施奈德2010年培训讲义02保护电器的选择

1、1 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 第二章第二章 保护电器的选择保护电器的选择 2 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压保护电器的功能与分类低压保护电器的功能与分类 保护财产及人身安全保护财产及人身安全: 保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害 防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险 要遵守的条件要遵守的条件: 按照按照 IEC 60364 60473-1-1 在各回路的首端，分支路出口在各回路的首端，分支路出口 (电流减小电流减小

2、) 保护电器的分类保护电器的分类 低压断路器低压断路器 低压熔断器低压熔断器 剩余电流动作保护器剩余电流动作保护器 3 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压配电线路的保护类别低压配电线路的保护类别 过负载保护：保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、过负载保护：保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、 接头、端子或导体周围的物质造成损害前分断该过负载电流。接头、端子或导体周围的物质造成损害前分断该过负载电流。 Ic=Ir=Iz或者或者Ic=Iset1=Iz；I2=1.45Iz 短路保护：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效

3、应和机短路保护：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机 械力造成危害之前分断该短路电流。械力造成危害之前分断该短路电流。 短路保护电器的分段能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流短路保护电器的分段能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流断路器断路器 厂家的产品资料厂家的产品资料 应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流 t=(K*S)/I 接地故障保护接地故障保护:当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部 分、分、PE线、线、PEN线、大地之间的接地故障时，保护

4、电器必须自动切线、大地之间的接地故障时，保护电器必须自动切 断该故障电路，以防止人身间接电击、电气火灾等事故。断该故障电路，以防止人身间接电击、电气火灾等事故。 不同的接地系统有不同的保护要求。不同的接地系统有不同的保护要求。 例外情况例外情况 4 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压配电线路保护的一般要求低压配电线路保护的一般要求 针对三种配电线路故障，分断故障电流或发出故障报警信号。针对三种配电线路故障，分断故障电流或发出故障报警信号。 低压配电线路上下级保护电器的动作应该有选择性。低压配电线路上下级保护电器的动作应该有选择性。 低压配电线路的保

5、护应与配电系统的特征及接地方式相适应。低压配电线路的保护应与配电系统的特征及接地方式相适应。 特殊的用电设备的保护。特殊的用电设备的保护。 电动机电动机 起重机起重机 电焊机电焊机 电阻炉电阻炉 整流器整流器 .等等等等 5 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压保护电器的几个问题低压保护电器的几个问题 低压过负载保护电器安装位置：回路供电端和回路导体的截面、材料、附低压过负载保护电器安装位置：回路供电端和回路导体的截面、材料、附 设方式等有变化的回路分支处。设方式等有变化的回路分支处。 L3m。 校验上级保护电器的灵敏度。 三相均设保护电器三相均设保

6、护电器 并联导线或电缆的过载保护并联导线或电缆的过载保护 N线上的保护电器线上的保护电器 TN-S系统或系统或TT系统中，当系统中，当N线与相线同截面时，或已经能被相线上的保护线与相线同截面时，或已经能被相线上的保护 电器所保护时，电器所保护时，N线可以不装保护电器。线可以不装保护电器。 当需要切断N线时，应装设同时切断相线和N线的保护电器。 TN-C系统中，不得装设断开PEN线的保护电器。 谐波对过载的影响谐波对过载的影响 6 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压开关设备常用标准低压开关设备常用标准 标准标准住宅用设备住宅用设备 工业及小型商业工业

7、及小型商业 In时 双金属片原理双金属片原理 过载保护的脱扣曲线过载保护的脱扣曲线 t I 17 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June MCBMCCB Im Imnt Imt 固定固定 k1*Ir k2*Ir 固定或可调固定或可调 STR -15% /TMD -20% STR+15% /TMD+20% 示意的磁脱扣曲线示意的磁脱扣曲线 利用电磁原理，认为电流利用电磁原理，认为电流 是短路电流是短路电流 Im 短路脱扣电流整定值短路脱扣电流整定值 Imnt / Imt 为动作精度为动作精度 必定脱扣区域 可能 脱扣 区域 必定不 脱扣 区域 ImntIm I

8、mt I time 短路保护的脱扣曲线短路保护的脱扣曲线 18 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 热磁脱扣器的脱扣曲线热磁脱扣器的脱扣曲线 NSX100至至250 TM80D/100D 19 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 热磁脱扣器的脱扣曲线（续）热磁脱扣器的脱扣曲线（续） C65N, C型曲线型曲线 20 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 执行机构执行机构传感器传感器控制单元控制单元 CT脱扣器脱扣器 处理电处理电 流互感流互感 器器CT 的信号的信号 电流互感电

9、流互感 器器CT的的 信号与整信号与整 定值比较定值比较 脱扣线圈脱扣线圈 电子式脱扣器的工作原理电子式脱扣器的工作原理 在电子式断路器中，传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代在电子式断路器中，传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代 21 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电子式脱扣器的脱扣曲线电子式脱扣器的脱扣曲线 Masterpact MT Micrologic 5.0,6.0,7.0 22 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电子式脱扣器的脱扣曲线电子式脱扣器的脱扣曲线 NSX100 至至250 MIC2

10、.2 250 23 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June Reflex能量脱扣曲线能量脱扣曲线 24 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 热磁式断路器保护特性曲线简图热磁式断路器保护特性曲线简图 电子式断路器保护特性曲线简图电子式断路器保护特性曲线简图 Ir : 过载过载 (热或长延时热或长延时) 继电器脱扣电流设定值继电器脱扣电流设定值 Im : 短路短路 (磁或短延时磁或短延时) 继电器脱扣电流设定值继电器脱扣电流设定值 Ii : 短路瞬动继电器脱扣电流设定值短路瞬动继电器脱扣电流设定值 Icu : 分断能力分断

11、能力 t (s) lrlmIcu I (A) t (s) lrlmIcu I (A) li 两段保护两段保护 三段保护三段保护 热磁式和电子式保护曲线之间的差别热磁式和电子式保护曲线之间的差别 为什么要设为什么要设 置短延时？置短延时？ 25 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June (1) IEC60 898 中定为 20In，大部分欧洲制造商认为这一数值高得不切实际 (M-G = 1014In)。 (2) 对于工业用途， IEC标准没有规定专门值。表中所列数值仅为通常使用值。 低压断路器的保护脱扣电流低压断路器的保护脱扣电流 断路器的脱扣阈值取决于：断路器

12、的脱扣阈值取决于： 家用及类似场所小型断路器的标准家用及类似场所小型断路器的标准: (IEC 60898) 或者按照或者按照 IEC60947-2 标准，制造厂对工业用断路器的标明标准，制造厂对工业用断路器的标明 26 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 第一个字母第一个字母 = 分断范围分断范围 - g : 全熔断范围的熔断器全熔断范围的熔断器 - a : 后备熔断器后备熔断器 第二个字母第二个字母 = 使用类别使用类别 规定时间规定时间 - 电流特性电流特性 熔断器的类别熔断器的类别 IEC 60269 第第 一一 个字母个字母: 型式型式 (分断范

13、围分断范围) g = 全范围熔断器全范围熔断器 (分断在分断能力下的全部电流分断在分断能力下的全部电流) a = 后备熔断器后备熔断器 (只从只从 5In 开始分断开始分断) 第二个字母第二个字母: 使用类别使用类别 (被保护回路被保护回路) 配电配电电动机控制电动机控制 gG gM aM n n n n n n 低压熔断器低压熔断器 IEC 60269 规定的工业用熔断器用规定的工业用熔断器用 2 个字母个字母 代号，见下表中说明代号，见下表中说明 27 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June gG 和和 gM 熔断器的时间熔断器的时间-电流带电流带 aM

14、 熔断器的时间熔断器的时间-电流带电流带 InfIf 熔断器特性曲线熔断器特性曲线 I 最小弧前时间曲线最小弧前时间曲线 t t 4lnx ln 最小弧前时间曲线最小弧前时间曲线 熔断器特性曲线熔断器特性曲线 I 熔断器的时间电流特性曲线熔断器的时间电流特性曲线 28 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June IEC 60947-2 IEC 60947-4 IEC 60947-3 过载保护过载保护 短路保护短路保护 控制控制 隔离隔离 M 电动机的保护与控制电动机的保护与控制 电动机的保护和控制能用一、二个或三个电器完成，它电动机的保护和控制能用一、二个或三个

15、电器完成，它 们实现下列功能。们实现下列功能。 29 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 低压配电低压配电 隔离隔离 短路保护短路保护 过载保护过载保护 电动机控制电动机控制 LR2-D LC1/LP1-D GV2-ME/RS 电动机的保护与控制（续）电动机的保护与控制（续） 30 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 熔断器式隔离开关熔断器式隔离开关 接触器接触器 热继电器热继电器 ME型断路器型断路器 接触器接触器 MA型断路器型断路器 接触器接触器 热继电器热继电器 电动机起动器电动机起动器 (TeSys U)

16、 aM 电动机的保护与控制（续）电动机的保护与控制（续） 四种保护型式四种保护型式 31 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 熔断器熔断器(aM) + 热热 继电器的组合继电器的组合 断路器断路器 (MA) + 接触器接触器 + 热继电器组合热继电器组合 ts Ib Iq I 110s 2030ms ts Ib Iq 110s 2030ms I 电动机的保护电动机的保护 32 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June In 分断阻性负载分断阻性负载 工作电流工作电流 AC-1 2.5 In 分断绕线电机起动分断绕线电机起

17、动 电流电流 AC-2 6 In 分断鼠笼电机分断鼠笼电机 正常运转电流正常运转电流 AC-3 6 In 分断鼠笼电机起分断鼠笼电机起 动电流动电流 AC-4 控制负载的类别控制负载的类别 33 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 热继电器的脱扣等级热继电器的脱扣等级 IEC标准对热继电器规定了四个脱扣等级（见下表）标准对热继电器规定了四个脱扣等级（见下表） 10和和10A级最常用，级最常用，20和和30级一般用于起动困难的级一般用于起动困难的 电动机电动机 34 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电动机回路中接

18、触器和继电器的配合电动机回路中接触器和继电器的配合 1类配合：类配合： 接触器和继电器的损伤是容许的接触器和继电器的损伤是容许的: 对使用者无危害对使用者无危害 除了接触器和继电器外无危害除了接触器和继电器外无危害 组合电器的分断能力必然就是短路保护电器的分断能力。组合电器的分断能力必然就是短路保护电器的分断能力。 2类配合：类配合： 在容易清除的情况下，只允许接触器或起动器的触头熔在容易清除的情况下，只允许接触器或起动器的触头熔 焊，但不允许损坏。焊，但不允许损坏。 2型配合试验之后，该装置仍能保持正常的保护和控制型配合试验之后，该装置仍能保持正常的保护和控制 功能，因而其分断能力由试验结果

19、确定功能，因而其分断能力由试验结果确定。 35 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电动机回路中元器件的配合（续）电动机回路中元器件的配合（续） 选择一种配合类型选择一种配合类型 1类配合类配合: 合格的维护合格的维护 减少装置的体积和价格减少装置的体积和价格 在更换故障电机的期间不要求持续供电在更换故障电机的期间不要求持续供电 2类配合类配合: 有限的维护人员有限的维护人员 规范要求规范要求 2 类配合类配合 36 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电动机直接启动时保护的简便选型方法电动机直接启动时保护的简便选

20、型方法 n施耐德提供标准选型表施耐德提供标准选型表 n选型表的使用方法选型表的使用方法 n配合类型配合类型 n保护形式保护形式 n轻载或重载轻载或重载 n电压等级电压等级 n电机功率（马力）电机功率（马力） 37 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 电动机在工业用途中常常是关键的设备。电动机在工业用途中常常是关键的设备。 由于电气故障引起的停机会有严重的后果由于电气故障引起的停机会有严重的后果 绝缘监视器设计用于防止上述事故绝缘监视器设计用于防止上述事故 电动机的大多数电气故障是当电动机冷态起动电动机的大多数电气故障是当电动机冷态起动 后发生的相对地绝缘

21、故障后发生的相对地绝缘故障 绝缘性能绝缘性能 新电机新电机: 1000兆欧兆欧 已使用的电机已使用的电机: 10-100兆欧兆欧 最低工作值最低工作值: 5兆欧兆欧 断路器或接触器 闭合联锁 低压电动机的预防性保护低压电动机的预防性保护 38 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 终端配电箱终端配电箱 楼内配电间 公用电 主配电柜主配电柜 分配电柜分配电柜 一级配电一级配电 二级配电二级配电 三级配电三级配电 低压断路器的保护整定低压断路器的保护整定 39 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June 断路器正常工作时不应脱扣

22、断路器正常工作时不应脱扣 Isd 1.2 Iq + Ib(n-1) Ii 1.2 Iq + Ib(n-1) 40 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June Micrologic 保护电流的整定保护电流的整定 Ib:系统最大工作电流系统最大工作电流 Id:最小接地故障电流最小接地故障电流 Isd = (46) Ir Ii = 15 In or off 1.3Ig Id Ir Ib 41 SLIC- LVD3 training Chen ke 2009 June Micrologic 延时时间的整定延时时间的整定 tr = 412 s tsd = 0.4 s (I2t off) tg = 0.4 s (I2t off) 注意与下级断路器的