施耐德2010年培训讲义04开关的选择性、限流和级联技术介绍

1SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June第四章开关的选择性、限流和级联技术介绍2SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June限流断路器●为什么要限制短路电流：●限流断路器能明显地将装置中短路电流产生的不良效应减小●降低电缆的发热，而延长电缆的寿命●降低电动力，因而能使电气触头的变形或损坏减轻●对邻近电路的测量设备的影响减小●这一级联技术为下方侧的电器使用低的额定值，而使设备、外壳和设计获得很大的节约开关的选择性和级联性能的物理基础是开关的触头结构3SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneE47952静触头封闭小室气体产生部分灭弧栅灭弧栅气体产生部分旋转触头磁屏蔽U静触头分断单元结构CompactNSX采用的限流技术●触头表面的组成;●触头的重量;●触头的厚度;●触头的压力;●开孔;●磁屏蔽U;●气体产生部分;●注入或压挤聚酯外壳4SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneE41131旋转触头的优点CompactNSX采用的限流技术●小而轻的触头可以尽早斥开,快速分断;●旋转:●双斥力,●双灭弧栅,●低阻力●“快速”并且“高效.5SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneE37954Reflex能量脱扣机构CompactNSX采用的限流技术●独立.●快速分断●从压力产生1ms,●完全分断时间2ms.●斥力产生阈值=25In6SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneE41126aIpÎtItpsNSX断路器的限流特性●限制尖峰电流（kA峰值）●这是通过断路器预期电流的一部分。断路器性能越好限制电流值越低.●限制通过能量i2dt●通过断路器的能量:●尖峰电流●分断时间7SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June峰值限流曲线NSX断路器的限流特性8SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June热应力限制曲线NSX断路器的限流特性9SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June选择性的定义●无论什么故障条件:●过载,●短路●绝缘故障;●只能由最靠近故障点的上级断路器脱扣。●非故障回路保持闭合，持续供电其他出线回路的供电不受影响CB1只有CB2脱扣CB210SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June各种选择性技术●电流选择性:●基于保护设备电流设定值的不同;●时间选择性:●基于保护响应时间设定值的不同;●逻辑选择性:●根据故障位置，紧靠故障的上级断路器：●故障检测；●向其上级断路器发送不脱扣信号.●能量选择性：●此原理基于保护设备特殊限流能力和灵敏反映断路器中短路所产生的能量的脱扣。当两个断路器检测到大电流时，下级断路器限流非常快，上级断路器产生的能量不足以使其脱扣11SLIC-LVDItraining–Chenke–2009Junea1000A100A选择性区间电流选择性12SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June(B类断路器)保护延时时间不同时间选择性13SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June短路分断能力Icu/Ics=IcwIcw=Icu=Ics短路保护设备之间的动作时间差T(s)t2t1I(A)完全的时间选择性●具有很强电动力承受能力的断路器(Masterpact断路器)●在下级断路器分断能力以下，延时可以保证完全选择性14SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June脱扣曲线aa.1110100150102kAeffA2s20ms10ms103104105106107不脱扣能量曲线能量选择性15SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June下级断路器的限流曲线上级断路器的不脱扣能量曲线.能量选择性●IEC60947-2定义了计算选择性的方法:比较运行曲线的能量aIi2dtII2t16SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneaaI(kAeff)A2s.111010015010210310410510610710msIs上级断路器的不脱扣能量曲线部分选择性下级断路器的限流曲线能量选择性的极限●IIs●下级断路器限流后的能量小于上级断路器脱扣的最小能量:具有选择性.●IIs●下级断路器限流后的能量超过上级断路器脱扣的最小能量:不具有选择性17SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneNSX开关满足自然选择性的条件●上级是MT框架式断路器，下级是NSX塑壳断路器●NSX和=40A的微型断路器之间满足完全选择性●上下级断路器的In、Ir、Isd之间是2.5倍的关系●施耐德提供的《NSX应用指南》上罗列的完全选择性关系18SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June选择性表19SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneaABZSIZSI逻辑选择性●通过区域选择性联锁(ZSI)●安装在B的保护系统检测并传送信号给A;●安装在A的保护系统接收B的信号.断路器B消除故障断路器A保持闭合20SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneZSI区域选择性连锁21SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneCB2无级联有级联IcuIcuIsc下级断路器使用低分断能力值CB1Isc什么是级联●级联是利用断路器的限流技术，在下级给定点允许安装低分断能力的断路器，因而降低成本22SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June级联的原理●原理：上一级的断路器对短路电流相当于一阻挡物。因而允许下级断路器的分断能力可低于预期短路电流。●级联的原理在GB14048.2,附录A中被称为后备保护●级联只能由实验室试验来检验，并且可能的组合只能由断路器制造商来规定23SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June级联表24SLIC-LVDItraining–Chenke–2009JuneE41148两个断路器的限流特性可以把下级断路器的分断能力提升IA2sBAABhelpedby级联和增强的选择性25SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June级联增强的选择性26SLIC-LVDItraining–Chenke–2009June由级联增强的分断能力(kA)由级联增强的选择性极限(kA)50/50级联和增强的选择性表