电气设备、电力线路及其选择教学.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,教学内容：,高低压一次设备功能、结构、工作原理,电力变压器,互感器功能、结构、工作原理,电力线路结构、选择,重点内容：,主要电气设备功能、结构、工作原理,第,4,章 电气设备、电力线路及其选择,教学目的,：,掌握高低压一次设备的工作原理、结构、操作要求、符号等,掌握变电所主变压器的选择方法,掌握互感器工作原理、常用接线方案,熟悉电力线路结构，,了解,导线选择计算方法,第,4,章 电气设备、电力线路及其选择,学时安排：,6,学时,作业布置：,4-1 4-5,第,4,章 电气设备、电力线路及其选择,学时安排及作业布置,二次电路,二次设备,G,M,T,T,WL,Q,一次电路,一次设备,第,4,章电气设备,4.1,概 述,供配电系统的电气设备,用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备，包括发电机、变压器、控制电器、保护电器、测量仪表、电力线路和用电设备等,担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电路，也叫一次电路。一次电路中的所有电气设备称为一次设备,用,来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，称为二次电路。二次电路中的所有电气设备称为二次设备,第,4,章电气设备,4.1,概 述,本章主要介绍常用的高压和低压一次设备（也称为高压电器和低压电器）。一次设备可按其在一次电路中的功能再进行分类,：,分 类,功 能,例,变换设备,变换电压或电流,变压器、互感器,控制设备,控制一次电路通、断,高低压开关电器,保护设备,过电流保护、过电压保护等,熔断器、避雷器,补偿设备,补偿无功功率以提高功率因数,并联电容器,成套设备,按一次电路接线方案，将有关的一次设备及二次设备组合为一体的电气装置,高压开关柜、低压开关柜、动力和照明配电箱,第,4,章电气设备,电弧的产生,电弧,开关电器在接通或开断有电流的电路时，触头间就可能产生,电弧,。,电弧是一种气体放电现象，放电过程中伴随着高温和强光。,4.2,电气设备中电弧的产生及灭弧方法,产生电弧的游离方式,强场发射：,开关触头分断电流的瞬间，触头间很强的电场使阴极表面的电子逸出，成为自由电子。,产生电弧的根本原因：,触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。,热电发射：,当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的光斑，温度很高，可使其中电子获得巨大动能，逸出金属成为自由电子。,“电子崩”,第,4,章电气设备,电弧的产生,产生电弧的游离方式,碰撞游离：,在强电场的作用下，间隙中的自由电子向阳极加速移动而获得动能，动能积累到一定数值后，碰撞中性质点就会使中性质点游离，游离后新产生的电子和原有电子又将从电场获得动能，继续引起游离，使触头间隙中正离子和电子数目迅速增加，象“雪崩”一样，形成了所谓电子崩：,4.2,电气设备中电弧的产生及灭弧方法,第,4,章电气设备,电弧的产生,产生电弧的游离方式,热游离,热游离,上述几种游离方式的综合作用，使得触头在带电开断时产生电弧并得以维持。,电弧表面温度达 30004000，弧心温度可高达 10000，间隙中质点剧烈热运动而相互碰撞,4.2,电气设备中电弧的产生及灭弧方法,第,4,章电气设备,电弧的影响,延长开断时间,高温烧损触头,弧光短路,弧光伤眼,电弧的熄灭,熄灭电弧的条件,去游离率大于游离率,熄灭电弧的去游离方式,正负带电质点的“复合”,电弧中的电场强度越弱，电弧的温度越低电弧截面越小，则带电质点的复合越强,此外，复合与电弧接触的介质性质也有关,正负带电质点的“扩散”,扩散的原因：温度差；浓度差,4.2,电气设备中电弧的产生及灭弧方法,开关电器中常用的灭弧方法,第,4,章电气设备,速拉灭弧,冷却灭弧,吹弧灭弧,粗弧分细,长弧切短,狭沟灭弧,真空灭弧,六氟化硫灭弧,开关电器中最基本的灭弧方法,利用介质来降低电弧的温度，增强去游离来加速熄弧,利用气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长而场强降低，同时电弧冷却,将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了电弧与周围介质的接触面，改善了电弧的散热条件,将长弧切成若干短弧，维持电弧燃烧的电压降增加,电弧在固体介质狭沟中燃烧，冷却条件改善,通常综合利用上述某几种灭弧方式组合。,电气设备的灭弧性能往往是衡量其运行可靠性和安全性的重要指标之一,4.2,电气设备中电弧的产生及灭弧方法,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,熔断器,:一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。,功能,：短路保护、（有的）过负荷保护,特点及应用：,熔断器结构简单、价格低廉、维护方便，但其容量小、保护特性较差，因而仅使用在,35kV,及以下电压等级的小容量且不太重要的电气装置中,符号,：,FU,型号,：,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,额定电压,kV,R,N,户,内,W,户,外,设计序号,补充型号,额定电流,A,断,流,容,量,M.VA,其它标志,X,限,流,式,熔,断,器,T,变压器用,P,互感器用,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压熔断器的结构及工作原理,RN1,、,RN2,型户内高压管式熔断器,冶金效应,熔丝并联：粗弧分细,石英砂：冷却灭弧,指示器,“限流”熔断器,RNl,：高压线路和设备的短路保护，也能起过负荷保护的作用,RN2,：电压互感器一次侧短路保护（,0.5A,）,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压熔断器的结构及工作原理,XRNT,、,XRNP,型高压限流熔断器,组成,：瓷质熔管、丝状或片状熔体（,纯铜或纯银,）、高纯度石英砂、瓷芯柱、撞击器等,撞击器,：当出现短路故障熔丝熔断时，与撞击器相连接和熔体并联的高阻钨丝（或康铜丝）流过大电流而熔断，撞击器迅速弹出,驱动连锁电器（常用负荷开关）的脱扣器而使开关跳闸或并发出熔断信号,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压熔断器的结构及工作原理,RW4,型户外高压跌开式熔断器,正常运行时，借熔丝张力拉紧使电路接通,线路上发生短路时，短路电流使熔丝熔断，形成电弧消弧管由于电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧，使电弧熄灭,熔丝熔断后，失去张力，回转跌开，造成明显可见的断开间隙,“,非限流”熔断器,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压熔断器的结构及工作原理,RW10-10F,负荷型户外高压跌开式熔断器,一般跌开式熔断器的静触头上加装简单的灭弧室，因而能带负荷操作,高压熔断器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,熔断器的工作特性,弧前电流,时间特性,（保护特性,）,反时限,高压限流熔断器限流特性,反映灭弧能力，它能将预期短路电流限制在较小的范围内,高压隔离开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,功能:,隔离电源,安全检修,通断小电流：空载变压器、空载线路、电压互感器、避雷器,结构特点,：,具有明显可见的断开间隙；,无灭弧装置,注意事项,：,不能带负荷操作,符号,：,QS,高压隔离开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,额定电压,KV,G,N,户,内,W,户,外,设计序号,结构标志,额定电流,A,极,限,电,流,KA,其它标志：,G,高原型,T,统一设计,D,带接地刀,G,改进型,W,防污型,C,穿墙型,型,号,高压隔离开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,结构,GN8-10,GN19-12,功能,:,通断负荷电流和过负荷电流,隔离电源,安全检修,(,结构有明显可见的断开间隙,),结构特点,：,隔离开关+简单的灭弧装置,注意事项,：（,一般,）,不能断开短路电流,（与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切断短路电流）,符号,：,QL,高压负荷开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,型号：,额定电压,kV,F,N,户,内,W,户,外,设计序号,额定电流,A,开,断,电,流,kA,其它标志：,R,带熔断器,S-,熔断器上装,高压负荷开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压负荷开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,结构,作为分、合负载电流、过载电流及关合短路电流之用，与限流熔断器组合后的组合电器可以可靠开断直至短路电流的任何电流，负荷开关开断工作电流，熔断器开断短路电流，熔断器通过其撞击器使负荷开关分闸，联合开断工作电流与全短路电流之间的任何过电流。,FN12-12,型系列户内交流高压压气式负荷开关,高压负荷开关,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,FN3-12,系列,FN5-12,系列,FN7-12,系列,FZN16A-12,户内高压真空负荷开关,FLN36,型户内高压六氟化硫负荷开关,高压断路器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,功能,：,通断正常负荷电流,自动跳闸，切除短路故障。,结构特点,：,有完善灭弧装置,无明显可见的断开间隙,QF,符号,：,一般与高压隔离开关配合一起使用，按系统要求完成各自不同的功能,高压断路器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,型号：,额定电压,kV,S-,少油断路器,D-,多油断路器,Z-,真空断路器,L-,SF6,断路器,K-,压缩空气断路器,C-,磁吹断路器,N,户,内,W,户,外,设计序号,其他标志,额定电流,A,开,断,电,流,kA,G,改进型,断,流,容,量,M.VA,高压断路器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,油断路器,多油断路器,少油断路器,真空断路器,SF,6,断路器,压缩空气断路器,磁吹断路器,油作为灭弧和绝缘用,油只作灭弧介质用,（目前在,10,、,35kV,电压等级中尚有使用）,利用真空作为绝缘和灭弧介质,利用,SF6,气体作灭弧和绝缘介质,利用磁场对电弧的作用而熄弧,利用,压缩空气吹,弧,现基本,无应用,断路器,高压开关柜,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置,高压开关设备,保护电器,监测仪表和母线,绝缘子,应用,用于,6,10kV,供配电系统中受电及配电的控制、监测和保护。,35kV,系统现也已开始大量采用,发电厂和变配电所中控制和保护发电机、变压器、高压线路,大型高压交流电动机的起动和保护,高压开关柜,N,户内型,W,户外型,K,铠装式,J,间隔式,X,箱 式,H,环网式,一次线路方案编号,额定电压（,kV,）,结构型式,G,固定式,Y,移开式,操作机构,D,电磁式,T,弹簧式,设计序号,安装地点,高压开关柜,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,类型及型号：,固定式高压开关柜,高压开关柜,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,柜内所有电器部件都固定安装在不能移动的台架上,优点：构造简单，制造成本低，安装方便,不足：内部主要设备发生故障或需要检修时，必须中断供电，直到故障消失或检修结束后才能恢复供电,应用：企业中小型变配电所和负荷不是很重要的场所,常用系列：,GG-1A,（,F,）、,KGN,、,XGN,、,HXGN,手车式（移开式）高压开关柜,高压开关柜,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,将某些主要电器设备（如高压断路器、电压互感器或避雷器等）固定安装在可移动的手车上，另一部分电器设备则装置在固定的台架上,价格较高,当手车上安装的电器设备发生故障或需检修、更换时，可以随同手车一起移出柜外，再推入同类备用手车，即可恢复供电,主要用于大中型变配电所和负荷较重要、供电可靠性要求较高的场所,主要新产品有,JYN,系列、,KYN,等系列等,高压开关柜,气体绝缘全封闭组合电器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,SF,6,全封闭组合电器,(Gas-insulated swithgear,，简称,GIS),一座变电所中除变压器以外的一次设备经优化设计有机地组合成一个整体，并全部封闭在充以一定压力的,SF6,气体并接地的金属外壳内,.,优点,：集成度高，占地少；不受外界环境条件影响，可靠性高；无触电及火灾危险，安全性能好；不会发生噪声和无线电干扰；维护方便，检修周期长等。,缺点,：制造工艺要求高；金属耗量大，价格昂贵；若发生故障，损失将十分严重。,应用,:,起始电压为,60kV,，主要用于布置场地特别狭窄地区（如狭谷、地下、城区变电所）,气体绝缘全封闭组合电器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,SF,6,全封闭组合电器,运行在中国天生桥水电站的,550kV GIS,运行在中国福建水口电站的,550kV HGIS,气体绝缘全封闭组合电器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,柜式气体绝缘金属封闭开关设备,(,充气柜,C-GIS,),用于,10,35kV,或更高电压输配电系统以接受或分配电能并对系统实行控制、保护、测量、监视、通讯等功能的新型开关设备,.,优点：不受外界环境，如凝露、污秽、海拔高度、化学物质、小动物等的影响，无锈蚀、氧化程度很低，可靠性较高；占地面积少，可实现小型化；结构模块化，组合灵活；一次主接线可得到简化；二次部分功能增强，利于实现信息化等。,应用,:,适用于地铁工程、机场、水运码头、工作环境潮湿且狭小的工矿企业、多尘多沙地区、建筑物密集的市区等,.,气体绝缘全封闭组合电器,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,柜式气体绝缘金属封闭开关设备,(,充气柜,C-GIS,),XGN46-40.5,（,Z,）型,C-GIS,进线柜,ABB-SafeRing,充气柜,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压一次设备选择的一般条件,正常工作条件,环境条件：位置(室内或室外)、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等,电气要求：电压、电流、频率等,断流能力,短路故障条件,动稳定度,热稳定度,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,电器名称,额定电压,额定电流,断流能力,短路电流较验,其他,动稳定,热稳定,高压断路器,操作性能,高压负荷开关,操作性能,高压隔离开关,操作性能,高压熔断器,保护特性,电流互感器,准确度,电压互感器,准确度,表,4-3,部分高压一次设备的选择校验项目,插入几个概念,I,K,：,短路电流周期分量或稳态分量的有效值，可用来校验电气设备的和导体的热稳定性、开关电器的开断能力和整定继电保护装置的动作电流。,i,sh,：,短路电流的最大瞬时值即短路冲击电流。,I,sh,：,短路全电流的最大有效值，或称短路冲击电流有效值。,备注：,i,sh,：,一般用作校验电气设备和导体的动稳定性；,I,sh,：,一般用作校验低压断路器的动稳定性；,高压电路发生三相短路时，,i,sh,=2.55 I,K,，,I,sh,=1.51,I,K;,1000KVA,及以下,电力变压器二次侧,及,低压电路,中发生三相短路时,，,i,sh,=1.84 I,K,，,I,sh,=1.09 I,K,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压断路器的选择与校验,除了按电气条件选择额定电压和额定电流及按短路条件校验动稳定性和热稳定性外，高压断路器的选择还应注意以下几点：,按短路电流或短路容量选择,断流,能力,按短路冲击电流选择短路,关合,能力,操作性能的要求。有频繁操作要求的线路或设备，配置的断路器应选择真空断路器或,SF6,断路器。,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压负荷开关的选择与校验,除了按电气条件选择额定电压和额定电流及按短路条件校验动稳定性和热稳定性外，注意以下几点：,断流能力按切断最大可能的过负荷电流来校验,应当具有等于其额定峰值耐受电流的额定短路关合电流，以保证负荷开关误投到短路回路时不致损坏。,与限流熔断器配合使用的负荷开关，可不进行动稳定性和热稳定性的校验。,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压隔离开关的选择与校验,高压隔离开关按照表,4-3,项目进行选择与校验。,但：高压隔离开关不允许负荷操作，只作隔离电源用，因此不校验其断流能力。,高压一次设备的选择与校验,第,4,章电气设备,4.3,高压一次设备,高压熔断器的选择与校验,按表,4-3,项目进行选择与校验时，应注意以下几点：,对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压；,对于高压限流熔断器，则只能用在等于其额定电压的电网中。,同一熔管可配置不同额定电流的熔体，但熔管的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。,熔体额定电流选择,保护电力线路：,保护电力变压器：,保护电力电容器：,保护电压互感器：,断流能力,校验,非限流式熔断器：,限流式熔断器：,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器,分类方法,类型,含义、用途或常用型号,分断,范围,类,在规定条件下，能分断使熔断体熔化的电流至额定分断能力之间的所有电流的限流熔断体。主要用于配电线路,短路及过负荷保护,类,在规定条件下，能分断示于熔断体熔断时间电流特性曲线上的最小电流至额定分断能力之间的所有电流的熔断体。主要用于,电动机、电容器等设备的短路保护,使用,类别,G,类,一般用途。如“,gG”,为一般用途全范围分断能力的熔断体,M,类,保护电动机。如,“,gM”,为保护电动机电路全范围分断能力的熔断体、,“,aM”,为保护电动机电路的部分范围分断能力的熔断体,结构,及,原理,插入式,RC1A,螺旋式,RL6,、,RL7,无填料密闭管式,RM10,有填料密闭管式,刀型触头,RT0,、,RT16,、,RT17,、,RT20,、,NT,螺栓连接,RT12,、,RT15,圆筒帽形,RT14,、,RT18,、,RT19,、,RT30,类型,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器,型号,A,改进型,熔,体,额,定,电,流,A,C-,插入式,L-,螺旋式,M-,密闭管式,S-,快速式,T-,有填料管式,Z-,自复式,设计序号,其他标志,额定电流,A,R,FU,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器,RMl0,型低压密闭管式熔断器,#,变截面锌熔片：长弧分短,#,纤维熔管：电弧灼烧而分解，产生高压气体，加强离子的复合，改善灭弧性能,*,灭弧断流能力较差，属非限流熔断器,*,结构简单、价廉、更换熔片方便,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器,RT0,型低压有填料封闭管式熔断器,#,“,限流”熔断器,#,保护性能好,断流能力大，应用广泛,*,熔体熔断后整个熔断体报废，不够经济。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器,RT16,（,NT,）、,RT18,型熔断器,一种高分断能力熔断器，其结构与,RT0,型相似。熔管为高强度陶瓷管，内装优质石英砂，熔体采用优质材料制成。主要特点为体积小，重量轻、功耗小、分断能力高、限流特性好。,RT16,RT18,RT18,圆筒帽形熔断器具有体积小、密封好、分断能力高、指示灵敏、动作可靠、安装方便等优点。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压隔离器和低压隔离开关,低压隔离器,在低压配电系统中为了确保维护测试和检修人员的安全应有明显的断开装置。,若电路中电流可忽略，隔离器能分断或接通电路；,带灭弧室的产品在规定的条件下可用来接通或分断交流电路。,能承载正常电路条件下的电流，以及在一定时间内承载非正常电路条件下（如短路）的电流。,结构由操作机构（手柄、转轴、支架和拉杆）和安装在底板上的触头、刀片、灭弧罩等组成。,常用的有,HD,系列（也称刀开关）、,HS,系列（刀形转换隔离器）等。,QK,HSHD,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压隔离器和低压隔离开关,低压隔离开关,在断开状态下能符合隔离器的隔离要求的开关称为低压隔离开关。,QA,系列隔离开关每相结构上由短接铜排直接串联两组触头组成，分断能力较高；,QP,系列隔离开关每相结构上由两组触头并联组成，分断能力较低，但电流容量较大。,Q,系列隔离开关不仅具有电气隔离作用，而且能不频繁接通和分断电路。,主要使用在具有高短路电流、低功率因数的供配电电路中，作为手动、不频繁操作的主开关或总开关，尤其适合于安装在抽出式低压成套装置中。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压熔断器组合电器,熔断器组合电器是将机械开关电器与一个或几个熔断器组装在同一单元的组合电器。,类型较多，包括开关熔断器组（负荷开关）、隔离器熔断器组、熔断器式开关（刀熔开关）、熔断器式隔离器等。,常用的有：,QSA,系列隔离开关熔断器组,HH,系列负荷开关,HK,系列开启式负荷开关,HR,系列熔断器式刀开关,HG1,系列熔断器式隔离器,QSA,等,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压断路器,低压断路器是低压供配电系统中性能最完善的开关电器，它不仅能带负荷通断电路，而且能在短路、过负荷、欠压或失压时自动跳闸，断开故障电路。,低压断路器型号,D,低压断路器,产品名称,Z,塑料外壳式（装置式）,W,框架式（万能式）,其他标志,派生代号,P,电动操作,M,密封式,极数,额定电流（,A,）,结构型式,X,限流式,L,漏电保护,设计序号,脱扣器及辅助,机构代号,分类方法,类型及说明,用途,配电用、电动机用、照明用和漏电保护用,灭弧介质,空气断路器,灭弧介质一般为空气，但现在利用真空作灭弧介质的真空断路器也得到较大发展,真空断路器,极数,单极、双极、三极和四极,结构,塑料外壳式（装置式）、框架式（万能式）,保护性能,非选择型,瞬时动作,（配置瞬时脱扣器）,通过的电流达到或超过动作值就断开电路，没有明确的选择性动作要求,目前普遍采用非选择型断路器，以瞬时动作为主,长延时动作（配置热脱扣器）,过负荷保护,选择型,两段保护,瞬时和长延时的两段组合或瞬时和短延时（配置短延时脱扣器）的两段组合,有明确的选择性动作要求，以满足前后级保护装置的动作配合。选择型断路器的脱扣器一般为电子式或智能式,三段保护,瞬时、短延时和长延时的三段组合,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压断路器,低压断路器分类,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压断路器,常用低压断路器,塑料外壳式低压断路器（,装置式,）,主要特征是，所有部件都安装在一个塑料外壳中（仅在塑壳正面中央有外露的操作手柄），没有裸露的带电部分，提高了使用的安全性。,小容量的断路器（,50A,以下）采用手动操作；大容量断路器可以手动操作，亦可电动操作。,一般用于配电馈线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总开关、动力配电终端控制和保护、住宅配电终端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开关。,我国自行开发的塑壳式断路器系列有：,DZ15,系列、,DZ20,系列、,DZ25,系列等,引进技术生产的有,TO,系列、,TG,系列、,H,系列、,3VE,系列、,M611,（,DZ106,）系列、,C45N,（,DZ47,）系列等,装置式,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压断路器,常用低压断路器,框架式低压断路器（,万能式,）,框架式装在金属或塑料的框架上。,框架式低压断路器的保护方案和操作方式较多，既有手柄操作，又有杠杆操作、电磁操作和电动操作等。,安装地点也很灵活，既可装在配电装置中，又可安在墙上或支架上。,相对于塑壳断路器，框架式断路器的电流容量和断流能力较大。,主要用于配电变压器低压侧总开关、低压母线分段开关或大容量馈线开关和大型电动机控制开关等。,我国自行开发的万能式断路器系列有,DW15,、,DWl8,、,DW40,、,DW48,、,DW914,系列等。引进技术的产品有,ME,系列（,DW17,）、,AH,系列（,DW914,）、,AE,系列（,DW19,）、,3WE,系列等。,万能式,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压断路器,低压断路器保护特性,非选择型,两段式选择型 三段式选择型,脱扣器一般为,热,-,电磁式,脱扣器一般为电子式或智能式,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压开关柜,类型及型号,低压开关柜是按不同用途和使用场合，将所需一、二次设备按一定的线路方案有机组合而成的一种成套配电装置，在低压供配电系统中用于控制、保护和测量。,低压开关柜,P,开启式,J,封闭式,一次线路方案编号,结构型式,G,固定式,C,抽屉式,H,混形式,用途代号,L,、,D,动力用,设计序号,辅助电路方案编号,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压开关柜,固定式低压开关柜,固定式低压开关柜的所有一、二次设备固定安装，结构简单、价格便宜，广泛用于中小用户。,我国目前应用的主要有,PGL1,、,2,型和,GGD,、,GGL,型等。,抽屉式低压开关柜,抽屉式低压开关柜是将一、二次设备安装在各个抽屉内，再装于各个功能单元隔室，可根据需要推入或抽出。,具有操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易等优点，可以缩短停电时间。,我国目前应用的抽出式低压开关柜主要有,GCL(K),、,GCS,、,MNS,型等，可用作动力中心,(PC),和电动机控制中心,(MCC),。,低压开关柜,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,电器名称,额定,电压,额定,电流,断流,能力,短路电流较验,其他,动稳定,热稳定,低压熔断器,保护特性,低压开关电器,一般可以不校验,低压断路器,保护特性,低压一次设备的选择和高压一次设备的选择一样，除应满足电气设备正常工作条件外，根据情况按短路故障条件进行校验，同时在保证供配电系统安全可靠的前提下，做到运行维护方便、技术先进、经济合理。,表,4-7,低压一次设备的选择校验项目,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压断路器的选择与校验,额定电压不应低于所在线路的额定电压。,断路器的,壳架额定电流,应不小于它所安装的,脱扣器,额定电流,；,过电流脱扣器,的额定电流应不小于,线路,的计算电流,。,过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定,瞬时过电流脱扣器动作电流的整定,瞬时过电流脱扣器的动作时间通常在,0.02s,以内；,动作电流应躲过最大一台电动机的全起动电流（尖峰电流）。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压断路器的选择与校验,过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定,短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定,动作电流应躲过线路的尖峰电流,:,动作时间按前后保护装置的保护选择性要求来确定，前一级保护的动作时间应比后一级保护的动作时间长一个,时间级差（,0.1,0.2s,）,如,:,0.4s,0.2 s,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压断路器的选择与校验,过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定,长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定,动作电流应躲过,应,躲过线路的最大负荷电流,:,长延时过电流脱扣器的动作时间，应躲过允许过负荷的持续时间，其动作特性通常为反时限。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压断路器的选择与校验,断路器保护与被保护线路的配合：,对过负荷保护，断路器长延时脱扣动作电流不大于线路导体允许持续载流量即可。,对短路保护，配合条件是：满足导体的热稳定条件。,根据经验，选用带短延时脱扣器的断路器所保护的配电干线截面不会太小，一般能满足热稳定要求，可不作校验。,如果不满足配合要求，则应改选脱扣器的动作电流，或者适当加大绝缘导线和电缆的芯线截面。,断路器保护与被保护线路的配合：,K,为灵敏度最小值，取,1.3,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压断路器的选择与校验,断路器断流能力校验,当断路器动作时间在,0.02s,以上时，其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值：,当断路器动作时间在,0.02s,及以下时，其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路冲击电流：,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压熔断器的选择与校验,低压熔断器额定电压不应低于所在线路的额定电压。,低压熔断器额定电流是指,熔断器的支持件的额定电流,，其值应不小于它所安装的熔体额定电流。,低压熔断器熔体额定电流的选择应满足以下条件：,应不小于线路的计算电流：,应躲过电动机正常起动产生的尖峰电流：,熔体额定电流的选择与被保护线路的配合。,对过负荷保护，熔体电流在,16A,以上时，熔体电流不大于线路导体允许持续载流量即可。,对短路保护，可通过校验绝缘导体的热稳定来确定是否配合。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压熔断器的选择与校验,保护灵敏度的检验,为了保证熔断器在其保护范围内发生最轻微的短路故障时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件：,熔断器熔体额定电流（,A,）,4,10,16,32,40,63,80,200,250,500,熔断,时间（,s,）,5,4.5,5,6,7,0.4,8,9,10,11,表,4-8,熔断器保护灵敏度最小值,K,低压熔断器断流能力,校验方法同,高压熔断器。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,配电线路采用的上下级保护电器，既要保证其动作的可靠性，又要保证有选择性地切断故障电路，各级之间应能协调配合。即当在给定范围内出现过电流时，应是指定的保护电器动作，而其他的不动作，以达到尽可能地缩小断电范围，提高供电可靠性的要求。这就需要恰当的选择保护电器，正确整定保护电器的额定电流、动作电流和动作时间，以使两个或多个保护电器之间的保护特性合理配合，满足选择性的要求。,1,2,对于非重要负荷的保护电器，也可采用无选择性切断。,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,熔断器的级间配合,在过载和短路电流较小的情况下，上、下级熔断体之间可按时间,-,电流特性不相交或按上、下级熔断体的过电流选择比来选配。,额定电流,16,及以上的两级熔断体的熔体额定电流之比为,1.6,：,1,时，就能满足上、下级选择性配合要求。,标准规定熔体额定电流值也是近似按这个比例制定的，如,25,、,40,、,63,、,100,、,160,、,250,以及,32,、,50,、,80,、,125,、,200,、,315,等。,在短路电流非常大而熔断器弧前时间又小于,0.01s,时，除满足上述条件外，上级熔断器弧前,I,2,t,值大于下级熔断器,I,2,t,值,.,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器的级间配合,对过负荷保护,:,对短路保护,:,上级用非选择型断路器，,下级也用非选择型断路器,灵敏性要求和选择性要求很难同时满足,整体来说，这种方式没有选择性。,结,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器的级间配合,上级用选择型断路器，,下级用非选择型断路器,用短延时脱扣器的时延去实现短路保护上下级的选择性，其脱扣电流可相对整定较低，但也必须符合,上级断路器的瞬时脱扣整定电流尽量整定大些，以免在故障电流很大时导致、均瞬时动作，破坏选择性。,结,具有良好的选择性,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器的级间配合,上、下级均采用选择型断路器,长延时脱扣器整定电流：,短延时脱扣器整定电流和动作时间：,这种配合一般出现在变电所低压侧，上级为总进线开关，下级为配电出线开关,为确保动作的选择性，,上级断路器,A,不宜设置瞬时脱扣器,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器与熔断器之间的选择性配合,上级用熔断器，下级用断路器,这种配合一般出现末端电路，即直接接至用电设备的线路保护电路,通常末端电路使用非选择型断路器,动作特性不相交，并应具有一定的时间裕量：,熔断器的时间电流特性上对应短路电流的熔体熔断时间应比断路器瞬时脱扣器动作时间长,0.1s,以上。,熔体的额定电流比断路器长延时脱扣器的整定电流要大一定的数值，一般为,3,倍以上；,能较好配合,结,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器与熔断器之间的选择性配合,上级选用非选择型断路器，,下级选用熔断器,这种配合方式和上述上下级都用非选择型断路器类似。,整体来说不符合选择性要求，这种配合方式不可取,。,结,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,断路器与熔断器之间的选择性配合,上级用选择型断路器，,下级用熔断器,过负荷时，动作特性不相交即能满足选择性要求。,另外，在满足动作灵敏度条件下，上级断路器瞬时脱扣器整定电流应尽量整定大一些，以免破坏选择性。,对短路保护而言：,而且短延时时间应整定大一些，如,0.4,0.8,第,4,章电气设备,4.4,低压一次设备,低压一次设备的选择与校验,低压保护电器级间选择性配合,总结,按照基本原则，特别是选择性的要求，根据以上分析，低压配电系统各级保护电器较为合理的配置和选型是：首级干线宜用选择型断路器（电流较小者可用熔断器）；中间各级宜用熔断器；末端回路可用非选择断路器（对笼型电动机可用型熔断器）,基本原则：正常工作和用电设备正常起动时，保护电器不应动作；保护电器必须在尽量短的时间内可靠切断故障电路；各级保护电器的动作特性应能彼此协调配合，有选择性地切断电路。,按此结论，以四级低压配电系统为例，典型配置和选型：,长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上，要不断反思、关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎,?,死而后已，不亦远乎,?,心中有理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎,?,与朋友交而不信乎,?,传不习乎,?,若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担当。为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。