2018电气工程师《基础知识》必备知识点(1)

更新时间：2018-09-17 15:41:47 来源：环球网校

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一、操作过电压性质

电网中的电容、电感等储能元件，在发生故障或操作时由于其工作状态发生突变，将产生充电再充电或能量转换的过渡过程，电压的强制分量叠加以暂态分量形成操作过电压。其作用时间约在几毫秒到数十毫秒之间。倍数一般不超过系统最高相电压的4倍。

操作过电压的幅值和波形与电网的运行方式、故障类型、操作对象有关，再加上操作过电压中其他多种随机因素的影响，使得对操作过电压的定量分析，大多依靠实测统计和模拟研究。

故障形态不同或操作对象不同，产生过电压的机理也不同。因而所采取的针对性限制措施也各异。

二、.限流电抗器选择;

1.参数选择：

(1)普通电抗器XK%>3%时，制造厂已考虑连接于无穷大电源、额定电压下，电抗器端头发生短路时的动稳定度。

(2)分裂电抗器动稳定保证值有两个，其一为单臂流过短路电流时之值，其二为两臂同时流过反向短路电流时之值。

(3)安装方式是指电抗器的布置方式。普通电抗器一般有水平布置、垂直布置和品字布置三种。进出线端子角度一般有90°、120°、180°三种，分裂电抗器推荐使用120°。

2.额定电流选择。普通电抗器的额定电流选择：

(1)电抗器几乎没有过负荷能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按回路最大工作电流选择，而不能用正常持续工作电流选择。

(2)变电所母线分段回路的电抗器应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷的要求。

3.电抗百分值选择。普通电抗器的电抗百分值应按下列条件选择和校验：

(1)将短路电流限制到要求值。

(2)正常工作时电抗器上的电压损失(△u%)不宜大于额定电压的5%。

(3)校验短路时母线上的剩余电压：当出线电抗器的继电保护装置带有时限时，应按在电抗器后发生短路计算。

三、微型断路器

(以下简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。 MCB虽然是一种终端电器。但它量大面广，若选用了不合适的MCB，造成的损失也是惨重的。本文根据MCB的常用电气参数谈MCB的正确选用方法。

McB的额定分断能力额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最大短路电流值。现在市场上见到的MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册，一般有4.5kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳断路器)、ACB(框架式断路器)一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。如果MCB的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流，则在发生故障时，不但不能分断故障线路，还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。

低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为0.23/O.4LV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配变，低压馈线端短路电流是不同的。一般来说，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路的电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用4.5kA及以上分断能力的MCB即可。对于有专供或有10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排)以

及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以上分断能力的MCB，具体设计时还必须进行校验。此外，特别要注意的三点是：

1.随着现代建筑物中配变容量的增大;大容量母线槽的使用以及用电设备与电源间的距离在缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。

2.MCB有两个产品标准：一个是IEC898《家用装置及类似装置用断路器》(GBl0963—1999);另一个是IEC947—2《低压开关设备及控制设备低压断路器》。!EC898是针对由非电气专业和无经验人员使用的标准，而IEC947—2是针对由电气专业人员操作使用的产品标准。两个标准对MCB的额定分断能力指标是不同的，对设计人员来说，一定要看具体使用场合和对象来选用MCB。若按IEC947—2的额定分断能力来选用MCB，应安装在供专业人员操作的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内的照明总配电箱;若按IEC898来选用MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中，这些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用 MCB时一定要注意加以区别，不能混淆。

3.一般来说，MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断故障电流时灭弧的原因，MCB必须降容使用，即额定分断能力必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。现在有些厂商制造的MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断能力不受影响，但笔者认为，在非万不得已的情况下，宜以上进下出为妥。MCB的保护特性根据 IEC898，MCB分为人、B、C、D四种特性供用户选用：A.特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值电流值(通常是额定电流/n的2—3倍)，以限制允许通过短路电流值和总的分断时间，利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护;B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合;与A特性相比较，B特性允许通过的峰值电流<3in一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护;c特性一般适用于大部分的电气回路，它允许负载通过较高的短时峰值电流而mcb不动作，c特性允许通过的峰值电流<5in一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护;d特性一般适用于很高的峰值电流(<10in)的开关设备，一般用于交流额定电压与频率下的控制变压器和局部照明变压器的一次线路和电磁阀的保护。< p="">

从以上保护特性的分析可知，对于各种不同性质的线路，一定要选用合适的MCB。如有气体放电灯的线路，在灯启动时有较大的浪涌电流，若只按该灯具的额定电流来选择MCB，则往往在开灯瞬间导致MCB的误脱扣。

在保护特性方面，瓜C898标准内明确规定，MCB不能用于对电动机的保护，只可作为替代熔断器对配电线路(如电线电缆)进行保护。在这方面，设计人员往往容易忽视，并且在一些生产厂商的样本和设计资料手册上也有一些误导的地方。大家知道，电动机在起动瞬间有一个5—7In持续时间为10s的起动电流，即使C特性在电磁脱扣电流设定为(5—lO)In，可以保证在电动机起动时避过浪涌电流;但对热保护来讲，其过载保护的动作值整定于1.45Jn，也就是说电动机要承受45%以上的过载电流时MCB才能脱扣，这对于只能承受<20%过载的电机定子绕组来讲，是极容易使绕组间的绝缘损坏的，而对于电线电缆来讲是可承受的。因此，在某些场合如确需用MCB对电机进行保护，可选用ABB公司特有的符合IEC947—2标准中 K特性的MCB，或采用MCB外加热继电器的方式，对电动机进行过载和短路保护。