断路器的认识及选用ppt课件.ppt
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1、主要内容,断路器各参数计算,C,漏电断路器的工作原理及选用,D,断路器的分类及介绍,A,断路器的工作原理,B,E,断路器之间的选择性,A-断路器的定义及分类,断路器的定义circuit breaker:,断路器的分类:,按电压等级分:有高压断路器和低压断路器;,按灭弧介质分:有油浸式、真空式、 SF6和空气式;(低压断路器一般为空气式),按结构分: 有万能式(框架式)、塑壳式和小型微断;,按级数分: 有单极、二极、三极和四极;,按安装方式分:有插入式、固定式和抽屉式等;,按操作方式分:有电动操作、储能操作和手动操作;,按接线方式分:有板前接线、板后接线等;(板前接线是常见的接线方式),按脱扣曲
2、线分:有A、B、C、D等四种脱扣曲线;,能够关合、承载和开断正常回路下的电流,能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条件下(包括短路条件)电流的开关装置。,按通常品种分:有塑壳、塑壳漏电、小型、小型漏电、智能万能式断路器等;,按脱扣器形式:有热磁式脱扣器、电子式脱扣器等;, A-断路器的作用,高压断路器的作用及用途:,高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流; 在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时,由继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流,切断发生短路故障的设备或线路,以防止扩大事故范围。,低压断路器的作用及用途:,低压断路器能够接通、承载、分断正常电路条件下的电流,在规定的异常电
3、路条件下(如短路电流)也能接通、承载一定时间或者自动切断故障电流。 低压断路器一般用作交流、直流线路的过载、短路保护;被广泛应用于建筑照明、动力配电线路、用电设备作为控制开关和保护设备,也可用于不频繁起动电动机以及操作或转换电路。,B-断路器的工作原理,8,1-主触头; 2-杠杆机构;3-电磁脱扣器; 4-分励脱扣器;5-热元件; 6-失压脱扣器;7-分励脱扣器按钮; 8-双金属元件;9-主弹簧; 10-锁钩;,9,10,当电流过大时热磁脱扣的动作原理: 电磁脱扣器3的电磁力变大,同时热元件5是双金属片8变形,两者同时作用导致杠杆机构2动作,在主弹簧9的拉力下带动锁钩10脱扣,从而是主触头1断
4、开,断路器分断,达到保护线路和设备的效果。,失压脱扣器的动作原理: 线路电压过低时,失压脱扣器6的电磁力变小,在弹簧11的作用下导致杠杆机构2动作从而是断路器分断,保证设备在合理的电压条件下工作。,11,分励脱扣器的动作原理: 按下按钮7,分励脱扣器4通电,在电磁力的作用下在弹簧11的作用下杠杆机构2动作从而是断路器分断,可实现远处分断和消防切非的目的。,B-小型断路器的内部结构,B-电子式脱扣器的工作原理,电子式脱扣器 在电子式断路器中,传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代;,Ib:系统最大工作电流Id:最小接地故障电流,Isd = (46) Ir,Ii = 15 In or off,1.
5、3Ig Id,Ir Ib,施耐德Micrologic保护电流的整定,B-电子式脱扣器的电流整定实例,接地故障动作电流,短延时电流,长延时电流,瞬时脱扣电流,施耐德Micrologic保护时间的整定,B-电子式脱扣器的保护时间整定实例,tr = 412 s,tsd = 0.4 s (I2t off),tg = 0.4 s (I2t off),注意与下级断路器的动作时间配合,t =0.10.2s,电磁式脱扣曲线,电子式脱扣曲线,B-电磁式、电子式脱扣曲线的比较,B-电磁式、电子式保护曲线的差别,热磁式断路器保护特性曲线简图,电子式断路器保护特性曲线简图,t (s),两段保护,三段保护,为什么要设置
6、短延时?,Ir : 过载 (热或长延时) 继电器脱扣电流设定值Im : 短路 (磁或短延时) 继电器脱扣电流设定值Ii : 短路瞬动继电器脱扣电流设定值Icu : 分断能力,C-低压断路器选择的一般要求及参数,低压断路器选择的一般要求:,正常工作条件下的参数 额定电压; 额定电流; 保护特性;,短路工作条件下的参数 短时耐受电流; 短路分断能力;,特殊使用环境的考虑 多尘环境; 腐蚀环境; 高温环境; 高原地区; 特殊场所;,低压断路器的其他电气特性:,要考虑的其他电气参数及特性 额定冲击耐受电压Uimp ; 额定频率; 机械寿命及电气寿命; 分断时间; 动作延时时间;,C-低压断路器额定电流
7、的选择,以下是电气设计技术措施09版中关于断路器额定电流值选择的要点,一般我们内部设计时: 考虑到一些不可估计的因素,可靠系数我们取1.2; 断路器的额定电流值不小于1.2的回路计算电流; 断路器的额定电流值一般从右边的表中选择。,C-低压断路器瞬时脱扣电流校验,相关规范及电气设计技术措施09版对瞬时脱扣电流的要求如下:,电气设计技术措施09版中的相关要求:,C-低压断路器额定电流选择及脱扣曲线校验举例,11kW的电动机为例:,查表得:电动机的额定电流In=22A; 查表得:电动机的启动电流Iq=153A; 断路器的长延时脱扣电流及额定电流Ir1.2In=26.4A,取Ir=32A; 断路器的
8、瞬时脱扣电流校验:(下面是规范的条文说明),瞬时脱扣电流IiKIq; 根据条文说明一般我们保守的取K=2.5; 一般瞬时脱扣电流Ii=1012Ir,对于士林断路器Ii=10Ir; Ii=10Ir=320A,KIq=2.5153=382.5A; 320A382.5A, Ir=32不满足瞬时脱扣曲线的要求,而400A382.5A,故 11kW的电动机我们选择其长延时脱扣电流值为40A。,C-短路电流值的定义,ZI,U,A,Zt,X,ZI,U,A,B,Zt,X,Isc3= =,U,Zt,U,R2 + X2,Zt,R,2,X,2,B,短路电流的定义: 发生短路故障时线路上的电流,由于回路上的阻抗极小,
9、所以一般短路电流值较大; 回路的阻抗包括:高压系统的阻抗、变压器的阻抗和低压线路的阻抗;,C-不同的短路电流,三相故障相间故障相对中性线故障,ZL,ZL,ZL,Zsc,V,I,sc2,U,2Zsc,I,sc3,U,/,3,Zsc,Isc1,U,/,3,Zsc,+,Z,Ln,一般我们计算相短路电流;,C-回路短路电流值的计算步骤,高压/低压变压器额定值,负荷额定 值, 功率因数 同时系数 暂载率 预见的增长系数,导体特性 母线: 长度 宽度 厚度 电缆: 绝缘材料 单芯或多芯 长度 截面 环境: 环境温度 敷设方式 并列敷设回路数,上方侧短路容量 Ssc,Usc (%),在变压器出线端 Isc,
10、总配电柜引出线 Isc,二次配电柜的首端 Isc,末端配电柜的首端 Isc,最终引出线末端的 Isc,-馈电线-额定电流-电压降,分断能力瞬时脱扣设定,主断路器,总配电柜出线断路器,二级配电断路器,分断能力瞬时脱扣设定,分断能力瞬时脱扣设定,分断能力瞬时脱扣设定,末端配电断路器,短路电流值的计算步骤:,C-回路短路电流值的计算,计算公式:,高压系统的感抗及阻抗计算:,Ss为高压系统的短路容量,一般取:100MVA、300MVA、500MVA;,变压器的感抗及阻抗计算:,低压线路的感抗及阻抗计算:,铜t=0.016*(1+0.00393*t),电阻:,感抗:,可查相关数据手册;,C-短路电流值I
11、cu、Ics及Icw的区分,图中是某三相四线制供电系统的漏电保护电气原理图。图中TA为零序电流互感器,GF为主开关,TL为主开关GF的分励脱扣器线圈。 在被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电的情况下,由基尔荷夫定律可知,通过TA一次侧电流的相量和等于零。即IL1+IL2+IL3+IN0此时,TA二次侧不产生感应电动势,漏电保护装置不动作,系统保持正常供电。 当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过TA一次侧各相负荷电流的相量和不再等于零,即 IL1+IL2+IL3+IN0产生了剩余电流,TA二次侧线圈就有感应电动势产生,此信号经中间环节进行处理和比较,当达到预定值时,使主开
12、关分励脱扣器线TL通电,驱动主开关GF自动跳闸,迅速切断被保护电路的供电电源,从而实现保护。,D-漏电断路器工作原理,漏电断路器工作原理:,D-漏电断路器的分类,电磁式漏电保护装置 其中间环节为电磁元件,有电磁脱扣器和灵敏继电器两种型式。电磁式漏电保护装置因全部采用电磁元件,使得其耐过电流和过电压冲击的能力较强,因而无需辅助电源,当主电路缺相时仍能起漏电保护作用。但其灵敏度不易提高,且制造工艺复杂,价格较高。,漏电保护装置的分类,(2) 电子式漏电保护装置 其中间环节使用了由电子元件构成的电子电路,有分立元件电路和集成电路之分。中间环节的电子电路用来对漏电信号进行放大、处理和比较。其特点是灵敏
13、度高、动作电流和动作时间调整方便、使用耐久。但电子式漏电保护装置对使用条件要求严格,抗电磁干扰性能差,当主电路缺相时,可能会失去辅助电源而丧失保护功能。,D-漏电断路器的安装,漏电保护装置的安装,注:1、L1、L2、L3为相线;N为中性线;PE为保护线;PEN为中性线和保护线合一; 为单相或三相设备; 为单相照明设备; 为漏电保护器; 为不与系统中接地点相连的单独接地装置,作保护接地用。 2、单相负载或三相负载在不同的接地保护系统中的接地方式图中,左侧设备为未装有漏电保护器,中间或右侧为装有漏保的接线图。 3、在TN系统中使用漏电保护器的设备,其外露可导电部分的保护线可接在PEN线,也可以接在
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