1.1天然氣工藝裝置區(qū)內的用電設備

天然氣工藝裝置區(qū)內的用電設備一般包括:電動閥(包括電動球閥、電動調節(jié)閥、電液聯(lián)動閥等）、電伴熱帶、電加熱器和分析小屋等。分析小屋是設置于天然氣工藝裝置區(qū)內一種構筑物，屋內放置水露點分析儀、氣相色譜法分析儀、H₂^s分析儀等分析儀器和防爆配電箱、防爆照明、防爆空調、防爆電加熱器等輔助設備。根據(jù)工藝要求不同，分析小屋內的設備配置也不同。

1.2天然氣工藝裝置區(qū)內用電設備的供電方式

天然氣工藝裝置區(qū)內用電設備的供電方式可分為:低壓配電柜供電和工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電。

低壓配電柜供電:當廠站內設置變電站時,變壓器0.4kV側接入的低壓配電柜為第一級低壓配電。當廠站內未設置變電站，由廠站外直接引來0.4kV電源時，0.4kV電源接入的低壓配電柜為第一級低壓配電。本文中提到的“低壓配電柜供電”均屬于第一級低壓配電的供電方式。

工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電:廠站內低壓配電柜(第一級低壓配電）為工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電，故工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱為第二級低壓配電。本文中提到的“工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電”均屬于第二級低壓配電的供電方式。

以上兩種供電方式須根據(jù)用電設備的重要性、功率、回路數(shù)量、低壓配電柜與天然氣工藝裝置區(qū)的供電距離等因素確定。若天然氣工藝裝置區(qū)內用電設備重要性高（例如:用于緊急切斷的電動閥）、功率較大(例如:電加熱器、分析小屋等，功率一般為3kW以上，工作電壓為380V)且回路數(shù)量少,則采用低壓配電柜供電。若天然氣工藝裝置區(qū)內用電設備重要性一般、功率較?。ɡ?電動閥、電伴熱帶等，功率一般為0.1～1.5kW,工作電壓為380V或220V)且回路數(shù)量多，則采用工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電。當天然氣工藝裝置區(qū)內存在多種用電設備時，可根據(jù)用電設備的重要性、功率、回路數(shù)量等采用低壓配電柜供電和工藝裝置區(qū)現(xiàn)場配電箱供電的混合供電方式。

1.3兩種供電方式的優(yōu)缺點

在工程設計中，斷路器的型號須根據(jù)用電設備的電壓、極數(shù)、電氣特性、保護要求、控制要求及上級供電系統(tǒng)的參數(shù)等確定。在斷路器的參數(shù)中需重點關注兩個,即短路分斷能力和脫扣器型式。

2.2.1斷路器的短路分斷能力

斷路器的短路分斷能力分為額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力。額定運行短路分斷能力小于等于額定極限短路分斷能力。

當斷路器保護的線路發(fā)生短路時，斷路器的額定極限短路分斷能力應大于被保護線路上發(fā)生的最大短路電流。例如，斷路器保護的線路發(fā)生短路，最大短路電流為20kA，若斷路器的額定極限短路分斷能力為25kA，則斷路器可斷開電路，保護線路，滿足保護要求。若斷路器的額定極限短路分斷能力為15kA，則斷路器不能斷開電路,致使斷路器損壞和線路損壞，不滿足保護要求。

在工程設計中，應根據(jù)上級供電系統(tǒng)的參數(shù)、配電變壓器參數(shù)等,計算斷路器安裝處的最大短路電流，選擇具有相應短路分斷能力的斷路器。一般采用額定運行短路分斷能力，這樣可以保證斷路器更可靠地工作。

2.2.2斷路器的脫扣器型式

斷路器脫扣器型式可分為欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。脫扣器型式須根據(jù)用電設備的電氣負荷特性、保護要求及控制要求等確定。本文僅針對過電流脫扣器進行討論。

過電流脫扣器包括長延時過電流脫扣器、短延時過電流脫扣器、瞬時過電流脫扣器。

下面結合天然氣工藝裝置區(qū)用電設備的電氣負荷特性，討論過電流脫扣器的整定。整定也叫設定，是在自動控制系統(tǒng)里，當某一物理量達到某一值時，將發(fā)生某一動作。本文中過電流脫扣器的整定的物理量均為電流值，整定電流即為動作電流。

①長延時過電流脫扣器的整定長延時過電流脫扣器主要用于用電設備過負荷保護。

長延時過電流脫扣器的整定應遵守規(guī)范GB 50054—2011《低壓配電設計規(guī)范》第6.3.3條:過負荷保護電器的動作特性，應符合下列公式的要求:

當保護電器為斷路器時,I₂為約定時間內的約定動作電流；當為熔斷器時,I₂為約定時間內的約定熔斷電流。

根據(jù)以上規(guī)范要求，斷路器長延時過電流脫扣器的整定電流(I_n）應大于等于用電設備防爆控制箱(盒)進線斷路器（或熔斷器）的額定電流（I_B)。用電設備在啟動與正常運行期間斷路器長延時過電流脫扣器不動作，即用電設備的啟動電流、尖峰電流、堵轉電流及電動執(zhí)行機構允許的堵轉持續(xù)時間內，斷路器長延時過電流脫扣器不動作。當用電設備在故障狀態(tài)下出現(xiàn)過負荷時，過負荷電流大于斷路器長延時過電流脫扣器的整定電流，斷路器長延時過電流脫扣器將按斷路器的時間-電流特性曲線動作，完成保護。

②短延時過電流脫扣器的整定

短延時過電流脫扣器主要用于保證過電流脫扣器動作的選擇性（低壓配電線路發(fā)生短路、過負荷或接地故障時，既要保證可靠地分斷故障電路，又要盡可能地縮小斷電范圍,減少不必要的停電，即有選擇性地分斷）和接地故障保護。

斷路器短延時過電流脫扣器的整定應遵守規(guī)范GB 50054—2011《低壓配電設計規(guī)范》第6.2.4條:“當短路保護電器為斷路器時,被保護線路末端的短路電流不應小于斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。”

根據(jù)以上規(guī)范要求,應計算出被保護線路末端的短路電流，才可以確定斷路器短延時過電流脫扣器的整定值。天然氣工藝裝置區(qū)內被保護線路末端的短路電流為接地故障電流。

斷路器短延時過電流脫扣器的整定電流應大于用電設備防爆控制箱（盒）進線斷路器（或熔斷器）的瞬時過電流脫扣器整定電流（或約定熔斷電流）。當用電設備發(fā)生故障,故障電流大于斷路器短延時過電流脫扣器的整定電流時，斷路器短延時過電流脫扣器經過一定的延時，等待用電設備防爆控制箱(盒)進線斷路器（或熔斷器）先動作，切斷故障電流。若經過延時后,故障電流仍未切斷，則斷路器短延時過電流脫扣器將動作，切斷故障電流，完成保護。斷路器短延時過電流脫扣器的延時過程實現(xiàn)了選擇性地分斷。

斷路器短延時過電流脫扣器的整定電流應小于被保護線路末端的短路電流（接地故障電流）。當用電設備或供電電纜發(fā)生接地故障時，故障電流大于斷路器短延時過電流脫扣器的整定電流，斷路器短延時過電流脫扣器將按斷路器的時間-電流特性曲線動作,完成保護。

根據(jù)以上規(guī)范要求，應計算出斷路器安裝處的預期短路電流（即最大短路電流）和被保護線路線路末端的短路電流（即接地故障電流）。

斷路器瞬時過電流脫扣器的整定電流應大于用電設備防爆控制箱（盒）進線斷路器（或熔斷器）的瞬時過電流脫扣器整定電流（或約定熔斷電流）。當用電設備或供電電纜發(fā)生短路故障,故障電流大 于斷路器瞬時過電流脫扣器的整定電流時，斷路器瞬時過電流脫扣器將按斷路器的時間-電流特性曲線動作，完成保護。

斷路器瞬時過電流脫扣器的整定電流應小于被保護線路末端的短路電流（接地故障電流）。當用電設備或供電電纜發(fā)生接地故障,故障電流大于斷路器瞬時過電流脫扣器的整定電流時,斷路器瞬時過電流脫扣器將按斷路器的時間-電流特性曲線動作,完成保護。

[1] 任元會，卞鎧生,姚家祎，等.工業(yè)與民用配電設計手冊[M].第3版.北京:中國電力出版社，2005