关于断路器保护的知识 这些你需要知道
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关于电动机保护断路器的整定及使用方法摘要:断路器是配电系统中最重要的主要保护电器,它的功能比较完善,一般情况下他的主要作用是作为短路、过载、接地故障、失压以及欠电压保护。
在实际中,使用断路器来保护电动机要特别注意断路器的保护整定以及使用方法,本文对此进行了研究分析,以供同仁参考。
关键词:电动机;断路器;整定;使用方法一般的,断路器可以用来分配电能,可以不频繁地启动异步电动机,对电源线路以及电动机等实行实时保护,一旦它们发生严重的过载或者短路及欠压等情况时能够自动切断电路,这样一来其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前,已获得了广泛的应用。
一、电动机保护用的断路器的选配原则根据不同的实际需要,断路器可以配备不同的继电器或者脱扣器。
在装置中脱扣器是必要的组成部分,而继电器,则是通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器、分励脱器来控制断路器。
在实际中,断路器是由脱扣器来帮助完成它的保护功能。
一般的,标明低压断路器电流特性的参数很多,很容易就分不清楚。
在实际中设计文件时,一般在标明断路器的电流值的时候,如果不说明电流值的意义,那么这样就会给定货造成一定的混乱。
因此在实际中,完整准确的选择断路器,准确清楚地标明断路器的各个电流参数值是很有必要的。
此外,在使用断路器来保护电动机时,必须要注意电动机的几个方面:首先是它要具有一定的过载能力,然后是起动电流通常是额定电流的几倍,甚至在可逆运行或者反接制动时可达十几倍。
因此,为了保证电动机能够有效的运行并启动,在选择断路器时应遵循以下原则:(1)要根据电动机的额定电流来确定断路器的长延时动作电流整定值。
(2)断路器的6倍长延时动作电流整定值的可返回时间要长于电动机的实际起动时间。
(3)断路器的瞬时动作电流整定值:笼型电动机应为8~15 倍脱扣器额定电流;绕线型电动机应为3~6倍脱扣器额定电流。
当然,对于需要频繁起动的电动机,如果断相运行机率不高或者有断相保护装置,采用熔断器与磁力起动器结合的方式来控制和保护,也是比较合适的,因为这种保护方式便于远距离控制。
电动机保护用断路器原理1电动机保护断路器电动机保护断路器(Motor Protection Circuit Breaker, MPCB)是一种具有自动保护功能的断路器。
它能够测量电动机的电流、过载、过温、绝缘电阻的瞬时变化,从而判断出电动机的运行状况,及时采取措施保护电动机免受损坏。
电动机保护断路器由一个断路器和一个保护器构成,保护器采用电子技术,能有效的跟踪电动机的每一种工作状态,并判断出常见的电机故障,当故障发生时,保护器就能及时自动切断供电,为电机保护。
2工作原理电动机保护断路器通过电子控制器来监测电机的启动和运行状态,当电机出现故障时,保护器能及时自动切断电源,阻止电机继续运转,从而避免电机受到损坏。
电动机保护断路器的工作原理类似于普通断路器,以金属双刀片作为主要的断断路元件,利用一个可控硅、站电、晶闸管或其他传导元件由控制电路控制双刀片的接通与断开。
3功能电动机保护断路器的主要功能有:①过流保护:当电机的工作电流超过额定电流时,保护器就会及时自动断开供电,从而避免电机过热;②过载保护:当电机连续工作时间超过一定时间后,保护器会自动切断电源;③冷却故障保护:当冷却系统出现故障,导致电机的温度升高时,保护系统会自动切断电源;④过压保护:当相电压超过额定值时,保护器会自动切断电源;⑤绝缘电阻检测:当电机的绝缘电阻超过额定值时,保护器会自动切断电源;⑥静止保护:当电机在运转后停止运转时,保护器会自动断开电源,防止因磁饱和而导致的损坏;⑦防止缺流损坏:电动机保护断路器能够判断出电动机是否有缺流的情况,如果有,保护器就会自动切断电源,从而防止电机受到损坏。
电动机保护断路器的控制电路采用了先进的技术,能够为电机提供优质的保护,以确保电机的安全运行。
断路器接地故障保护原理你看啊,在咱们的电力系统里,就像一个超级复杂又超级重要的大网络。
接地故障呢,就像是这个网络里突然出现的一个小捣蛋鬼。
当发生接地故障的时候,那可不得了,就像电路里突然来了个不速之客,到处捣乱。
断路器接地故障保护就像是一个超级英雄,来拯救这个混乱的局面。
那它是怎么做到的呢?咱们先得知道接地故障是啥样的。
想象一下,电流本来在电路里规规矩矩地跑着,突然有一部分电流不走正道了,跑到地上去了。
这可能是因为电线的绝缘皮破了呀,或者是哪里不小心碰到地了。
这个时候,电路里的情况就变得很危险了。
断路器接地故障保护呢,它有一个特别敏锐的“小鼻子”,能嗅出这种不正常的情况。
这个“小鼻子”其实就是一些特殊的检测装置。
比如说,有一种零序电流互感器。
这个互感器可神奇了,正常情况下,三相电流的矢量和是零,就像三个小伙伴手拉手,力量平衡。
可是一旦发生接地故障,这个平衡就被打破了,就会产生零序电流。
零序电流互感器就能察觉到这个零序电流的出现,就好像它能感觉到电流里的那种不安分一样。
当这个零序电流互感器检测到零序电流,它就会把这个消息告诉断路器里的保护装置。
这个保护装置就像是一个聪明的小脑袋。
它收到消息后,就会快速地判断,“有接地故障啦,这可不行!”然后呢,它就会发出指令。
这个指令就像一道圣旨,让断路器赶紧行动起来。
断路器就像一个强壮的大闸刀,接到指令后,“啪”的一下就把电路断开了。
这样呢,就把发生接地故障的那部分电路和整个电力系统隔离开了,就像把生病的小角落单独隔离起来,不让这个故障影响到整个电力大家庭。
你可能会想,这有啥难的呀?其实啊,这里面还有很多小细节呢。
比如说,这个保护装置得判断这个零序电流是不是真的是因为接地故障产生的,而不是其他的小干扰。
就像我们有时候要分辨是真的有危险还是只是虚惊一场。
它得有一定的灵敏度设置,太敏感了,可能一点小波动就以为是接地故障,然后乱跳闸;不太敏感呢,真正的接地故障来了又发现不了,那可就糟糕了。
断路器主要参数与特性断路器是一种用于开关电路或保护电路的电气设备。
它主要通过控制电流大小来保护电气设备免受过载、短路或地故障的影响。
断路器具有许多重要的参数和特性,下面将对其中的一些进行详细介绍。
1.额定电流(Rated Current):断路器的额定电流是指它能够正常工作的最大电流值。
在额定电流下,断路器应能够持续运行而不被过载。
2.打开方式(Opening Method):断路器常见的打开方式有手动打开和自动打开两种。
手动打开需要人工操作,而自动打开则可以由电气设备中的保护装置或控制系统触发。
3.断路时间(Breaking Time):断路器的断路时间是指它从被触发到完全断开电路的时间。
较短的断路时间可有效减小电弧的产生,提高电气设备的保护性能。
4.短路保护能力(Short-Circuit Protection Capacity):短路保护能力是指断路器能够安全地承受的最大短路电流。
当电路发生短路时,断路器应能迅速切断电路,避免过大的电流对电气设备造成损坏。
5.过载保护能力(Overload Protection Capacity):过载保护能力是指断路器能够安全地承受的最大过载电流。
当电路负载超过额定电流时,断路器应能够切断电路,保护电气设备免受过载的影响。
6.动作特性(Tripping Characteristics):断路器的动作特性是指它在不同电流下的动作时间-电流特性曲线。
根据应用需求,断路器的动作特性可以分为瞬时动作型和延时动作型两种。
7.断路器类型(Types of Circuit Breaker):断路器根据其结构和使用场景的不同,可以分为空气型断路器、真空型断路器、油型断路器、SF6型断路器等。
不同类型的断路器具有不同的特性和适用范围。
8.操作方式(Operating Mode):断路器的操作方式可以分为手动操作和电气操作两种。
手动操作需要人工触发,而电气操作可以由自动保护装置或控制系统触发。
断路器短路电流和额定电流断路器是电力系统中常见的一种电气设备,用于保护电路免受过载和短路等故障的影响。
在使用断路器时,我们经常会遇到两个重要的指标,即断路器的短路电流和额定电流。
本文将从这两个方面来介绍断路器的相关内容。
一、短路电流短路电流是指在电路中出现短路时,电流的最大值。
短路电流的大小取决于电源的电压、电路的阻抗以及短路点的位置等因素。
当电路中发生短路故障时,瞬态过程会导致电流迅速增大,这就是短路电流的特点之一。
短路电流的大小对电力设备和电路的安全运行起到至关重要的作用。
如果短路电流过大,将会对设备和电路造成严重的损坏甚至引发火灾等安全事故。
为了保护电路和设备的安全,断路器需要具备足够的短路容量。
短路容量是指断路器能够承受的最大短路电流值。
当短路电流超过断路器的短路容量时,断路器将会迅速切断电路,起到保护作用。
二、额定电流额定电流是指断路器能够正常运行的电流值。
在设计和选择断路器时,需要根据电路的负荷情况和电气设备的额定电流来确定断路器的额定电流。
额定电流是断路器的重要参数,它反映了断路器的工作能力和安全性。
如果电路中的电流超过了断路器的额定电流,就会导致断路器过载,甚至引发断路器的烧坏等问题。
为了确保电路的正常运行,断路器的额定电流应根据实际情况进行选择。
如果额定电流选取过小,断路器将无法正常工作,不能及时切断故障电路;而如果额定电流选取过大,将会增加设备的成本,并且在正常运行时会造成不必要的能量损耗。
断路器的短路电流和额定电流是保护电路和设备安全运行的重要指标。
短路电流决定了断路器能够承受的最大故障电流,而额定电流则决定了断路器的工作能力和安全性。
在实际应用中,我们应根据电路的负荷情况和电气设备的额定电流来选择合适的断路器,以确保电路的安全稳定运行。
同时,我们还需注意断路器的短路容量,避免短路电流过大造成设备和电路的损坏。
通过合理选择和使用断路器,我们能够有效保护电力系统的安全和稳定运行。
电气工程中的断路器规范要求与选用指南电气工程中的断路器是一种用于保护电路和设备的重要装置,它可以在电流过载或短路等故障发生时自动切断电路,避免火灾、电击和电气设备的损坏。
断路器的规范要求和选用指南对于确保电气系统的安全运行至关重要。
本文将介绍电气工程中关于断路器的规范要求,并提供选用断路器时的一些指南。
一、断路器的规范要求1. 额定工作电压:断路器需要与实际电气系统的额定工作电压相匹配,以确保能够正常运行。
根据不同的电气系统,断路器的额定工作电压可分为低压断路器、中压断路器和高压断路器。
2. 额定工作电流:断路器的额定工作电流应与电气系统中的电流负荷相匹配。
额定工作电流是指断路器能够连续运行而不超过其设计寿命的电流值。
3. 短路承受能力:断路器在短路故障发生时需要能够承受故障电流,以确保系统能够安全地运行。
短路承受能力通常由额定短路中断能力来表示,该值表示断路器在特定短路电流下能够安全中断电路的能力。
4. 过载保护能力:断路器需要能够检测和中断超过其额定工作电流的过载电流,以避免过热和损坏。
过载保护能力通常由额定短时承受电流和过载保护释放特性来表示,该值表示断路器在特定时间内能够安全承受过载电流的能力。
5. 隔离和操作性能:断路器需要能够在电路维护或故障排除时实现电气系统的隔离,以确保操作人员的安全。
同时,断路器的操作性能也需要考虑,包括开断时间、闭合时间和操作力等。
6. 耐久性和环境适应能力:断路器需要具有足够的耐久性,在长期使用中保持稳定可靠的工作,并能够适应不同的环境条件,例如温度、湿度和污染等。
二、断路器的选用指南1. 根据电气负荷特点选型:根据不同电气负荷的性质、电流特点和启动方式等因素,选择合适的断路器类型和额定参数,以确保断路器能够可靠地保护电路和设备。
2. 考虑系统的短路电流:在选用断路器时,需要了解和评估电气系统的短路电流水平。
断路器的额定短路中断能力应大于或等于系统的短路电流,以确保能够可靠地中断故障电流。
www.whhdgk.com 断路器保护主要包括:断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳。本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护。 一、断路器保护装置的配置 一般在双母线、单母线接线方式中,输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器,重合闸自然也只重合这一个断路器,所以重合闸按保护配置是合理的。 在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内,这个装置即称为断路器保护。 二、断路器失灵保护 断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时,利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。 一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能,部分重要的110kV断路器也会配置失灵功能。以下详细分析:3/2接线方式下的断路器失灵保护。 如图1所示,在3/2接线方式下,如果在线路2发生短路,线路保护跳开5021和5022断路器。假如5021断路器失灵,为了短路点的熄弧,5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器(图中5011、5031断路器)都跳开。
图1 500kV变电站3/2接线方式简图 如果在500kVⅠ母上发生短路,母线保护动作跳母线上所有断路器。假如5021断路器失灵,5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开,并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。(如连接元件是变压器,则跳开变压器各侧断路器) 所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器(或跳变压器各侧断路器)。 如果在线路2上发生短路,线路保护跳5011和5021两个断路器。假如5022断路器失灵,5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开,并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器,这样短路点才能熄弧。 www.whhdgk.com 所以中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器,并启动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路对侧断路器(或跳变压器各侧断路器)。
图2 失灵保护动作原理图 如果上述失灵保护不起动远方跳闸功能,则利用线路的后备保护虽然可以切除对侧断路器,但将加长故障切除时间。而且中断路器失灵保护基本上都具有失灵动作起动远方跳闸功能。 双母线接线方式下的断路器失灵动作过程就不再赘述,要比3/2接线方式简单点。 三、关于自动重合闸 1、自动重合闸顺序的要求 在图1中,如果线路2发生短路,线路2的保护动作跳开5021和5022断路器,重合闸自然也要合这两个断路器。考虑有可能重合于永久性故障线路上,为减少冲击,这两个断路器不应该同时重合。所以存在一个先重合哪一个的顺序问题。 究竟是先合边断路器还是中间断路器呢? 如果先合中间断路器5022,而又是重合于永久性故障上,线路保护再去跳5022断路器。万一此时5022断路器失灵,5022中间断路器的失灵保护再将5023断路器跳开,并发远跳跳开2号主变各侧断路器(如果线路则跳对侧断路器),这将影响连接元件2号主变(或线路)的工作,所以不能先重合中间断路器。 如果先合边断路器5021,也重合于永久性故障上,线路保护再去跳5021断路器。万一此时5021断路器失灵,5021断路器失灵保护跳开Ⅰ母上所有边断路器,并发送远跳跳开线路2的对侧的断路器,线路2的连接元件或其他元件工作不受影响。 所以,当线路保护跳开两个断路器后,应先合边断路器,等边断路器重合成功后,再合中断路器,此时中断路器肯定合于完好线路。如果边断路器重合不成功,合于故障线路,保护再次将边断路器跳开,此时中断路器就不再重合。 2、重合闸的启动及方式整定 重合闸有两种方式启动:位置不对应启动和外部跳闸启动。外部跳闸启动指的是线路保护动作发跳闸命令同时启动重合闸。 o位置不对应启动分为:单相偷跳启动和三相偷跳启动。 www.whhdgk.com o保护跳闸启动分为:单相跳闸启动和三相跳闸启动。 关于重合闸的整定方式,可根据需要选用:单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和重合闸停用四种方式中的一种。既可用屏上的切换开关也可用定值单中的控制字来选择重合闸方式。 3、重合闸检查方式 重合闸检查方式:当线路三相跳闸需要三相重合时可采用下面三种方法。 §™检同期方式:线路,同期电压都大于40V,再满足线路电压和同期电压中的同名相电压的相位差在定值整定的范围内。 §检无压方式:检查线路或同期电压小于30V,同时相应的TV没有断线。 §无检定方式:不作任何检查,时间到了就发合闸命令。 4、关于先合和后合重合闸 先合断路器合于故障,后合断路器不再合闸。在3/2接线方式下对于边断路器和中断路器的重合闸存在先合和后合的问题。我们在前面谈到失灵问题时,已经提到过。下面作简要说明: 先合重合闸可经较短延时发出一次合闸脉冲。在先合重合闸启动时,输出的开关量接点作为后合重合闸的“闭锁先合”的开关量输入。 当后合重合闸接收到“闭锁先合”输入接点闭合的信息后,它的重合闸将经较长延时发合闸脉冲。后合重合闸只有在“闭锁先合”开入量有输入时才真正以较长延时发合闸脉冲。
图3 先合重合闸和后合重合闸配合图 先合重合闸: “投先合”——软压板、硬压板 短延时(重合闸整定时间,约0.7s) ™后合重合闸: “闭锁先合”开入 “后合固定”控制字 长延时(重合闸整定时间+后合重合延时,约1.4s) 四、充电保护 当用本装置所在的断路器对母线等元件充电而合于故障元件上时,有充电保护作为此种情况下的保护。充电保护由按相构成的两段两时限相过流和一段零序过流组成,电流取自本断路器的TA。 当充电保护投入时,相应段的相电流元件动作经相应整定延时后充电保护动作出口跳本断路器。充电保护动作后,起动失灵保护,再经失灵保护延时出口跳其他断路器。
图4 充电保护动作原理图 www.whhdgk.com 此外,失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸。充电保护仅在线路(变压器)充电时投入,充电正常后立即退出。 五、死区保护 死区产生原因:在断路器和电流互感器之间发生短路时,很多情况下保护动作后故障并不能切除。 死区的简单说明:如下K1处故障,在I母母线保护区内,但I母保护动作跳开含1DL所有I母断路器后,故障点仍在系统中,此类故障即为死区故障。 死区配置的意义:考虑到站内发生的此类死区故障,电流一般较大,对系统影响也较大,虽可靠失灵来切除,但失灵保护动作一般要经较长的延时,所以专设了比失灵保护动作快的死区保护。
图5 死区原因示意图 死区保护的投入:在失灵保护投入的基础上,死区保护控制字也投入死区保护功能才起作用。 死区保护的动作:三相跳闸信号(例如:发变三跳、线路三跳、或A、B、C三个分相跳闸同时动作)+三相跳位(TWJ信号)+死区电流动作,经死区延时起动死区保护。 死区保护的出口:和断路器失灵保护的出口一致,即边断路器的失灵出口跳哪些断路器,则边断路器死区出口就跳哪些断路器。 这就是死区保护依附于失灵保护压板的原因,死区保护也可理解为一种另类的(判据不同,延时不同)失灵保护。
图6充电保护动作逻辑图 六、三相不一致保护 www.whhdgk.com 三相不一致的由来:分相操作的断路器,由于设备质量和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致最终导致只有一相或者两相跳开,处于非全相的异常状态。 三相不一致的危害:当系统处于非全相运行状态时,系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害,同时也影响系统保护装置的正确动作,所以电力系统不允许长时间地非全相运行。 在线路重合不成功,则系统进入非全相运行时将无其它保护可以消除这种故障,所以在分相操作的断路器安装有非全相保护(三相不一致保护),当系统出现非全相达到一定时间就跳开其他相。 三相不一致的实现:消除三相不一致的异常状态的保护功能,在高压或超高压等级系统中,一般都放入断路器本体中实现,但是也有放入断路器保护中实现的(或者线路保护中)。 不一致保护在断路器本体中,国网十八项反措要求:220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护。 既在断路器单相跳开后,如果重合闸动作,断路器由于压力、机械、二次回路等原因,没有重合成功,必须在2-2.5s内跳开三相,并且不再重合,以保证系统的安全。
图7 三相不一致保护逻辑图 当断路器中没有三相不一致保护时,可以安装独立的三相不一致保护装置。独立的三相不一致保护除了用断路器辅助触点或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外,还可以用零序电流与负序电流闭锁回路,用以提高该回路的可靠性。 三相不一致保护的投入:在三相不一致保护软压板和硬压板都投入时(控制字),三相不一致保护功能才起作用。 三相不一致的起动:三相跳位开入不一致+跳位相无流。 三相不一致保护的动作:不一致经零序开放控制字投入,不一致起动经不一致零序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相。不一致经负序开放控制字投入,不一致起动经不一致负序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相。以上两个控制字都退出时,三相不一致起动后经不一致延时出口跳本断路器三相。 三相不一致保护动作不起动失灵,同时闭锁重合闸。 三相不一致保护的闭锁:断路器处于三相不一致状态12秒,发位置不一致告警,并闭锁三相不一致保护。 三相不一致保护的时间继电器的整定原则:继电保护装置的三相不一致保护延时定值要能躲过重合闸的动作时间。 七、瞬时跟跳 该回路由用户决定是否投入。瞬时跟跳分为:单相跟跳、两相跳闸联跳三相和三相跟跳。这三个回路出口后再跳一次本断路器,只有起动元件动作情况下上述三个回路才能发跳闸命令。 ˙单相跟跳:™收到线路保护来的Ta、Tb、Tc单相跳闸信号,并且相应相的高定值电流元件动作,瞬时分相跳闸。