配电网熔断器配合选型设计方法
配网中熔断器熔体的选择与配合
配网中熔断器熔体的选择与配合2009年09月28日星期一 09:26在农村配电网络中，熔断器是最主要的保护元件，用作对各种低压用电设备的短路故障和过负荷保护。
在熔丝选择时不仅应符合被保护设备短路或过负荷保护的要求，还存在着上下级保护相互配合的问题。
所以，只有在熔丝选择正确并配合适当时，才能既起到保护作用，又不致使故障的范围扩大。
为了系统地了解熔丝的选择和配合，下面分析变压器高、低压侧熔断器及开关，各干线和分路处熔断器及开关的选择和配合原则。
1、100KVA及以上配电变压器高压侧熔丝按高压侧额定电流的2～2.5陪选择，100KVA以下的配电变压器按1.5～2陪选择，最小不能低于3A。
例如100kVA的变压器，10kV侧的额定电流约为100/(√3×10)=5.77A，如果是高压熔丝，100kVA 以上的变压器，可按1.5～2倍的额定电来选用，考虑到您的负荷比较低，可选1.5×5.77=8.655A，即用10A的。
2、配电变压器低压侧熔丝按低压侧额定电流稍大一些选择。
3、配电变压器低压侧总开关和熔断器的额定电流及额定电压不应小于工作电流及工作电压。
4、配电变压器低压侧如采用手动开关时，其分断电流能力不应小于变压器低压侧额定电流的1.5倍。
5、配电变压器低压侧如采用自动开关和熔断器配合时，分断电流的能力应大于变压器低压侧出口处的短路电流值。
6、配电变压器低压侧熔断器熔丝和自动开关脱扣器应按下述要求互相配合，既熔断器若作为过载保护装置时，熔丝额定电流应等于变压器的额定电流，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流。
瞬时脱扣器的整定电流值，一般为额定电流的6-10倍；过负载保护脱扣器的整定电流值，一般等于变压器的额定电流值。
7、分支线开关的额定电流和分断电流，不应小于分路的最大工作电流。
8、分路开关脱扣器的整定电流值和熔断器熔丝的额定电流，应按照分路负荷电流选择，其值应小于总开关脱扣器的整定电流或熔断器熔丝的额定电流。
低压熔断器选型
低压熔断器选型概述低压熔断器是一种用于保护电路免受过电流损坏的装置。
它在电路中起到断开电流流动的作用，以防止过电流引起的可燃、熔化或其他危害。
本文将介绍低压熔断器的选型原则和注意事项。
选型原则1. 额定电流低压熔断器的额定电流应根据电路的负载电流来确定。
正常工作情况下，熔断器的额定电流应大于或等于电路的负载电流，以确保正常的电路运行。
建议选择与负载电流最接近的额定电流值。
2. 空载损耗熔断器在工作过程中会产生一定的空载损耗，这会导致电流的一部分被消耗在熔断器自身上。
因此，在选型过程中需要考虑熔断器的空载损耗，以确保电路的供电质量和效率。
3. 过流保护特性不同的电路对过流保护的需求可能不同。
一些电路可能需要快速而准确的过电流保护，而另一些电路可能需要一定的时间延迟和可调节的过流保护。
根据电路的需求选择具有合适的过流保护特性的熔断器是很重要的。
4. 故障容忍能力熔断器应具备一定的故障容忍能力，即在电路出现短路或其他故障时能够迅速切断电流，以保护电路和设备免受损坏。
在选型时，应考虑熔断器的故障容忍能力，以确保电路的安全性和可靠性。
选型注意事项1. 与电路匹配选用的熔断器应与所保护的电路相匹配，包括额定电流、额定电压和额定短路容量等方面。
过小的熔断器可能无法提供足够的过流保护，而过大的熔断器可能造成过度损坏或不必要的触发。
2. 与设备匹配熔断器的选型还应考虑与所连接设备的兼容性。
特定设备和应用可能对熔断器的特殊要求，如高温环境下的工作、防爆性能等。
确保选用的熔断器符合设备的要求是至关重要的。
3. 安全标准在选型过程中，应考虑熔断器符合的安全标准，如国家或国际电气产品安全标准。
这些标准确保熔断器的质量和可靠性，以及其与其他设备的配合和安全性。
4. 可替代性在某些情况下，熔断器可能需要更换或升级。
因此，在选型时应优先考虑具有可替代性和兼容性的熔断器，以便在需要时能够方便地进行更换或升级。
总结低压熔断器的选型需要根据电路负载电流、空载损耗、过流保护特性和故障容忍能力等因素进行考虑。
熔断器的选型
熔断器的选型1．RL6、RL7、RL96、RL52系列螺旋式熔断器本系列熔断器适用于交流45—621-Iz、电压在500V 及以下的电路，作过载和短路保护用。
其中Riff、RL7、RL96系列熔断器用于电缆和线路保护，RLS2系列快速熔断器则用于半导体元器件保护，而RL96系列适用于船舶。
上述产品已达到国外同类产品20世纪80年代水平，可以分别取代RLl、RL93、RI_S1系列熔断器。
本系列熔断器由载熔件(瓷帽)、熔断体(芯子)及底座三部分组成。
其绝缘件均由电瓷制成，熔断体内装有熔体并填充石英砂，装有非互换性的限位装置。
熔断体端面有明显的熔断指示器，当电路分断时，指示器跳出，通过载熔件上的观察孔可见。
但当熔体一旦熔断，必须及时更换熔断体。
本系列熔断器具有较高的分断能力，限流特性好，选择性好。
型号含义：2．RLlB系列带断相保护螺旋式熔断器RLlB系列熔断器适用于交流50Hz、电压至380V、电流至100A的电路，作过载、短路及断相保护用。
由于熔断器装有微动开关，其常闭触头接于主电路的控制电路中，当主电路过载或短路使熔断器动作，微动开关常闭触头断开，从而切断控制电路电源，进而使主电路断开电源，避免了电机或用电设备的断相运行。
本系列熔断器由载熔件(瓷帽)、熔断体(芯子)、底座及微动开关等部分组成。
有明显的熔断指示，其余皆与RL6系列熔断器相同。
型号含义：3．RTl8、RTl8-口X系列熔断器本系列熔断器适用于交流50Hz、电压至380V、电流至63A的线路中作为过载和短路保护用。
RTl8—口X系列还具有断相自动显示报警功能。
本系列熔断器可替代RL系列螺旋式熔断器和llc系列插拨式熔断器。
本系列熔断器由高分断能力的熔断体组成。
可以螺钉安装，也可卡人安装导轨安装。
RTl8系列熔断器技术数据见表1-48。
RTl8系列熔断器熔断特性见表1-49。
型号含义：4．BTl4系列有填料封闭管式筒形帽熔断器本系列熔断器适用于交流501-Iz或60Hz、电压至380V、电流至63A的配电电路中作过载和短路保护用，是一种高分断能力熔断器。
低压熔断器与断路器在配电线路中的选配
低压熔断器与断路器在配电线路中的选配(内蒙古师范大学后勤服务集团水电中心，内蒙古呼和浩特 010020)摘要：文章分析比较了熔断器与断路器在线路保护中各自的优缺点，并阐述了熔断器与断路器在线路保护中的合理应用，最后举以应用实例说明。
关键词：低压；熔断器；断路器；线路保护中图分类号：TM563 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(XX)18—0092—01低压配电线路中常用的保护元件主要有断路器和熔断器两种。
断路器是近年来迅速发展的一种先进的保护电器，类型多，保护功能全，且从保护特性上分有非选择型和选择型两大类。
熔断器也是普遍使用的一种保护产品。
现在很多用户偏重断路器的使用，认为熔断器是落后过时的产品，这种看法是非常错误的。
其实这两种产品各有自己的优缺点，各有自己的应用范围，在使用中相辅相成。
1 在线路保护中熔断器与断路器的比较1.1 各自优点1.1.1 熔断器。
熔断器价格便宜，体积较小，便于安装。
熔断器电气选择性能好，上下级熔断器的熔体额定电流只要上级熔体额定电流不小于下级熔体值的1.6倍，就视为上下级可有选择性地切断故障电流，故非常容易选择和安装，不用整定和调试且限流特性好、分断能力高。
1.1.2 非选择性断路器与选择性断路器。
两种断路操作方便，保护动作后容易复位，部分断路器带有电操动机构，可以实现遥控操作。
在电气性能上，都设置了防护过载反时限特性的长延时脱扣器和防止短路的瞬时过电流脱扣器。
选择性断路器是在非选择性断路器的基础上增加了多种保护功能：有长延时、瞬时、短延时和接地故障防护。
其特点是：保护灵敏度高；各种参数调节方便，容易满足配电线路各种防护要求；部分断路器还具有电能测量、故障记录、通信接口等功能，可实现配电装置及系统集中监控管理。
1.2 各自缺点1.2.1 熔断器。
故障熔断后必须更换熔体，电气保护性能单一，只有一段过电流反时限特性；普通熔断器单相熔断时容易造成缺相现象；普通熔断器不能实现遥控。
熔断器选型标准
熔断器选型标准
熔断器作为电路保护装置的一种，主要的作用是在电路中出现过载或短路时，迅速切断短路或过载电流，保护电路和设备不受损坏。
熔断器具有防火、安全、可靠等诸多优点，广泛应用于电力系统、工业自动化、家庭电器等领域。
而正确选型是保证熔断器正常工作的关键，那么究竟如何进行选型呢？下面我们来一一解析。
一、额定电压
熔断器的额定电压应大于或等于被保护设备或电路的实际使用电压。
若额定电压过高，则熔断器的选择会过于昂贵，而额定电压过低，则会造成熔断器性能不足，不具备过载和短路保护能力。
因此，正确定义被保护设备或电路的实际使用电压非常重要。
二、额定电流
额定电流是指允许通过熔断器的电流值，即熔断器的额定负载能力。
一般情况下，熔断器额定电流应大于或等于被保护设备或电路的额定工作电流，而额定电流过大则会影响电路输出灵敏度，过小则无法满足电路工作要求。
三、断电容量
断电容量是指熔断器在破坏电路之前所能承受的最大瞬间短路电流，也称为瞬时承受能力。
断电容量越大，熔断器对电路的保护能力越强，但熔断器成本也会相应增加。
四、短路保护能力
熔断器的短路保护能力是指在短路时能迅速切断电流的能力，其可靠
性直接影响到电路的安全性和稳定性。
因此，在选型时应根据短路电流及其持续时间，选用适当的熔断器进行保护。
除了以上几点，实际选型中还应考虑熔断器的安装方式、使用环境、使用寿命、触发特性等因素，从而保证熔断器在电路中正常工作、可靠保护设备。
最后提醒大家，在选型过程中应认真阅读熔断器的技术参数，避免选用错误的型号或规格。
断路器、熔断器的配合和选用
断路器、熔断器的配合和选用在设计供电时，对各级开关进行保护选择性配合，才能使供电系统有安全性、可靠性。
在满足人身和设备安全的要求下，确保连续供电。
所以《低压配电设计规范》和《民用建筑电气设计规范》做了明确要求：国家强制性规范《低压配电设计规范》GB50054-2011第6.1.2条：配电线路采用上下级保护电器，其动作具有选择性；且各级之间应能协调配合。
非重要负荷的保护电路，可采用部分选择性或无选择性切断。
推荐性行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008第7.6.1-2条：配电线路上下级保护电器，其动作应具有选择性，各级间应能协调配合。
对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。
目前设计线路保护多采用断路器，若单一选择断路器即造成浪费，部分情况也无法保证选择性要求，为系统运行埋下危险隐患。
所以应该了解断路器和熔断器的特点才更能灵活选取和配合。
断路器优点：故障后可手动复位，有延时和瞬时脱扣器可作为过载、短路保护。
缺点：非选择性断路器，难以实现选择性切断，选择型断路器可以避免，价格相对较高，当切断大电流的时候需对触头维护，其分断能力有所下降。
熔断器优点：分断能力高，价格便宜，种类多选择性好。
缺点：熔断后需更换，比较麻烦，功能比较单一只有过电流反时限特性。
由此看熔断器和断路器的特点是彼此无法替代的，所以不能因熔断器、断路器配合的选取比较复杂、需要其保护动作曲线进行比较确定整定值而忽略其优势，下面就断路器和熔断器级间选择及选取做下比对，这样会更清楚了解他们之间配合的特点：1、断路器间的级间配合断路器分为两类，一类为非选择型，另一类为选择型。
1）选择型断路器间的级间配合此种配合仅当故障电流大于下级断路器的瞬时脱扣整定电流，而小于上级断路器的瞬时脱扣整定电流的情况下，才能实现选择性，局限性很大，如果不采取措施是很难实现断路器保护选择性的。
如果发生短路故障，串接再一起的断路器上下级都会动作跳闸。
熔断器选用的一般原则和方法
熔断器选用的一般原则和方法熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器，广泛应用于低压配电系统和控制电路中，主要作为短路保护元件，也常作为单台电气设备的过载保护元件。
1. 熔断器选用的一般原则（1）根据使用条件确定熔断器的类型。
（2）选择熔断器的规格时，应首先选定熔体的规格，然后根据熔体去选择熔断器的规格。
（3）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。
（4）在配电系统中，各级熔断器应相互匹配，一般上一级熔体的额定电流要比下一级熔体的额定电流大2~3倍。
（5）对于保护电动机的熔断器，应注意电动机启动电流的影响，熔断器一般只作为电动机的短路保护，过载保护应采用热继电器。
（6）熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流；额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。
2. 一般用途熔断器的选用方法（1）熔断器类型的选择。
熔断器主要根据负载的情况和电路短路电流的大小来选择类型。
例如，对于容量较小的照明线路或电动机的保护，宜采用RCIA系列插入式熔断器或RM10系列无填料密闭管式熔断器；对于短路电流较大的电路或有易燃气体的场合，宜采用具有高分断能力RL系列螺旋式熔断器或RT（包括NT）系列有填料封闭管式熔断器；对于保护硅整流器件及晶闸管的场合，应采用快速熔断器。
熔断器的形式也要考虑使用环境，例如，管式熔断器常用语大型是被及容量较大的变电场合；插入式熔断器常用语无振动的场合；螺旋式熔断器多用于机床配电；电子设备一般采用熔丝座。
（2）熔体额定电流的选择。
1）对于照明电路和电热设备等电阻性负载，因为其负载电流比较稳定，可用作过载保护和短路保护，所以熔体的额定电流Irn应等于或稍大于负载的额定电流Ifn，即：2）电动机的启动电流很大，因此对电动机只宜作短路保护，对于保护长期工作的单台电动机，考虑到电动机启动时熔体不能熔断，即式中，轻载启动或启动时间较短时，系数可取近1.5；带重载启动、启动时间较长或启动较频繁时，系数可取近2.5。
高压熔断器选型
熔断器的选择方法通常将由中压熔断器（F）与真空接触器（C）组合而成的回路，简称为F+C组合回路。
F+C组合回路常作为中压系统中、小容量电动机和变压器回路的开断设备。
熔断器参数的选择，取决于熔断器本身的型式和被保护设备的种类。
工程设计中，常常为熔断器额定电流和电缆截面的选择而感到困惑。
本文简要讨论了熔断器和电缆截面的选择方法。
1 F+C组合回路应考虑的主要因素设计时应考虑的主要因素有：①熔断器的额定电压应大于或等于电网电压；②熔断器的额定分断电流应大于或等于安装点的最大短路电流；③应考虑设备特性的容差，以获得良好的保护效果；④如果熔断器通风不良，必须校验其稳态温升，以便保证其温升不超过标准值，必要时，熔断器应降低额定值使用；⑤熔断器、接触器和保护装置的过负荷保护特性三者之间应良好匹配。
2 保护变压器的熔断器2.1 熔断器须满足的要求（1） 能耐受正常负荷和可能引起的过负荷。
（2） 能耐受变压器的励磁涌流。
（3） 能分断变压器二次侧出口的短路电流，并应与低压侧的熔断器或断路器选择性配合。
（4） 若有必要，应能可靠躲过变压器低压侧电动机的成组自起动。
2.2 变压器的励磁电流峰值熔断器0.1 s的熔化电流IF0.1应大于或等于14倍变压器的额定电流ITN，即IF0.1≥14 ITN故令峰值电流为IB=IF0.1/14≥ITN （1）2.3 稳定负荷和过负荷在正常环境(即不超过40 ℃)的环境温度下，熔断器的额定电流不应小于1.3倍变压器额定电流，以避免其装入开关柜后温度升高而引起的降容影响。
一般情况下，熔断器额定电流IFN选择范围在1.3 ITN≤IFN≤1.5 ITN （2）如果变压器按连续过负荷设计，则熔断器的额定电流不应小于1.3倍过负荷电流ITg。
因此，作为一般的准则，熔断器额定电流应选择的范围为1.3 ITg≤IFN≤1.5 ITg （3）2.4 变压器二次侧的故障电流从切除故障的观点来说，故障电流ISC不应小于熔断器的最小熔断电流I3 ISC≥I3而 ISC=ITN/ud%式中，ud%为变压器的阻抗（标幺值）。
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Because the 3-phase short circuit is very rare on Node 5, we just take consideration of the one-line ground fault.The short circuit could be calculated from equation (10.19)
Home Work for ELEG 5503
#4 Homework on Design of Advanced Power Distribution
Instructor: Dr. Juan Balda
University ID:
Name:
Fig.1 The one-line diagram of the system
5. Selection of the fuses when load current through Fuse A is 140A.
We assume that the type of the system is overurrent of fuse B is 40A. The short circuit current on the node 5 is 2129A and the voltage is 7.2 kV.
Obviously, 9940 A>2129 A. Therefore, the two fuses could coordinate well.
Additionally, we can use the coordination tables from the S&C Website. It is very smart because a on-line tool is available to draw the TCC. The curves are as shown in Fig.3.
Fuse A:
The peak load current of fuse A is 140A and the short circuit current of node 4 is 4.7kA.
According to the calculation above, we can choose the“K”SpeedPistrolFuse Linkof S&C Electric Company,40K for Fuse B and 140K for Fuse A. The parameters of the two fuses are as shown in Table 1.
7. Selection of the fuses when load current through Fuse A is 90A.
Fig.3 The TCCs curve of the fuses when Ia is 140A
Table 2The parameters of S&C Pistrol fuses link
Fuse
Type
Rating current
Nominal Voltage
B(Protecting)
40K
51A
1. Calculation of the transformer parameters
A
2. Calculation of the line parameters
3. Calculation of short circuit happened on Node 4
Becausethree-phase faultis the most serious fault, we just take consideration of three-phase fault on Node 4. Because that the connection of XFMR is delta-wye-grounded, the short circuit could
Fig.2 The TCCs curve of the fuses
As is shown in Fig.2, the coordination limit point of the two fuses is (9940, -1.718). That means, the limit point is 9940A and 0.019s.
6. Time-Current Characteristic of fuses
The TCCs of the fuses could be downloaded on the website of S&C. Therefore, we can draw the TCCs curves of the fuses through MATLAB, which are as shown in Fig.2, and find the coordination limit.
Table 1 The parameters of S&C SMU-20 fuses
Fuse
Type
Rating current
Nominal Voltage
B(Protecting)
40K
51A
7.2 and 14.4 kV
A(Protected)
140K
210A
7.2 and 14.4 kV
becalculated from equation (10.8).Generally, negative (-) sequence impedance is equal to positive (+) sequence impedance.
7.2 and 14.4 kV
A(Protected)
100K
115A
7.2 and 14.4 kV
From Fig.3, the coordination limit is (6882 A, 0.014 s). Therefore, the selection of the fuses is reasonable.