我们在选择断路器时常常只关心额定电流,很少考虑断路器的短路电流分段能力。其实无论从安全性,还是从经济性考虑,我们都应该验证一下各级配电箱的短路电流,合理选择断路器短路电流分段能力。
闲话少说,我们来实际算一下,为简化计算,做如下假设:
1、系统为无穷大,系统阻抗为0;
2、忽略母线阻抗;
3、忽略电动机反馈电流;
4、以常规民用配电系统为例,不适用工业配电;
▲ 系统参数设置和计算结果
上面图片是系统参数设置和计算结果,可以看到:
1、K2点三相短路电流为25kA,作为选择一级配电柜馈电断路器的依据,断路器使用分断能力取35kA或50kA较为合适;
2、K3点三相短路电流为11.34kA,作为选择二级配电柜馈电断路器的依据,断路器极限分断能力取20kA较为合适;
3、K4点三相短路电流为1kA,作为选择三级配电柜馈电断路器的依据,断路器极限分断能力取4.5kA或6kA较为合适;
下面是计算过程,有兴趣的话可以参考下(限于篇幅,仅计算三相稳态短路电流)
1.系统阻抗
Zs = 0.000000 mΩ
Xs = 0.000000 mΩ
Rs = 0.000000 mΩ
2.变压器阻抗
【相关系数:】
c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05
Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV
【输入参数:】
Uk:4.50 //变压器电抗电压百分数
Sr: 1000 //变压器的额定容量,kVA
△P:10.30 //变压器短路损耗,kW
n:1 //变压器台数
【计算公式:】
Zt=(Uk/100)*(Ur^2/Sr)*1000 mΩ
Rt=△P*Ur^2/(Sr^2) mΩ
Xt=√Zt^2- Rt^2 mΩ
Zt = 7.164045
Rt = 1.640000
Xt = 6.970000
3.线路阻抗
【输入参数:】
RL1-1':0.095 //选定线路单位长度的相电阻,毫欧/米
XL1-1':0.076 //选定线路单位长度的相电抗,毫欧/米
L1-1':20.000000 //线路长度,单位m
RL2-1':0.251
XL2-1':0.078
L2-1':50.000000
RL3-1':4.3
XL3-1':0.1
L3-1':50.000000
【计算公式:】
RL = 229.450000
XL = 10.420000
4.线路末端(K2)三相短路电流周期量有效值 Id3
【相关系数:】
c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05
Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV
【输入参数:】
Z:9.198462
Icm:0.000000
【计算公式:】
Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA
Id3 = 25.043617
5.线路末端(K3)三相短路电流周期量有效值 Id3
【相关系数:】
c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05
Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV
【输入参数:】
Z:20.307639
Icm:0.000000
【计算公式:】
Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA
Id3 = 11.343650
6.线路末端(K4)三相短路电流周期量有效值 Id3
【相关系数:】
c = 1.05 //电压系数,计算三相短路电流时取1.05
Un = 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV
【输入参数:】
Z:231.743393
Icm:0.000000
【计算公式:】
Id3=[C*Un/(√3* Z∑)]*1000+Icm kA
Id3 = 0.994042