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1、ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-1 目 录 目 录 页数 1.概论.2.国际标准.3.电源及接地系统.4.短路电流及计算.5.负荷的计算.6.导体的截面积.7.低压开关设备和控制设备.8.保护电器的选择.9.接地保护.IX 10.功率因素改善.ABB 技术培训教材 第一章第一章 概论概论 说明说明 低压电器元件的选用取决于：需用设备功率 电源系统 短路电流 无功电量 低压配电系统 防止触电 相关技术和工业标准 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-2ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-3第二章 第二章 国际标准 国际标准?从 19

2、97 年开始，有关 IEC 标准号有所改变。即将以 6 为标准号 的第一位数字，原标准号为 3 位的前加 60，例：IEC947 改为 IEC 60947；原标准号为 4 位的前加 6，例：IEC1008 改为 IEC61008。为了避免较多地更改本书的内容，我们未根据新规定改动标准号。这并不影响实质性的内容，除非标准本身已修订或今后修订。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-4国际标准国际标准 低压电器的标准 低压电器的标准 标准名称 标准名称 家用及类似用途标准代号 家用及类似用途标准代号 等效采用的等效采用的国家标准 国家标准 工业及商用 工业及商用(1000V

3、 等级)标准代号(1000V 等级)标准代号 等效采用的等效采用的国家标准 国家标准 低压开关设备和控制设备 第一部分 总则-IEC60947-1 GB/T14048.1-2000 IEC898(CEE19)GB10963 1999(AC)IEC60947-2(IEC157-1)GB14048.2-2001 低压断路器-GB10963.2 2003(AC/DC)-低压开关,隔离器,隔离开关 以及熔断器组合电器 IEC699-1(CEE24)-IEC60947-3(IEC408)GB14048.3-2002 低压机电式接触器和电动机启动器 IEC1095-IEC947-4 1(IEC158-1)

4、(IEC292)GB14048.4-2003 机电式控制电路电器-IEC60947-5-1 GB14048.5 2001 交流半导体电动机控制器和起动器-IEC60947-4 2 GB14048.6-1998 铜导体的接线端子排-IEC60947-7 1 GB14048.7-1998 铜导体的保护导体接线端子排-IEC60947-7 2 GB14048.8-1998 控制开关与保护电器（CPS）-IEC60947-6 2 GB14048.9-1998 接近开关-IEC60947-5-2 GB14048.10-1999 自动转换开关电器-IEC60947-6-1 GB14048.11-2002

5、不带过电流保护的剩余电流 动作断路器(RCCB)IEC61008(CEE27)GB16916.1 IEC755(差动电流保护断路器)GB6829 带过电流保护的剩余电流 动作断路器(RCBO)IEC61009 GB16917.IEC947-2 (92版附录 B)-不带过电流保护的移动式剩余电流装置 IEC61540 在准备中-ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-5标准名称 标准名称 家用及类似用途标准代号 家用及类似用途标准代号 等效采用的等效采用的国家标准 国家标准 工业及商用 工业及商用(1000V 等级)标准代号(1000V 等级)标准代号 等效采用的等效采用

6、的国家标准 国家标准 低压熔断器-GB13539.1 IEC269-1 GB 13539.1-2002 非熟练人员使用熔断器补充要求 IEC269-3 GB 13539.6-1999-专职人员使用熔断器补充要求-IEC269-2 GB13539.3-1999 半导体保护用熔断器的补充要求-IEC269-4 GB13539.4-1999 非熟练人员使用熔断器补充要求 标准化熔断器示例 IEC269-3-1 GB 13539.5-2002-专职人员使用熔断器补充要求 标准化熔断器示例-IEC269-2-1 GB13539.6-2002-建筑用电气安装-IEC60364-低压成套开关设备和控制设备-

7、IEC60439.1 GB7251.1-1997 对母线干线系统(母线槽)的特殊要求)-IEC60439.2 GB7251.2 1997 非专业人员使用配电板的特殊要求-IEC60439.3 GB7251.3 1997 对建筑工地成套设备(ACS)的特殊要求-IEC60439.4 GB7251.4 1998 动力配电网用电缆分接箱(CDCs)的特殊要求-IEC60439.5 GB7251.5 1998 智能型成套配电设备通用技术要求-GB7251.8-2005 NOTES NOTES 我国准备采用条文强制的方法。定期型式试验将取消。本 表 更 新 日 期：2005年10月12日 根 据 查 询

8、 更 新。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-6国际标准国际标准 IEC947 与 IEC898 之间的差别 IEC947 与 IEC898 之间的差别 IEC 947 的适用范围：?由有经验的专职人员选择，安装和使用 IEC947-2 所包括的工业用 断路器。IEC 898 的适用范围：由非熟练人员选择，安装和使用 IEC898 包括的无需进行维修的 断路器。NOTES NOTES 其他不同之点及说明：IEC898 不适用于保护电动机的断路器。IEC898 不适用于用户要求整定电流可调节的断路器。过载保护特性的不同见下表：脱扣特性/标准类别 脱扣特性/标准类别 I

9、EC898IEC898 IEC947-2IEC947-2 It=约定脱扣电流 It=1.45Ir It=1.30Ir,In63A Int=约定不脱扣电流 Int=1.13Ir Int=1.05Ir?IEC898 规定断路器适用于交流 50Hz 或 60Hz,额定电压（Un）小于 400V，额定电流 In 小于 125A、额定短路能力（Icu）不超过 25000A。IEC947 规定断路器适用额定电压（Un）交流小于 1000V，直流小于 1500V，任何额定电流值的使用条件。IEC898 用来保护建筑物的线路设施及类似用途，在故障情况下还可用于防触电保护，即更适用于住宅和民用。有经验专职人员-

10、指受过专业训练和培训的。非熟练人员-指未受过训练和培训的。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-7国际标准国际标准 经协调后的重要更改 经协调后的重要更改?标称值改为额定值 根据 IEC27-1 修正版 4（1983），脚注“n”应改为“r”目前尚未获得普遍贯彻。过渡阶段内，在标准、规范与规程中这两种概念都会同时存在。例：新名称 额定电压Ur 额定电流Ir 额定功率 Sr 额定通断能力 Icr 额定故障电流 Ir 原来名称 标称电压Un 标称电流 In 标称功率 Sn 标称通断能力 Icn 标称故障电流 In?标准电压：以前适用的 50Hz 电网使用的标称电压 220

11、V、230V 和 240V 或 380V、400V 和 415V，IEC38“IEC 标准电压”1983 年第 6 版已统一规定为 230V 或 400V，大多数欧洲国家已推行实施。标准电压的公差范围：电压波动的上下限值几乎仍保持不变，在 220V 时的自由公差范围规定的是10%，即198V242V，而目前推行 230V 的公差范围是+6%/-10%，即 207V244V。即变动范围约在 200V240V 之间。NOTES NOTES ABB 公司设计和制造的低压系列产品标注的标称电压已符合相关标准的要求。因采用新的电压标准值，电力电容器的容量在 380V 和 400V 时会有所差别，但 作为

12、功率因数补偿问题是不大的。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-8第三章 第三章 电源及接地系统 电源及接地系统 ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-9电源及接地系统电源及接地系统 一般规则 一般规则?的?需?其?标准规范 符合国际标准 IEC364 对人身安全防护的规定 接地概念 工作原因和保护原因。应用接地可以是出于工作原因（功能接地和工作接地），也可以是出于保护需要（保护接地）接地系统的适用性 每种接地系统都有其适用性，遵照规则选用，它们都是具有良好适用性，它们中没有一种是超优的接地系统。要注意 保护电路的连续性的重要性 对专职人员在

13、维护工作中的技能要求 他 考虑某些负载的特性，电动机有反馈电流，某些负载绝缘水平较低。考虑接地系统合并的可能性，使用一台 LV/LV 变压器使接地系统适合于负载的需要。NOTES NOTES 为减少电机反馈电流影响，采用 IT 系统，过电流保护器，绝缘监测电器，可以 减小电动机对线路短路电流的影响，有利于保护断路器分断短路电流，但是要 注意单相接地保护措施和双重故障的危险。某些负载绝缘水平较低，应用低电压保护（如在潮湿环境中使用的电器）ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-10电源及接地系统电源及接地系统?电源系统的不同型式 电源系统的不同型式 接地系统 T T T

14、T T N T N I T I T 补充字母 TN 系统附有补充字母 第 2 个字母 装置的机壳对地情况：T=机壳的直接接地 I=机壳接至电源的接地点 第 1 个字母 电源的对地情况：T=一点直接接地 I=不接地或经阻抗接地 补充字母的含义如下：S S =保护导体 PE 线与接地的 N 线或与接地的带电导体（相线）分开 C C =保护导体 PE 线与 N 线合一（PEN）NOTES NOTES 在 TN 系统中有三种情况：TN-S，TN-C，TN-C-S TN-S，TN-C，TN-C-S 相线接地，只是在 TN-S 系统中才是可能的，接地的相线不允许用作 PEN 导 线，即在整个过程中相线与保

15、护线必须分开敷设。一般只在三相 220V（三角形接线）系统中一点作为功能接地。按照 IEC617-11(1983)字母的解释 中性线(N)保护线(PE)保护线和中性线合一(PEN)ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-11电电源及接地系统源及接地系统?TT 系统的不同型式 TT 系统的不同型式 TT 系统：有一点直接接地,装置的外露可导电部分连接到接地极,在电气上它与电力系统的接地极无关.NOTES NOTES?城乡?TT 系统的 PE 线互不连通，杜绝了局部故障时危险电位沿 PE 线传递的隐患。适合于架空线路供电，单相负荷为主，维护力量薄弱的公共低压电网。使用中性线

16、必须注意:在过电流保护装置通过分断进行保护时,中性线中的过电流检测是必须的,中性线不允许先于相线分断或后于相线合上.如果中性线上无过电流保护装置,则在发生故障时相线必须在 0.2s 中进行分断.ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-12电电源及接地系统源及接地系统?TN-C 系统的不同型式 TN-C 系统的不同型式 TN-C 系统：中性线和保护线功能在整个系统中合并成一个单根导线.NOTES NOTES?性点?般用?PEN 在某些情况下,中性导体和保护性导体的功能在规定条件下可合二为一.即经过中电位平衡电流不能影响各设备对电位平衡的要求,这是必要条件.相对于 TT 系

17、统，TN-C 系统有利于增加接地故障电流从而使保护脱扣器易于动作，一于三相负荷基本平衡，有专职维护人员，PEN 损伤可能性很小的工业配电中。TN-C 系统对于存在大量不平衡负荷和谐波电流的民用建筑不适用。住宅设计规范GB50096-1999 第 6.5.2 条规定住宅电气系统不得采用 TN-C 接地形式。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-13电源及接地系统电源及接地系统?TN-S 系统的不同型式 TN-S 系统的不同型式 TN-S 系统：整个系统使用一根分开的保护线。?整个系统的中性线与保护线分开 整个系统的接地相线与保护线分开 TN-C-S 系统：有部分中线和保

18、护线是合一的，但一旦在重复接地处分开后就不允许合并；即以此重复接地点为界：之前为 TN-C 系统，之后为 TN-S 系统。.中性线 N 和保护线 PE 分开?接地面不?中性线和保护线合用(PEN)NOTES NOTES TN-S 系统 PE 干线在进入一个具有独立接地网的建筑物前可重复接地；其他不宜多点，以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时可能产生磁场干扰。TN-S 系统的 N 截应小于相线截面，且 N 线既不应单独断开更不应重复接地。TN-C-S 比 TN-S 节省投资，在 TN-C 和 TN-S 分离点 N 线重复接地降低了中性线电位偏离和回路阻抗；又有 TN-S 的优点。是工业和民用建

19、筑常用的电源系统。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-14电电源及接地系统源及接地系统?IT 系统的不同型式 IT 系统的不同型式 IT 系统：IT 系统将所有带电部件对地隔离或者一点通过阻抗接地,电气装置的外露可导电部分是单独或共同接地,或接至系统的接地.1)系统可以对地隔离 2)中性线可以配出或不配出?合上?障；?NOTES NOTES 机壳直接接地(在此情况下需要通过附加等电位技术进行保护)当使用配出的中性线时必须注意所用的电气设备的绝缘强度！中性线中的过电流检测是必需的，这必须使各相线包括中性线进行分断。中性线不允许先于相线分断或后于相线。IT 系统因电源侧

20、不接地，允许单点接地运行，但必须有绝缘监视装置提醒人员消除故另外，因接地故障回路阻抗大，接地电流小，因漏电造成的危害也小一些。IT 系统一般用于要求保持供电连续性的场合，如输电网络，矿井，医院，化工企业，有爆炸火灾危险的场合等。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-15电电源及接地系统源及接地系统 中性线开断的讨论 中性线开断的讨论?中性线开断多种看法，在此仅提供有关标准的部分阐述：“民用建筑电气设计规范”(JGJ/T 16-92)中规定：8.5.10 在 TN，TT 系统中，无电源转换或虽有电源转换但零序电流分量很小的三相四线配电线路，其隔离电器或开关电器不宜断开

21、N 线。8.5.11 在 TN，TT 系统中，如果单相相电压回路前端已已装设具有检测中性线对地电压的中性线断线保护的双极开关和具有电气专业人员维护的用户，则其后各级开关电器均可不切断 N 线。但开关电器宜有防止相线与 N 线接错的信号指示装置或跳闸装置。8.5.12 在 TN，TT 系统中，如果单相相电压回路前端未未装设具有检测中性线对地电压的中性线断线保护的双极开关时，则各级隔离电器应将 N 线同相线一起断开。该规范又指出：在 TT，TN-S 系统中如含有较大的零序电流分量，用作电源转换或联络用的功能性开关应将 N 线与相线一起断开或接通，且不应使这些电路并联运行。“低压配电设计规范”规定：

22、在 TT 及 TN-S 系统中，N 线上不宜装设电器使 N 线单独断开，当需要断开时，应该安装相线与 N 线一起切断的保护电器。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-16电电源及接地系统源及接地系统?变压器 变压器 变压器的额定值：变压器容量/额定电流 In(A)空载电压 400V 420V 433V 480V 额定容量（kVA）50 72 69 67 60 100 144 137 133 120 160 231 220 213 192 250 361 344 333 301 315 455 433 420 379 400 577 550 533 481 500 72

23、2 687 667 601 630 909 866 840 758 800 1155 1100 1067 962 1000 1443 1375 1333 1203 1250 1804 1718 1667 1504 1600 2309 2199 2133 1925 2000 2887 2749 2667 2406 2500 3608 3437 3333 3007 IEC 标准化的 HV/LV 三相配电变压器的 kVA 额定值和相应的满载额定电流值.?PaIn?式中V=?NOTES NOTES 在一台三相变压器低压侧的满载额定电流由下式算出：InPaU=1033 式中：=变压器的额定容量kVA，U

24、=空载时相对相电压*（单位为伏）（即线电压）=额定电流，单位为安。对于 400V（三相有载）的简化公式:In=kVA 1.4 对于单相变压器：InPaV=103 ：空载时在低压出线端之间的电压*（单位为伏）电力变压器应符合的常见国际标准是 IEC60076。*正如变压器铭牌上给出的，对于上述计算，额定电压 400V绕组的空载电压是用 420V。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-17电电源及接地系统源及接地系统 配电盘的功能和型式 配电盘的功能和型式?备?按?按?配电盘：是低压开关设备与配电装置介于两侧之间的连接环节，即一侧为发电（发电机），输出（电缆，架空线）和变

25、电（变压器）设备，而另一侧为用电设备，如电动机，电磁阀，采暖器，空调，照明等，也可以是某些用电设的组合。配电盘的功能区分：电源总配电盘 就地总配电盘 分配电盘 配电盘的主结构区分：传统配电盘：开关及熔断器等都固定在箱内后部底板上，指示和控制电器（表计、按钮、灯）都 装在正面。功能性配电盘：由功能组件作成具有特殊的功能，它包括开关装置及各种设备，连同安装及联接用附件。它可以是整体抽出式的，也可以是主体可抽出分离的。NOTES NOTES 电源总配电盘，变压器低压侧主开关设备组合的成套配电盘，包括电源系统的负荷中 心（PC）。有时亦将电机控制中心(MCC)和负荷中心（PC）组合在一起。就地总配电盘

26、，负荷侧或分支配电线路上集中配电盘。俗称动力配电箱。分配电盘，分支末端线路配电盘。俗称照楼层配电箱或照明配电箱。传统配电盘。基本上是固定面板式和固定安装封闭形配电盘。功能性配电盘，由功能单元，功能组件组成的多种标准化单元灵活组成的配电盘，能 方便适应不同的工作需要。可用作电源总配电屏和就地总配电屏，负荷中心（PC）及电动机控制中心（MCC）。采用插入式或抽出式元件并按功能分隔安装的配电盘应列为功能配电盘范畴。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-18电源及接地系统电源及接地系统 配电盘的功能和型式 配电盘的功能和型式 配盘?IEC?IE?IEC?（?按?电的主要适用标

27、准：IEC439-1 439-1 涉及千伏级开关设备及控制设备的装配、制造和对整体设备的型式试验 C439-1 低压成套开关设备和控制设备。对型式试验和部分型式试验成套设备的要求。TTA-全部型式试验成套设备 PTTA-部分型式试验成套设备 439-1 根据利用隔板或分成不同间隔的内部分隔等级，规定四种装配“结构”配电盘标准中四种装配的基本“结构”。（1）开启式结构，（2）固定面板式结构，3）封闭型结构，（4）抽屉型结构 照 BS 5750 Part1 亦有类似的说明如下：结构 1（Form 1）结构 2（Form 2）结构 3（Form 3）结构 4（Form 4）各种分隔结构分别应能达到：

28、-防触及相邻功能单元的带电部件的保护-限制发生不测故障的可能性-防外来固体从装置的一个单元进入相邻单元的保护-GB7251-87 第 6.7.4 指出：利用挡板或隔板对装置内部进行隔离典型形式如下：FORM1(形式 1)母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线或出线端子都不隔离。FORM2(形式 2)母线与进线和出线单元隔离。但功能单元之间，功能单元与进线或出线端子都不隔离。FORM3(形式 3)母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线和出线端子都隔离。但进线与出线端子之间或与其他端子之间不隔离。FORM4(形式 4)母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线和出线端子都隔离。进线与

29、出线端子之间或与其他端子之间也隔离。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-19Form1 Form1 Outgoing Outgoing Outgoing Incoming Form2A Form2A Outgoing Outgoing Outgoing Incoming?FORM2A 表示母线隔离可用绝缘覆盖实现，例：护套，绕包，涂层等。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-20Form2B Form2B Outgoing Outgoing Outgoing Incoming?FORM2B 表示母线隔离可用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现。

30、Form3A Form3A Outgoing IncomingABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-21?FORM3A 表示母线隔离可用绝缘覆盖实现，例：护套，绕包，涂层等。Form3B Form3B Outgoing Incoming?FORM3B 表示母线隔离可用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现。Form4A Form4A?FORM4A 表示母线隔离可用绝缘覆盖实现，例：护套，绕包，涂层等。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-22Form4B Form4B?FORM4B 表示母线隔离可用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现。Form4C F

31、orm4C?FORM4C 表示所有隔离要求都用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现，且每个功能 单元的端子都单独包封。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-23第四章 第四章 短路电流及计算 短路电流及计算 ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-24短短路电流及计算路电流及计算?大短?预期?预期当下?式知?总则 总则 根据 IEC364-434.2 和 IEC364-533.2 条文中的规定,必须计算在电路电源点的预期最 路电流和电路末端的预期最小短路电流.最大短路电流对确定如下是必要的.断路器的分断能力(ICU),ICU应大于或等于预期最大短路

32、电流ISC.电器的接通能力.电气管线和配电装置的热稳定和电动力稳定.最小短路电流对确定如下是必要的.列情况时,应考虑选择脱扣器(曲线)和熔断器的动作特性：人身保护取决于所选的脱扣器和熔断器(TN/IT 系统)电缆很长时 电源阻抗大(机组)时 在所有情况下,保护装置应与电缆的热效应 相适应.NOTES NOTES 222SKdtiICU=为断路器的额定极限短路分断能力。是制造厂按相应的额定工作电压,规定断 路器在标准规定的试验条件下能分断的极限短路分断能力值.用预期分断电流(kA)表示(在交流情况下用交流分量有效值).ISC=当短路时,没有被保护装置衰减的可能流过的电流。电器的接通能力意指断路器

33、额定短路接通能力。ICM是制造厂规定的值,按照有关功率因数的条件,确定与额定极限短路分断能力之间比值,用最大预期峰值电流表示.电路末端的预期最小短路电流,是选择保护电器动作时间的依据,取决于回路的阻抗和相应的系统特征.电动力稳定校验,可按如下近似计算.假如 2 根并列母线,产生相互作用力 F计算(吸引力或斥力)，材料F允母线材料 允许机械应力。alIFSC计算22.0=F计算 Ik2 Ik1 Ik3,(若 D2比 D1近 D4,D1比 D3近 D4)不建议两台不同容量的变压器并联，因除了两变压器对应相的电压差不得超过 0.4%外，还要求变压器短路电压百分比相同，否则变压器之间的环流不利变压器运

34、行。多路电源并联时的短路电流(见SACE Picture Nr=GSSC0051)n=Number of transformers,IccA=Icc*(n-1),IccB=Icc*n,Icc=Short circuit current on the load side of each transformer ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-29短路电流及计算短路电流及计算 限流的原理 限流的原理 id-允通电流（截断电流）ts-弧前时间 tL-灭弧时间?NOTES NOTES 限流作用和允通电流。当预期短路电流很大时，断路器（或熔断器）将在短路电流达到其峰值 i

35、sc之前 动作，在这动作过程中可达到的最高瞬态电流值为 id?允通电流（截断电流），反 映了断路器（熔断器）的限流作用。Megamax-F1(H.V.L),Megamax-F2(H.V.L)型断路器和 Isomax-S 型断路器(L)均具有 限流性能。其中 H，V 为具有一般限流功能；L 为具有增强限流功能。它的额定 极限分断能力 Icu，Megamax-F 型断路器按其规格对应有 85kA，130kA 两种,Isomax-S型断路器按其规格对应有 85kA，100kA 两种。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-30第五章 第五章 负荷的计算 负荷的计算 ABB 技

36、术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-31负荷的计算负荷的计算 概念,需要研究条件 概念,需要研究条件?各工作状态下用电设备功率运行方式的知识,稳态功率需要量,起动状态。识别不同的负载及有关系数:电动机、加热器、照明负载、功率因数、效率。所有单独设备不会同时以全额的标称功率运行,即同时系数 Ks 一般不 会等于 1。电动机等负载可能长期于欠载工况下运行,即存在负荷系数 。上述个因素是供电设备（变压器、开关设备、电缆等）考虑负荷计算，容量选择中影响经济性的要素。NOTES NOTES ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-32负荷的计算负荷的计算?概念，

37、需要研究条件 概念，需要研究条件 功率需要量：功率需要量：电器成套设备，建筑物或组合群体的功率需要量 Pmax，只是在特殊情况下(如单台设备)才等于用电设备的装机容量的总和。在考虑功率因数 COS 的前提下，它是由全部用电设备的额定装机总量乘上同时系数 Ks 同时系数 Ks 和电动机的负荷系数 电动机的负荷系数 而得。同时系数 Ks同时系数 Ks:考虑到各用电设备(组)不可能同时接通，同时系数总是1，且随用电设备数量的增多而减小，也就是说从用电设备从下层到上层同时系数是逐步下降的。?Ks5 ks4 Ks3 Ks2 2500 30kA 短?时耐受电流相应的延时应不小于 0.05s，其优选值为 0

38、.05-0.1-0.25-0.5-1s.必须注意断路器适用于两种不同的使用类别。使用类别 选择性的应用 A A 在短路情况下，断路器无明确指明用作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无额定短时耐受电流要求。B 在短路情况下，断路器明确用作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，选择性保护有人为的短延时（可调节）。这类断路器具有额定短时耐受电流要求。?Ics 额定运行短路分断能力和 Icu额定极限短路分断能力间的标准比值。使用类别 A（Icu%）使用类别 B（Icu%）25 50 75 100-50 75 100?Icm额定

39、短路接通能力。是在规定的额定工作电压，额定功率以及一定的功率因数（交流）或时间常数（直流）下断路器的短路接通能力值。用最大预期峰值电流表示。短路分断能力I*（kA,有效值）功率因数 短路接通能力 短路分断能力 4.5*I 6 6I 10 10I 20 20I 50 50I 0.7 0.5 0.3 0.25 0.20 1.5 1.7 2.0 2.1 2.2?断路器的分断能力按 Icu 还是按 Ics 选用主要应从供电连续性要求考虑。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-56保护电器的选择保护电器的选择 断路器-脱扣器的型式 断路器-脱扣器的型式 脱扣器 热磁脱扣器 电子

40、脱扣器 热脱扣器 过载保护 长延时 短延时 短路保护 磁脱扣器 瞬时?接地 接地保护 有?电?两种基本脱扣器：机电的（通常被称为热/磁脱扣器）电子的（也称为固态脱扣器或微处理器脱扣器）脱扣器的基本功能：构成过流保护并断开故障回路 子脱扣器的附加功能：故障时可选择报警或动作 有可选择的延时设定（瞬时短路保护除外）有可选择的保护特性曲线 有电流矢量计算功能可实现接地故障保护 有其他附加功能：热容量记忆，逻辑控制，电参数显示等 易实现远程设定、监控和数据通讯 ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-57保保护电器的选择护电器的选择 断路器-脱扣器动作电流 断路器-脱扣器动作电

41、流?脱?扣动作电流 Im：由 IEC898 对家用型式断路器选定 Im；或者按照有关标准，尤其是 IEC947-2，由制造厂对工业用型式的断路器标明 Im。低压断路器的过载及保护电器的脱扣电流范围表 保护继电器的型式 过载保护 短路保护 家用断路器 IEC-898 热-电磁式 Ir=In 低设定型 B 3I Im5In 标准设定型式C 5In Im10In 高设定回路型式 D10In Im 20In(1)(1)模数化工业用(2)(2)断路器 热-电磁式 固定的 Ir=In 低设定 型式 B 或 Z 固定值 标准设定 型式 C 固定值 高设定 型式 D 或 K 固定值 固定的 Ir=In 固定值

42、:Im=5-10In 热-电磁式 可调：0.7In IrIn 可调：-低设定:2-5In-标准设定:5-10In 工业用(2)2)断路器 IEC947-2 电子式 长延时 0.4In IrIn 短延时，可调 1.5Ir Im10Ir 瞬时(1)I 12-15In (1)(1)IEC898 中定为 20In，大部分欧洲制造厂认为这一数值高得不切实际从而降低了出厂整定值。(2)(2)IEC898 标准，对于工业用没有规定专门值。表中所列数值仅作普通用。NOTES NOTES?家用断路器(IEC898)-例如：S250,S260,S270,S280 系列 模数化工业用断路器(IEC898,IEC94

43、7)-例如：S500 系列 工业用断路器(IEC947)-例如：Emax，Tmax 系列 ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-58保保护电器的选择护电器的选择?选择性和后备保护 选择性和后备保护 选择性定义 当电网某点出现的故障只单独由安装在最靠近故障点上方侧的保护装置来排除。这有助于供电的持续性。?选?选?后?择性保护三种方式：（概念）全部选择性:在任何情况下，后接保护电器单独断开直至到它的额定分断能力。局部选择性:后接保护电器单独断开一定的短路电流值即选择性界限。从这一选择性界限开始，允通电流脉冲足以使前接保护电器也脱扣。择性的确定 时间-电流曲线的比较 I2t

44、-曲线的比较 制造厂提供的选择性配合表。制造厂提供的区域选择性连锁功能 备保护（级联）是两个串联的保护装置间的过电流配合，保护装置通常在电源侧；即使无其它保护装置协助，它也可完成过电流保护且不对另一保护装置产生过分损害。(IEC 60947-1，2.5.24)。换言之，它利用上级断路器的快速性和限流性在不损坏下级断路器的前提下切断故障电流。所谓级联是利用上级断路器的限流作用，可选择较低分断能力的下级断路器以节约投资费用。它和后备保护的定义是一致的。实际上因后备保护要求上级断路器快速动作，而选择性要求上级断路器延缓动作；利用上级断路器主触头的抖动来限流是不可靠的，也是触头系统稳定性设计的忌违之处

45、。这是一对难以协调的矛盾要求，一般只有特殊结构的断路器（如 ABB S700 系列）才能满足类似的要求。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-59保护电器的选择保护电器的选择 实现选择性 实现选择性 全部选择性 局部选择性 Isc 选择性极限电流，D1 为限流型断路器，D2 为非限流型断路器。NOTES NOTES?利用电流设定实现选择性 利用电流响应时间设定实现选择性 利用限流和限能实现选择性 利用逻辑控制实现选择性 ABB SACE 给出了断路器之间的选择性配合表。应注意到表中的选择性配合时由断路器自身的特性所定而非采取了人为延时等手段。ABB 技术培训教材 AB

46、B 低压系统及产品部培训中心 105-60保护电器的选择保护电器的选择 电流选择性 电流选择性 Selettivit AmperometricaSelettivit Amperometrica0.010.101.0010.00100.00110100100010000Icc LoadS1B125S253 C2t sI AId390 ARete400 V 10,4 MVA(15 kA)50 HzMCCBS1B125 R25(Im=500 A)RC 210/1CavoL=35 m S=6 mm2MCSS2D125MCBS253 C2?NOTES NOTES 故障发生点离电源侧愈远，短路电流愈小，于

47、是有可能借助短路电流设定隔离故障区域，因其下级配电装置保护区域内的短路电流一般低于在其电源侧设定的保护门限。通常只在特殊情况下才能实现完全选择性，例如；故障电流不高；在两级保护之间有很长电缆或电缆截面变小等；因此很容易识别相差甚异的短路电流。一般用时间-电流曲线就能够即刻、方便、经济地评估选择性。须注意的是：因选择性电流极限通常较低，通常只有局部选择性。若设定较高的选择性电流极限，则往往超过系统安全容许限度，与减少短路损害 的目标产生矛盾。在某装置发生自身故障时，不能提供冗余保护来切断过电流。更须注意的是：一些厂商给出上下级断路器 整定电流相差 1.63.0 倍可满足“全选择性”，实际上这是针

48、对过流（一般是 10In）而言的全选择性，并非指到下级断路器分断极限为止的选择性。实际上，一旦短路电流达到上级断路器的短路瞬动整定值的 80（一般整定值有 20的误差）时，上级断路器就可能跳闸从而失去了选择性。ABB 技术培训教材 ABB 低压系统及产品部培训中心 105-61保护电器的选择保护电器的选择 时间-电流选择性 时间-电流选择性 Rete15 kV 50 HzTrasformatore 2500 kVA 15/0,4 kV vcc%=6%ACBE4S40 PR111/P LSI In=4000 ALI1=0.9 x In curva BSI2=8 x In curva D t=kI

49、I3=OFFSelettivit Tempo-CorrenteSelettivit Tempo-Corrente60 kAPPPt sI A0,010,1110100100010000100010000100000S7H1600E3N25E4S40Icc LoadIcc=60 kAACBE3N25 PR111/P LSI In=2500 ALI1=1 x In curva ASI2=10 x In curva C t=kII3=OFFMCCBS7H1600 PR211/P LI In=1600 ALI1=1 x In curva AII3=10 x In NOTES NOTES?时间-电流选择

50、性中保护装置的动作既取决于电流也取决于电流持续时间。在上级断路器设定的延时范围内，下级断路器应迅速切断由它管辖的短路故障。串联保护装置延时级差要考虑电源侧允许承受短路故障的时间。此类配合的优点是：容易评估选择性，保护系统总体经济性好。满足选择性极限取决于电源侧断路器能承受的短路电流。(此值一般很高)可提供冗余保护功能，并可给控制系统提供重要信息。此类配合的缺点是：电源端断路器须承受高焦耳积分能量，导致对电源侧断路器采用更大设计裕度。视不同配电层，需选用具有选择性特性的断路器(B 类断路器，IEC 60947-2)。持续的短路电流会使非故障区的供电电压出现波动，这可能引起电子或电磁装置 误动。例