低压配电学习资料

信息网络时代的低压配送电系统(V1.0)艾默生网络能源公司高级技术顾问李成章010-63902043;13911206566E-mail:[e-mail]信息网络时代的低压配送电系统目录(一)信息网络时代低压配送电系统(二)断路器开关的基本特性(1)断路器开关的分类(2)断路器开关的基本参数(3)断路器开关的保护功能(4)断路器开关的选择性保护（三）输入自动切换开关(ATS)（四）输出自动切换开关(LTM)(一)信息网络时代低压配送电系统(一)信息网络时代低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统应确保向用户的信息网络设备、通信设备及生产自动化设备等关键负载提供连续、“洁净”的UPS逆变器电源,以便确保用户设备和供电系统能安全、高效、可靠地运行。为确保用户能高效、可靠和安全地在信息网络上分享/交换信息资源（数据，语音和图形等)。UPS供电系统应为信息网络能获得高速和可靠的运行特性,创造优良的电源运行环境：高可靠性:能否提供365天*24小时的高品质UPS“逆变器电源”是能否消除”网络瘫痪”故障隐患的关键因素之一•不允许UPS进入由市电经“交流旁路供电”的工作状态(交流旁路和维修旁路)•(0.02秒(20毫秒)的“瞬间供电中断“会造成网络瘫痪);(一)信息网络时代低压配送电系统Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3输入电源AAB1B2UPS-2UPS-1CBCB第1级配电柜第2级配电柜第3级配电柜C1C2D1D2EE1E2En图：UPS电源的低压配电系统(一)信息网络时代低压配送电系统信息网络时代UPS供电系统的低压配送电系统输入配电柜B切换开关1切换开关2市电1市电2发电机切换开关3输入配电柜A“N＋1”型UPS并机系统A“N＋1”型UPS并机系统BLBS第1级输出配电柜A空调、泵、照明、动力供电系统第1级输出配电柜BLTM-1LTM-N第2级输出配电柜A第2级输出配电柜B补偿电容-48V通信电源-48V电池直流输出配电柜TVSS(一)信息网络时代低压配送电系统低压配送电系统是利用各种自动/手动切换开关、断路器开关、接触器、熔断器、电力电缆、控制电缆等“能源分配/传送器件”将来自市电电网、备用发电机、UPS电源的能源,以便高效、合理的方式提供给各用电设备。为此它应具有如下特性:•高效、合理地向各“用电设备”提供所需的工作电流/功率;•为各“用电设备”和供电线路提供完善的保护功能.当因故发生“短路”/严重故障时,能及时、准确地将有“故障”的部件,从配送电系统中隔离出来;•确保供电“不中断”,并达到用户设备所需的可靠性指标;•对关键负载提供纯净的正弦波电源、供电系统的零线对地线的电位尽可能地低(典型值小于1伏);•合理的接地系统设计及布线施工,以确保位于同一IT网络中的各种网络设备之间的“地电位”尽可能地相同.•配置有“有效、可靠”的监控和报警调控功能;•具有安全、便捷的“可维护性”及优异的现场“可兼容性”;•价格便直.(一)信息网络时代低压配送电系统(二)断路器开关的基本特性(二)断路器开关的基本特性(1)断路器开关的分类:(A)按额定工作电流:*框架式断路器开关:800-6300A;*塑壳式断路器开关:100-2000A;*微型断路器开关:4-63A;(B)按保护功能:*选择性保护型断路器开关(B级开关):短时耐受故障电流(Icw)与断路器开关的动作时间呈“反时限”特性(t=K/I2);*限流保护型断路器开关(A级开关):短时耐受故障电流(Icw)被限制在较小的电流下,断路器开关的动作时间较短;*负载隔离开关(无过流/短路保护功能);(二)断路器开关的基本特性(1)断路器开关的分类:(C)按安装方式:*固定式断路器开关:6-6300A;*插入式断路器开关:6-400A(ABB)/100A--630A(Schneider);可拨出/快速更换断路器;当它处于“合闸”状态时,抽出或插入会使断路器自动脱扣(Schneider).有特殊的闭锁装置,可防止在断路器触头闭合时,拨出断路器(ABB).*抽屉式断路器开关:160-6300A(ABB)/100A-6300A(Schneider);带抽拨操作手柄,便于故障检修/日常维护保养操作,互换性好,但散热性较差,一般需降额使用(0.8额定电流).一般应配断路器推入/测试/隔离/抽出位置的联锁机构(加3把锁),使其在通电时不能插拔，以保证供电安全。(二)断路器开关的基本特性(D)断路器开关的常用选件(1)欠压脱扣器:当输入电压下降到35%--70%额定电压之间的预定值时,它会造成“断路器开关”瞬时脱扣跳闸.如果输入电压=0时,无论手动或自动操作,都不能将继路器“合闸”.只有当输入电压≥85%额定电压时,才能将继路器“合闸”.(2)分励脱扣器:利用它可对“断路器开关”执行电气脱扣操作.当控制电压≥70%--110%额定电压时,分励脱扣器动作,促使“断路器开关”脱扣跳闸.•利用欠压脱扣器和分励脱扣器可以实现对“断路器开关”的遥控操作.(二)断路器开关的基本特性(2)断路器开关的基本参数(A)额定持续电流Iu(典型值):1,4,6,10,16,20,25,32,40,50,63A;100,125,160,250,400,630,800,1250,1600,2000,2500,3200A;800,1250,1600,2000,2500,3200,4000,5000,6300A.(B)额定脱扣保护电流In(或Ir):根据用户设备的预期使用功率来计算所需的工作电流.对于微型断路器开关来说,In(或Ir)=Iu;对于框架式和塑壳断路器开关来说,In(或Ir)不一定等于Iu,其典型值为:10,12.5,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400,500,630,800A(当采用热磁脱扣器时),800-6300A(采用电子脱扣器).例:S4-250/200断路器:Iu=250A,In=200A.(二)断路器开关的基本特性(C)额定极限短路分断能力(分断容量,rms)Icu:断路器的Icu过低,会导致断路器在跳闸时,造成断路器的触头被损坏(触头被烧蚀/熔焊/焊死等故障).应根据供电系统中电源侧(发电机,变压器,蓄电池)的电源设备所能提供的输出短路电流,正确地选择Icu,其典型值为:4.5,6,10KA(微型断路器);25KA,35KA,50KA,65KA,85KA,100KA,120KA(塑壳式断路器);40KA,65KA,75KA,100KA,130KA,150KA(框架式断路器).(D)额定运行(工作)短路分断能力(分断容量,rms)Ics:关键用户的断路器的Ics应为100%Icu;非关键用户的断路器的Ics可为:25%,50%,75%Icu.(E)额定短时耐受电流(1秒/0.5秒,rms)Icw:其典型值为:5KA,7.6KA,10KA,15KA,20KA,35KA(塑壳式断路器);36KA,40KA,55KA,65KA,75KA,100KA,(选择性型断路器,框架式断路器).(二)断路器开关的基本特性(F)额定短路合闸容量(峰值)Icm:断路器的Icm过低,会导致断路器在合闸时,造成断路器的触头被损坏(触头被烧蚀/熔焊/焊死等故障).(G)跳闸时间(当I=Icu时):其参考值为:微型断路器::10-25ms;塑壳断路器20-50ms;框架式断路器:25-60ms断路器的实际跳闸时间=分闸时间+燃弧时间;例:1250-3200A的ABB框架断路器的跳闸时间:40-45ms=分闸时间30ms+燃弧时间10-15ms(二)断路器开关的基本特性带短延时调控功能的Schneider的400、630A断路器的实际跳闸时间分别为:(注:断路器的合闸时间断路器的跳闸时间).(H)寿命:断路器的机械寿命(2-3万次左右)断路器的电气寿命(0.3-1万次).一般说来,随着断路器的额定持续电流Iu的增大,其使用寿命将会有所下降.轻载时的“电气寿命”比重载时的“电气寿命长”.脱扣前最大过流时间≤15ms≤60ms≤140ms≤230ms总的分断时间≤60ms≤140ms≤230ms≤350ms信息网络时代的低压配送电系统ABB公司断路器开关的基本电气参数(380/415V)框架式断路器塑壳式断路器微型断路器额定持续电流Iu,额定操作电压UeE系列:800-6300A690Vac/250VdcS系列:100-3200A690Vac/250Vdc(125A产品:500Vac)S250系列:6—63A,单极230/400Vac,60Vdc,多极400Vac,100Vdc额定脉冲耐受电压Uimp12KV6KV(160A以下产品);8KV(160A以上产品)额定绝缘电压Ui1000V500V(125A产品),690V(160A和2000A以上产品),800V(1600A以下产品)额定极限短路分断容量IcuB=40KA,N=65KA,S=75KA,H=100KA,L=130KA,V=150KAN=25(125A以下产品)/35KA,S=50KA,H=65/85KA(2000A以上产品),L=85/100KA(250A以上产品),V=120KA6KA(6-40A);4.5KA(50,63A)额定运行短路分断容量Ics100%50%/75%/100%额定短路合闸容量Icm(415V),B=84KA,N=143KA,S=165KA,H=220KA,L=286KA,V=330KaN=52.5-74KA;S=105KA,H=143KA,L=187/220KA(250A以上),V=264KA额定短时耐受电流(1秒),IcwB=36/40KA,N=55/65KA,S=75KA,H=75/100KA,L=10/15KA,V=100KA5KA(≥400A产品),7.6KA(≥630A产品),10KA(800A产品),15KA(1250A产品),20KA(1600A产品),35KA(2000A)跳闸时间(415V,在Icu时)B,N,S,H,V=30ms,L=12ms(当IIcw时);B,N,S,H,V=70ms,L=12ms(当IIcw时);6-10ms(125-800A产品);20-22ms(1250-3200A产品)10ms脱扣器PR111/P(LI,LSI,LSIG);PR112/P(LSI,LSIG+远程集中监控)TM(T不可调,M不可调5/10Lth;T可调,M不可调3/5/10Lth;(T可调,M可调).PR211(I-LI);PR212(LSI-LSIG)B型(3-5*In)C型(5-10*In)寿命(操作次数)机械2.5万次,电气1万次(2000A以下)机械1.2-2万次,电气0.31万次(2000A以上)机械2.5万次,电气0.8-1万次(250A以下),机械2万次,电气0.7万次(800A以下),机械2万次(二)断路器开关的基本特性(3)断路器开关的保护功能为向位于低压供配电系统中的各种电源设备,用户设备及电缆线路提供过电流保护,短路保护及欠压保护,目前的断路器开关可向用户提供两种“跳闸脱扣器”:(a)热磁脱扣器;(b)带微处理器的电子脱扣器;(二)断路器开关的基本特性(A)热磁脱扣器(LI保护型):(a)利用热磁脱扣器中的热敏元件来提供“过电流”保护.其控制原理是建立在由流过“断路器开关”的电流所产生的热应力(I2t)的基础上的.因此,由“过电流”所引起的断路器的跳闸时间t具有长延时型的“反时限”调控特性(t=K/I2).它被用于断路器的“过载,长延时保护(L)”调控功能中.(b)利用热磁脱扣器中的磁元件来提供“短路”保护.其控制原理是建立在由流过“断路器开关”的巨大短路电流所产生的强“反磁场“来迫使断路器迅速跳闸.它被用于断路器的“短路瞬动保护(I)”调控功能中.图2：热磁脱扣器的“跳闸脱扣”保护曲线tI/InL3510I(二)断路器开关的基本特性(二)断路器开关的基本特性(c)微型断路器的热磁脱扣器:L固定,I固定(