常用电器元器件选型及依据课件.ppt
,常用电气元件及选型依据,常用电气元件及选型依据,讲解大纲,主要电气元件的作用,讲解大纲电气名称主要品种用途刀开关大电流刀开关主要用于电路隔,主要电气元件的作用,控制继电器电流继电器 电压继电器主要用于远距离频繁起动或控制,常用电气元件及选型依据,1.隔离开关2.熔断器3.断路器4.接触器5.热继电器6.电流互感器7.电压互感器8.电流传感器9.电压传感器10.电抗器,主要介绍以下电器的作用，分析电路分析进行选型,常用电气元件及选型依据1.隔离开关主要介绍以下电器的作用，分,1.隔离开关,隔离开关即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。主要作用：断开无负荷的电流电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点，以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流，所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关。隔离开关选型：（1）额定电压：额定电压=回路标称电压*1.2/1.1 倍（2）额定电流：额定电流标准值应大于最大负荷电流的150%。（3）额定热稳定电流：大于系统短路电流的额定热稳定电流值 低压隔离开关型号：HD、HS系列隔离开关，HR系列熔断时式隔离开关 。,1.隔离开关隔离开关即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘,2.熔断器,作用：当电路发生过载或短路时，电流大于溶体允许的正常发热电流，使溶体温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而分断电路，保护了电路和设备。特点：1.选择性好，上级熔断体额定电流不小于下级熔断体额定电流的1.6倍，就视为上下级能有选择性的断开故障电流；2.限流特性好，分段能力高。3.相对尺寸小，价格便宜。缺点：1.故障熔断后必须更换熔断体；2.保护功能单一，只有一段反时限保护特性。3.发生一相熔断时，对三相电机将导致两相运行的后果，可用带发报警信号的熔断器弥补。4.不能远程操作，需要与电动刀开关，负荷开关组合才可能。主要技术参数：额定电压（V）额定电流（A）额定分段能力（KA）熔断体额定耗散功率（W）熔断器的选择：熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不同的，某一额定电流等级的熔断器可以装入几个不同额定电流等级的熔体，所以选择熔断器作线路和设备的保护时，首先要明确选用熔体的规格，然后再根据熔体去选定熔断器。,2.熔断器作用：当电路发生过载或短路时，电流大于溶体允许的正,熔断器的选择,（1）良好的配合，使其在整个曲线范围内获得可靠的保护。（2）熔断器的极限分断电流应大于或等于所保护电路可能出现的短路冲击电流的有效值，否则就不能获得可靠的短路保护。 （3）由于熔断器的保护特性是不稳定的，因此在配电系统中，各级熔断器必须相互配合以实现选择性，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大1.6倍以上，或者上一级熔断器根据标准特性曲线查出的熔断时间至少应为后一级熔断器根据标准特性曲线查出的熔断时间的3倍以上，这样才能避免因发生越级动作而扩大停电范围。熔体电流的选择：（1）照明电路熔体额定电流被保护电路上所有照明电器工作电流之和。 (2) 电动机：单台直接起动电动机熔体额定电流=(1.52.5)电动机额定电流。 多台直接起动电动机总保护熔体额定电流=(1.52.5)各台电动机电流之和。 降压起动电动机熔体额定电流=(1.52)电动机额定电流。绕线式电动机熔体额定电流=(1.21.5)电动机额定电流 。(3)配电变压器低压侧熔体额定电流=(1.01.5)变压器低压侧额定电流。 (4)并联电容器组 熔体额定电流=(1.431.55)电容器组额定电流。,熔断器的选择,熔断器的种类,熔断器的种类序号名称主要型号系列基本特点用途1插入式熔断器R,断路器,作用：用于电路中发生过载、短路和欠电压等不正常情况时，能自动分断电路的电器；也可用作不频繁地起动电动机或接通、分断电路。它是低压交、直流配电系统中的重要保护电器之一。断路器按结构型式可分为框架式（也称万能式）和塑料外壳式（也称装置式）两种。断路器的基本参数特性：额定电压Ue；额定电流In；过载保护(Ir或Irth）和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围。额定运行短路分断能力(Ics)：额定极限短路分断能力(Icu)或（Icn)是断路器能成功分断而不会被损害的最高故障电流。产生这种电流的可能性非常低，普通环境下，故障电流比断路器额定分断能力(Icu)低得多。另一方面，大电流(可能性较低)在良好状态下被分断非常重要，这样在故障电路被修复以后，断路器能够立即合闸。,断路器作用：用于电路中发生过载、短路和欠电压等不正常情况时，,低压断路器的基本特性,低压断路器的基本特性序号项目含义及要求1额定电压和额定绝缘电,部分常用低压断路器的基本特点及主要用途,部分常用低压断路器的基本特点及主要用途序号型号类型特点及用途,部分常用低压断路器的基本特点及主要用途,部分常用低压断路器的基本特点及主要用途序号型号类型特点及用途,4.接触器,接触器:接触器是用来频繁地远距离接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的控制电器。它不同于刀开关类手动切换电器，因为它具有手动切换电器所不能实现的远距离操作功能，同时又具备手动切换电器所没有的失压保护功能；它也不同于自动开，因为它虽然具有一定的过载能力，但却不能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。接触器由于生产方便，成本低廉，用途广泛，所以在各类低压电器当中，它是生产量最大、使用面最广的一种产品，据统计，电力系统的能量有一半以上通过接触器分配到各种受电器电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，但接触器最主要的用途还是控制电动机。,4.接触器接触器:接触器是用来频繁地远距离接通或断开交直流主,接触器分类,接触器分类分类原则分类名称主要用途按主触点所控制的电路种类分,接触主要参数,接触主要参数项目符号含义及标准额定电压UN在规定条件下,保证,5.热继电器,热继电器：是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。主要技术参数：（1）额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流220V，380V，600V。 （2）额定电流：热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流 额定频率：一般而言，其额定频率按照4562HZ设计。 （3）整定电流范围：整定电流的范围有本身的特性来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正比。 选择方法：热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。,5.热继电器热继电器：是由流入热元件的电流产生热量，使有不同,热继电器,（2）、当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于0.951.05倍的电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。 （3）、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。 （4）、对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用温度继电器或热敏电阻来保护。,热继电器 （2）、当热继电器用于保护长期工作制或间断长期,中间继电器,中间继电器：用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。,中间继电器中间继电器：用于继电保护与自动控制系统中，以增加,6.电流互感器,将交流电流转换成可供仪表、继电器测量或应用的变流设备。主要类型：测量用电流互感器，保护用电流互感器测量用电流互感器的精度等级0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过1%，另外还有0.2S和0.5S级。保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过10%。保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：1、绝缘可靠，2、足够大的准确限值系数，3、足够的热稳定性和动稳定性。保护用电流互感器分为：1、过负荷电流互感器，2、差动保护电流互感器，3、接地保护电流互感器（零序电流互感器）,6.电流互感器将交流电流转换成可供仪表、继电器测量或应用的变,将交流高电压转化成可供仪表、继电器测量或应用的变压设备。 按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式，干式浸绝缘胶电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次侧短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。 为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。,7.电压互感器,将交流高电压转化成可供仪表、继电器测量或应用的变压设备。 7,8.电流传感器,能感受被测电流并转换成可用输出信号的传感器。 特性参数 （1）、标准额定值IPN和额定输出电流ISN （2）、传感器供电电压VA （3）、测量范围Ipmax（4）、过载（ 5）精度（6 ）偏移电流ISO（ 6）线性度 （7） 温度漂移,8.电流传感器能感受被测电流并转换成可用输出信号的传感器。,电路分析,以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流380V，额定电流15.4A，功率因数0.85，效率87%，能承受额定的转矩50%过载1分钟，的三相异步电机为列，进行电路设计器件选型。电机连续运行。,电路分析以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流38,电路分析,以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流380V，额定电流15.4A，功率因数0.85，效率87%，能承受额定的转矩50%过载1分钟，的三相异步电机为列，进行电路设计器件选型。电机连续运行。,电路分析以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流38,电路一,电路一,电路一,以额定电流In的三相交流电机为列,电路一器件主要作用选择主要参数隔离开关QS1 NH4-32,电器选择,隔离开关QS1，选择正泰NH4-32，4极的隔离开关，该隔离开关主要技术参数：见下图一.,图一,电器选择隔离开关QS1，选择正泰NH4-32，4极的隔离开关,电器选择,NH4-32隔离开关：额定电流Ie=32A，Ie=15.4A；额定短时耐受电流Icw=12Ie，通电时间1S，电机直接启动时电流为一般为47倍电机额定电流（电机启动电流和时间根据实际测量）7*15.4=107.8A12*32=384A固隔离开关能承受电机启动电流的冲击。热继电器选择：上海人民开关厂RJ28-25 12-18A，根据保护特性表（图二），脱扣特性（图三）可知过载电流=7.2Ie时，热继电器2S10S脱扣，所以整定电流调整到15.4A，考虑到电压波动（-7%+7%）电流可整定到16A，能对电机进行过载保护。,图二,电器选择NH4-32隔离开关：额定电流Ie=32A，Ie=,图三,图三,FU1熔断器：选择选用上海电器陶瓷厂NT00 AC500V 50A的熔断器熔体，根据GB13539.1-2008可知该熔体在125A，10S情况下不熔断，电机可以启动（电机启动电流107.8A）而熔断器不动作，熔体分断能力120KA，底座选用sist101。短路电流计算：电机相间短路，短路电流In=380V/阻抗RZ， RZ=铜的电阻系数*导线长度，（ T=20时，铜的电阻系数为0.0175欧平方毫米米）此电路选用2.5mm2 BV线， RZ=0.0175/2.5*2=0.014欧In=380/0.014=27.1KA（假设变压器容量无限大，相间短路）小于熔断器分断能力120KA，所以短路时熔断器能可靠断开电路。查该熔断器熔体电流特性曲线可知当线路电流=400A时熔体0.01S0.03s内熔断，前面选的隔离开关额定短路接通能力Icm=20Ie=640A，通电时间0.1S，在隔离开关额定短路接通能力范围内，熔断器可靠断开，当电路发生短路时熔断器瞬间熔断能很好的保护电路。接触器KM选择人民开关厂的CJX2-16 线圈AC220V的交流接触器，该接触器约定发热电流为32A，额定电压660V，线圈吸合70VA。该电机长期运行，不频繁启动，说以接触器的额定电流约大于电机额定电流即可。接触器可以前面选的热继电器组合使用。,电器选择,FU1熔断器：选择选用上海电器陶瓷厂NT00 AC500V,电器选择,FU2熔断器：选择上海人民开关厂的RT12-2熔断器，额定电流2A，接触器线圈启动容量为70VA启动电流为0.32A，保持容量为8VA，保持电流为0.036A，这个熔断器只做短路保护，不过载保护，所以选择2A的熔断器能躲过接触器启动电流的冲击，短路时也能可靠断开。,电器选择FU2熔断器：选择上海人民开关厂的RT12-2熔断器,电路分析,还是以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流380V，额定电流15.4A，功率因数0.85，效率87%，的三相异步电机为列，进行电路设计器件选型。电机连续运行。,电路分析还是以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流,电路二,电路二,器件选择,Q1断路器：选择上海人民开关厂电机保护用断路器DZ108-20/3202，脱扣器整定范围14-20A.断路器的技术参数见下图四：额定短路分断能力380V 15KA/0.95电路一种我们计算过电机短路电流为27.1KA，所以选择该短路器当电机发生短路时可能不能有效的断开电路，不能可靠的保护电路，所以可以选择加一个熔断器短路保护图图电路三，或选用短路分断能力更高的断路器。,器件选择器件主要作用选择主要参数断路器Q1过载，短路保护额定,电器选择,电器选择,电路三,电路三,器件选择,电路三中熔断器选择上海电器陶瓷厂NT00 AC500V 50A的熔断器熔体，熔体分断能力120KA，底座选用sist101。根据GB13539.1-2008可知该熔体在125A，10S情况下不熔断，电机可以启动（电机启动电流107.8A）而熔断器不动作。断路器保护特性见图五，与电路一种热继电的电流选择方式一样。所以整定电流调整到15.4A，考虑到电压波动（-7%+7%）电流整定到16A。Q2断路器可选择空气开关，选用上海人民开关厂DZ47-63/2P C1A，电路一种分析中接触器的线圈启动电流为0.32A，所以可选用额定电流1A的C型空气开关短路保护。,图五,器件选择电路三中熔断器选择上海电器陶瓷厂NT00 AC500,电路四,电路四,电路分析,还是以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流380V，额定电流15.4A，功率因数0.85，效率87%，的两台三相异步电机为列，进行电路设计器件选型。电机连续运行，不同时启动。此电路的FU2，FU3，KM1，KM2，FR1，FR2，与电路一选择一样，为了电机之间短路时互不影响，FU1的额定电路In=1.6倍FU1的额定电流为80A，可以选择上海电器陶瓷厂NT00 AC500V 80A的熔断器熔体，熔体分断能力120KA，底座选用sist101。该电路总额定电流为15.4*2=30.8A，变压器容量S=1.732*30.8*380/0.8=25.3KVA，额定电流38.5A.电机直接启动条件(Ist/In) （3+电源容量/启动电机容量）/4，107.8/38.5=2,8，(3+25.3/7.5)4=1.6所以变压器容量得增大，选择61.5KVA，取整62KVA。变压器短路电流=容量/(1.732*阻抗电压)=62/(1.732*4)=895A,（变压器630KVA以下阻抗电压为4%GB1094.5-85)，所以隔离开关选择NH4-125 In=100A. （电路四，只是为了选型而设计的，不实用，变压器容量利用率低。）,电路分析还是以型号为Y132M-4，功率7.5KW，额定电流,隔离开关参数,隔离开关参数,熔断器门限,熔断器门限,总结,刀开关、隔离开关均能隔离电路，隔离开关一般用于高压，能断开负荷电路，刀开关不能断开负荷电路。断路器、熔断器均有短路和过载保护功能，熔断器短路分断能力高，分断速度快，电流选择性高，但只能使用一次；断路器还有欠压保护功能，短路和过载保护功能能重复使用。热继电器一般用于三相电机的过载保护，限流特性高，断路器、熔断器一般用于线路的短路和过载保护。断路器、熔断器、热继电器额定电流根据电路的电流特性和工作环境进行选择。,总结刀开关、隔离开关均能隔离电路，隔离开关一般用于高压，能断,
