浅谈低压电器的选择

【摘要】文章通过制氢装置工程实例，对低压电器选择从低压开关的选择、接触器和保护器的选择、漏电保护装置的选择等方面进行阐述，为相关工作者提供参考。

【关键词】制氢装置；低压电器

低压电器选择是低压配电设计的主要内容之一，正确选择电气设备是保证配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资、选择合适的电气设备。

1.工程配电系统

该制氢装置的10kV用电负荷，包括2台配电变压器和5台10kV电动机，由联合变电所直供。

联合变电所内设有两台容量为1250kVA的配电变压器，为制氢装置的低压负荷供电。

10kV和380V系统均采用单母线分段接线，正常时母线分段开关打开，两段同时供电。当两路电源中的一路中断供电时，另一路电源能满足两段全部一、二级用电负荷的需要。10kV、380V母线分段开关设自投装置，可手动投切。

2.0.38kV低压开关的选择

工厂配电工程中最常见的负载有配电线路、电动机和家用照明类等3大类。与此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用类保护型的断路器。这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的。本文重点讨论配电保护型、电动机保护型低压开关。

（1）配电保护型

根据短路电流不同选择断路器时，断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。断路器有3个重要的短路电流分断能力指标分别为极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流。国内低压断路器的运行短路分析能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力的。我国标准GBI140482规定运行短路分断能力可以是极限短路分断能力数值的25%、50%、75%和100%。设计人员在设计选用时要选择符合断路器的运行短路分断能力≥线路预期短路电流来设计。

如图1所示，该工程选用10/0.4kV，Ud%=6，容量为1250kVA的配电变压器，由上级用户提供的短路电流为Id1max=9.78KA，Id1min=7.60kA。

一般在不提供10kV短路电流情况下，可根据《工业与民用配电设计手册》P127表1，假定系统无穷大阻抗时粗略的算出短路电流：

最终求得比较精确的三相短路电流值：Id2=144.3/5.36=26.9kA

故在选择进线、母联低压开关时，额定运行短路分段能力应大于26.9kA，目前市场低压开关分段能力有35kA，50kA都适用于本工程，但由于目前市场价格差异不大，故选用MT25N2，MIC6.0型断路器。此断路器具有长、短延时、瞬时、接地故障等保护功能，额定电流为2500A，额定工作电压为AC400V，开断能力50kA。

（2）电动机保护型

低压断路器主要用于线路的过载、短路、失压、欠压及漏电保护，也可用于不频繁启动的小型低压电动机的保护及操作。

如本制氢装置中，冷凝水泵为7.5kW，采用NSX100H，磁脱扣器MA25断路器。除氧水泵160kW，采用NSX400H，电子脱扣器MIC6.3，应工艺专业要求并配有软启动器。

3.接触器的选择

选择接触器时应从其工作条件出发，主要考虑下列因素：（1）控制交流负载应选用交流接触器。（2）接触器的使用类别应与负载性质相一致。（3）主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流；还要注意的是接触器主触头的额定工作电流是在规定的条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。（4）主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电压。

例如本制氢装置中冷凝水泵功率为7.5kW，选用LC1-D25型交流接触器。该电机计算电流13.4A，接触器额定电流25A，按一般AC-3工作类别，该交流接触器可控制380V电动机功率为10kW，现在控制380V、7.5kW电动机，属于降容使用。

接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压应与被控设备的额定电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、操作频率、工作寿命、安装方式及尺寸以及经济性等是选择的依据。

4.电动机保护器的选择

电机保护器的作用是给电机全面的保护，在电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，予以报警或保护的装置。电机保护器既能使电动机充分发挥过载能力，又能免于损坏，而且还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。

本工程应用中，电机回路统一考虑采用电机保护器作为保护电器。例如一台冷凝水泵功率为7.5kW，该电机计算电流13.4A，按照厂家速查表选用选用ARD3-25型智能电机保护器。另一台空气风机功率为75kW，该电机计算电流134A，选配ARD3-250型智能电机保护器。

由于热继电器脱扣等级比较低，一般只用于保护电动机的过载，保护功能单一，近年来化工厂则更多应用保护功能齐全的电机保护器。电机保护器既能使电动机充分发挥过载能力，又能免于损坏，而且还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。

5.漏电保护装置的选择

（1）形式的选择：一般情况下，应优先选择电流型电磁式漏电保护器，以求有较高的可靠性。（2）额定电流的选择：漏电保护器的额定电流应大于实际负荷电流。（3）极数的选择：工厂配电若负载为三相三线，则选用三极的漏电保护器；若负载为三相四线，则应选用四极漏电保护器。（4）额定漏电动作电流的选择（即灵敏度选择）：为了使漏电保护器真正起到保安作用，其动作必须正确可靠，即应该具有合适的灵敏度和动作的快速性。快速性是指通过漏电保护器的电流达到动作电流时，能否迅速地动作，合格的漏电保护器的动作时间不应大于0.1s，否则对人身安全仍有威胁。

如工程设置的一个三相插座，考虑检修负荷10KW，采用In=32A，CH2L-63C32/330mA三相带漏电保护的开关装置。单相插座则可采用In=25A，CH2L-63C25/1P+N 30mA两相漏电开关。

6.结束语

实际工程应用中，低压电器元件之间的相互配合也很重要，如电机保护器和低压断路器之间的保护功能的配合，本文因为篇幅有限未涉及。

总之，低压电器是大家非常熟悉的电器开关，它们的选择需要结合诸多因素的计算和考虑的结果，只有全面充分平衡这些条件，设计、选用的低压电器才是最合理的。