02-低压断路器与自动转换开关的选择应用_V101
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自动转换开关在低压配电中的应用由于产品的技术水平高低以及先进性和可靠性,将直接影响各重要场所用电的安全与可靠,ATS已成为低压配电系统中一个不可缺少的重要组成部分,因此在工程设计中应引起高度重视,并很有必要熟悉和了解其类型、组成与工作原理、主要特点及功能等,以便正确选择和合理应用。
ATS主要适用于交流不超过1000V的紧急供电系统,在换接电源期间中断向负载供电。
根据IEC国际标准定义:由一个或多个转换开关电器和其他必须的电器组成,用于检测电源电路,并将一个或多个负载电路从一个电源转换至另一个电源的自动电器。
当存在常用电源和备用电源两个电源的情况时,ATS应指定一个常用电源位置,其操作程序由两个自动转换过程组成。
如果常用电源被检测到出现偏差时,则自动将负载从常用电源转换至备用电源;如果常用电源恢复正常时,则自动将负载返回换接到常用电源。
换接时间可有预定的延时或无延时,并可处于一个断开位置。
这类电器产品已在建筑电气行业中得到了认可,简称为“双电源自动转换开关—ATS”。
根据IEC-60947-6国际标准规定,ATS分PC或CB两个级别。
PC级能够接通、承载,但不用于分断短路电流的ATS。
其负荷开关和接触器双投型的ATS 都属于这一类产品,本体只能作为ATS使用,不具备过载和短路以及其他保护功能。
CB级配备过电流脱扣器的 ATS,其主触头能接通并用于分断短路电流。
其断路器和控制保护器投切型的ATS都属于这类产品,除本体作为ATS使用外,还具备过载、短路以及其他保护功能,从而实现对负载的两段或三段及其他保护功能等。
◇ATS的主要特点及功能针对目前国内生产不同类型的ATS,从安全性、可靠性、保护性等诸多方面分析其主要特点及功能,并简述其优缺点,供设计选用时参考。
◇断路器投切型ATS这种ATS由两台断路器为基础,外加单(双)微型可逆电机组成电动操作机构来实现双电源自动转换与控制,所以断路器的取材广泛,从国产到合资生产以及进口的断路器都能进行组装。
低压断路器的选择一ABB断路器1进线及分段开关的选择1.1保护的配置用于变压器低压侧的进线开关,由于高压侧已经有较完善的保护,通常只需配置过载保护和短路短延时保护;因为与下级配合问题,不能设速断保护;选用PR122/P 有L、S、I三段保护的电子脱扣器完全满足要求。
分段开关的过载保护已没有意义,可设定与进线相同,便于与进线开关互换;短延时保护动作值与进线同,但时间定值要改短,以便与进线开关配合;1.2应用举例:1000kV A,4.5% ,6/0.4kV, 96.2/1443A, 低压母线最大短路电流26.81kA,最小24.5kA选用E2N断路器配PR122/P电子脱扣器(也可选PR121/P,但没有显示窗,整定用拨盘且级差大)I u=2000A,I n=2000A评论:本例也可以选用EIB,50kA,I u=1600A,I n=1600A,但没有发展余地,当变压器改为1250kV A,E2N(2000A)仍然可用,只需改变I1、I2设定值。
1.2.1进线开关(1)过载保护的设定-L功能:I1=(1.05⨯1.05⨯I tn)/I n=(1.1025⨯1443)/2000=1590.9=0.795I n取I1=0.80I n=1600A (步长为0.01)设t1=12s (3倍I1时)-整定范围3-144s,步长3s验算是否满足:a与短延时保护相配合,即当低压母线最大三相短路时,动作时间不小于0.4sb躲过大型电动机起动时间和电机群自起动时间。
k=(3I1)2⨯12=108I12当二次侧最大短路时,I k=26810A/1600=16.75I1t=108I12/(16.75I1)2=0.385s<0.4s 不满足取t1=15s,k=(3I1)2⨯15=135I12 , 当低压母线最大三相短路时保护动作时间tt=135I12/(16.75I1)2=0.48s>0.4s 满足要求低压电动机起动时间一般在5-10s,且此时过载倍数远不会超过变压器额定电流的3.3倍(3I1/1443=3⨯0.8⨯2000/1443=3.3)满足要求当变压器过载1.2倍时,保护动作时间t=135I12/(1.2⨯1443÷1600)2I12=115s(2)短路短延时保护设定-S功能:I2=(1.2⨯2.5⨯ I tn)/I n=(1.2⨯2.5⨯1443)/2000=2.16I n取I2=2.2I n=4400A(步长为0.1)I2的整定要躲过大型电动机起动电流或电机群自起动电流(过负荷系数2.5就是考虑上述因素);t2=0.4s t=k,定时限校验灵敏度:二次侧最小短路时,I k=24.5 kA,所以,K L=0.866⨯24500/2.2⨯2000=4.8>1.3 满足要求(3)短路瞬动-I功能:关断如果设定,则要大于二次侧最大三相短路电流,即:使该保护不起作用I3=(1.5⨯I k)/I n=(26810⨯1.5)/2000=20.1 取I3=15I n,(设定范围最大为15倍),所以必须关断,否则将失去选择性。
低压断路器应如何选用低压断路器应如何选用?1)依据线路对爱护的要求确定断路器的类型和爱护形式——确定选用框架式、装置式或限流式等。
2)断路器的额定电压UN应等于或大于被爱护线路的额定电压。
3)断路器欠压脱扣器额定电压应等于被爱护线路的额定电压。
4)断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被爱护线路的计算电流。
5)断路器的极限分断力量应大于线路的最大短路电流的有效值。
6)配电线路中的上、下级断路器的爱护特性应协调协作,下级的爱护特性应位于上级爱护特性的下方且不相交。
7)断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。
必需通过仔细的计算和校验合理选择聂玉安/ 教授级高工山东省建筑设计讨论院电气总工低压断路器在设计选型时,需要考虑的通用性原则主要有:①依据低压配电系统的负载性质、故障类别和对线路爱护的要求,来确定选用的断路器类型,并符合国家现行的有关标准。
②断路器的额定电压、额定频率应与所在回路的标称电压及标称频率相适应。
③断路器的额定电流不应小于所在回路的负载计算电流。
④断路器应适应所在场所的环境条件。
⑤断路器应满意短路条件下的动稳定和热稳定要求。
用于断开短路电流时,应满意短路条件下的通断力量。
低压断路器应依据不同故障类别和详细工程要求,选择相适应的爱护形式。
其整定原则一般来说主要包括:①断路器在正常使用中和用电设备正常起动时,所装设的爱护不应动作。
②断路器的最根本任务就是起到爱护作用,必需在规定的时间内能有效地切断故障电路,满意规范最基本的要求。
③低压配电系统各级断路器的爱护动作特性应能彼此协调协作,要有选择性的动作,即发生故障时,应使靠近故障点的断路器爱护首先切断,而其靠近电源侧的上一级爱护不应动作,尽可能地缩小断电范围。
在低压配电系统中,主要设计任务就是合理地选择爱护电器,依据断路器的整定原则要求,通过正确的整定其参数来实现各种爱护功能,但这些整定原则又可能相互发生冲突。
例如:断路器额定电流或整定电流大小受到整定原则第①和第②项的限定,而爱护动作时间的快慢又受到整定原则第②和第③项的制约,所以必需经过精确的计算和仔细的校验,协调相互之间的冲突,实现对立的统一,以符合规范规定的动作特性、动作时间和有选择性爱护的有关要求。
低压断路器的选择和应用低压断路器的选择和应用1 概述低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。
低压断路器在电路中除起控制作用外,还具有一定的保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。
低压断路器可以手动直接操作和电动操作,也可以远方遥控操作。
低压断路器的分类方式很多,按使用类别分,有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调);按结构型式分,有万能式(又称框架式)和塑壳式断路器;按灭弧介质分,有空气式和真空式(目前国产多为空气式);按操作方式分,有手动操作、电动操作和弹簧储能机械操作;按极数分,可分为单极、二极、三极和四极式;按安装方式分,有固定式、插入式、抽屉式和嵌入式等。
低压断路器容量范围很大,最小为4A,而最大可达5000A。
低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。
2低压断路器的结构低压断路器由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。
2.1触头系统触头(静触头和动触头)在断路器中用来实现电路接通或分断。
触头的基本要求为:(1)能安全可靠地接通和分断极限短路电流及以下的电路电流;(2)长期工作制的工作电流;(3)在规定的电寿命次数内,接通和分断后不会严重磨损。
常用断路器的触头型式有,对接式触头、桥式触头和插入式触头。
对接式和桥式触头多为面接触或线接触,在触头上都焊有银基合金镶块。
大型断路器每相除主触头外,还有副触头和弧触头。
断路器触头的动作顺序是,断路器闭合时,弧触头先闭合,然后是副触头闭合,最后才是主触头闭合;断路器分断时却相反,主触头承载负荷电流,副触头的作用是保护主触头,弧触头是用来承担切断电流时的电弧烧灼,电弧只在弧触头上形成,从而保证了主触头不被电弧烧蚀,长期稳定的工作。
2.2灭弧系统灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电弧。
灭弧系统包括两个部分:一为强力弹簧机构,使断路器触头快速分开;一为在触头上方设有灭弧室。
低压断路器和选型低压断路器一、低压断路器的分类低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。
低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。
低压断路器可以手动直接操作和电动操作,有的还可以实现远方遥控操作。
低压断路器的分类:低压断路器的分类方式很多按结构形式可分为:框架式断路器(ACB)又称开启式、万能式断路器。
比如ABB的F、Emax系列、施耐德的M、MT系列、穆勒的IZM系列、西门子的WL 系列、国产的DW系列等。
框架式断路器所有零件都装在一个绝缘的金属框架内,常为开启式,可装设多种附件,更换触头和部件较为方便。
有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。
按安装方式可分为固定式和抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便,多用在电源端总开关。
过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式和智能化脱扣器等几种。
断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。
随着微电子技术的发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作的灵敏性和选择性。
ACB的最大特点是容量大、极限短路分断能力高和足够的短时耐受电流,有的断路器的额定电流高达5000 A,额定短时耐受(允许)电流Icw 高达100kA (1S)。
这使得ACB的有很好的选择性和稳定性。
ACB 的功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统的主开关,以及重要的、负载较大的主干线的保护。
塑壳式断路器(MCCB)又称装置式断路器,比如ABB的lsomaxS、Tmax系列、施耐德的NS、NSX系列、国产的DZ20系列等。
所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑,MCCB基本不能检修。
线路保护用的断路器与电机保护用的断路器选型问题线路保护用的断路器与电机保护用的断路器是两种不同应用下的断路器。
对于线路保护用的断路器由于多数用于电源的主干上,所以它一般为选择型(B型)断路器,它除了包括有短路瞬时速断、过载长延时保护之外还有一个短路短延时速断,这3套保护构成了传统意义上所讲的3段保护,当在分支电源上出现短路或接地情况时,在分支上的断路器由于短路瞬时速断的作用会马上跳闸,同时由于断路器在判别短路与否及机械动作的时候,往往会存在一个延时,这样就导致,在主干电源上的断路器也会检测到线路短路或接地的异常,但是对于主干电源而言,即使在某一分支电源出现短路情况,它也不能将整个主干电源切除,影响其他分支电源的供电,这样就有必要设计有一个短暂的时延,让断路器躲过因分支电源短路而造成的误动作。
所以,线路保护的断路器是比分支电源上的断路器要多一个短时限速断的保护。
而对于电机保护用的断路器由于是分支电源用的断路器,往往只需要用二段保护即短路瞬时速断、过载长延时保护就可满足电动机的保护需要了。
既然,在开关特性及功能上仅仅是因为保护的功能相差一种保护类型,那么为什么不能将所有的断路器做成同一种类呢。
下面就让我试图去分析一下出现这种设计情况的原因吧。
首先,我认为是一个经济性的原因,对于线路保护用的断路器由于它比电机保护用的断路器多了一套保护,并且通常都具有远控、接地等功能,所以其造价往往比电机保护用的断路器高出许多。
其次,在机械性能的原因,由于线路保护用的断路器其设计初衷是用以完成线路电源的配送,并不需要频繁的开断,所以它的机械检修周期就如您所说的大约为1000次。
但是对于某些电机而言,是需要频繁的启停,如果采用线路保护用的断路器,就无形的加重了检修的任务量。
第三,我个人认为也是最重要的一个原因,就是对于短时的启动冲击电流的承受能力,对于电机保护用的断路器它的躲电机启动电流整定值一般是按照电机额定电压的7~12倍来整定的,所以在电机保护用的断路器,它的启动调节值范围是较为阔的;而对于线路保护用的断路器,由于它的安装位置为主干电源,下游接有大量的分支电源,考虑到分支电源的启动冲击并非完全同期的因数,所以,在主干电源上的断路器躲避启动电流的整定值一般为断路器的3倍左右,这样的原因就使得线路保护用的断路器的启动调节值分为稍为狭窄。
低压断路器的选型与配合应用简述发表时间:2018-03-07T14:00:20.027Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第29期作者:常娟[导读] 并且能够对于后续配合应用实现全方位关注,确保其能够具备理想的运行效果,发挥出较强的保护功能,维系电力系统的可靠高效运行。
江苏大全凯帆开关有限公司 212211摘要:电力系统中合理运用低压断路器是比较重要的一点,这种低压断路器的应用需要切实做好前期选型工作,促使其所选低压断路器设备能够和整个电力系统形成较为理想的协调性,并且做好具体配合应用管理,进而也就能够避免后续可能出现的各类故障问题。
本文就重点围绕着低压断路器的选型与配合应用要点进行了简要分析论述。
关键词:低压断路器;选型;配合应用引言随着当前我国电力系统的不断发展以及人们用电要求的不断提升,确保各个相关电力设备能够得到高效可靠运用是比较重要的一点,尤其是对于低压断路器设备这类比较核心的基本设备,更是需要引起足够关注,促使其形成理想的运行功能。
结合低压断路器的实际运用,其需要首先确保选型合理,能够保障所选择的低压断路器符合各个方面的基本要求,并且能够实现有效保护以及协调管理价值,相关配合应用也需要优化,提高关注力度。
1低压断路器选型要点对于低压断路器的有效运用,前期选型工作必须要引起足够重视,促使其符合应有运行需求,表现出较为理想的作用价值,其中较为核心的选型要点如下:(1)注重电压方面的要求。
低压断路器要想能够在后续长期运用过程中表现出较为理想的作用效果,必须要首先关注相应电路额定电压要求,促使其能够较好符合后续稳定运行的要求,要求其额定工作电压应该大于线路规定,避免后续可能出现的威胁问题。
(2)注重电流方面的要求。
低压断路器在电力系统中的实际运用还需要考虑到电流方面的相关要求,影响详细调查了解所用电力线路的负载电流要求,如此也就能够在电力断路器的选择中较好明确,促使其额定电流能够大于这一要求,进而体现出理想的可靠性。
低压断路器的选型与配合应用摘要:低压断路器作为保障配电系统安全高效运行的重要保护开关设备,在前期规划设计中,可通过合理选择断路器类型以及加强配合应用,进一步增强配电系统运行可靠性与安全性。
鉴于低压断路器的应用重要性,本文主要结合低压断路器主要选型原则以及整定原则,对低压断路器选型注意事项进行总结归纳。
并在此基础上结合低压断路器配合应用情况,对当前低压断路器的选型设计以及应用措施进行研究分析,以期可以给同行业人员提供参考价值。
关键词:低压断路器;选型问题;配合应用;措施分析引言:低压断路器作为配电系统应用装置体系的重要内容,基本上可以视为过电流故障以及短路故障的保护装置系统,其的运行质量在一定程度上会对低压配电网电能输送情况以及居民生活、工业生产等多项活动内容产生重要影响。
结合实际情况来看,科学选择与规范应用低压断路器基本上可以防止配电系统产生误动或者拒动问题,保障生产生活不受影响。
近些年来,随着我国配电系统以及低压配电网体系健全完善力度的不断增强,如何做好低压断路器选型问题以及配合应用问题俨然成为电力行业内部予以重点关注的问题。
结合实际反馈情况来看,通过科学选择以及使用低压断路器可有效减少配电系统运行故障问题,并且在一定程度上可以减少低压配电系统运行费用。
1低压断路器概念及作用分析低压断路器可以理解为自动空气开关,也就是我们平常所说的自动空气断路器。
与其他装置系统不同,低压断路器在使用过程中可以体现出手动开关功能以及自动开关功能。
举例而言,低压断路器可通过利用自动功能实现对电器失压、欠压以及过载问题的集中保护[1]。
同时也可以利用手动开关作用,对低压断路器进行切断或者重启操作。
需要注意的是,低压断路器主要用于合理分配电能。
因此,操作人员需要立足于安全维护角度加强对电源线路以及电动机等关键设施设备的运行维护,禁止频繁启动异步电动机。
除此之外,当面临分断故障电流问题时,操作人员基本上不需要对低压断路器进行零部件更换处理。