案例

如下图所示的配电系统，其设备参数表见附表。

电动机M1、M2均为轻载起动，ICL=600A，试选用各级断路器。选用前对各级故障点进行了短路电流计算，计算结果为IK1=31.5kA，Ik2=29.7kA,Ik3=19.12kA，Ik4=12.22kA，末端单相对地短路电流I′k4=4.9kA。

附表：配电系统设备参数

符号

名称

性能参数

T

变压器

1000kVA，Uk=4%，IN2=1445A

M1

电动机1

100kW,IN=182.4A,Ks=6.5

M2

电动机2

180kW,IN=329A,Ks=5.8

解析

1 选择电动机保护断路器Q3

因IN=182.4A，故可选额定电流为200A的断路器。由于Ik3=19.12kA，应选额定通断能力为20kA的断路器。电网电压为380V，故断路器的额定电压为380V。因此可选短路分断能力为20kA或50kA的断路器。

断路器的整定值为：

长延时动作电流整定值为200A，瞬时整定电流Iin=12IN=12×182.4=2189A

当线路末端发生单相对地短路，I′k4=4.9kA

I′k4/Iin=4900/2189=2.238>1.25

故断路器Q3能起到保护作用。

考虑到电动机M1为轻载起动，6倍长延时动作电流整定值时，可返回时间取5s。

2 选择配电断路器Q2

因为Icl=600A,故可选用额定电流为630A的断路器。由于Ik2=29.7kA，应选用延时短路通断能力为30kA的断路器。

查找选型手册，630A断路器无这样大延时短路通断能力。所以只能跨级选用DW15-1000断路器，其延时短路通断能力为30kA,采用630A过电流脱扣器。

断路器Q2是配电系统第二级，故短延时时间取0.2s。

短延时动作电流整定值为

Isd ≥1.1（Icl+1.35ksIN）

=1.1（600+1.35×6.5×182.4）

=2421A

可整定在2800A，约为脱扣器的4.5倍。

3倍长延时动作电流整定值的可返回时间取8s。

Iin=1.1×19.12=21.03kA，在此设Q3进线处短路电流亦为19.12kVA,可整定在22kA。

3 选择断路器Q1

因为Q1是变压器的主保护开关，变压器的二次侧额定电流IN2=1445A，故选用DW15-1600型断路器。

但由于它的延时通断能力为30KA，不能满足Ik1=31.5kA的要求，需跨级选用DW15-2500断路器，其延时通断能力为40kA，将其瞬时整定电流整定在1.1×29.7=32.67kA,由于该值小于DW15-2500断路器延时短路通断能力，所以不要瞬时脱扣器也可正常工作。

但是该方案不够经济，在节约成本的基础上，仍然可以选择DW15-1600型断路器，只需将瞬时动作电流整定在30kA即可。当短路电流大于30kA时，让断路器瞬间断开即可。

短路延时时间可取0.2+0.2=0.4s

短延时动作电流整定值为：

Isd≥1.1（1445+1.35×5.8×329）=4423（A）

可整定在4500A。

长延时动作整定电流整定值可整定在1600A，3倍长延时动作电流整定值时的可返回时间取15s。

4 选择断路器Q4

此断路器的特点是直接靠近变压器安装，短路电流较大，其值为31.5kA。电机M2为空气压缩机不频繁起动。若选用可直接起动又可进行短路保护的断路器来代替熔断器+接触器，或一般断路器+接触器，则较为经济。

选用DWX15-400型限流式断路器可满意地工作，其短路通断能力为50kA,具有电磁操作机构，可像接触器同样方式操作。

其脱扣器长延时动作电流整定值可按0.85倍额定电流调整，

即400×0.85=340A

瞬时动作电流整定值为12倍断路器额定电流，即12×400=4800A。空气压缩机属轻载起动，可选用6倍长延时动作电流值时的可返回时间为5s。