开关设备短路合闸能力的验证
由于开关设备可能在电气装置已存在短路故障的情况下合闸,因此有必要验证这一操作不会导致设备损坏。
数值计算与考量
用于此项验证的电流值,是合闸瞬间假定短路电流可能达到的最大瞬时值,即短路电流峰值 Ip 。
IEC 60909 – 0 标准提供了计算电流 Ip 的公式:Ip = K √2 Ik
其中,Ik 是短路点的最大有效短路电流,K 是一个取决于短路阻抗(从短路点看进去)的 R/X 比值的系数,K 的最大值为 2 。
IEC 60439 – 1 标准给出了一种低压情况下计算 Ip的简化方法:Ip = n.Ik
其中,n 取值如下:
Ik:kA | n |
---|---|
Ik ≤ 5 | 1.5 |
5 < Ik ≤10 | 1.7 |
10 < Ik ≤ 20 | 2 |
20 < Ik ≤ 50 | 2.1 |
50 < Ik | 2.2 |
各类开关设备
断路器:断路器的制造标准,低压 IEC 60947 – 2 标准和高压 IEC 62271 – 100 标准,规定了短路合闸能力与短路分断能力之间的最小比值。该比值与上述定义的 Ip/Ik 比值是相符的。因此,无需进行专门的验证:任何具备足够短路分断能力的断路器,也会有合适的短路合闸能力。
隔离开关:隔离开关的制造标准,低压 IEC 60947 – 3 标准和高压 IEC 62271 – 103 标准,要求制造商提供设备的短路合闸能力(Icm 或 Ima)。与断路器的短路能力类似,该值会根据隔离开关的使用电压而有所不同。需要注意的是,隔离开关与上游短路保护装置(DPCC)配合使用时,可能会提高隔离开关的 Icm 值。此时应参考制造商提供的配合表格。所以,在选择设备型号时,必须验证设备的短路合闸能力明显大于短路电流峰值 Ip )。
接触器:接触器的制造标准并未定义其固有的短路合闸能力值。不过,这些标准定义了测试程序,以确保接触器/短路保护装置/热继电器的组合,在短路情况下,接触器合闸时,能够承受直至给定 Ip 水平的电流。
elec calc™ 电气软件的辅助制造商型号选择
因此,在选择设备型号时,必须验证接触器/短路保护装置/热继电器组合的短路合闸能力,明显大于短路电流峰值 Ip 。此时,除了参考制造商提供的配合表格外,别无他法。
elec calc™ 电气软件会计算电气装置各点的短路电流峰值。计算方法取决于所选的安装标准和电压等级。在选择隔离开关的制造商型号时,elec calc™ 会验证组件固有的 Icm 是否大于 Ip 。如果不满足,软件会在该组件上显示错误信息。
关于 elec calc™
elec calc™ 电气软件是一款专家级的电力、源网荷储、微电网及供配电系统设计仿真计算软件,集系统设计、计算于一体,高效设计出完全符合标准的电力和供配电系统;计算结果可直接用于实际工程、设备选型,整定值可指导现场的安装和调试;也可用该软件来校核和优化现有的配电系统;还可用其来研究配电系统的短路电流、相关电气参数,对系统未来的运行状况测试和仿真。
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