2.4.2 热继电器、熔断器、接触器与断路器的配合及实例
(1)熔断器与交流接触器的配合
熔断器与交流接触器的组合常用于电动机保护。当发生三相或两相短路时,熔断器的熔体将熔断,同时接触器线圈两端电压接近于零,要释放。如果接触器的释放时间小于熔体熔断时间,则由接触器切断短路电流。当接触器的分断能力等于或大于短路电流周期分量有效值I″时,可以分断短路电流;否则,将损坏接触器,甚至扩大事故。因此,熔断器与交流接触器的配合必须妥当。
在交流接触器标准中,规定了与短路保护电器(SCPD)的协调配合试验项目。根据试验结果,推荐的CJ20系列交流接触器与熔断器(NT型)的配合形式见表2-22。按该表选配并考虑适当的裕度时,就能保证熔断器先于交流接触器切断短路电流。
表2-22 CJ20系列接触器与熔断器的配合
注:满足短路电流的变压器最小容量是指在电源为无限大系统时,SL7系列变压器低压侧短路时的情况。
表2-22按下列条件制作。根据被保护电动机的启动电流选择熔断器熔体额定电流:
Ier=kIq
式中 Ier——熔体额定电流,A;
Iq——电动机启动电流,A;
k——计算系数,按《工业与民用通用设备电力装置设计规范》选取。熔体额定电流为315A及以下时,k取0.35;为315A以上时,k取0.25。
根据交流接触器释放时间要求的NT型熔断器最长熔断时间,在电流-时间特性曲线上查出电流值,再将此值增10%,即为要求的最小短路电流值。
B系列接触器与熔断器的配合见表2-23。
表2-23 B系列接触器与熔断器的配合
【例2-6】 一台Y225M-2型75kW异步电动机,额定电流为137.9A,采用直接启动。试选择接触器、熔断器和热继电器。
解:由表2-22查得,75kW电动机可选用CJ20-160型交流接触器。熔断器可选用RL1-150/200型、额定电流150A。
热继电器可选用JR20-160型,热元件整定电流为115~150A。实际可按(0.95~1.05)Ie=(0.95~1.05)×137.9=131~145A调整。
【例2-7】 一台绕组为三角形接法的11kW异步电动机,采用Y-△启动,试选择各接触器和热继电器。已知该电动机的额定电流Ie为22A。
解:接触器有三只。
接在电源回路上的接触器,按Ie=22A选择,可选择CJ20-25型25A。
接成Y形用的接触器,按0.33Ie=0.33×22=7.26(A)选择,可选择CJ20-10型10A。
接成△形用的接触器,按0.58Ie=0.58×22=12.76(A)选择,可选择CJ20-16型16A。
热继电器接在电源回路上的接触器后面,按Ie=22A选择,可选择JR16-60/3型60A,热元件额定电流32A,电流调节范围为20~32A。实际可按(0.95~1.05)Ie=(0.95~1.05)×22=19~23(A)调整。
(2)热继电器与熔断器、断路器的配合
热继电器耐受过电流的能力通常约为热元件最大整定电流(即热元件的额定电流Ie)的12倍。如果被保护的设备的过载电流超过此值,即超过12Ie,则应设置熔断器或断路器等对被保护设备进行保护。这些电器保护作用的协调如图2-3所示。图中,I为过载电流,Ie为热元件的额定电流。
图2-3 保护特性的协调
1—熔断器特性;2—电动机允许过载特性;3—热继电器特性(上限);4—热继电器特性(下限)
①过载电流在热元件(最大)整定电流的10倍之内,应由热继电器承担过载保护。
②过载电流大于热元件整定电流的10倍时,应由熔断器或断路器进行过载保护。
③选用熔断器或断路器作为线路及热继电器的短路保护时,应满足热继电器在最大整定值时冷态所能承受的最大过载电流倍数及最大允通能量。