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[问题探讨] 低压开关柜和母线槽动热稳定校验(中)

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发表于 2017-12-15 09:31:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 bzp4891 于 2017-12-15 09:31 编辑

二、短路电流的热效应和电动力效应
低压配电系统的电源来自于地区大中型电力系统,配电用电力变压器的容量远小于系统容量,因此短路电流可按远离发电机端,即无限大容量的网络短路进行考虑,短路电流周期分量不衰减。短路稳态电流

                               
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=对称短路电流初始值

                               
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,短路电流峰值

                               
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出现在短路发生后的半周期(0.01s)内的瞬间,其值可按下式计算:


                               
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式中

                               
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为短路电流峰值系数,取决于线路总感抗

                               
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和总阻抗

                               
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的比值,可以通过查

图4-14获得。当不需要精确计算时通常采用简化公式:

                               
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式中n为表7的系数。
8.jpg
配电线路发生短路故障时,在断路器或熔断器切断短路故障的这段时间内,短路电流仍然会流过低压开关柜内的母线、电缆和元器件,产生热效应和电动力效应。

短路电流在导体和电器中引起的热效应:


                               
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-----(式2-1)

式中:

                               
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为短路电流稳态值,单位kA;

     

                               
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为短路电流持续时间(即断路器或熔断器的动作时间),单位s。当低压断路器设置有短路短延时保护时,

                               
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为短延时时间,例如MT框架断路器短延时时间范围为0.1-0.4s;瞬动保护时

                               
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为按最大分断时间考虑,例如MT框架断路器瞬动保护最大分断时间80ms,塑壳断路器NSX瞬动保护最大分断时间50ms,但是当故障电流大于25倍NSX断路器额定电流时由于其具有能量脱扣功能,最快动作时间只有5ms,此时

                               
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为5ms。熔断器保护时短路电流持续时间

                               
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为熔断时间(弧前时间

                               
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+燃弧时间

                               
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),如下图所示:
9.jpg
短路电流在导体和电器中引起的电动力效应:
如前所述,对于平行布置的三相水平母线,当短路电流通过时,中间相所处的情况最为严重,最大作用力

                               
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为:

                               
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----(式2-2)
公式中:L为铜排的长度,单位米;
D为三相铜排的相间距,单位为米;

                               
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为短路电流峰值,单位kA;

对比(式1-1)和(式2-1):
低压成套设备固有的热稳定值:

                               
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------(式1-1)
短路电流流过导体在保护电器动作时间内产生的热效应:

                               
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-----(式2-1)
只要:

                               
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,则成套设备的热稳定满足要求。由于成套设备的短时耐受时间t一般为1s,断路器动作的时间最长不超过0.4s(短延时),所以一般情况下热稳定校验只要满足下面关系式即可:

                               
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对比(式1-2)和(式2-2):
低压成套设备固有的能承受的电动力:

                               
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-----(式1-2)
短路电流流过导体时产生的电动力:

                               
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----(式2-2)
只要:

                               
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,则成套设备的动稳定满足要求。由于电动力与峰值电流的平方成正比,所以动稳定校验只需要满足下面关系式即可:

                               
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发表于 2019-12-10 10:14:13 | 显示全部楼层
如果帖子中图片显示不出来,可双击此帖中图片查看!
4.jpg
5.jpg

3.jpg
     
发表于 2020-7-17 10:04:33 | 显示全部楼层
感谢分享,学习了
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