淺談高低壓開(kāi)關(guān)柜中電氣設(shè)備的選擇應(yīng)用

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，高低壓成套開(kāi)關(guān)柜是供配電系統(tǒng)中必不可少的電氣設(shè)備，在實(shí)際的應(yīng)用中起到了非常重要的作用。高低壓開(kāi)關(guān)柜由許多電氣設(shè)備、電氣材料等組成，其電氣設(shè)備及材料的選擇是否經(jīng)濟(jì)、合理，不僅關(guān)系到高低壓開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)制造成本，而且對(duì)高低壓開(kāi)關(guān)柜的安全、可靠運(yùn)行也產(chǎn)生重要影響。因此，本文對(duì)高低壓開(kāi)關(guān)柜中電氣設(shè)備的選擇應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高低壓開(kāi)關(guān)柜;電氣設(shè)備;應(yīng)用

電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，選擇合適的電氣設(shè)備，盡量采用新技術(shù)、新工藝，節(jié)約投資。

電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不完全一樣，具體選擇方法也不完全相同，但其基本要求是一致的。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇設(shè)備的額定電流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。

1、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備

1.1電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Uw·max;1.2電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Iw·max或計(jì)算電流Ica;1.3電氣設(shè)備的型號(hào)：選擇電氣設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點(diǎn)、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)、戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。

2、 按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)

在校驗(yàn)電氣設(shè)備短路情況下的動(dòng)、熱穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)考慮在最大運(yùn)行方式下的短路電流。短路電流的計(jì)算條件應(yīng)考慮工程的最終規(guī)模及最大的運(yùn)行方式。

短路點(diǎn)的選擇，應(yīng)考慮通過(guò)設(shè)備的短路電流最大。

短路電流通過(guò)電氣設(shè)備的時(shí)間，等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（取后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間）和開(kāi)關(guān)開(kāi)斷電路的時(shí)間（包括電弧持續(xù)時(shí)間）之和。

2.1.短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路，有短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或熱量）不應(yīng)超過(guò)允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件。

2.2短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。當(dāng)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力應(yīng)不超過(guò)設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件。

2.3開(kāi)關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)。對(duì)要求能開(kāi)斷短路電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量。

3、 常用電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目

供配電系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于工作原理和特性不同，選擇及校驗(yàn)的項(xiàng)目也有所不同。

4、 高低壓開(kāi)關(guān)電器的選擇

4.1高壓斷路器的選擇。高壓斷路器是變配電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)電器，其文字符號(hào)為QF。高壓斷路器不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置的作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。因此它對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行起著極為重要的作用。

4.2高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇。隔離開(kāi)關(guān)文字符號(hào)為QS，作為有電壓無(wú)負(fù)荷的情況下分?jǐn)嗯c關(guān)合電路之用，其主要功能是保證高壓裝置中檢修工作的安全。用隔離開(kāi)關(guān)可將高壓裝置中需要檢修的設(shè)備與其他帶電部分可靠地?cái)嚅_(kāi)，構(gòu)成明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)，且斷開(kāi)點(diǎn)的絕緣及相間絕緣都足夠可靠，能充分保證人身和設(shè)備的安全。此外，隔離開(kāi)關(guān)的功能還有切換運(yùn)行方式的功能。

4.3高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的文字符號(hào)為QL.它設(shè)有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，能夠開(kāi)斷正常的負(fù)荷電流或規(guī)定范圍內(nèi)的過(guò)負(fù)荷電流，但不能切斷短路電流，所以必須和高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來(lái)切除短路電流。

4.4低壓斷路器的選擇。低壓斷路器與高壓斷路器不同。高壓斷路器自動(dòng)跳閘需要繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置控制其操作機(jī)構(gòu)完成;而低壓斷路器結(jié)構(gòu)本身具有保護(hù)自動(dòng)跳閘的功能，因此低壓斷路器的選擇，不僅要滿足選擇電氣設(shè)備的一般條件，而且還要滿足正確實(shí)現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷及失壓等保護(hù)功能的要求。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)低壓斷路器負(fù)荷的大小、重要程度、短路電流大小、使用環(huán)境及安裝條件等因素綜合考慮決定。

低壓斷路器也稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，常用于配電線路和電氣設(shè)備的過(guò)載、欠電壓、失壓和短路保護(hù)。

4.4.1低壓斷路器過(guò)電流脫扣器額定電流的選擇。過(guò)電流脫扣器額定電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流。

4.4.2瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流的整定。瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流。短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作時(shí)間一般有0.2、0.4、0.6s，選擇時(shí)應(yīng)按保護(hù)裝置的選擇性來(lái)選取，使前一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比后一級(jí)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差。

4.4.3長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流整定。長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流。長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)躲過(guò)允許過(guò)負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。

4.4.4過(guò)電流脫扣器與導(dǎo)線允許電流的配合。絕緣導(dǎo)線或電纜允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷，過(guò)負(fù)荷越嚴(yán)重，允許運(yùn)行的時(shí)間越短。反之，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越短，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定值得越大;動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)作電流必須整定得越小。只有這樣，當(dāng)線路過(guò)負(fù)荷或短路時(shí)，才能避免絕緣導(dǎo)線或電纜因過(guò)熱燒毀而低壓斷路器尚未或不會(huì)跳閘的事故發(fā)生。

4.5熔斷器的選擇。熔斷器的文字符號(hào)為FU，廣泛應(yīng)用于過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。與隔離開(kāi)關(guān)相比，熔斷器的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，它無(wú)法同時(shí)切斷三相，而且每次斷開(kāi)以后需要更換新的熔斷器，在保護(hù)方式上也難以和其他保護(hù)電器協(xié)調(diào)。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、重要程度、短路電流大小、使用環(huán)境及安裝條件等綜合考慮。

4.5.1保護(hù)電力線路熔斷器熔體的額定電流應(yīng)大于或等于通過(guò)熔體的最大工作電流。

4.5.2保護(hù)變壓器時(shí)，對(duì)于6-10kV變壓器，凡容量在1000kVA及以下者，均可采用熔斷器作為變壓器的短路及過(guò)載保護(hù)，其熔體額定電流可取變壓器一次側(cè)額定電流的1.4-2倍。

4.5.3保護(hù)電壓互感器時(shí)，電壓互感器的二次側(cè)負(fù)荷很小，近似空載，因此保護(hù)電壓互感器的熔體額定電流一般選0.5A。

4.5.4熔斷器之間保護(hù)選擇性配合。低壓網(wǎng)絡(luò)中用熔斷器作為保護(hù)時(shí)，為了保證熔斷器保護(hù)動(dòng)作的選擇性，一般要求上級(jí)熔斷器的熔體額定電流比下級(jí)熔斷器的熔體額定電流大兩級(jí)以上。

5、結(jié)語(yǔ)

在供配電系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的選擇是否經(jīng)濟(jì)、合理，至關(guān)重要。這不僅關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的制造成本、經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，而且對(duì)系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行也產(chǎn)生重要影響。

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作者簡(jiǎn)介：張巖，1985-11-13，性別：女，民族：漢，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，研究方向：電氣。