工廠變配電所及其一次系統(tǒng)課件

第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第6節(jié)低壓開關(guān)設(shè)備及其選擇LowVoltageSwitchgearandControlgear

目前一頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓開關(guān)設(shè)備及其選擇低壓開關(guān)設(shè)備是指工作電壓交流1200V、直流1500V以下的電器設(shè)備。我國低壓交流電壓等級有：230V、400V、690V、1140V。低壓開關(guān)設(shè)備包括兩大類：

1、低壓電器，即低壓元器件

2、低壓成套電器，包括低壓開關(guān)柜、低壓母線槽等。低壓開關(guān)設(shè)備是量大面廣的產(chǎn)品。品種繁多，生產(chǎn)廠家眾多。低壓電器著名廠商主要有：施耐德電氣、ABB、西門子、默勒公司；國內(nèi)常熟開關(guān)廠、正泰、德力西低壓成套電器著名廠商有：ABB、西門子、默勒公司；

國內(nèi)6.1概述目前二頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓開關(guān)設(shè)備及其選擇6.2低壓電器Low-VoltageApparatus目前三頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓電器用于交流50Hz（或60Hz）、額定電壓為1200V及以下，直流額定電壓為1500V及以下的電路內(nèi)起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。6.2.2定義GB/T14048.1~10-2008低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備IEC60947.1~7:2006Low-voltageswitchgearandcontrolgearGB/T2900.18電工名詞術(shù)語低壓電器6.2.3有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前四頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓電器按用途或所控制的對象分：

1）配電電器。主要用于低壓配電系統(tǒng)中，如：斷路器、隔離開關(guān)、

負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、刀熔開關(guān)等

2）控制電器。主要用于電氣傳動系統(tǒng)中，如：接觸器、熱繼電器、

起動器、變頻器；主令電器（按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)等）、

接觸器式繼電器、指示燈等按電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分：觸點(diǎn)電器、無觸點(diǎn)電器（如：電力電子開關(guān)）按工作條件分：

一般工業(yè)電器、船用電器、化工電器、礦用電器、牽引電器、航空電器等。對不同領(lǐng)域用的電器，其防護(hù)型式及耐潮、耐腐蝕、抗沖擊等性能的要求也不同。6.2.4分類目前五頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓電器6.2.5低壓斷路器Low-VoltageCircuitBreakers目前六頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器GB/T14048.2-2008低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備

第2部分?jǐn)嗦菲鱅EC60947.2:2006Low-voltageswitchgearand

controlgearpart2:Circuit-breakers有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(specificstandards)目前七頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器GB/T14048.2-2008：能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在所規(guī)定的非正常電路（例如短路）下接通、承載一定時間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開關(guān)電器。IEC

Definition:

Acircuit-breakerisdefinedinIEC60947-2standardasamechanicalswitchingdevice,capableofmaking,carryingandbreakingcurrentsundernormalcircuitconditionsandalsomaking,carryingforaspecifiedtimeandbreakingcurrentsunderspecifiedabnormalcircuitconditionssuchasthoseofshort-circuit.簡之，低壓斷路器就是具有過流保護(hù)功能的開關(guān)電器，主要由外殼、觸頭、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、輔助觸頭等組成。其最大電流可達(dá)6300A。定義(definition)目前八頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器框架觸頭和操作機(jī)構(gòu)脫扣器滅弧方法安裝方式符合標(biāo)準(zhǔn)特征(characteristics)目前九頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器Moldedinsulatedmaterialframesaremadefromastronginsulatingmaterial,suchasglasspolyesterorthermosetcompositeresins.SizesvaryaccordingtotheAmpereRatingsizeofthecircuitbreaker.框架(frame)MoldedinsulatedmaterialframesareprimarilyassociatedwithlowvoltageMCCBsandinsulatedcasecircuitbreakers.Becauseofadvancesinmaterialsandtechnology,wearenowseeingmoldedinsulatedcaseaircircuitbreakers(ACB)at690voltsandbelow.目前十頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器低壓斷路器的保護(hù)功能由各種脫扣器來實(shí)現(xiàn)。

主要有：過電流脫扣器欠壓脫扣器過電壓脫扣器分勵脫扣器等。脫扣器(tripunits)目前十一頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器脫扣器(tripunits)種類：

電子式electronicTheadvantagesofelectronictripunit:IncreasedaccuracyRepeatabilityDiscriminationBuilt-ingroundfaultprotection(optional)ProgrammingMonitoringDiagnosticsCommunicationSystemcoordinationandtesting過電流脫扣器目前十二頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器分勵脫扣器Shuntreleases分勵脫扣器用于遠(yuǎn)距離遙控?cái)嗦菲鞣珠l。脫扣器(tripunits)目前十三頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器欠壓脫扣器UndervoltagereleaseU欠壓延時脫扣器Off-delayedundervoltagereleaseUV脫扣器(tripunits)目前十四頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器按結(jié)構(gòu)和功能分：

1）框架式斷路器（萬能式斷路器、ACBaircircuitbreaker）

2）塑殼式斷路器（MCCBmouldedcasecircuitbreaker）

3）微型斷路器（MCBminiaturecircuitbreaker）。按用途（保護(hù)對象）分：

1）配電用斷路器：保護(hù)變壓器、電力線路及設(shè)備

2）電動機(jī)保護(hù)用斷路器

3）漏電斷路器

4）照明和家電用斷路器，主要是MCB。分類目前十五頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器按保護(hù)特性分：p106

1）選擇型selective：兩段保護(hù)、三段保護(hù)

2）非選擇型：分類瞬時目前十六頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器按用滅弧介質(zhì)分：空氣斷路器，真空斷路器按操作方式分：手動，電動按極數(shù)分：單極、二極、三極、四極按安裝方式分：

固定式（fixed）、插入式（plug-in）、抽屜式（withdrawable）分類目前十七頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器短路分?jǐn)啵ɑ蚪油ǎ┠芰hort-circuitbreaking/makingcapacity

在規(guī)定的條件下包括短路條件在內(nèi)的分?jǐn)啵ɑ蚪油ǎ┠芰ΑO限短路分?jǐn)嗄芰ltimateshort-circuitbreakingcapacity

按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，通過分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)后，斷路器不能連續(xù)承載其額定電流。運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰erviceshort-circuitbreakingcapacity

按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，通過分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)后，斷路器還能連續(xù)承載其額定電流。術(shù)語目前十八頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器額定短時耐受電流（Icw）

在有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件下，電器能夠無損地承載的短時耐受電流值。該值由制造廠規(guī)定。額定短路接通能力（Icm）

在額定工作電壓、額定頻率、規(guī)定的功率因數(shù)（交流）或時間常數(shù)（直流）下，由制造廠對電器所規(guī)定的短路接通能力電流值。在規(guī)定的條件下，它用最大預(yù)期峰值電流表示。額定短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cn）

在額定工作電壓、額定頻率和規(guī)定的功率因數(shù)（交流）或時間常數(shù)（直流）下，由制造廠對電器所規(guī)定的短路分?jǐn)嗄芰﹄娏髦?。在?guī)定的條件下，它用預(yù)期分?jǐn)嚯娏髦担▽涣鳎涣鞣至坑行е担┍硎尽Ｐg(shù)語目前十九頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu）

在規(guī)定的條件下，斷路器應(yīng)能分?jǐn)嗟臉O限短路分?jǐn)嗄芰χ?。它用預(yù)期分?jǐn)嚯娏?kA)表示（在交流情況下用交流分量有效值表示）。

該值由制造廠規(guī)定。額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs

在規(guī)定的條件下，斷路器應(yīng)能分?jǐn)嗟倪\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ?。它用預(yù)期分?jǐn)嚯娏鳎╧A）表示，相當(dāng)于Icu規(guī)定的百分?jǐn)?shù)中的一檔，可用Icu的百分?jǐn)?shù)表示（例如Ics=25％Icu）。

該值由制造廠規(guī)定。術(shù)語目前二十頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)1）額定工作電壓UeVRatedoperationalvoltage

額定沖擊耐受電壓UimpVRatedimpulsewithstandvoltage2）額定持續(xù)電流IuARateduninterruptedcurrent額定短路接通能力IcmkARatedshort-circuitmakingcapacity

額定短路分?jǐn)嗄芰cnkARatedshort-circuitbreakingcapacity額定極限短路分?jǐn)嗄芰cukAIcuTestcycleO-t-CO額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cskAIcsTestcycleO-t-CO-t-CO額定短時耐受電流IcwkARatedshort-timewithstandcurrent低壓斷路器主要技術(shù)參數(shù)TechnicalData目前二十一頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)2）過載脫扣器的電流整定值IrASettingcurrentofoverloadrelease短路脫扣器的電流整定值IrmkASettingcurrentofshort-circuitrelease3）機(jī)械壽命、電氣壽命Mechanicalandelectricallifespan4）工作條件Operationalconditions,suchas

（海拔高度、溫度、濕度、

污染等級等）…pollutiondegreeetc.低壓斷路器主要技術(shù)參數(shù)TechnicalData目前二十二頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器1.Open-typeIZMcircuit-breakers,from630Ato6300A2.Externalexpansionmodules3.CommunicationmoduleforPROFIBUS4.Positioningindicatorcontact;moduleforwithdrawableunits5.Mainconnectionelements:front,flanged,horizontalorverticalconnection6.Withdrawableunit7.Controlcircuitplug8.Auxiliarycontact9.Motoroperator10.Operatingcyclecounter11.Electronicreleases(controlunits)12.Parameterizationdevice13.Earth-faultprotectionmodule14.4-lineLCDdisplay15.Doorsealingframe16.Ratedcurrentmodule(ratingplug)17.Emergency-Stopmushroompush-button18.Closingrelease,voltagerelease構(gòu)成框架斷路器ACB目前二十三頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓斷路器1.NZMcircuit-breakers,PNandN

switch-disconnectors2.Terminalcover3.Controlcircuitterminal4.TunnelterminalforAlcables4.Boxterminal5.Clipplate6.Rearconnection7.Plug-inandwithdrawableunit8.Standardauxiliarycontact8.Trip-indicatingauxiliarycontact9.Rotarydrivewithshaftsupport10.Side-mountedlever11.Extensionshaft12.Door-couplingrotaryhandle13.Rotaryhandlewithrotarydrive14.Remoteoperator15.Insulatingsurround16.Designationlabel17.Lockabletoggle-switch18.Communicationmodule(DMI)19.EASY-LINK-DSdataplug20.PROFIBUSinterface21.Voltagereleaseorearly-makeauxiliarycontact22.Delayunitforvoltagerelease23.Spacers構(gòu)成MCCB目前二十四頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓電器6.2.6低壓接觸器Low-VoltageContactors目前二十五頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)接觸器概述目前二十六頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)接觸器接觸器是用來頻繁控制接通或斷開主回路的一種控制電器。主要用于控制電動機(jī)。接觸器具有遙控通斷電路功能，具備頻繁操作、工作可靠、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)產(chǎn)品：CJ12、15、16、19、20、24、40等系列國外公司：ABB、西門子、施耐德、默勒、羅克韋爾、富士等概述目前二十七頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)接觸器使用類別

交流接觸器應(yīng)根據(jù)其通斷任務(wù)和通斷條件來選擇其使用類別。AC-1無感或低感負(fù)荷、電阻爐AC-2繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動、停止AC-3鼠籠型異步電動機(jī)的起動、停止AC-4鼠籠型異步電動機(jī)的起動、反接制動、可逆控制、點(diǎn)動此外，還有AC-5、AC-6、AC-7、AC-8概述目前二十八頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)TheContactorUtilizationcategoriesforcontactorsTypeofcurrentUtilizationcategoryTypicalexamplesofapplicationACAC-1Non-inductiveorslightlyinductiveloads,resistancefurnacesAC-2Wound-rotormotors:starting,switch-offAC-3Squirrel-cagemotors:stating,switch-off,switch-offduringrunningAC-4Squirrel-cagemotors:starting,plugging,reversing,inchingDCDC-1Non-inductiveorslightlyinductiveloads,resistancefurnacesDC-3Shuntmotors:starting,plugging,reversing,inching,dynamicbrakingDC-5Seriesmotors:starting,plugging,reversing,inching,dynamicbraking目前二十九頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)接觸器構(gòu)成（電磁式）接觸器由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、復(fù)位彈簧等幾部分組成：電磁系統(tǒng)：可動鐵心（銜鐵）、靜鐵心（電磁鐵）、線圈觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭滅弧裝置：滅弧柵目前三十頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)接觸器1接觸器2浪涌吸收器Suppressors3熱繼電器Overloadrelay4輔助觸頭模塊，2極，插入式

2pole,plug-intype5輔助觸頭模塊，4極，插入式

4pole,plug-intype

6輔助觸頭模塊，2極，側(cè)裝式

2pole,sidemounting輔件目前三十一頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)起動器Across-The-Line或

Direct-On-Line(DOL)Starter直接起動器目前三十二頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)ActuationofpushbuttonIenergizesthecoilofcontactorQ11.ThecontactorswitchesonthemotorandmaintainsitselfafterthebuttonisenablesviaitsownauxiliarycontactQ11/14-13andpushbutton0.ContactorQ11isde-energized,inthenormalcourseofevents,byactuationofpushbutton0.Intheeventofanoverload,itisde-energizedviathenormallyclosedcontact95-96ontheoverloadrelayF2.Thecoilcurrentisinterrupted,andcontactorQ11switchesthemotoroff.Methodofoperation起動器直接起動器Direct-on-linestartofthree-phasemotors目前三十三頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)起動器Across-The-Line或

Direct-On-Line(DOL)Starter直接起動器目前三十四頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓開關(guān)設(shè)備及其選擇6.3低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備Low-VoltageSwitchgearandControlgearAssemblies目前三十五頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備（俗稱“低壓成套電器”）廣泛用于發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)、建筑等各行各業(yè)的低壓配電系統(tǒng)中，作為動力、照明、配電和電動機(jī)控制中心、無功補(bǔ)償?shù)鹊碾娔苻D(zhuǎn)換、分配、控制、保護(hù)和監(jiān)測之用。低壓成套電器種類繁多，使用場所廣泛，在整個低壓電網(wǎng)的各級配電系統(tǒng)中都用到。目前，國內(nèi)有眾多合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)、民營企業(yè)生產(chǎn)低壓成套電器低壓成套電器發(fā)展趨勢：智能化、模塊化、環(huán)保型有關(guān)組織：天津電氣傳動研究所（天傳所）、國家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心6.3.1概述目前三十六頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備（簡稱“低壓成套設(shè)備”）

由一個或多個低壓電器和與之相關(guān)的控制、測量、信號、保護(hù)、調(diào)節(jié)等設(shè)備，由制造商負(fù)責(zé)完成所有內(nèi)部的電氣和機(jī)械的連接，用結(jié)構(gòu)部件完整地組裝在一起的一種組合體。通過型式試驗(yàn)的低壓成套設(shè)備（TTA）

type-testedlow-voltageswitchgearandcongtrolgearassembly

所有方案均按標(biāo)準(zhǔn)通過了型式試驗(yàn)的低壓成套設(shè)備。通過部分型式試驗(yàn)的低壓成套設(shè)備（PTTA）

partiallyTTA

部分方案按標(biāo)準(zhǔn)通過了型式試驗(yàn)的低壓成套設(shè)備，而其它方案是從這些方案派生（如通過計(jì)算）出來的。6.3.2定義目前三十七頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備GB7251低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備

第1部分：型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備（2005）

第2部分：對母線干線系統(tǒng)（母線槽）的特殊要求（2006）

第3部分：對非專業(yè)人員可進(jìn)入場地的配電板的要求

第4部分：對建筑工地用成套設(shè)備的特殊要求

第5部分：對戶外公共場所的動力配電電纜分線箱的特殊要求IEC60439Low-voltageswitchgearandcontrolgearassemblies

Part1:Type-testedandpartiallytype-testedassemblies(1999)

Part2:Particularrequirementsforbusbartrunkingsystems(busways)(2000)

Part3~56.3.3有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前三十八頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備按供電系統(tǒng)的要求和使用場所分：1）一級配電設(shè)備

即動力配電中心（PC），多為低壓開關(guān)柜。

它們集中安裝在變電所，把電能分配給不同地點(diǎn)的下級配電設(shè)備。

這一級設(shè)備的特點(diǎn)是：直接與變壓器相連，主母線電流大，電氣參數(shù)要求高。回路多、輸出容量大。6.3.4分類目前三十九頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備按供電系統(tǒng)的要求和使用場所分：2）二級配電設(shè)備

包括動力配電柜、電動機(jī)控制中心（MCC）。這類設(shè)備安裝在用電比較集中、負(fù)荷較大的場所，如生產(chǎn)車間、建筑物等，對負(fù)荷提供控制、測量和保護(hù)。

MCC用于負(fù)荷集中、回路較多的場合，多為抽屜式開關(guān)柜。

二級配電設(shè)備的特點(diǎn)是：回路多、電流中等。3）末級配電設(shè)備

即動力箱、照明箱。

其特點(diǎn)是：它們遠(yuǎn)離供電中心，是分散的小容量配電設(shè)備。6.3.4分類目前四十頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備按結(jié)構(gòu)分：1）柜類：低壓開關(guān)柜2）屏類：配電屏，有：開啟式、固定面板式3）箱類：動力箱、照明箱、補(bǔ)償箱、插座箱、計(jì)量箱等4）母線類：低壓母線槽6.3.4分類目前四十一頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備6.3.5低壓開關(guān)柜Low-VoltageSwitchboard目前四十二頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓開關(guān)柜GB7251.1-2005低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備IEC60439-1:1999Low-voltageswitchgearandcontrolgearassembliesPart1:Type-testedandpartiallytype-testedassemblies有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前四十三頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓開關(guān)柜額定電壓

包括主回路和輔助回路的額定電壓。主回路額定電壓包括：

1）額定工作電壓：設(shè)備所在電網(wǎng)的最高電壓

2）額定絕緣電壓額定電流

1）水平母線（主母線）額定電流：~6300A

2）垂直母線額定電流：400A,630A,800A,1000A,1600A,2000A額定短路開斷電流額定短時耐受電流Icw（1s）：30kA,50kA,80kA,100kA

額定峰值耐受電流Ipk：63kA,105kA,176kA,220kA防護(hù)等級：IP30，IP43，IP54……主要技術(shù)參數(shù)目前四十四頁\總數(shù)五十二頁\編于二十二點(diǎn)低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備6.3.7低壓母線槽系統(tǒng)Low-VoltageBusbarTrunkingSystems目前四十五頁\