低壓電器：第二章 低壓配電系統(tǒng)及其保護(hù)特性

1、 第二章 配電系統(tǒng)概述 第二章配電系統(tǒng)概述配電系統(tǒng)概述 第二章 配電系統(tǒng)概述 第二章不同電器在線路中的不同作用：隔離開(kāi)關(guān)（QS）維修時(shí)隔離電源，必須在斷電的情況下手動(dòng)或自動(dòng)操作 配電系統(tǒng)概述 第二章斷路器（QF）發(fā)生短路故障時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏鳎收吓懦罂芍匦陆油≦F1QF2QF3 配電系統(tǒng)概述 第二章控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止，需頻繁操作發(fā)生短路故障時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏?，分?jǐn)嗪笮韪鼡Q接觸器（KM）熔斷器（FU）FU1FU2 配電系統(tǒng)概述 第二章對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)熱繼電器（FR）雙金屬片式熱繼電器電子式熱繼電器 配電系統(tǒng)概述 第二章 低壓電器的技術(shù)要求與使用線路的工作要求有關(guān)，特別是與短路電流有關(guān)。 所謂短

2、路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。 電氣短路有兩種類(lèi)別，金屬性短路和電弧性短路。 配電系統(tǒng)概述 第二章 電弧性短路是由于分?jǐn)帱c(diǎn)迸發(fā)電弧或電火花引起的接地短路，其短路電流不大，一般不會(huì)引起保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作，但是由于電弧的持續(xù)存在會(huì)使局部產(chǎn)生高溫而引起火災(zāi)。可采用防漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)及時(shí)切斷電源。 金屬性短路是通過(guò)金屬性導(dǎo)體使系統(tǒng)中不同電位短接引起的，其短路電流很大，會(huì)使整個(gè)線路產(chǎn)生高溫從而損壞用電設(shè)備。同時(shí)會(huì)使電壓顯著降低，引起供電系統(tǒng)中斷工作，帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此通常需要配電電器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)。它也是我們要重點(diǎn)研究的短路類(lèi)別。 配電系統(tǒng)概述 第二章 三相配電系統(tǒng)中的短路形式 三相短路 兩

3、相短路 單相短路 配電系統(tǒng)概述 第二章 低壓配電系統(tǒng)中與低壓電器的主要技術(shù)要求有關(guān)的問(wèn)題： 短路電流的分析與計(jì)算系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 短路電流的分析與計(jì)算 目的1、選用的低壓配電電器通斷能力應(yīng)大于可能產(chǎn)生的 最大預(yù)期短路電流2、驗(yàn)證各配電電器之間能否采用選擇性保護(hù) 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 單相短路時(shí)的等效電路 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 i = i+ i- = Isin(t +)sin() 短路電流的分析與計(jì)算 第二章短路沖擊電流公式：ich = Kch I（公式 1）式中：Kch為短路電流沖擊系數(shù)，I為周期分量有效值Kch =

4、1 + 三相短路電流的計(jì)算 短路電流的分析與計(jì)算 第二章式中： UN為線路線電壓； R、X為短路點(diǎn)總合成電阻和電抗。短路電流周期分量有效值計(jì)算公式：I = 公式（2） 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 阻抗計(jì)算電力系統(tǒng)中的阻抗元件的阻抗斷路器過(guò)流線圈阻抗電流互感器的阻抗線纜的阻抗觸頭的接觸電阻占回路總阻抗值不超過(guò)10%的可以不進(jìn)行計(jì)算 短路電流的分析與計(jì)算 第二章線纜的阻抗饋電電纜長(zhǎng)度大于10米的母線電流互感器的阻抗：300/5A以下 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 配電系統(tǒng)電抗計(jì)算Xx ： 系統(tǒng)電抗，單位為mUN ： 額定線電壓有效值，單位為kVSx ： 系統(tǒng)短路容量，單位為MVAXx = 103

5、（公式 3） 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 配電變壓器阻抗計(jì)算RT ， XT ：變壓器電阻和電抗，單位為m pk： 制造廠提供的變壓器短路損耗，單位為W %Uk ：制造廠提供的變壓器短路電壓百分比 UN：變壓器二次側(cè)額定電壓。單位為kV SNT：變壓器額定容量，單位為kVART = 103（公式 4）XT = 103 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 架空線、電纜和母線阻抗值的確定高壓線路和電纜的電抗可通過(guò)查表來(lái)確定。低壓母線的阻抗按相應(yīng)公式計(jì)算。注意平均距離的確定。 互感器和開(kāi)關(guān)觸頭的接觸電阻由制造廠提供 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 三相短路電流的計(jì)算步驟1、按公式計(jì)算各部分電阻和電抗，求出總

6、阻抗2、計(jì)算短路點(diǎn)短路電流的周期分量有效值3、按X/R的值查表得到短路電流沖擊系數(shù)并求 出短路沖擊電流4、若接有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的反饋 電流，icm =6.5INM，其中INM為電動(dòng)機(jī)額定電流總沖擊電流=短路沖擊電流+反饋電流 短路電流的分析與計(jì)算 第二章 例題：求K點(diǎn)的三相短路電流T - 變壓器， SNT=560kVA %Uk=5.5 pk=9.4Kw m-1 - 銅母線， 銅50*6mm2 a=0.25m l=6mm-2 - 銅母線， 銅40*4mm2 a=0.25m l=0.5mm-1 - 銅母線， 銅30*3mm2 a=0.12m l=1.7mQS 刀開(kāi)關(guān)， RP、RZ為觸

7、頭接觸電阻， RP=0.08m，RZ=0.6mQF 斷路器， Rg、Xg為過(guò)電流線圈阻抗 Rg=0.36m，Xg=0.28mM1、M2、M3 電動(dòng)機(jī)， PNM為電動(dòng)機(jī)額定功率 PNM=80kW INM為額定電流 INM=0.15kA 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求配電電器的通斷能力與條件電器的動(dòng)熱穩(wěn)定性控制電器的通斷能力 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章 配電電器的通斷能力與通斷條件額定短路接通能力額定短路分?jǐn)嗄芰ψ畲箢A(yù)期短路電流峰值分?jǐn)嚯娏鱅c= 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章額定短路分?jǐn)嗄芰εc功率因數(shù)和的關(guān)系 分?jǐn)嚯娏鳎ㄓ行е担?功率因數(shù) Ic1.5kA 1.5kA Ic 3

8、kA 3kA Ic 4.5kA 4.5kA Ic 6kA 6kA Ic 10kA 10kA Ic 20kA 20kA Ic 50kA 50kA Ic 0.95 0.9 0.8 0.7 0.5 0.3 0.25 0.2 1.41 1.42 1.47 1.53 1.7 2.0 2.1 2.2 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章 電器的動(dòng)熱穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性沖擊電流短時(shí)耐受電流= 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章動(dòng)穩(wěn)定性交流：短路電流的沖擊電流值直流：短路電流的最大值熱穩(wěn)定性= 一定通電持續(xù)時(shí)間的熱穩(wěn)定電流（短時(shí)耐受電流）=短路電流周期分量有效值 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章限制短路電流的概念預(yù)期短路電流

9、限流電流 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章 控制電器的通斷能力表征參數(shù)接通和分?jǐn)嗟碾娏鹘油ê头謹(jǐn)嗟碾妷?系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章控制電器的 控制對(duì)象電阻爐無(wú)感或微感負(fù)載各類(lèi)型交直流電機(jī)電流電壓起動(dòng)前后差別不大接通分?jǐn)鄺l件差別很大 系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電器的要求 第二章負(fù)載類(lèi)型接通條件分?jǐn)鄺l件點(diǎn)動(dòng)條件電阻性負(fù)載UN，INUN，IN繞線型電動(dòng)機(jī)UN，2.5INUN，INUN，2.5IN鼠籠型電動(dòng)機(jī)UN，6IN1/6UN，INUN，6IN負(fù)載類(lèi)型與通斷條件 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 在配電線路中低壓電器應(yīng)具有的保護(hù)功能過(guò)電流保護(hù)欠壓與失壓保護(hù) 斷相保護(hù) 漏電保護(hù) 低壓

10、電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 過(guò)電流保護(hù) 短路和過(guò)載都屬于過(guò)電流現(xiàn)象，也是低壓系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障。 過(guò)電流保護(hù)特性是保護(hù)電器動(dòng)作時(shí)間t與通過(guò)的電流I的函數(shù)關(guān)系。t = f（I） 或 t = f（I/IN） 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章過(guò)載保護(hù)特性要求：與被保護(hù)設(shè)備的過(guò)載熱特性有良好配合。實(shí)現(xiàn)：1、保護(hù)電器具有反時(shí)限保護(hù)特性 2、保護(hù)電器的保護(hù)特性盡量接近并略低于被保護(hù)對(duì)象的過(guò)載熱特性任務(wù)： 允許正常的工作過(guò)載電流（如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流），但是當(dāng)過(guò)載時(shí)間超過(guò)規(guī)定值后就必須切斷電路。 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章短路保護(hù)特性要求：各級(jí)保護(hù)電器之間要有選擇地開(kāi)斷。實(shí)現(xiàn)：1、各級(jí)保護(hù)電器

11、動(dòng)作時(shí)間有差別 2、越靠近電源的電器動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)任務(wù)： 必須把短路造成的危害影響限制在最小程度，并迅速分?jǐn)喽搪冯娏鳌?低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 斷路器的三段保護(hù)特性過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)整定電流值短路短延時(shí)整定電流值短路瞬時(shí)整定電流值 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 欠壓和失壓保護(hù)臨界電壓：引起電動(dòng)機(jī)疲倒、堵轉(zhuǎn)時(shí)的電源電壓。欠壓保護(hù)：當(dāng)線路電壓降低到臨界電壓時(shí)，保護(hù)電 器動(dòng)作。失壓保護(hù)：當(dāng)線路電壓低于或甚低于臨界電壓時(shí)， 保護(hù)電器動(dòng)作。 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 斷相保護(hù) 電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)會(huì)使定轉(zhuǎn)子繞組溫度升高，導(dǎo)致電機(jī)燒毀，因此必須采取必要的保護(hù)手段。措施：1、采用熱繼電器+專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)組件。 2、微電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 漏電保護(hù)任務(wù)：防止因絕緣損壞而引起的漏電導(dǎo)致的觸電事故。觸電安全臨界值：30mA*s 設(shè)計(jì)觸電保護(hù)器的依據(jù)。措施：采用漏電開(kāi)關(guān)。 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章 保護(hù)特性的配合1、與被保護(hù)對(duì)象特性的良好配合2、保護(hù)電器之間特性的良好配合保護(hù)特性 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章與被保護(hù)對(duì)象特性的配合應(yīng)考慮起動(dòng)電流的影響過(guò)載特性起動(dòng)電流變化 低壓電器的保護(hù)功能與保護(hù)特性 第二章如何考核？脫扣器XYZ/h周?chē)諝鈪⒖紲囟葻o(wú)溫度補(bǔ)償1.051.2220或40 制造廠另有規(guī)定除外有溫度補(bǔ)償1