低压配电基础知识培训讲义.pptx
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1、 知识培训 一低压配电根底概识 目录一低压配电根底概识一低压配电根底概识国际标准国际标准IEC947和和IEC898之间的差异之间的差异电源的接地系统电源的接地系统变压器额定电流确实定变压器额定电流确实定变压器副边短路电流的计算变压器副边短路电流的计算低压配电柜的分类和重要参数指标低压配电柜的分类和重要参数指标低压配电柜的分隔形式和防护等级低压配电柜的分隔形式和防护等级用电负荷的计算用电负荷的计算导体的截面积导体的截面积断路器保护的根本特性断路器保护的根本特性熔断器的使用类别熔断器的使用类别目录保护与协调的配合接触器的使用类别和工作制热继电器的脱扣级别剩余电流和保护原那么功率因素和无功补偿目录
2、二低压开关柜的应用二低压开关柜的应用低压配电柜概述低压配电柜概述低压配电柜分割形式低压配电柜分割形式低压配电柜的防护等级低压配电柜的防护等级决定低压配电柜性能的重要参数决定低压配电柜性能的重要参数MNS2.0MNS2.0低压配电柜简介和优势低压配电柜简介和优势MD190 MD190 低压配电柜简介和优势低压配电柜简介和优势Artu KArtu K低压配电柜简介和优势低压配电柜简介和优势与竞争对手柜型的比较分析与竞争对手柜型的比较分析行业特性与柜型选择行业特性与柜型选择典型方案设计举例和比较典型方案设计举例和比较柜面布置图确实定柜面布置图确实定开关柜装配的质量控制点开关柜装配的质量控制点现场安装
3、调试的本卷须知现场安装调试的本卷须知国际标准IEC947和IEC898之间的差异适用范围不同 供有经验的专职人员选择、安装、使用IEC9472所包括的工业用断路器工业用)供非熟练人员选择、安装、使用IEC898所包括的无需进行维修的断路器(民用 过载保护特性不同 IEC898规定的断路器只适用于交流50/60HZ,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25KA IEC947规定的断路器适用于额定电压(Un)交流小于1000V,直流小于1500V,任何额定电流值的使用条件 脱扣特性脱扣特性/标准类别标准类别IEC60898IEC60947-2It=约
4、定脱扣电流约定脱扣电流It=1.45IrIt=1.30Ir,In63AInt=约定不脱扣电流约定不脱扣电流Int=1.13IrInt=1.05Ir国际标准经协调后的重要更改标称值改为额定值根据IEC27-1 修正版41983,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、标准与规程中这两种概念都会同时存在。标准电压:以前适用的50Hz 电网使用的标称电压220V、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
5、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。IEC947-1997与IEC947-2005的差异IEC947-1997IEC947-1997版版:8.2.2.4 8.2.2.4 中规定的介电性能验证条款:中规定的介电性能验证条款:开始施加试验电压时不应超过本条中给出的开始施加试验电压时不应超过本条中给出的50%50%。然。然后在几秒钟之内将试验电压稳定增加后在几秒钟之内将试验电压稳定增加至本条规定的最大值并保持至本条规定的最大值并保持1min1min。IEC947-2005IEC947-2005版版:
6、8.2.2.4 8.2.2.4 中规定的介电性能验证条款:中规定的介电性能验证条款:开始施加试验电压时不应超过本条中给出的开始施加试验电压时不应超过本条中给出的50%50%。然。然后在几秒钟之内将试验电压稳定增加后在几秒钟之内将试验电压稳定增加至本条规定的最大值并保持至本条规定的最大值并保持5s5s。IEC947-2005IEC947-2005版版:新增新增7.107.10条款的电磁兼容性条款的电磁兼容性EMC)EMC)电源的接地系统概念 不同的接地系统表征了高压/低压变压器二次绕组以下电气装置接地的方式和它所供电的低压电气装置的外露导电局部采用的接地方法TT 系统 电源有一点直接接地,而所有
7、的外露导电局部和装置外导电局部在装置处与单独接地极连接NOTES:TT系统地PE线互不连通,杜绝了局部故障时,危险电位沿PE线传递地隐患。适合于城乡架空线路供电,单相负荷为主,维护力量薄弱的公共低压电网。中性线上的过流检测是必须的采用剩余电流动作电器RCD),中性线不允许先于相线分断或后于相线合上。如无过流保护装置,那么发生故障时,相线分断时间必须小于0.2秒电源的接地系统 TN 系统 电源有一点直接接地,在电气装置处所有的外露导电局部和装置外导电局部都与中性 线连通并接地。TN系统有三种形式:TNC系统 中性线和保护线在整个系统中合并成一根导线(PEN线NOTES 当经过中性点电位平衡电流不
8、影响各设备对电位平衡的要求时,PE线和N线的功能可以合二为一相对于TT系统,TN-C系统有利于增加接地故障电流从而使保护脱扣器动作,一般用于三相根本平衡、PEN损伤可能性很小、有专职维护人员的工业配电中,不适用存在大量不平衡负荷和谐波电流的民用建筑TN系统装用过电流动作电器断路器或熔断器在第一次故障时切断电源电源的接地系统TN-STN-S系统 整个系统的中性线与保护线分开 TN-C-STN-C-S系统 整个系统的前端为TN-CTN-C系统,后端为TN-STN-S系统中性线中性线N N和保护线和保护线PEPE分开分开中性线和保护线合用中性线和保护线合用(PEN)(PEN)电源的接地系统NOTES
9、:NOTES:TN-STN-S系统的系统的PEPE干线不宜在进入一个具有独立接地网的建筑物干线不宜在进入一个具有独立接地网的建筑物后重复接地,以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时后重复接地,以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时可能产生的干扰磁场。可能产生的干扰磁场。TN-STN-S系统的系统的N N截面不应小于相线截截面不应小于相线截面,且面,且N N线不应单独断开,更不应重复接地线不应单独断开,更不应重复接地TN-C-STN-C-S系统比系统比TN-STN-S系统节省投资,在系统节省投资,在TN-CTN-C和和TN-STN-S别离点别离点N N线线重复接地降低了中性线电位偏离和回路阻抗重
10、复接地降低了中性线电位偏离和回路阻抗;又具有又具有TN-STN-S系统系统PEPE线洁净的优点,是工业和民用建筑常用的电源系统线洁净的优点,是工业和民用建筑常用的电源系统电源的接地系统IT IT 系统系统 电源中心点与地隔离或经一阻抗约电源中心点与地隔离或经一阻抗约1000100020002000欧姆永久性地欧姆永久性地与地连接,所有的外露导电局部和装置外导电局部与一接地极连接与地连接,所有的外露导电局部和装置外导电局部与一接地极连接NOTES:NOTES:机壳直接接地时,需要通过附加等电位技术进行保护机壳直接接地时,需要通过附加等电位技术进行保护当使用配出中性线时必须注意所用的电气设备的绝缘
11、强度!中性线上的当使用配出中性线时必须注意所用的电气设备的绝缘强度!中性线上的过电流检测是必须的,这必须使各相线包括中性线进行分断。且中性过电流检测是必须的,这必须使各相线包括中性线进行分断。且中性线不允许先于相线分断或后于相线合上线不允许先于相线分断或后于相线合上必须有绝缘监视装置提醒人员消除故障必须有绝缘监视装置提醒人员消除故障ITIT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、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、有爆炸火灾的场合有爆炸火灾的场合电源的接地系统3极开关和4极开关的选择原那么IEC60465.1.5条的规定,正常供电电源与备用发电机
12、之间的装换开关应用4极。带漏电保护的双电源切换开关应采用4极开关。两个电源开关带漏电保护其下级的电源转换开关应采用4极。在两种不同接地系统间电源切换开关应采用4极。TN-S,TN-C-S系统一般不需要设4极开关,但TN-S特殊情况三相严重不平衡及高次谐波含量较高是否不用4极开关需按实际情况研究。TN-C系统中严禁采用4极开关。TT系统的电源进线开关应采用4极开关。IT系统的电源进线开关引出中性线,应采用4极开关。变压器额定电流确实定一台IECIEC标准化的HV/LVHV/LV三相配电变压器的KVAKVA额定值和相应的满载额定电流值变压器容量/额定电流In(A)In(A)空载电压400V400V
13、420V420V433V433V480V480V额定容量(kVA)505072726969676760601001001441441371371331331201201601602312312202202132131921922502503613613443443333333013013153154554554334334204203793794004005775775505505335334814815005007227226876876676676016016306309099098668668408407587588008001155115511001100106710679629621
14、0001000144314431375137513331333120312031250125018041804171817181667166715041504160016002309230921992199213321331925192520002000288728872749274926672667240624062500250036083608343734373333333330073007 IEC 60076-11:干式电力变压器 IEC 60905 油浸式变压器 IEC 60354 干式变压器 对于对于400V变压器三相有载的简化计算公式为:变压器三相有载的简化计算公式为:In=KVA
15、1.4 或或 In=Sn/(3*U2n)变压器出口侧短路电流估算法In=Sn/(3*U2n)Isc=In*100/Uk%Uk:短路压降百分比用电负荷的计算功率需要量:电器成套设备,建筑物或组合群体的功率需要量PmaxPmax,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COSCOS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 KsKs 和利用系数KuKu 而得。同时系数 KsKs:考虑到各用电设备(组)不可能同时接通,同时系数总是11,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 25
16、00In 250030kA30kA 短时耐受电流相应的延时应不小于短时耐受电流相应的延时应不小于0.05s,其优选值为,其优选值为0.05-0.1-0.25-0.5-1s.必须注意断路器适用于两种不同的使用类别。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。(限流型)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。断路器
17、-脱扣器的型式有两种根本脱扣器: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 脱扣器的根本功能:构成过流保护并断开故障回路 电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、监控和数据通讯保护电器的选择选择性定义 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择性保护的方式: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
18、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。选择性确实定 时间-电流曲线的比较 时间-电流曲线的比较 I2t-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保护电器的选择后备保护后备保护是两个串联的保护装置间的过电流配合,保护装置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。保护装置产生过分损害。(IEC60947-1,2.5.24)。换言之,它利用上
19、级断路器的。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。路器的前提下切断故障电流。级联?级联?所谓级联是利用上级断路器的限流作用,可选择较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用上级断路器主触头的抖动来限流是不可靠的,也是
20、触头系统稳定性设计的忌违之流是不可靠的,也是触头系统稳定性设计的忌违之处。这是一对难以协调的矛盾要处。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求,一般只有特殊结构的断路器如ABB S700 系系列才能满足类似的要求。列才能满足类似的要求。保护电器的选择实现选择性的几种方法: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 SACEABB 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。保护电器的选择过流保护的协调方式 1、电流选择保护电器的选择过流保护的协
21、调方式 2 2、时间/电流选择性保护器的脱扣选择性是将供电侧保护器脱扣时间延长优点优点优点优点电流选择性限值高电流选择性限值高可实现多级选择性可实现多级选择性易实行,易实行,经济性好经济性好缺点缺点缺点缺点脱扣时间被迫加长脱扣时间被迫加长延迟级数不能太多延迟级数不能太多电网受影响时间长电网受影响时间长保护电器的选择时间/电流选择性举例电子脱扣器子脱扣器L(长延延时)S(短延(短延时)I(IST)E4S 4000 PR121-LSI In4000整定整定值:0.9曲线:曲线:12s整定整定值:8.5曲线:曲线:0.5s关关闭E3N 2500 PR121-LSI In2500整定整定值:1曲线:曲
22、线:3s整定整定值:10曲线:曲线:0.3s关关闭S7H 1600 PR211-LI In1600整定整定值:1曲线:曲线:A整定整定值:10保护电器的选择过流保护的协调方式 3、区域联锁选择 脱扣选择性是基于保护器一发现故障就能阻塞最接近供电侧保护器的功能而存在的。优点优点无须逐级增加延迟无须逐级增加延迟无须逐级增加延迟无须逐级增加延迟可实现多级选择性可实现多级选择性可实现多级选择性可实现多级选择性电网和设备影响小电网和设备影响小电网和设备影响小电网和设备影响小缺点缺点不宜使用在安装分不宜使用在安装分不宜使用在安装分不宜使用在安装分散场合控制配线范散场合控制配线范散场合控制配线范散场合控制配
23、线范围大而且复杂围大而且复杂围大而且复杂围大而且复杂,是相是相是相是相对较为昂贵的解决对较为昂贵的解决对较为昂贵的解决对较为昂贵的解决方案方案方案方案保护电器的选择过流保护的协调方式3 3、区域联锁选择举例NOTE:各级断路器是通过通讯实现保护的熔断器 使用类别和熔断特性分断范围和使用类别IEC60269IEC60269 第571571 节规定工业用熔断器用2 2 个字母代号,见下表中说明第1 个字母:型式(分断范围)第2 2 个字母:使用类别(被保护回路)配电回路电动机控制g g:一般用途熔断器(可分断在分断能力下的全范围电流)gGgGgMgMa a:后备熔断器(只从4In4In 以上开始分
24、断)aMaM一般用途全范围熔断器g 熔断器除短路保护外,兼有过载保护功能,主要用作电缆,母线等线路保护。局部范围熔断器a 熔断器的作用主要是短路保护,由于低倍过电流不能使这种熔断器动作,故需要过载保护时,应另外配用过载保护元件,如热继电器。熔断器 使用类别和熔断特性注:注:Imin 为最小熔化电流,即约定不熔断电流,为最小熔化电流,即约定不熔断电流,其值一般为其值一般为1.251.5 倍额定电流;在约定时间倍额定电流;在约定时间(14h)内熔内熔断的电流称约定熔断电流,一般为断的电流称约定熔断电流,一般为1.62.1 倍额定电流。详值可参阅倍额定电流。详值可参阅IEC60269-1 和和IEC
25、60269-2。保护与协调配合 接触器,起动器等与短路保护电器协调配合IEC947-4-1 标准规定接触器,起动器等与短路保护电器之间的SCPD要求,以使接触器和起动器得到保护 两种协调配合类型类型1(Type1)在按规定短路试验时,接触器和继电器的以下损伤是容许的:-对使用者无危害-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。类型2(Type2)在按规定短路试验时,接触器和继电器的以下损伤是容许的:在容易去除的情况下,允许损伤只是接触器或起动器的触头的轻微熔焊。组合电器的分断能力由试验结果确定。保护与协调配合熔断器+热继电器的组合电器组合中,保护范围的配合要满
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