编辑：铜仁矿用变压器厂家 日期：2018-10-26 人气：333
如何给215kVA的三相隔离铜仁矿用变压器选用合适的断路器某工程需要给2台容量为215kVA的电炉铜仁矿用变压器供电。为此，工程人员按标准配备配置了断路器。但安装后发现，只要一送电断路器就跳闸。经过检查，原来是这么回事：……
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我们来看下图：
图中有两台电炉，为电炉供电的是两台隔离铜仁矿用变压器。
工程人员做了以下计算：
1）铜仁矿用变压器参数
额定容量：1250kVA
额定电流：1804A
短路电流：30.1kA
冲击短路电流峰值：63.2kA
2）隔离铜仁矿用变压器参数
额定容量：215kVA
连接组别：YY
初级电压/次级电压：三相：3x230V/3x100V
初级/次级额定电流：314A/722A
工程人员检索了ABB的Tmax塑壳断路器参数，如下：
检索后选择T5N400塑壳断路器，它的额定电流为400A，极限短路分断能力为36kA。脱扣器采用RR221DS电子式三段，如下：
为什么呢？
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小知识：有关断路器的使用参数与选型
断路器的最主要参数有：额定电流In、壳体电流、短时耐受电流Icw、运行短路分断能力Ics、极限短路分断能力Icu、短路接通能力Icm、额定电压Ue和额定绝缘电压Ui等。
断路器的最主要参数有：过载长延时L参数、短路短延时S参数、短路瞬时I参数和单相接地故障G参数。
关于断路器的额定电流In选项：
GB14048.2-2008《开关设备和控制设备第2部分：断路器》中在第4.3.2.3条中定义：
额定电流（In）：对断路器而言，额定电流就是额定不间断电流，并且等于约定自由空气发热电流Ith。
断路器的额定电流必须大于或等于实际工作电流。对于本例，运行电流为314A，故选用额定不间断电流Iu为400A的T5断路器。
关于断路器的极限短路分断能力Icu选项：
断路器的极限短路分断能力Icu必须大于系统的最大计算电流。对于本例，就是铜仁矿用变压器的短路电流。
本例中[citynam矿用变压器厂e]矿用变压器T的短路电流为30.1kA，故选用T5N400断路器。这里的N表示当电压为380~415V时极限短路分断能力为36kA。
关于断路器的短路接通能力Icm选项：
我们知道，短路电流的周期分量和非周期分量在短路后10毫秒时两者叠加达到最大值，也即冲击短路电流峰值Ipk。
在GB14048.1-2012《开关设备和控制设备第1部分：总则》中定义，断路器在短路分断能力型式试验中的短路试验电流，其冲击短路电流峰值与短路电流（也即试验电流）之比为峰值系数n。峰值系数n的规定如下：
对于本例，已知短路电流为30.1kA，由上表中的试验电流I条可查到峰值系数n=2.1，故冲击短路电流峰值Ipk=2.1x30.1=63.2kA。
从选型表中可查到，T5N400的Icm=75.6kA，满足要求。
断路器的工作参数中分为两类，第一类为自身的参数，第二类为线路参数。以上所述都是自身的参数，也即应用条件。
断路器用于线路的参数包括长延时过载L参数、短路短延时S参数和短路瞬时I参数，还有单相接地故障G参数。
T5N400的脱扣器为PR221DS。
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断路器T5N400为何在送电伊始就跳闸了？这肯定与断路器的线路参数的选择有关。
我们来了解一下铜仁矿用变压器的励磁涌流：
当铜仁矿用变压器空载运行时，一次侧产生了空载磁势，在空载磁势的作用下产生了空载磁通和空载电流，即空载电流即励磁电流。
空载磁通分为两个部分：其一是同时环链一次绕组和二次绕组的主磁通，用Φ表示；其二是只环链一次绕组本身而不环链二次绕组的的漏磁通，用Φs1表示。主磁通的路径为主磁路，磁阻相对较小；漏磁通的路径是铜仁矿用变压器外壳和其它铁磁材料和非铁磁材料，其磁阻相当大。因此主磁通比漏磁通的数值上要大数百倍，故本处忽略漏磁通而主要讨论主磁通。
励磁电流中的磁化电流Ior为励磁电流的无功分量，而铜仁矿用变压器的磁滞损耗和涡流损耗代表着励磁电流的有功分量，即Ioa。所以，铜仁矿用变压器励磁电流由无功分量和有功分量组成。
通常电网电压近似为恒压，铜仁矿用变压器运行时，Rm和Xm近似为常数，且Rm远远小于Xm，因此铜仁矿用变压器在空载运行时无功功率很大，而有功功率很小。
当铜仁矿用变压器送电时，铜仁矿用变压器中还未建立励磁电流，母线电压加载在铜仁矿用变压器的初级绕组阻抗上，因此将会产生很大的冲击电流ip。随着空载励磁电流的建立，冲击电流ip将迅速减小过渡到空载励磁电流Io。
因为此铜仁矿用变压器是隔离铜仁矿用变压器，其冲击电流ip大于或等于二次侧的短路电流Ik。
铜仁矿用变压器的励磁涌流要由试验测得。对于本例，我们可以用隔离铜仁矿用变压器一次侧的短路电流来等效铜仁矿用变压器的励磁涌流。
我们来计算215kVA隔离铜仁矿用变压器的短路电流，如下：
在以上计算中，我们看到阻抗电压4.57%的倒数是21.9。因为冲击电流ip大于Ik，为了简便和保险起见，一般地，铜仁矿用变压器的起动励磁涌流可以取为额定电流的30倍。
对于此处讨论的隔离铜仁矿用变压器，有：
隔离铜仁矿用变压器的额定电流是In=314A，故起动励磁涌流ip近似为：
起动励磁涌流持续时间为半个工频周波10毫秒。
现在我们来看断路器的时间电流特性曲线，如下：
此图摘自Tmax断路器样本。
其中绿色的线条属于S参数曲线，黄色的线条属于I参数曲线。
我们来看铜仁矿用变压器起动励磁涌流Ip=9.4kA对应的位置在哪儿：
因为9.4kA除以400A得到23.5，也即铜仁矿用变压器的起动励磁涌流Ip相当于所选定断路器T5N400额定电流的23.5倍，这个值远远超过上图横坐标的额定电流倍率。
由此，我们得知了为何采用T5N400断路器后，当铜仁矿用变压器送到伊始立即跳闸的原因：原来断路器认为系统出现了严重短路了，它执行了短路！
即使我们用铜仁矿用变压器的短路电流6877A除以断路器的额定电流400A，得到的倍率是17.2倍，这个值也远远超过断路器时间电流特性曲线横坐标的倍率最大值。
由此我们得出结论：我们为隔离铜仁矿用变压器选择断路器时，一定要让断路器的参数躲过铜仁矿用变压器的励磁涌流。这里所指的参数是指短路短延时S参数和短路瞬时I参数。
那么我们该如何选择用于隔离铜仁矿用变压器的断路器呢？
1）查阅铜仁矿用变压器铭牌，查出或者计算出它的额定电流
2）将额定电流乘以30，求得铜仁矿用变压器的起动励磁涌流Ip
3）将Ip除以10，得到断路器的额定电流最低值。
按照这个原则，我们来选择合适的断路器，如下：
因为9400/10=940，查阅Tmax断路器选型表后，得知符合要求的断路器型号应当是：T7S1000PR222-DS/P。我们来校核它的参数：
额定电流In：1000A
极限短路分断能力Icu：50kA
符合要求。
现在我们再次来看参数曲线。我们发现PR222-DS/P的I参数可调范围是1.5~12倍额定电流，而在10倍额定电流处，从纵坐标上看到I参数的动作时间在20毫秒到40毫秒之间，完全符合要求。
我们再来看PR222-DS/P的具体参数：
在实际使用中，我们可以用S参数来整定。也即用S参数来躲过矿用变压器厂铜仁矿用变压器的励磁涌流，用I参数来执行短路。
注意到上表中S参数在最大倍率10倍额定电流时，其动作延迟时间从50毫秒到0.5秒。我们发现，这些参数范围完全符合要求。
最后结果怎样？
将断路器由T5N400更换为T7S1000后，断路器在铜仁矿用变压器送电时就执行的现象彻底地消除了。
不过，大家可能会关心这种断路器是否额定电流过大，而无法[c矿用变压器厂ityname]矿用变压器的过载？答案是，完全不成问题。因为过载长延时L参数的可调范围是0.4到1倍额定电流，因此我们只需要把过载的倍率放在0.4倍或者0.5倍，就能完美地实现铜仁矿用变压器过载电流达到400A或者500A时执行。
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