工厂变配电所及其一次系统课件

第四章工厂变配电所及其一次系统第6节低压开关设备及其选择LowVoltageSwitchgearandControlgear

目前一页\总数五十二页\编于二十二点低压开关设备及其选择低压开关设备是指工作电压交流1200V、直流1500V以下的电器设备。我国低压交流电压等级有：230V、400V、690V、1140V。低压开关设备包括两大类：

1、低压电器，即低压元器件

2、低压成套电器，包括低压开关柜、低压母线槽等。低压开关设备是量大面广的产品。品种繁多，生产厂家众多。低压电器著名厂商主要有：施耐德电气、ABB、西门子、默勒公司；国内常熟开关厂、正泰、德力西低压成套电器著名厂商有：ABB、西门子、默勒公司；

国内6.1概述目前二页\总数五十二页\编于二十二点低压开关设备及其选择6.2低压电器Low-VoltageApparatus目前三页\总数五十二页\编于二十二点低压电器用于交流50Hz（或60Hz）、额定电压为1200V及以下，直流额定电压为1500V及以下的电路内起通断、保护、控制或调节作用的电器。6.2.2定义GB/T14048.1~10-2008低压开关设备和控制设备IEC60947.1~7:2006Low-voltageswitchgearandcontrolgearGB/T2900.18电工名词术语低压电器6.2.3有关标准目前四页\总数五十二页\编于二十二点低压电器按用途或所控制的对象分：

1）配电电器。主要用于低压配电系统中，如：断路器、隔离开关、

负荷开关、熔断器、刀熔开关等

2）控制电器。主要用于电气传动系统中，如：接触器、热继电器、

起动器、变频器；主令电器（按钮、旋转开关等）、

接触器式继电器、指示灯等按电器的执行机构分：触点电器、无触点电器（如：电力电子开关）按工作条件分：

一般工业电器、船用电器、化工电器、矿用电器、牵引电器、航空电器等。对不同领域用的电器，其防护型式及耐潮、耐腐蚀、抗冲击等性能的要求也不同。6.2.4分类目前五页\总数五十二页\编于二十二点低压电器6.2.5低压断路器Low-VoltageCircuitBreakers目前六页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器GB/T14048.2-2008低压开关设备和控制设备

第2部分断路器IEC60947.2:2006Low-voltageswitchgearand

controlgearpart2:Circuit-breakers有关标准(specificstandards)目前七页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器GB/T14048.2-2008：能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在所规定的非正常电路（例如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。IEC

Definition:

Acircuit-breakerisdefinedinIEC60947-2standardasamechanicalswitchingdevice,capableofmaking,carryingandbreakingcurrentsundernormalcircuitconditionsandalsomaking,carryingforaspecifiedtimeandbreakingcurrentsunderspecifiedabnormalcircuitconditionssuchasthoseofshort-circuit.简之，低压断路器就是具有过流保护功能的开关电器，主要由外壳、触头、灭弧装置、操作机构、脱扣器、辅助触头等组成。其最大电流可达6300A。定义(definition)目前八页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器框架触头和操作机构脱扣器灭弧方法安装方式符合标准特征(characteristics)目前九页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器Moldedinsulatedmaterialframesaremadefromastronginsulatingmaterial,suchasglasspolyesterorthermosetcompositeresins.SizesvaryaccordingtotheAmpereRatingsizeofthecircuitbreaker.框架(frame)MoldedinsulatedmaterialframesareprimarilyassociatedwithlowvoltageMCCBsandinsulatedcasecircuitbreakers.Becauseofadvancesinmaterialsandtechnology,wearenowseeingmoldedinsulatedcaseaircircuitbreakers(ACB)at690voltsandbelow.目前十页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器低压断路器的保护功能由各种脱扣器来实现。

主要有：过电流脱扣器欠压脱扣器过电压脱扣器分励脱扣器等。脱扣器(tripunits)目前十一页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器脱扣器(tripunits)种类：

电子式electronicTheadvantagesofelectronictripunit:IncreasedaccuracyRepeatabilityDiscriminationBuilt-ingroundfaultprotection(optional)ProgrammingMonitoringDiagnosticsCommunicationSystemcoordinationandtesting过电流脱扣器目前十二页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器分励脱扣器Shuntreleases分励脱扣器用于远距离遥控断路器分闸。脱扣器(tripunits)目前十三页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器欠压脱扣器UndervoltagereleaseU欠压延时脱扣器Off-delayedundervoltagereleaseUV脱扣器(tripunits)目前十四页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器按结构和功能分：

1）框架式断路器（万能式断路器、ACBaircircuitbreaker）

2）塑壳式断路器（MCCBmouldedcasecircuitbreaker）

3）微型断路器（MCBminiaturecircuitbreaker）。按用途（保护对象）分：

1）配电用断路器：保护变压器、电力线路及设备

2）电动机保护用断路器

3）漏电断路器

4）照明和家电用断路器，主要是MCB。分类目前十五页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器按保护特性分：p106

1）选择型selective：两段保护、三段保护

2）非选择型：分类瞬时目前十六页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器按用灭弧介质分：空气断路器，真空断路器按操作方式分：手动，电动按极数分：单极、二极、三极、四极按安装方式分：

固定式（fixed）、插入式（plug-in）、抽屉式（withdrawable）分类目前十七页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器短路分断（或接通）能力short-circuitbreaking/makingcapacity

在规定的条件下包括短路条件在内的分断（或接通）能力。极限短路分断能力ultimateshort-circuitbreakingcapacity

按规定的试验程序所规定的条件，通过分断能力试验后，断路器不能连续承载其额定电流。运行短路分断能力serviceshort-circuitbreakingcapacity

按规定的试验程序所规定的条件，通过分断能力试验后，断路器还能连续承载其额定电流。术语目前十八页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器额定短时耐受电流（Icw）

在有关产品标准规定的试验条件下，电器能够无损地承载的短时耐受电流值。该值由制造厂规定。额定短路接通能力（Icm）

在额定工作电压、额定频率、规定的功率因数（交流）或时间常数（直流）下，由制造厂对电器所规定的短路接通能力电流值。在规定的条件下，它用最大预期峰值电流表示。额定短路分断能力（Icn）

在额定工作电压、额定频率和规定的功率因数（交流）或时间常数（直流）下，由制造厂对电器所规定的短路分断能力电流值。在规定的条件下，它用预期分断电流值（对交流，交流分量有效值）表示。术语目前十九页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器额定极限短路分断能力（Icu）

在规定的条件下，断路器应能分断的极限短路分断能力值。它用预期分断电流(kA)表示（在交流情况下用交流分量有效值表示）。

该值由制造厂规定。额定运行短路分断能力Ics

在规定的条件下，断路器应能分断的运行短路分断能力值。它用预期分断电流（kA）表示，相当于Icu规定的百分数中的一档，可用Icu的百分数表示（例如Ics=25％Icu）。

该值由制造厂规定。术语目前二十页\总数五十二页\编于二十二点1）额定工作电压UeVRatedoperationalvoltage

额定冲击耐受电压UimpVRatedimpulsewithstandvoltage2）额定持续电流IuARateduninterruptedcurrent额定短路接通能力IcmkARatedshort-circuitmakingcapacity

额定短路分断能力IcnkARatedshort-circuitbreakingcapacity额定极限短路分断能力IcukAIcuTestcycleO-t-CO额定运行短路分断能力IcskAIcsTestcycleO-t-CO-t-CO额定短时耐受电流IcwkARatedshort-timewithstandcurrent低压断路器主要技术参数TechnicalData目前二十一页\总数五十二页\编于二十二点2）过载脱扣器的电流整定值IrASettingcurrentofoverloadrelease短路脱扣器的电流整定值IrmkASettingcurrentofshort-circuitrelease3）机械寿命、电气寿命Mechanicalandelectricallifespan4）工作条件Operationalconditions,suchas

（海拔高度、温度、湿度、

污染等级等）…pollutiondegreeetc.低压断路器主要技术参数TechnicalData目前二十二页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器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构成框架断路器ACB目前二十三页\总数五十二页\编于二十二点低压断路器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构成MCCB目前二十四页\总数五十二页\编于二十二点低压电器6.2.6低压接触器Low-VoltageContactors目前二十五页\总数五十二页\编于二十二点接触器概述目前二十六页\总数五十二页\编于二十二点接触器接触器是用来频繁控制接通或断开主回路的一种控制电器。主要用于控制电动机。接触器具有遥控通断电路功能，具备频繁操作、工作可靠、性能稳定等优点。国内产品：CJ12、15、16、19、20、24、40等系列国外公司：ABB、西门子、施耐德、默勒、罗克韦尔、富士等概述目前二十七页\总数五十二页\编于二十二点接触器使用类别

交流接触器应根据其通断任务和通断条件来选择其使用类别。AC-1无感或低感负荷、电阻炉AC-2绕线转子异步电动机的起动、停止AC-3鼠笼型异步电动机的起动、停止AC-4鼠笼型异步电动机的起动、反接制动、可逆控制、点动此外，还有AC-5、AC-6、AC-7、AC-8概述目前二十八页\总数五十二页\编于二十二点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目前二十九页\总数五十二页\编于二十二点接触器构成（电磁式）接触器由电磁系统、触头系统、灭弧装置、复位弹簧等几部分组成：电磁系统：可动铁心（衔铁）、静铁心（电磁铁）、线圈触头系统：主触头、辅助触头灭弧装置：灭弧栅目前三十页\总数五十二页\编于二十二点接触器1接触器2浪涌吸收器Suppressors3热继电器Overloadrelay4辅助触头模块，2极，插入式

2pole,plug-intype5辅助触头模块，4极，插入式

4pole,plug-intype

6辅助触头模块，2极，侧装式

2pole,sidemounting辅件目前三十一页\总数五十二页\编于二十二点起动器Across-The-Line或

Direct-On-Line(DOL)Starter直接起动器目前三十二页\总数五十二页\编于二十二点ActuationofpushbuttonIenergizesthecoilofcontactorQ11.ThecontactorswitchesonthemotorandmaintainsitselfafterthebuttonisenablesviaitsownauxiliarycontactQ11/14-13andpushbutton0.ContactorQ11isde-energized,inthenormalcourseofevents,byactuationofpushbutton0.Intheeventofanoverload,itisde-energizedviathenormallyclosedcontact95-96ontheoverloadrelayF2.Thecoilcurrentisinterrupted,andcontactorQ11switchesthemotoroff.Methodofoperation起动器直接起动器Direct-on-linestartofthree-phasemotors目前三十三页\总数五十二页\编于二十二点起动器Across-The-Line或

Direct-On-Line(DOL)Starter直接起动器目前三十四页\总数五十二页\编于二十二点低压开关设备及其选择6.3低压成套开关设备和控制设备Low-VoltageSwitchgearandControlgearAssemblies目前三十五页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备低压成套开关设备和控制设备（俗称“低压成套电器”）广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、建筑等各行各业的低压配电系统中，作为动力、照明、配电和电动机控制中心、无功补偿等的电能转换、分配、控制、保护和监测之用。低压成套电器种类繁多，使用场所广泛，在整个低压电网的各级配电系统中都用到。目前，国内有众多合资企业、独资企业、民营企业生产低压成套电器低压成套电器发展趋势：智能化、模块化、环保型有关组织：天津电气传动研究所（天传所）、国家电控配电设备质量监督检验中心6.3.1概述目前三十六页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备低压成套开关设备和控制设备（简称“低压成套设备”）

由一个或多个低压电器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造商负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。通过型式试验的低压成套设备（TTA）

type-testedlow-voltageswitchgearandcongtrolgearassembly

所有方案均按标准通过了型式试验的低压成套设备。通过部分型式试验的低压成套设备（PTTA）

partiallyTTA

部分方案按标准通过了型式试验的低压成套设备，而其它方案是从这些方案派生（如通过计算）出来的。6.3.2定义目前三十七页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备GB7251低压成套开关设备和控制设备

第1部分：型式试验和部分型式试验成套设备（2005）

第2部分：对母线干线系统（母线槽）的特殊要求（2006）

第3部分：对非专业人员可进入场地的配电板的要求

第4部分：对建筑工地用成套设备的特殊要求

第5部分：对户外公共场所的动力配电电缆分线箱的特殊要求IEC60439Low-voltageswitchgearandcontrolgearassemblies

Part1:Type-testedandpartiallytype-testedassemblies(1999)

Part2:Particularrequirementsforbusbartrunkingsystems(busways)(2000)

Part3~56.3.3有关标准目前三十八页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备按供电系统的要求和使用场所分：1）一级配电设备

即动力配电中心（PC），多为低压开关柜。

它们集中安装在变电所，把电能分配给不同地点的下级配电设备。

这一级设备的特点是：直接与变压器相连，主母线电流大，电气参数要求高。回路多、输出容量大。6.3.4分类目前三十九页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备按供电系统的要求和使用场所分：2）二级配电设备

包括动力配电柜、电动机控制中心（MCC）。这类设备安装在用电比较集中、负荷较大的场所，如生产车间、建筑物等，对负荷提供控制、测量和保护。

MCC用于负荷集中、回路较多的场合，多为抽屉式开关柜。

二级配电设备的特点是：回路多、电流中等。3）末级配电设备

即动力箱、照明箱。

其特点是：它们远离供电中心，是分散的小容量配电设备。6.3.4分类目前四十页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备按结构分：1）柜类：低压开关柜2）屏类：配电屏，有：开启式、固定面板式3）箱类：动力箱、照明箱、补偿箱、插座箱、计量箱等4）母线类：低压母线槽6.3.4分类目前四十一页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备6.3.5低压开关柜Low-VoltageSwitchboard目前四十二页\总数五十二页\编于二十二点低压开关柜GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备第1部分：型式试验和部分型式试验成套设备IEC60439-1:1999Low-voltageswitchgearandcontrolgearassembliesPart1:Type-testedandpartiallytype-testedassemblies有关标准目前四十三页\总数五十二页\编于二十二点低压开关柜额定电压

包括主回路和辅助回路的额定电压。主回路额定电压包括：

1）额定工作电压：设备所在电网的最高电压

2）额定绝缘电压额定电流

1）水平母线（主母线）额定电流：~6300A

2）垂直母线额定电流：400A,630A,800A,1000A,1600A,2000A额定短路开断电流额定短时耐受电流Icw（1s）：30kA,50kA,80kA,100kA

额定峰值耐受电流Ipk：63kA,105kA,176kA,220kA防护等级：IP30，IP43，IP54……主要技术参数目前四十四页\总数五十二页\编于二十二点低压成套开关设备和控制设备6.3.7低压母线槽系统Low-VoltageBusbarTrunkingSystems目前四十五页\