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1、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; 13911206566 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
2、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,图：UPS电源的 低压配电系统,(一) 信息网络时代
3、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,(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
4、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: 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; 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
5、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
6、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 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
7、器“合闸”. 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
8、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
9、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
10、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: 125
11、0-3200A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”.,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),(二) 断路器开关的基本特性,(3) 断路器开关
12、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
13、“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,(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(3*In、5*In或10*In); L保护的典型脱扣时间:6秒60分钟 (d) 塑壳断路器的热磁脱扣器: * L 不可调, I 不可调(5*In或10*In); * L 可调(0.71*In), I 固定(3*In,5*In或10*In); * L 可调, I 可调;,(二) 断路器开
14、关的基本特性,(B) 电子脱扣器(LSI/LSIG/LSI+漏电保护型): 微处理器电子脱扣器具有两种调控功能:保护功能;测量,报警及远程通信管理功能.为确保电子脱扣器能安全、可靠地运行,其保护及检测控制单元采用独立的微处理器分别进行调控,具有高可靠性和高抗干扰能力.,图1：电子脱扣器的“跳闸脱扣”保护曲线,(二) 断路器开关的基本特性,(二) 断路器开关的基本特性,(a) 典型的电子脱扣器产品: 1、 ABB公司产品:Iu=800-6300A PR111/P-LI,数码式二段保护; PR111/P-LSI,数码式三段保护; PR111/P-LSIG,数码式四段保护; PR112/P-LSI,
15、 LCD数显式三段保护; PR112/P-LSIG, LCD数显式四段保护; PR112/PD-LSI, LCD数显式三段保护+通信接口; PR112/PD-LSIG, LCD数显式四段保护+通信接口; Iu=160A3200A PR211/P-LI:DIP式二段保护; PR212/P-LSI, DIP式三段保护; PR212/P-LSIG, DIP式四段保护; PR212/PD-LSI, DIP式三段保护+通信接口; PR212/PD-LSIG, DIP式四段保护+通信接口;,(二) 断路器开关的基本特性, 2、 Schneider 公司的 Masterpact MT 型框架式断路器 (63
16、06300A)控制器Micrologic A,P,H 表同电子脱扣器2.0,5.0,6.0,7.0之间的选配表: Micrologic X.0.Z,保护类型: 2 :基本保护型:(LI); 5 :选择性保护型:(LSI); 6:选择性保护型:(LSI)+接地保护; 7:选择性保护型:(LSI)+漏电保护.,测量类型: A:电流表; P: 功率表; H:谐波表.,(二) 断路器开关的基本特性, 4、Schneider公司产品:Iu=100-3200A *PR111/P-LI,数码式二段保护; *PR111/P-LSI,数码式三段保护; *PR111/P-LSIG,数码式四段保护; *PR112/P-LSI, LCD数显式三段保护; 5、ABB公司OEM产品: TEMC系列LCD电力测控器(不带保护功能的ABB断路器开关的检测配件) *TEMC-M(测量型): 实时模拟量采集; *TEMC-S(测控型): 实时模拟量采集,开关量的
