2018電氣工程師《基礎(chǔ)知識(shí)》必備知識(shí)點(diǎn)(1)

一、操作過(guò)電壓性質(zhì)

電網(wǎng)中的電容、電感等儲(chǔ)能元件，在發(fā)生故障或操作時(shí)由于其工作狀態(tài)發(fā)生突變，將產(chǎn)生充電再充電或能量轉(zhuǎn)換的過(guò)渡過(guò)程，電壓的強(qiáng)制分量疊加以暫態(tài)分量形成操作過(guò)電壓。其作用時(shí)間約在幾毫秒到數(shù)十毫秒之間。倍數(shù)一般不超過(guò)系統(tǒng)最高相電壓的4倍。

操作過(guò)電壓的幅值和波形與電網(wǎng)的運(yùn)行方式、故障類型、操作對(duì)象有關(guān)，再加上操作過(guò)電壓中其他多種隨機(jī)因素的影響，使得對(duì)操作過(guò)電壓的定量分析，大多依靠實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)和模擬研究。

故障形態(tài)不同或操作對(duì)象不同，產(chǎn)生過(guò)電壓的機(jī)理也不同。因而所采取的針對(duì)性限制措施也各異。

二、.限流電抗器選擇;

1.參數(shù)選擇：

(1)普通電抗器XK%>3%時(shí)，制造廠已考慮連接于無(wú)窮大電源、額定電壓下，電抗器端頭發(fā)生短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度。

(2)分裂電抗器動(dòng)穩(wěn)定保證值有兩個(gè)，其一為單臂流過(guò)短路電流時(shí)之值，其二為兩臂同時(shí)流過(guò)反向短路電流時(shí)之值。

(3)安裝方式是指電抗器的布置方式。普通電抗器一般有水平布置、垂直布置和品字布置三種。進(jìn)出線端子角度一般有90°、120°、180°三種，分裂電抗器推薦使用120°。

2.額定電流選擇。普通電抗器的額定電流選擇：

(1)電抗器幾乎沒(méi)有過(guò)負(fù)荷能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器，應(yīng)按回路最大工作電流選擇，而不能用正常持續(xù)工作電流選擇。

(2)變電所母線分段回路的電抗器應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷的要求。

3.電抗百分值選擇。普通電抗器的電抗百分值應(yīng)按下列條件選擇和校驗(yàn)：

(1)將短路電流限制到要求值。

(2)正常工作時(shí)電抗器上的電壓損失(△u%)不宜大于額定電壓的5%。

(3)校驗(yàn)短路時(shí)母線上的剩余電壓：當(dāng)出線電抗器的繼電保護(hù)裝置帶有時(shí)限時(shí)，應(yīng)按在電抗器后發(fā)生短路計(jì)算。

三、微型斷路器

(以下簡(jiǎn)稱MCB)是建筑電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護(hù)電器。 MCB雖然是一種終端電器。但它量大面廣，若選用了不合適的MCB，造成的損失也是慘重的。本文根據(jù)MCB的常用電氣參數(shù)談MCB的正確選用方法。

McB的額定分?jǐn)嗄芰︻~定分?jǐn)嗄芰褪窃诒ＷC斷路器不受任何損壞的前提下能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠，F(xiàn)在市場(chǎng)上見(jiàn)到的MCB，根據(jù)各制造廠商提供的有關(guān)技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，一般有4.5kA、6kA、10kA等幾種額定分?jǐn)嗄芰?。我們?cè)谶x用MCB時(shí)，應(yīng)當(dāng)像選用MCCB(塑殼斷路器)、ACB(框架式斷路器)一樣，計(jì)算在該使用場(chǎng)合的最大短路容量，再選擇MCB。如果MCB的額定分?jǐn)嗄芰π∮诒槐Ｗo(hù)范圍內(nèi)的短路故障電流，則在發(fā)生故障時(shí)，不但不能分?jǐn)喙收暇€路，還會(huì)因MCB的分?jǐn)嗄芰^(guò)小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它電氣設(shè)備線路的安全運(yùn)行。

低壓配電線路的短路電流與該供電線路的導(dǎo)線截面、導(dǎo)線敷設(shè)方式、短路點(diǎn)與電源距離長(zhǎng)短、配電變壓器的容量大小、阻抗百分比等電氣參數(shù)有關(guān)。一般工業(yè)與民用建筑配電變壓器低壓側(cè)電壓多為0.23/O.4LV，變壓器容量大多為1600kVA及以下，低壓側(cè)線路的短路電流隨配電容量增大而增大。對(duì)于不同容量的配變，低壓饋線端短路電流是不同的。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于民用住宅、小型商場(chǎng)及公共建筑，由于由當(dāng)?shù)毓╇姴块T的低壓電網(wǎng)供電，供電線路的電纜或架空導(dǎo)線截面較細(xì)，用電設(shè)備距供電電源距離較遠(yuǎn)，選用4.5kA及以上分?jǐn)嗄芰Φ腗CB即可。對(duì)于有專供或有10kV變配電站的用戶，往往因供電線路的電纜萍面較粗，供電距離較短，應(yīng)選用6kA及以上額定分?jǐn)嗄芰Φ腗CB。而對(duì)于如變配電站(站內(nèi)使用的照明、動(dòng)力電源直接取自于低壓總母排)以

及大容量車間變配電站(供車間用電設(shè)備)等供電距離較短的類似場(chǎng)合，則必須選用10kA及以上分?jǐn)嗄芰Φ腗CB，具體設(shè)計(jì)時(shí)還必須進(jìn)行校驗(yàn)。此外，特別要注意的三點(diǎn)是：

1.隨著現(xiàn)代建筑物中配變?nèi)萘康脑龃?大容量母線槽的使用以及用電設(shè)備與電源間的距離在縮短等各種因素，使供電線路末端的短路電流也在不斷地增大，特別是一些高檔的寫(xiě)字樓、辦公樓、賓館及大型商場(chǎng)等公共建筑，這類場(chǎng)合使用的MCB，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意。

2.MCB有兩個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是IEC898《家用裝置及類似裝置用斷路器》(GBl0963—1999);另一個(gè)是IEC947—2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備及控制設(shè)備低壓斷路器》。!EC898是針對(duì)由非電氣專業(yè)和無(wú)經(jīng)驗(yàn)人員使用的標(biāo)準(zhǔn)，而IEC947—2是針對(duì)由電氣專業(yè)人員操作使用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)MCB的額定分?jǐn)嗄芰χ笜?biāo)是不同的，對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，一定要看具體使用場(chǎng)合和對(duì)象來(lái)選用MCB。若按IEC947—2的額定分?jǐn)嗄芰?lái)選用MCB，應(yīng)安裝在供專業(yè)人員操作的箱柜中，并由專業(yè)人員操作，如各樓層、廠房?jī)?nèi)的照明總配電箱;若按IEC898來(lái)選用MCB，可供安裝在非專業(yè)人員使用的操作電箱中，如大會(huì)議廳、廠房?jī)?nèi)的照明開(kāi)關(guān)箱中，這些使用對(duì)象都是一般的工作人員。因此在選用 MCB時(shí)一定要注意加以區(qū)別，不能混淆。

3.一般來(lái)說(shuō)，MCB的額定分?jǐn)嗄芰κ窃谏隙俗舆M(jìn)線、下端子出線狀態(tài)下測(cè)得的。在工程中若遇到特殊情況下要求下端子進(jìn)線、上端子出線，由于開(kāi)斷故障電流時(shí)滅弧的原因，MCB必須降容使用，即額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毎粗圃鞆S商提供的有關(guān)降容系數(shù)來(lái)?yè)Q算?，F(xiàn)在有些廠商制造的MCB，上下端子均可進(jìn)線及自由安裝，分?jǐn)嗄芰Σ皇苡绊?，但筆者認(rèn)為，在非萬(wàn)不得已的情況下，宜以上進(jìn)下出為妥。MCB的保護(hù)特性根據(jù) IEC898，MCB分為人、B、C、D四種特性供用戶選用：A.特性一般用于需要快速、無(wú)延時(shí)脫扣的使用場(chǎng)合，亦即用于較低的峰值電流值(通常是額定電流/n的2—3倍)，以限制允許通過(guò)短路電流值和總的分?jǐn)鄷r(shí)間，利用該特性可使MCB替代熔斷器作為電子元器件的過(guò)流保護(hù)及互感測(cè)量回路的保護(hù);B特性一般用于需要較快速度脫扣且峰值電流不是很大的使用場(chǎng)合;與A特性相比較，B特性允許通過(guò)的峰值電流<3in一般用于白熾燈、電加熱器等電阻性負(fù)載及住宅線路的保護(hù);c特性一般適用于大部分的電氣回路，它允許負(fù)載通過(guò)較高的短時(shí)峰值電流而mcb不動(dòng)作，c特性允許通過(guò)的峰值電流<5in一般用于熒光燈、高壓氣體放電燈、動(dòng)力配電系統(tǒng)的線路保護(hù);d特性一般適用于很高的峰值電流(<10in)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，一般用于交流額定電壓與頻率下的控制變壓器和局部照明變壓器的一次線路和電磁閥的保護(hù)。< p="">

從以上保護(hù)特性的分析可知，對(duì)于各種不同性質(zhì)的線路，一定要選用合適的MCB。如有氣體放電燈的線路，在燈啟動(dòng)時(shí)有較大的浪涌電流，若只按該燈具的額定電流來(lái)選擇MCB，則往往在開(kāi)燈瞬間導(dǎo)致MCB的誤脫扣。

在保護(hù)特性方面，瓜C898標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)明確規(guī)定，MCB不能用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，只可作為替代熔斷器對(duì)配電線路(如電線電纜)進(jìn)行保護(hù)。在這方面，設(shè)計(jì)人員往往容易忽視，并且在一些生產(chǎn)廠商的樣本和設(shè)計(jì)資料手冊(cè)上也有一些誤導(dǎo)的地方。大家知道，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間有一個(gè)5—7In持續(xù)時(shí)間為10s的起動(dòng)電流，即使C特性在電磁脫扣電流設(shè)定為(5—lO)In，可以保證在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)避過(guò)浪涌電流;但對(duì)熱保護(hù)來(lái)講，其過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作值整定于1.45Jn，也就是說(shuō)電動(dòng)機(jī)要承受45%以上的過(guò)載電流時(shí)MCB才能脫扣，這對(duì)于只能承受<20%過(guò)載的電機(jī)定子繞組來(lái)講，是極容易使繞組間的絕緣損壞的，而對(duì)于電線電纜來(lái)講是可承受的。因此，在某些場(chǎng)合如確需用MCB對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，可選用ABB公司特有的符合IEC947—2標(biāo)準(zhǔn)中 K特性的MCB，或采用MCB外加熱繼電器的方式，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載和短路保護(hù)。

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