低压chapter2

1、机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计n配电系统概述配电系统概述机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计不同电器在线路中的不同作用：隔离开关（QS）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计断路器（QF）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计接触器（KM）熔断器（FU）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计热继电器（FR）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计 低压电器的技术要求与使用线路的工作要求有关，特别是与短路电流有关。 所谓短路，是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接。 电气短路有两种类别，金属性

2、短路和电弧性短路。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计 电弧性短路是由于分断点迸发电弧或电火花引起的接地短路，其短路电流不大，一般不会引起保护设备的动作，但是由于电弧的持续存在会使局部产生高温而引起火灾。可采用防漏电保护开关来及时切断电源。 金属性短路是通过金属性导体使系统中不同电位短接引起的，其短路电流很大，会使整个线路产生高温从而损坏用电设备。同时会使电压显著降低，引起供电系统中断工作，带来严重后果。因此通常需要配电电器来进行短路保护。它也是我们要重点研究的短路类别。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计 三相配电系统中的短路形式 三相短路 两相短路 单相短路机电系统综合创新设计机电

3、系统综合创新设计 低压配电系统中与低压电器的主要技术要求有关的问题： 短路电流的分析与计算系统对开关电器的要求低压电器的保护功能与保护特性机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计n 短路电流的分析与计算短路电流的分析与计算l 目的1、选用的低压配电电器通断能力应大于可能产生的 最大预期短路电流2、验证各配电电器之间能否采用选择性保护机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 单相短路时的等效电路机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计 2Ttei = i+ i- = Isin(t +)sin() 机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计短路冲击电流公式：ich = Kch 2I（公式 1）式中

4、：Kch为短路电流冲击系数，I为周期分量有效值Kch =1 + Te01.0l 三相短路电流的计算机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计式中： UN为线路线电压； R、X为短路点总合成电阻和电抗。短路电流周期分量有效值计算公式：I = 223 XRUN公式（2）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 阻抗计算电力系统中的阻抗元件的阻抗断路器过流线圈阻抗电流互感器的阻抗线缆的阻抗触头的接触电阻机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计线缆的阻抗馈电电缆长度大于10米的母线电流互感器的阻抗：300/5A以下机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 配电系统电抗计算Xx ： 系统电抗，单位为m

5、UN ： 额定线电压有效值，单位为kVSx ： 系统短路容量，单位为MVAXx = XNSU2 103（公式 3）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 配电变压器阻抗计算RT ， XT ：变压器电阻和电抗，单位为m pk： 制造厂提供的变压器短路损耗，单位为W %Uk ：制造厂提供的变压器短路电压百分比 UN：变压器二次侧额定电压。单位为kV SNT：变压器额定容量，单位为kVART = 22NTNkSUp 103（公式 4）XT = NTNTSkpNSUU21022)(%10可 103机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 架空线、电缆和母线阻抗值的确定高压线路和电缆的电抗可通过查

6、表来确定。低压母线的阻抗按相应公式计算。注意平均距离的确定。u 互感器和开关触头的接触电阻由制造厂提供机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 三相短路电流的计算步骤1、按公式计算各部分电阻和电抗，求出总阻抗2、计算短路点短路电流的周期分量有效值3、按X/R的值查表得到短路电流冲击系数并求 出短路冲击电流4、若接有感应电动机，应计算感应电动机的反馈 电流，icm =6.5INM，其中INM为电动机额定电流总冲击电流=短路冲击电流+反馈电流机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 例题：求K点的三相短路电流T - 变压器， SNT=560kVA %Uk=5.5 pk=9.4Kw m-1 -

7、铜母线， 铜50*6mm2 a=0.25m l=6mm-2 - 铜母线， 铜40*4mm2 a=0.25m l=0.5mm-1 - 铜母线， 铜30*3mm2 a=0.12m l=1.7mQS 刀开关， RP、RZ为触头接触电阻， RP=0.08m，RZ=0.6mQF 断路器， Rg、Xg为过电流线圈阻抗 Rg=0.36m，Xg=0.28mM1、M2、M3 电动机， PNM为电动机额定功率 PNM=80kW INM为额定电流 INM=0.15kA机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计n 系统对开关电器的要求系统对开关电器的要求配电电器的通断能力与条件电器的动热稳定性控制电器的通断能力机电系统

8、综合创新设计机电系统综合创新设计l 配电电器的通断能力与通断条件额定短路接通能力额定短路分断能力= 机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计额定短路分断能力与功率因数和的关系 分断电流（有效值） 功率因数 Ic1.5kA 1.5kA Ic 3kA 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机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 电器的动热稳定性动稳定性热

9、稳定性= 机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计动稳定性交流：短路电流的冲击电流值直流：短路电流的最大值热稳定性 = 一定通电持续时间的热稳定电流（短时耐受电流）=机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计限制短路电流的概念机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 控制电器的通断能力表征参数接通和分断的电流接通和分断的电压机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计控制电器的 控制对象电阻炉无感或微感负载各类型交直流电机电流电压起动前后差别不大接通分断条接通分断条件差别很大件差别很大机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计负载类型接通条件分断条件点动条件电阻性负载UN，INUN，IN绕线型电动机

10、UN，2.5INUN，INUN，2.5IN鼠笼型电动机UN，6IN1/6UN，INUN，6IN负载类型与通断条件机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计n 低压电器的保护功能与保护特性低压电器的保护功能与保护特性l 在配电线路中低压电器应具有的保护功能过电流保护过电流保护欠压与失压欠压与失压保护保护 断相保护断相保护 漏电保护漏电保护机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 过电流保护 短路和过载都属于过电流现象，也是低压系统最常见的故障。 过电流保护特性是保护电器动作时间t与通过的电流I的函数关系。t = f（I） 或 t = f（I/IN）机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计过载保护

11、特性要求：与被保护设备的过载热特性有良好配合。实现：1、保护电器具有反时限保护特性 2、保护电器的保护特性尽量接近并略低于被保护对象的过载热特性任务： 允许正常的工作过载电流（如电动机起动电流），但是当过载时间超过规定值后就必须切断电路。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计短路保护特性要求：各级保护电器之间要有选择地开断。实现：1、各级保护电器动作时间有差别 2、越靠近电源的电器动作时间越长任务： 必须把短路造成的危害影响限制在最小程度，并迅速分断短路电流。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计 断路器的三段保护特性机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 欠压和失压保护临界电压：引起

12、电动机疲倒、堵转时的电源电压。欠压保护：当线路电压降低到临界电压时，保护电 器动作。失压保护：当线路电压低于或甚低于临界电压时， 保护电器动作。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 断相保护 电动机断相运行时会使定转子绕组温度升高，导致电机烧毁，因此必须采取必要的保护手段。措施：1、采用热继电器+专门的机构组件。 2、微电子式电动机保护器。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计u 漏电保护任务：防止因绝缘损坏而引起的漏电导致的触电事故。触电安全临界值：30mA*s 设计触电保护器的依据。措施：采用漏电开关。机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计l 保护特性的配合1、与被保护对象特性的良好配合2、保护电器之间特性的良好配合机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计与被保护对象特性的配合应考虑起动电流的影响机电系统综合创新设计机电系统综合创新设计如何考核？脱扣器XYZ/h周围空气参考温度无温度补偿1.051.2220或40 制造厂另有规定除外有温度补偿1.05