施耐德断路器选择

施耐德断路器选择

1进线和分段断路器－空气断路器

1.1一般规定

变压器容量S≤800kV A，断路器选用MT06~16N 分断能力I cu=I cs=50kA, I cw=36kA (1s)

控制单元选用Micrologic 5.0A

变压器容量S ≥1000kV A，断路器选用MT20~40H1-H2分断能力I cu=I cs=65-100kA,

I cw=65-85kA (1s)

控制单元选用Micrologic 5.0A

1.2应用举例

配电变压器S9-630KV A, 4.5%,二次侧额定电流I n2＝909A，最大工作电流I2max＝957A，二次侧最大三相短路电流I k＝17.91kA，最小16.2kA

1.2.1进线断路器

选用MT12N2, 1250A,4P空气断路器,额定电流I n＝1250A

(1)过载长延时保护－反时限，t＝k/I2

整定电流：I r=1.05×957=1005A,取

I r=0.8I n=1000A（整定范围500 ~ 1250A）即0.4~1.0I n

长延时整定时间(6I r的动作时间)要与以下条件配合：

1)应躲过最大一台电动机起动时间，或自动再起动时间；

2)变压器二次侧最大短路时，过载保护动作时间不小于0.4s，即

K=179102?0.45=(6?I r)2?t r=60002?t r得t=4.01s

取t r＝4 s或t r＝8 s（级差为4s）

当变压器过载1.3倍，即I=1.3?957=1244A时，若t r=4s保护动作时间：

t=(60002?4)÷12442=93 s 可见，太保守－完全没有发挥变压器的过载能力

取t r=8s

(2)短路短延时保护

整定电流I sd的整定应取以下两种情况最大者：

1）一台变压器带总负荷（不含最大电动机负荷）加上最大一台电动机的起动电流；2）一台变压器带50％总负荷，加上另一段母线上电动机自动再起动电流；

有时，为了简化计算，可取2.0~2.5倍变压器额定电流，即认为变压器最大尖峰电流不超过额定电流的2~2.5倍。本例中，取2.5倍，则

I sd=1.2×2.5×957=2871A=2.871I r取

I sd=3.0I r=3×1000=3000A(整定范围1.5 ~10I r共9档)

短路短延时时间t sd的整定，应与以下保护动作时间配合：

1)低压配出回路的速断保护或短延时速断保护；

2)分段开关的短延时速断保护；

采用定时限，即I2t Off

当I ≥I sd，t sd=0.4s t=k 定时限

灵敏度校验：

K L＝0.866?16.2/3.0=4.67>1.3 满足要求

(3)短路瞬时保护

为了与低压出线速断保护相配合，应将本保护功能关断Off

如果将其设定为最大一挡，校验是否躲过变压器二次侧最大三相短路电流。

I i＝15I n＝15?1250＝18.75kA>17.91kA (整定范围2.0 ~15I n共8档)

最大分断时间50ms

虽然整定电流略大于最大短路电流，但比较接近，推荐关断Off

1.2.2分段断路器

(1)过载长延时保护

整定电流：I r=0.8I n=1000A（整定范围500 ~ 1250A）即0.4~1.0I n

长延时整定时间t r＝8s （6.0I r时）

(2)短路短延时保护

动作电流整定值同进线断路器，但动作时间应与进线配合，即

I sd=3.0I r=3×1000=3000A

t sd=0.2s （定时限I2t Off）

(3)短路瞬时保护

同进线断路器，即将本保护功能关断Off

1.3在单线系统图上的说明：（以1250kV A变压器为例）

进线与分段断路器选用施耐德MT25H1空气断路器，65kA，I u=2500A，I n=2500A，配套micrologic6.0电子脱扣器，保护整定如下：

进线－I r=0.80I n=2000A ，t r=4s(6I r时)，I sd=3.0I r=6000A，t sd=0.4 s，定时限，

分段－I r=0.80I n=2000A ，t r=4s(6I r时)，I sd=3.0I r=6000A，t sd=0.2 s，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Schneider二次侧进线、分段断路器一览表

2采用Micrologic5.0(6.0)电子脱扣器，瞬动保护功能应关断；

3过载保护整定时间t r整定原则：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)。t r指6I r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（如MT20H1-2500）和I n及配套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型号及I n选择相同，是便于互换；但设定值略有不同。

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：MT25H1-2500，在单线图下面的空格内写“见以上说明1.3”：

3

2配电用断路器－塑壳断路器

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断路器选型原则：

小型负荷配出回路：NSX100N/H，NSX160N/H

对于变电所内部的UPS、EPS、直流电源装置、风机、空调机、照明箱、动力箱等回路，可采用热磁脱扣器TM D或TM G（不用线路综合保护器）

对于供电距离较远的外部负荷，如中心控制室的UPS、空调机，户外动力配电箱、户外照明箱、电加热器等回路，可采用热磁脱扣器TM D或TM G（小负荷）另加线路保护器。个别重要大型负荷可采用NSX400N/H配电子脱扣器Micrologic2.2

2.2应用举例1：变电所UPS供电回路，15kV A，3相380V，计算负荷电流I B＝22.8A,交联聚乙烯铜芯电缆4?6mm2，长期允许载流量I z＝35A，电缆长75m，线路末端最小三相短路电流818A，单相短路电流340A

本例中，满足规范要求的配置方案有三：

2.2.1选择断路器：配电用NSX100N，配热磁脱扣器TM32D,不用线路综合保护器

保护整定

脱扣器额定电流I n＝32A

?过负荷保护整定电流I r＝1.0?I n=32A (整定范围0.8 ~1.0I n共4档)

过负荷保护动作时间t r＝15 s （6I r时）不可调

校验：按GB50054－95第4.3.4条校验，即

I B≤ In ≤ I z，I2≤ 1.45I z

式中，I B＝22.8A，计算负荷电流；

I r＝32A，断路器整定电流；

I z＝35A，电缆长期允许载流量；

即22.8<32<35 A 满足要求

且I r /Iz=32/35=0.91< 1.0 过载保护满足要求！

?短路保护(电磁脱扣器)整定电流：I m＝400A固定，不可调

末端两相短路保护灵敏度：K L2＝0.866?818/400=1.77>1.3 满足要求

末端单相短路保护灵敏度：K L1＝340/400=0.85>1.3 不满足要求！

可见，选用NSX100N配热磁脱扣器TM32D单相接地不满足要求。解决办法有二：1)将配电线路截面改为4?10mm2，此时允许载流量I z＝54A，电缆长75m，线路末端最小三相短路电流1386A，单相接地短路电流579A，此时：

两相短路保护灵敏度K L2＝0.866?1386/400=3.0>1.3 满足要求

单相短路灵敏度：K L1＝579/400=1.44>1.3 满足要求！

2)采用2.2.2的方案

2.2.2选用配电用NSX100N，配单磁脱扣器MA25,另配线路综合保护器

保护整定：

过负荷保护、单相接地保护由线路综合保护器实现，整定从略；单相接地保护也可由本断路器实现（满足灵敏度要求时）

脱扣器额定电流I n＝25A

短路保护(电磁脱扣器)整定电流：I m＝7?I n=175A (整定范围6.0 ~14I n共9档)

末端两相短路保护灵敏度：K L2＝0.866?818/175=4.04>1.3 满足要求

末端单相短路保护灵敏度：K L1＝340/175=1.94>1.3 满足要求！

2.2.3选用NSX100N配电用断路器，配热磁脱扣器TM40G

保护整定

脱扣器额定电流I n＝40A

?过负荷保护整定电流I r＝0.8?I n=32A (整定范围0.8 ~1.0I n共4档)

过负荷保护动作时间t r不可调

校验：按GB50054－95第4.3.4条校验，即

I B≤ In ≤ I z，I2≤ 1.45I z

式中，I B＝22.8A，计算负荷电流；

I r＝32A，断路器整定电流；

I z＝35A，电缆长期允许载流量；

即22.8<32<35 A 满足要求

且I r /Iz=32/35=0.91< 1.0 过载保护满足要求！

?短路保护(电磁脱扣器)整定电流：I m＝80A固定，不可调

末端两相短路保护灵敏度：K L2＝0.866?818/80=8.8>1.3 满足要求

末端单相短路保护灵敏度：K L1＝340/80=4.25>1.3 满足要求！

评论：由于是UPS供电回路（同样，如直流电源装置、EPS装置、照明箱等负荷）基本上没有起动电流问题，瞬动电流整定值80/22.8=3.5倍，完全满足要求

2.3应用举例2：某罐区配电间，计算负荷190kW，计算电流350A, 交联聚乙烯铜芯电缆2(3?95mm2+1?50)电缆允许载流量I Z＝370A，电缆长225m，负荷中最大一台电动机37kW，线路末端三相短路电流6.55kA，单相接地故障电流2.26kA

1）选择断路器：配电用NSX400N/H，4P，配电子脱扣器Micrologic2.2

2）保护整定

脱扣器额定电流I n＝400A,I o=400A (I0整定范围0.4 ~1.0I n共9档)

?过负荷保护整定电流I r＝0.9?I0=360A (整定范围0.9 ~1.0I n共9档)

动作时间t r整定：7.2I r时t r＝11 s 不可调

?短路短延时整定电流：I sd＝1.2?[(350-69.8?0.75)+69.8?7]=944A=2.62I r

取I sd＝3.0I r=1080A (整定范围1.5 ~10I r共9档)，

动作时间t sd≤ 60 ms 不可调

末端两相短路保护灵敏度：K L2＝0.866?6550/1080=5.25>1.3 满足要求

末端单相短路保护灵敏度：K L1＝2260/1080=2.09>1.3 满足要求！

?短路瞬时整定电流：I i＝12In＝4800A<6550A 固定，不可调

由于瞬动电流小于线路末端三相短路短路，下级出线故障时该断路器将会动作，可能失去选择性。查施赖德断路器上下级配合关系表，“配电保护的配合”p63，

得出的结果是：

a当上级断路器为NSX400N，分断能力50kA，下级断路器最大为NSX400F（分断能力为36kA），只要短路电流不大于50kA，都能满足上下级配合要求；

b当上级断路器为NSX400H，分断能力70kA下级断路器最大为NSX400N（分断能力为50kA），只要短路电流不大于70kA，都能满足上下级配合要求；本例满足配合要求！

1表中T表示上下级能完全配合；

2表中数字为短路电流限值，即当电流小于此值时，上下级可以配合，短路电流计算结果见附录1 3表中空白栏表示上下级不能配合（任何过电流都会失去选择性）；

1表中T表示上下级能完全配合；

2表中数字为短路电流限值，即当电流小于此值时，上下级可以配合。短路电流计算结果见附录1。

3表中空白栏表示上下级不能配合（任何过电流都会失去选择性）；

评论：

本表主要用于配电盘上照明配电箱回路断路器的正确选择。通常，现场照明配电箱上单相照明回路选用C65断路器，额定电流16A；

配电盘上选用NSX100F/N/H断路器，配热磁脱扣器TMD，额定电流在32A－50A之间，于是在配电线路末端（照明箱母线上）的单相短路电流不能

大于0.5kA，否则将失去选择性。

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1表中T表示上下级能完全配合；

2表中数字为短路电流限值，即当电流小于此值时，上下级可以配合；短路电流计算结果见附录1。

3表中空白栏表示上下级不能配合（任何过电流都会失去选择性）；

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2.6照明系统上下级断路器选择与配合(推荐选型)

2.6.1上下级全部施耐德开关

2.6.1.1a上级－变压器进线开关MT06-MT40 电子脱扣器

下级－照明总电源开关（至照明盘）NSX250N/H/S,TM-D

?结论：下级I n≤250A 完全配合；

2.6.1.1b上级－变压器进线开关MT06-MT40 电子脱扣器

下级－照明总电源开关NSX250N/H/S,电子脱扣器2.0/5.0/6.0

?结论：下级I n≤160A完全配合；

2.6.1.2上级－照明总电源开关NSX250N/H/S,TM-D，I r≥160A

下级－照明配出（至照明箱）开关NSX100N/H/S，TM-D,

?结论：下级I n≤100A，当I k≤36kA时，上下级能配合；

2.6.1.3上级－照明配出（至照明箱）开关NSX100N/H/S，TM-D,

下级－照明箱支路开关C65N，1P或2P，C曲线（样本P22）

?结论：在满足以下条件时，上下级可配合

a 上级开关I r=100A, 下级开关任何I r电流都能配合；

2.6.1.4上级－照明箱总开关C65N，3P或4P，D曲线，（样本P8）

下级－照明箱支路开关C65，1P或2P，C曲线

2.6.2.1对照明配电箱回路

1）对于变配电所内的照明箱，因线路距离短，照明盘上建议选用NSX160N/H/S，TM-D,整定电流I r＝100A；

2）对于装置区内的照明箱，宜按2.6.1.3 b要求，选用照明配电盘上断路器的额定电流；

3)照明箱上的总进线开关与支路开关的配合，按2.6.1.4要求；

2.6.2.2 对动力配电箱回路

按上述2.5.1和2.5.2所列表的要求选择上下级断路器的型号和额定(整定)电流值。

3电动机保护用断路器

3.1选择与整定原则

3.1.1分断能力I cu≥ I k －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240m，末端最小两相短路电流3152A

3.2.1瞬动整定值

选NSX250N/H 配可调型单磁脱扣器（MA），另加微机综合保护器

脱扣器I n=220A, 瞬动计算值I m=2.1?1169=2455A

?瞬动整定值I m=11I n=2420A?2455A（瞬动整定范围为9－14I n可调,但只能是整数倍）如果选用STR22ME,由于瞬动整定值不可调，往往不容易满足要求。

灵敏度校验：K L＝3152/2420=1.3 满足要求。

一次系统图上表示：左侧设备栏NS250H-MA，图下方220/2420A

3.2.2本例中，若I m=2.2?1169=2572A，即选用I n=200A

瞬动整定值I m=13I n=2600A?2572A, 则末端两相短路灵敏度：

K L＝3152/2600=1.21<1.3 不满足要求

改用3?120电缆，末端最小两相短路电流3754A，末端两相短路灵敏度：

K L＝3754/2600=1.44>1.3 满足要求！

一次系统图上表示：左侧设备栏NS250H-MA，图下方200/2600A

cu

量有关。通常，可按以下规定执行：

变压器容量S t≤630kV A，I cu＝36kA，N级；

变压器容量630< S t≤1250kV A，I cu＝50kA，SX级；

变压器容量S t≥1600kV A，I cu＝70kA，H级；

2上述断路器和接触器满足2型配合，即触电可能熔焊，但电动机回路在无需修理或更换部件的情况下继续使用。

3: NSX400和NSX630断路器配电子脱扣器Micrologic1.3-M脱扣单元，表中整定值为短延时I sd，延时时间t sd=20ms,最大分断时间60ms

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1.05U n=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80 ?C的电阻值；相保电阻取20?C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100MV A；变压器容量按1000kV A，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；

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