低壓斷路器與自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇應(yīng).ppt

第二章 低壓斷路器與自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 的選擇應(yīng)用,1. 分類,2. 基本特性,3. 選擇要求,低壓斷路器的選擇應(yīng)用,4. 保護(hù)整定,低壓斷路器的分類,按照設(shè)計(jì)型式分為： 空氣斷路器、塑殼斷路器、小型斷路器 按照使用類別分為： A類:在短路情況下，選擇性保護(hù)無人為短延時(shí)，因而無Icw B類:在短路情況下，選擇性保護(hù)有人為短延時(shí)（可調(diào)節(jié)），有Icw 按照是否適合隔離分為： 適合隔離 不適合隔離,空氣斷路器 (ACB),需要高額定電流、高短路分?jǐn)嗄芰透叨虝r(shí)耐受能力 符合 GB14048.2 (idt IEC 60947-2) 例如：Masterpact MT, MVS 電流范圍 400A 至 6300A, Icu = Ics = Icw， 最高達(dá)150 kA 可與下級(jí)實(shí)現(xiàn)完全選擇性,塑殼斷路器 (MCCB),需要限流特性，可與上下級(jí)實(shí)現(xiàn)良好的選擇性配合 符合 GB14048.2 (idt IEC 60947-2) 例如：Compact NSX, EasyPact CVS 電流范圍 16A 至 630A Icu = Ics ，最高可達(dá)150 kA 有卓越的限流特性，可實(shí)現(xiàn)電流和能量的選擇性,小型斷路器 (MCB),模塊化，有限流作用和長(zhǎng)壽命 符合 GB10963 (idt IEC 60898) 例如： iC65，iDPN, 電流范圍 1A 至 125A , Icn， 25 kA 以下, 三級(jí)限流，具有長(zhǎng)壽命，并可實(shí)現(xiàn)良好的選擇性,低壓斷路器的基本特性,額定工作電壓 Ue 額定電流 In 殼架電流額定值 Irq 過載保護(hù)脫扣電流整定值 Ir 短路保護(hù)脫扣電流整定值 Im 額定短時(shí)間耐受電流 Icw : 指在約定時(shí)間內(nèi)允許通過的電流值， 該電流值在相應(yīng)的時(shí)間通過導(dǎo)體，不會(huì)因過熱而引起導(dǎo)體的損壞 Icw: In 2500A, Icw取12In與5kA中的較大者 In 2500A, Icw30KA,低壓斷路器的基本特性（續(xù)）,分?jǐn)嗄芰Γㄔ诮涣髑闆r下用交流分量的有效值來表示）： Icu:額定極限短路分?jǐn)嗄芰? Test=O-CO Ics:額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰? Test=O-CO-CO,有兩種型式的脫扣器: 熱磁式脫扣器（電磁式） 電子式脫扣器 兩種脫扣器用于相同的主要功能: 構(gòu)成過流保護(hù) 使電流過載的回路斷開,脫扣器,熱磁脫扣器,電子脫扣器,熱保護(hù),過載保護(hù),長(zhǎng)延時(shí),磁保護(hù),短路保護(hù),短延時(shí),瞬時(shí),脫扣器的型式,脫扣曲線,熱脫扣 Ir（過載保護(hù)） 隨著過載電流的持續(xù)，雙金屬片受熱彎曲，觸發(fā)脫扣,熱磁式脫扣器,磁脫扣 Im（短路保護(hù)） 利用電磁鐵原理觸發(fā)脫扣,電子式脫扣器,脫扣曲線,工作原理,t,I,Ir,Isd,Ii,長(zhǎng)延時(shí),短延時(shí),瞬時(shí),脫扣線圈,脫扣器,CT,信號(hào) 處理,比較 判斷,電流互感器,tr,tsd,熱磁式斷路器保護(hù)特性曲線簡(jiǎn)圖,電子式斷路器保護(hù)特性曲線簡(jiǎn)圖,Ir : 過載 (熱或長(zhǎng)延時(shí)) 繼電器脫扣電流設(shè)定值 Im : 短路 (磁或短延時(shí)) 繼電器脫扣電流設(shè)定值 Ii : 短路瞬動(dòng)繼電器脫扣電流設(shè)定值 Icu : 分?jǐn)嗄芰?t (s),lr,lm,Icu,I (A),t (s),lr,lm,Icu,I (A),li,兩段保護(hù),三段保護(hù),熱磁式和電子式保護(hù)曲線之間的差別,樓內(nèi)配電間,公用電,低壓配電系統(tǒng)與斷路器選擇,低壓斷路器選擇的一般要求,按正常工作條件選擇 額定電壓 (Ue) Ue Un 額定電流 (In) Irq In Ij 保護(hù)特性 線路、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī) 按短路工作條件選擇 短時(shí)耐受電流 Icw 短路分?jǐn)嗄芰?Ics (Icu) Iscmax,按使用環(huán)境條件選擇 多塵環(huán)境 腐蝕環(huán)境 高原地區(qū) 熱帶地區(qū) 特殊場(chǎng)所 斷路器極數(shù) 三極，四極 安裝方式 固定式、插入式、抽屜式,根據(jù)IEC60364- 465.1.5的規(guī)定，正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極開關(guān) 帶漏電保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極開關(guān) 不同接地系統(tǒng)間的電源切換開關(guān)應(yīng)采用四極開關(guān) TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁采用四極開關(guān) TN-S系統(tǒng)一般不需要設(shè)四極開關(guān) TT系統(tǒng)的電源進(jìn)線開關(guān)應(yīng)采用四極開關(guān) IT系統(tǒng)中當(dāng)有中性線時(shí)應(yīng)采用四極開關(guān),四極斷路器的選擇應(yīng)用,根據(jù)低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054-2011 過載保護(hù)電器的動(dòng)作特性應(yīng)滿足下列公式的要求： 根據(jù)低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：斷路器GB14048.2-2008 可得過載保護(hù)整定要求：,過載保護(hù)整定,IB回路計(jì)算電流 In斷路器額定電流 Ir斷路器整定電流 I2斷路器約定脫扣電流 Iz 導(dǎo)體允許持續(xù)載流量,根據(jù)低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054-2011 被保護(hù)線路末端的短路電流不應(yīng)小于斷路器瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.3倍，即：,短路保護(hù)整定,Ii斷路器瞬時(shí)脫扣器整定電流 Isd斷路器短延時(shí)脫扣器整定電流 Id被保護(hù)線路末端的短路電流,短延時(shí)整定電流應(yīng)躲過短時(shí)間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流 瞬時(shí)整定電流應(yīng)躲過配電線路的尖峰電流,正常工作和設(shè)備起動(dòng)時(shí)斷路器不應(yīng)動(dòng)作,IqM線路中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，約為額定電流的 67倍 IqM線路中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)全起動(dòng)電流，約為 IqM 的 2倍 IB(n-1)除最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)外的線路計(jì)算電流 K可靠系數(shù)，可取 1.2,Ib: 線路的計(jì)算負(fù)荷電流 Id: 線路末端最小接地故障電流 Ir: 長(zhǎng)延時(shí)整定電流 Isd: 短延時(shí)整定電流 Ii: 瞬時(shí)整定電流 Ig: 接地故障保護(hù)整定電流,1.3 Isd Id,1.3 Ii Id,1.3 Ig Id,Ir Ib,Micrologic 保護(hù)電流的整定,tr = 0.524 s,tsd = tsd下級(jí)+ t,tg = tg下級(jí)+ t,I2t = on / off,I2t = on / off,Micrologic 延時(shí)時(shí)間的整定,tr: 長(zhǎng)延時(shí)整定時(shí)間 tsd: 短延時(shí)整定時(shí)間 tg: 接地故障保護(hù)整定時(shí)間 t:上下級(jí)斷路器動(dòng)作時(shí)間差, 0.10.2 S,變壓器及主斷路器型號(hào)參數(shù)如圖，工作電流Ib=1804A ，Ik3=30 kA，Id=15 kA 要求： 給出三段保護(hù)整定值; 考慮與下級(jí)出線斷路器的選擇性配合,MT25H1+ MIC5.0A,SCB10-1250, 10/0.4kV, Uk=6%,Ik3=30kA,Id=15kA,In=2500A IrIb，Ir 取0.8In=2000A tr=816s 1.3 Isd Id，Isd 取5Ir=10kA，tsd=0.4s Ii 可取最大值 9In 1.3x9xIn=29.25KA 30KA,Micrologic 控制單元的整定練習(xí),三段式保護(hù)（MIC5.0, 五個(gè)值可調(diào)） 長(zhǎng)延時(shí)保護(hù) Ib Ir Iz，tr= 0.516 s 短路短延時(shí)保護(hù) 1.3 Isd Id，tsd = 00.4 s ( I2t = on / off ) 短路瞬時(shí)保護(hù) 1.3 Ii Id 注意驗(yàn)證與上下級(jí)斷路器的選擇性配合,NSX 電子脫扣單元的保護(hù)設(shè)定,NSX 熱磁脫扣單元的保護(hù)整定,兩段式保護(hù) 熱保護(hù) Ib Ir Iz 磁保護(hù) 1.3 Im Id 注意驗(yàn)證與上下級(jí)斷路器的選擇性配合,某主配電柜的出線回路A，各計(jì)算值如下：Ib=185A ，Ik3=28 kA，Id=10 kA 要求： 給出三段保護(hù)整定值; 考慮與下級(jí)出線斷路器的選擇性配合,NSX250N MIC5.2A 250,In=250A IrIb，Ir 取 0.8In=200A， tr=16s 1.3 Isd Id，Isd 取5Ir=1 kA，tsd=0.2s Ii 可取最大值 12 x In=3kA,NSX 脫扣單元的整定練習(xí),信,A,1. TSE的定義和分類,2. ATSE的選擇應(yīng)用,自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇應(yīng)用,TSE的定義,適用于額定電壓交流不超過1000V或直流不超過1500V的轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(TSE)，TSE用于在轉(zhuǎn)換過程中中斷對(duì)負(fù)載供電的電源系統(tǒng) 轉(zhuǎn)換開關(guān)（TSE）定義- 有一個(gè)或多個(gè)開關(guān)設(shè)備構(gòu)成的電器，該電器用于從一路電源斷開負(fù)載電路并連接至另外一路電源上。,TSE的分類,轉(zhuǎn)換開關(guān)可以根據(jù)下列方式分類 控制轉(zhuǎn)換方式 手動(dòng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(MTSE) 遙控操作轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(RTSE) 自動(dòng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(ATSE) 短路能力 PC級(jí)：能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腡SE CB級(jí)： 配備過電流脫扣器的TSE，它的主觸頭能夠接通并 用于分?jǐn)喽搪冯娏?CC級(jí)：能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腡SE。該TSE主要滿足 GB14048.4要求的電器構(gòu)成。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上幾乎已經(jīng)不存在了！,CB級(jí),PC級(jí),TSE分類,按照結(jié)構(gòu)形式 派生式：其主體部分電器滿足GB14048系列其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的TSE 專用式：其主體部分電器不滿足GB14048系列其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的TSE 按主觸頭位置 三位置TSE：具備常用位置、備用位置及斷開位置等三個(gè)位置的TSE 兩位置TSE：僅具備常用位置及備用位置，但無斷開位置的TSE,TSE分類,按電流性質(zhì)不同 交流轉(zhuǎn)換：用于交流供電系統(tǒng)的TSE（AC類TSE) 直流轉(zhuǎn)換：用于直流供電系統(tǒng)的TSE（DC類TSE) 按特殊功能需求 并聯(lián)切換：具備同期檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)先合后分不斷電轉(zhuǎn)換的TSE（CTSE） 旁路切換：具備旁路隔離功能的TSE（BTSE：SBTSE及DBTSE） 中性線過度切換：具備先合后分切換的TSE（OLTSE）,TSE組成,ATSE,TSE的執(zhí)行單元,CB級(jí)TSE的執(zhí)行單元 MCB：微型斷路器（100A及以下，主要為63A殼體）滿足GB14048.2要求 MCCB：塑料外殼式斷路器（殼架電流從100A至1600A）滿足GB14048.2要求 ACB：框架式（空氣式）斷路器（殼架電流從400A至6300A ）滿足GB14048.2要求 CPS：保護(hù)及控制開關(guān)電器（一般125A及以下）滿足GB14048.9要求,TSE的執(zhí)行單元,PC級(jí)TSE的執(zhí)行單元 隔離開關(guān)式，滿足GB14048.3的要求 單刀互投型 雙刀互投型 V字型雙刀互投型 滿足條件的接觸器，滿足GB14048.4的要求,TSE的執(zhí)行單元,CC級(jí)TSE的執(zhí)行單元 滿足條件的接觸器，滿足GB14048.4的要求 允許主觸頭短路情況下發(fā)生熔焊，后果使用方承擔(dān),TSE的驅(qū)動(dòng)單元,單電機(jī)：利用電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換 雙電機(jī)：利用電操（儲(chǔ)能電機(jī)）機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換 線性電機(jī)：利用直流線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換 單勵(lì)磁線圈：利用單勵(lì)磁線圈（雙向繞線式或輔助線圈反向通電）驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換 雙勵(lì)磁線圈：利用兩個(gè)勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換 可控硅：利用可控硅等電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)TSE轉(zhuǎn)換（STS）,TSE的控制單元,檢測(cè)內(nèi)容 簡(jiǎn)易型：主要失壓、斷相檢測(cè)（一般用于末端一般性負(fù)載） 基本型：主要檢測(cè)失壓、斷相、過壓、欠壓、超頻、欠頻等 智能型：主要檢測(cè)失壓、斷相、過壓、欠壓、超頻、欠頻，電流，相序及三相不平衡檢測(cè)，一般可以配置通訊功能 安裝方式 嵌入式安裝，控制器安裝在TSE本體內(nèi) 面板安裝，控制器安裝在配電箱/柜的面板上,TSE的控制單元,操作程序 自投自復(fù)式 自投不自復(fù)式 互為備用式 應(yīng)用方式 市電市電 市電發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī),TSE常規(guī)條件選擇,額定工作電壓：AC220V/AC380V/AC690V/AC415V/AC440V/AC208V/AC110V/DC220V 額定工作電流：長(zhǎng)延時(shí)整定電流大于等于負(fù)荷計(jì)算電流（CB級(jí)）；為負(fù)荷計(jì)算電流的1.25倍（PC級(jí)） 短路電流：額定分?jǐn)嚯娏鱅cn大于等于線路最大預(yù)期短路電流（CB級(jí)）；額定短時(shí)耐受電流大于等于線路最大預(yù)期短路電流，額定短路接通電流大于等于線路最大預(yù)期短路電流峰值（PC級(jí)） 工作頻率：50Hz/60Hz 環(huán)境溫度：-540/-30 /75 海拔高度：海拔2000米以下/海拔2000米以上 IP防護(hù)等級(jí)：主要是柜體的防護(hù)等級(jí)（戶外或南方地區(qū)） 污染等級(jí)：需要根據(jù)使用位置選擇 防爆：主要是防爆柜體 安裝空間：根據(jù)能提供的安裝空間選擇轉(zhuǎn)換開關(guān) 3防、5防：海運(yùn)或沿海地區(qū)有此要求 環(huán)保要求：歐洲地區(qū)有ROSH認(rèn)證需求 震動(dòng)碰撞：船運(yùn)或車運(yùn)對(duì)此有一定要求,TSE使用類別選擇,根據(jù)負(fù)載類型選擇相應(yīng)使用類別的TSE 由于競(jìng)爭(zhēng)的原因AC-33i以下使用類別目前不常見 使用類別越高造價(jià)越高 電動(dòng)機(jī)負(fù)載最好選擇AC-33的使用類別,TSE使用類別選擇,TSE的使用類別的試驗(yàn)條件,TSE使用類別選擇,A指頻繁操作，B指不頻繁操作 下表所列為驗(yàn)證短路與接通能力的次數(shù)-2500A以上A/B沒有區(qū)別,但是A頻繁操作和B不頻繁操作在電操作和機(jī)械操作測(cè)試數(shù)量上不同,TSE電器級(jí)別選擇,PC級(jí)應(yīng)用情況 消防負(fù)荷 電動(dòng)機(jī)回路 對(duì)供電等級(jí)要求比較高的負(fù)載（數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器等） CB級(jí)應(yīng)用情況 發(fā)電機(jī)或變壓器出口側(cè) 樹干式配電的中間級(jí) 對(duì)保護(hù)要求比較高的場(chǎng)所（供電局） 照明回路,CB級(jí) 應(yīng)用,PC級(jí) 應(yīng)用,轉(zhuǎn)換,不轉(zhuǎn)換,TSE電器級(jí)別選擇,CB級(jí) 應(yīng)用,PC級(jí) 應(yīng)用,PC級(jí)前端應(yīng)該加裝保護(hù)電器 保護(hù)電器SCPD的種類可以是斷路器也可以是熔斷器 消防回路嚴(yán)禁在本級(jí)回路中加裝過載保護(hù) PC級(jí)的額定電流應(yīng)該大于線路的1.25倍 線路的短路能力參照ATS 的Icw/Icm選擇或根據(jù)Iq選擇 CB級(jí)前端應(yīng)該加裝隔離電器 隔離電器一般為刀開關(guān) TSE用于消防負(fù)荷時(shí)應(yīng)選擇僅具備短路保護(hù)功能 TSE用于電動(dòng)機(jī)回路應(yīng)選擇電動(dòng)機(jī)保護(hù)類型 放射式回路選擇同級(jí)選擇時(shí)TSE應(yīng)具備短路短延時(shí)功能 TSE的短路能力按照線路的計(jì)算短路電流計(jì)算,消防負(fù)荷 不加過載,TSE電器級(jí)別選擇,選用CB級(jí)ATSE的線路花費(fèi)小于PC級(jí) 產(chǎn)品價(jià)格：CB級(jí)ATSEPC級(jí)ATSE 線路造價(jià)：2個(gè)隔離開關(guān)+CB級(jí)ATSE2個(gè)斷路器+PC級(jí)TSE 對(duì)于照明回路從經(jīng)濟(jì)上分析，應(yīng)該采用CB級(jí)轉(zhuǎn)換開關(guān),加裝斷路器后，PC級(jí)造價(jià)低廉？,TSE極數(shù)選擇,同一個(gè)接地系統(tǒng) 上端有漏電保護(hù)時(shí)，三線四線選4極，單相供電選2極 TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁采用4極 IT接地系統(tǒng)當(dāng)引出中性線時(shí)，三線四線選4極，單相供電選2極；不引出中性線選3極 TN-S/TN-C-S系統(tǒng)在有總等電位連接時(shí)，一般不需要選擇4極 TN-S/TN-C-S系統(tǒng)進(jìn)線端有漏電或接地故障保護(hù)時(shí)，不宜選擇3極TSE 電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)共用接地時(shí)，進(jìn)線端有漏電或接地故障保護(hù)時(shí)，不宜選擇3極TSE；否則3機(jī)、4極均可 不同接地系統(tǒng) 電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)，應(yīng)選擇4極 電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)，三線四線選4極，單相供電選2極 數(shù)據(jù)中心要求具備中性線重疊切換的TSE,TSE操作程序選擇,自投自復(fù) 電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)（商建、住宅類項(xiàng)目） 無特殊需求的場(chǎng)所 自投不自復(fù) 不允許有二次斷電的場(chǎng)所（會(huì)議中心、體育場(chǎng)館） 二次斷電會(huì)帶來恐慌（電梯） 互為備用 不用區(qū)分主次電源時(shí) 季節(jié)性選擇供電時(shí)（自由擇主）,TSE轉(zhuǎn)換時(shí)間選擇,觸頭轉(zhuǎn)換時(shí)間 contact transfer time - 測(cè)定從第一組主觸頭斷開常用電源起至第二組主觸頭閉合備用電源為止的時(shí)間 斷電時(shí)間 off-time - 在產(chǎn)生最長(zhǎng)燃弧時(shí)間的條件下，從各相電弧最終熄滅的瞬間起至主觸頭閉合另一個(gè)電源的轉(zhuǎn)換過程中測(cè)量的時(shí)間 轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間 operating transfer time - 測(cè)定從主電源被監(jiān)測(cè)到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電源為止的時(shí)間，不包括特意引入的延時(shí) 總動(dòng)作時(shí)間 total operating time - 轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間與特意引入的延時(shí)之和,常用電源分閘,備用電源合閘,轉(zhuǎn)換延時(shí),電源偏差/判斷延時(shí),觸頭轉(zhuǎn)換時(shí)間,轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間,斷電時(shí)間,總動(dòng)作時(shí)間,TSE轉(zhuǎn)換時(shí)間選擇,針對(duì)負(fù)載斷電時(shí)間劃分類五類負(fù)載類型,行業(yè)負(fù)荷劃分 通信和數(shù)據(jù)機(jī)房-0/0.5級(jí) 電力-0.5/15級(jí) 軌道交通-0/0.5/15級(jí) 電子廠房和公建-15級(jí)/15級(jí)以上 醫(yī)療- 0/0.5級(jí),TSE轉(zhuǎn)換時(shí)間選擇,轉(zhuǎn)換時(shí)間必須小于負(fù)荷允許的最小斷電時(shí)間 電動(dòng)機(jī)負(fù)載要考慮反電動(dòng)勢(shì)影響 氣體放電燈熄滅重燃時(shí)間 根據(jù)電源選擇 發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)間10s UPS 0s起動(dòng) EPS 200ms起動(dòng) 考慮系統(tǒng)配合 和中壓備自投配合 上下級(jí)轉(zhuǎn)換開關(guān)配合 級(jí)差最小為0.5s（供電局給出的數(shù)據(jù)）,在1.5倍常量下，電壓會(huì)衰減到標(biāo)稱的 22%； 在30%的標(biāo)稱電壓下可以安全轉(zhuǎn)換,TSE電磁兼容選擇,TSE產(chǎn)品必須通過EMC電磁兼容性測(cè)試，并應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)使用需求 靜電放電 （容易造成電子元器件損壞） 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2-2006/