线路的中间各级（图1中的RD2、RD3）最好选用熔断器。综上所述，配电线路各级保护电器比较合理的选型是：选择型断路器（首端）熔断器熔断器非选择型断路器（末端）。33 保护电器设置3.3.1 配电变压器低压侧总开关的设置和选型低压侧应设总开关（图1中K1），有两种选型：一是设隔离开关，二是设有隔离功能的断路器，或隔离开关加断路器。随着用电可靠性要求和安全保护要求的提高，越来越趋向装设断路器。其主要优点是可以遥控合闸，可以带负载断开，具有保护功能，事实上也有隔离开关具有断开负载和遥控合闸功能。设置断路器时的保护功能呢？鉴于该断路器与各出线的保护电器都装在低压配电柜内，距离不过一米至几米，在此范围内发生短路和接地故障的机率很小，所以不必设置保护功能。如果该断路器（图1的K1位）再带瞬时过电流保护，则难以与各出线（图1之CB1）保护协调动作，无法实现主干线的选择性，是不可取的；但是，K1处装设长延时保护，作为过载保护用是可以的；3.3.2 各配电箱内的进线开关设置和选型此进线开关作隔离和断开负载电流用，可以用隔离开关，也可用断路器，需要遥控者，选用电动操作断路器。不设置保护，必要时可带长延时做过载保护，但不应装设瞬时动作保护；3.3.3 接用电设备的末端回路保护电器及控制电器（图1之CB4或RD4）的设置末端回路应设短路和接地故障保护，装设在末端回路前端的保护电器（图1之CB4或RD4）必须具备这项功能，通常装非选择型断路器或漏电断路器，而末端回路的末端则不必再设短路保护，而是根据所接用电设备需要，装设控制电器（如接触器）。按需要，还应装用电设备的过载保护电器。对于笼型电动机，宜用AM型熔断器（图1之RD4）；3.3.4 断路器和熔断器的比较这两种保护电器各有其特点，应根据需要选用。有一种观点认为，断路器先进而熔断器是落后产品，这种看法是不全面的。断路器具有遥控功能（带电动操作）、完善的保护功能，调整方便（智能型）、故障断开后可以恢复等诸多优点，特别是智能型断路器更是熔断器所不可比拟的。但熔断器却以它良好的选择、配合性能和较低廉的价格而占有自己的地位，适合于配电系统的中间各级。必要的技术措施。在靠近海边的地方，应使用防盐雾的产品。4 保护电器的整定分析4.1 整定的基本要求上节所述选型的三条原则，更需要在整定值中来实施，即：（1）正常工作和正常起动时，不应切断电路；（2）线路故障时，应可靠切断故障电路；（3）线路故障时，各级保护电器应有选择性地切断电路。这三项要求常常是相互矛盾的，配电系统设计的任务就是要合理地选择保护电器，正确整定其参数，如保护电器额定电流或整定电流大小受到第1和第2项的限定，而动作时间的快慢又受到第2和第3项的制约，必须仔细计算、校验，协调矛盾，实现对立的统一，以符合规范的要求。4.2在正常工作和起动时保护电器不动作正常工作时，保护电器不动作，应符合前述公式（2A）的条件，即BN。关于起动时，保护电器不动作，以具有代表性的笼型电动机为例，分别按以下要求进行计算和校验。4.2.1 使用熔断器熔体额定电流应符合下式要求。KM1B（N1）（9） 式中：M1线路中所接的最大一台笼型电动机的额定电流（A）B（N1）除最大一台电动机外的线路计算电流（A）；K计算系数，通常取1.01.5，取决于M1B值大小及最大一台电动机起动状况，一般说，M1B值为0.250.4时，K取1.01.1，M1B为0506时，K可取1213；M1B为0708时，K可取1415；对于轻载起动的电动机，当M1B025时，一般可不考虑其起动之影响。4.2.2 使用断路器（1）断路器的长延时脱扣器整定电流Z1，一般可不考虑电动机起动的影响；（2）短延时脱扣器整定电流Z2应躲开最大一台电动机的起动电流，用下式计算：Z2KM1B（N1）（10） 式中：M1线路中所接最大一台笼型电动机的起动电流（A）；K可靠系数可取12。（3）瞬时脱扣器整定电流Z3应躲过最大一台电动机的全起动电流，用下式计算：Z3KM1B（N1） （11） 式中：M1线路中所接最大一台笼型电动机的全起动电流，包括周期分量和非周期分量，其值为该电动机起动电流（M1）的1721倍；K可靠系数，可取12。4.3 短路保护线路在正常运行中，导体产生温升而达到允许最高工作温度（这是计算的工作温度）。发生故障时，导体温度急剧上升，超过允许工作温度，应该在达到导体允许的极限温度之前切断故障电路，以避免导线绝缘损坏，甚至引起火灾，用公式（1）进行热稳定检验，分述如下。（1）使用熔断器时，因为它具有反时限特性，使用公式（1）验算时较麻烦，要计算出预期短路电流，按选择的熔体电流值，再查熔断器特性曲线找出相应的全熔断时间T，代入（1）式。为了使用方便，可从表6所列数据，按导体截面和敷设方式查出熔体电流的最大允许值。（2）使用断路器时，通常是利用其瞬时或短延时脱扣器作短路保护，瞬时脱扣器的全分断时间（包括灭弧时间）极短，一般为1020MS，甚至更小，虽然短路电流很大，一般都能符合式（1）要求。但应注意，当配电变压器容量很大，从变压器低压配电盘上直接引出截面很小的馈线时，难以满足热稳定要求，应按式（1）作校验。采用短延时脱扣器断开短路电流时，短路电流持续时间将达0106S，根据经验，选用带短延时脱扣器的断路器所保护的配电干线截面不会太小，一般能满足式（1）要求，可不作校验。44 过载保护（1）用断路器的长延时作过载保护，如前述，只要符合式（3），即满足规范规定的式（2A）、（2B）之要求。（2）用熔断器保护时，也应满足式（2A）、（2B）要求。但式（2B）中有约定熔断电流2，使用不方便，应作如下变换。按熔断器国标，16A及以上的gG和gM熔断体的约定熔断电流16N（见表1），又按GB5005495的条文说明第434条中指出，因熔断器产品标准测试设备的热容量比实际使用的大许多，即测试所得的熔断时间较实际使用中的熔断时间为长，这时2应乘以09的系数，20916N，此式代入式（2B）得144N145Z近似认为：NZ或ZN （12） 对于小于16A的熔断器，按表2所数据：镙栓连接熔断器的16N；而刀型触头熔断器和圆筒形帽型熔断器，则有19N（当16AN4A）和21N（当N4A）。按以上同样方法计算结果列于表7。45 接地故障4.5.1 接地故障保护要求对TN接地系统来说，应符合公式（4）的规定。（1）采用熔断器时，应分别满足表（3）或表（4）规定的值；（2）采用断路器时，如只带长延时和瞬时脱扣器的，应利用瞬时脱扣器作接地故障保护，瞬时脱扣器的整定电流Z3应符合下式要求：13Z3（13） 式中，系数13是规范规定的可靠系数。4.5.2 满足规范要求存在的问题和措施当配电线路较长，往往难以满足表（3）、（4）或式（13）的要求，接地故障电流较小，不足以使保护电路动作。为此，必须昼降低熔体电流或断路器瞬时整定值Z3，但将受到很多因素的制约；另一方面应力求提高值。具体措施如下：（1）配电变压器选用，YN11接线，不用Y，YNo接线，对于靠变压器较近的故障点的1值有明显增大；（2）加大相导体及接地线导体截面，对于截面较小的电缆和穿管绝缘线有较大影响，而对于较大截面的裸干线或架空线，由于其电抗较大，加大截面作用很小；（3）改变线路结构，如裸干线改用紧凑型封闭母线，架空线改电缆，可以降低电抗，但增加投资，有时是不可行的。如果以上措施还是满足不了表（3）、（4）或式（13）要求，就应该改变保护电器。4.5.3 采用带短延时保护的断路器前述用熔断器或断路器的瞬时脱扣器不能满足接地故障要求，第一级（或第二级）配电干线，容量较大时，可采用带短延时脱扣器的断路器作接地故障保护，短延时整定电流值Z2应符合下式要求：13Z2（14）式（14）和式（13）相同，只有Z2取代Z3。同一断路器，短延时整定电流Z2通常只有瞬时整定电流Z3的1513左右。所以满足不了式（13），但容易满足式（14）要求，即短延时保护大大提高了动作灵敏性。4.5.4 采用带接地故障保护的断路器作接地故障保护如果还满足不了式（14），则采用此方案，必将成若干倍地提高动作灵敏性。接地故障又分两种方式，即零序电流保护和剩余电流动作保护。（1）零序电流保护：三相四线制配电线路正常运行时，如果三相负载完全平衡，则流过中性线（N）的电流为0，即N0；如果三相负载不平均，则产生不平衡电流，N0；如果发生某一相接地故障时，N将大大增加，达到N（）。因此，利用检测N值发生的变化，以取得接地故障的信号；检测零序电流，通常是在断路器后三相线（或母线）各装一只电流互感器（CT），取3只CT次级电流矢量和乘以变比，即NABC。断路器的零序电流保护的整定值ZO如何确定？要求在正常运行中可能出现的最大不平衡电流时不会动作，而在发生接地故障时必须动作，建议ZO的整定值应符合下列两式的要求：ZO（1520）N （15） 13ZON（） （16） 式中，N（）为发生接地故障时电流，包括接地故障电流和不平衡电流。一般说，配电干线正常运行时的N值不超过计算电流B的20%25%，所以，通常ZO可整定在断路器长延时脱扣器电流Z1的3060为宜，但必须符合式（16）之规定。可见，零