2018電氣工程師《基礎(chǔ)知識》必備知識點(1)

一、操作過電壓性質(zhì)

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

操作過電壓的幅值和波形與電網(wǎng)的運行方式、故障類型、操作對象有關(guān)，再加上操作過電壓中其他多種隨機因素的影響，使得對操作過電壓的定量分析，大多依靠實測統(tǒng)計和模擬研究。

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

二、.限流電抗器選擇;

1.參數(shù)選擇：

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

(2)分裂電抗器動穩(wěn)定保證值有兩個，其一為單臂流過短路電流時之值，其二為兩臂同時流過反向短路電流時之值。

(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)電抗器幾乎沒有過負荷能力，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)滿足用戶的一級負荷和大部分二級負荷的要求。

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：

(1)將短路電流限制到要求值。

(2)正常工作時電抗器上的電壓損失(△u%)不宜大于額定電壓的5%。

(3)校驗短路時母線上的剩余電壓：當出線電抗器的繼電保護裝置帶有時限時，應(yīng)按在電抗器后發(fā)生短路計算。

三、微型斷路器

(以下簡稱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的額定分斷能力額定分斷能力就是在保證斷路器不受任何損壞的前提下能分斷的最大短路電流值?，F(xiàn)在市場上見到的MCB，根據(jù)各制造廠商提供的有關(guān)技術(shù)資料和設(shè)計手冊，一般有4.5kA、6kA、10kA等幾種額定分斷能力。我們在選用MCB時，應(yīng)當像選用MCCB(塑殼斷路器)、ACB(框架式斷路器)一樣，計算在該使用場合的最大短路容量，再選擇MCB。如果MCB的額定分斷能力小于被保護范圍內(nèi)的短路故障電流，則在發(fā)生故障時，不但不能分斷故障線路，還會因MCB的分斷能力過小而引起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、短路點與電源距離長短、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。對于不同容量的配變，低壓饋線端短路電流是不同的。一般來說，對于民用住宅、小型商場及公共建筑，由于由當?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，用電設(shè)備距供電電源距離較遠，選用4.5kA及以上分斷能力的MCB即可。對于有專供或有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及以上額定分斷能力的MCB。而對于如變配電站(站內(nèi)使用的照明、動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合，則必須選用10kA及以上分斷能力的MCB，具體設(shè)計時還必須進行校驗。此外，特別要注意的三點是：

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字樓、辦公樓、賓館及大型商場等公共建筑，這類場合使用的MCB，在設(shè)計時應(yīng)加以注意。

2.MCB有兩個產(chǎn)品標準：一個是IEC898《家用裝置及類似裝置用斷路器》(GBl0963—1999);另一個是IEC947—2《低壓開關(guān)設(shè)備及控制設(shè)備低壓斷路器》。!EC898是針對由非電氣專業(yè)和無經(jīng)驗人員使用的標準，而IEC947—2是針對由電氣專業(yè)人員操作使用的產(chǎn)品標準。兩個標準對MCB的額定分斷能力指標是不同的，對設(shè)計人員來說，一定要看具體使用場合和對象來選用MCB。若按IEC947—2的額定分斷能力來選用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、廠房內(nèi)的照明總配電箱;若按IEC898來選用MCB，可供安裝在非專業(yè)人員使用的操作電箱中，如大會議廳、廠房內(nèi)的照明開關(guān)箱中，這些使用對象都是一般的工作人員。因此在選用 MCB時一定要注意加以區(qū)別，不能混淆。

3.一般來說，MCB的額定分斷能力是在上端子進線、下端子出線狀態(tài)下測得的。在工程中若遇到特殊情況下要求下端子進線、上端子出線，由于開斷故障電流時滅弧的原因，MCB必須降容使用，即額定分斷能力必須按制造廠商提供的有關(guān)降容系數(shù)來換算?，F(xiàn)在有些廠商制造的MCB，上下端子均可進線及自由安裝，分斷能力不受影響，但筆者認為，在非萬不得已的情況下，宜以上進下出為妥。MCB的保護特性根據(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、無延時脫扣的使用場合，亦即用于較低的峰值電流值(通常是額定電流/n的2—3倍)，以限制允許通過短路電流值和總的分斷時間，利用該特性可使MCB替代熔斷器作為電子元器件的過流保護及互感測量回路的保護;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合;與A特性相比較，B特性允許通過的峰值電流<3in一般用于白熾燈、電加熱器等電阻性負載及住宅線路的保護;c特性一般適用于大部分的電氣回路，它允許負載通過較高的短時峰值電流而mcb不動作，c特性允許通過的峰值電流<5in一般用于熒光燈、高壓氣體放電燈、動力配電系統(tǒng)的線路保護;d特性一般適用于很高的峰值電流(<10in)的開關(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。< p="">

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

在保護特性方面，瓜C898標準內(nèi)明確規(guī)定，MCB不能用于對電動機的保護，只可作為替代熔斷器對配電線路(如電線電纜)進行保護。在這方面，設(shè)計人員往往容易忽視，并且在一些生產(chǎn)廠商的樣本和設(shè)計資料手冊上也有一些誤導(dǎo)的地方。大家知道，電動機在起動瞬間有一個5—7In持續(xù)時間為10s的起動電流，即使C特性在電磁脫扣電流設(shè)定為(5—lO)In，可以保證在電動機起動時避過浪涌電流;但對熱保護來講，其過載保護的動作值整定于1.45Jn，也就是說電動機要承受45%以上的過載電流時MCB才能脫扣，這對于只能承受<20%過載的電機定子繞組來講，是極容易使繞組間的絕緣損壞的，而對于電線電纜來講是可承受的。因此，在某些場合如確需用MCB對電機進行保護，可選用ABB公司特有的符合IEC947—2標準中 K特性的MCB，或采用MCB外加熱繼電器的方式，對電動機進行過載和短路保護。

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