施耐德2010年培训讲义

1SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April目录●第一章低压电气装置配电系统简介●第二章保护电器的选择●第三章短路电流的计算●第四章开关的选择性、限流和级联技术介绍●第五章接地系统和接地装置简介●第六章电击防护的措施●第七章不同接地系统的特性2SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April本次讲座重点●梳理低压配电系统的基本概念。●低压元器件各种参数的意义。●强调容易被忽视的参数和概念。●低压断路器的各种基本曲线的解读。●配电系统中上下级配合的选择性和施耐德级联技术。●三大接地系统的分析。●几种简化计算方法的介绍●电动机保护的简便选型方法。●二级配电系统中短路电流的简便计算方法。●常用接地系统TN系统中开关灵敏度校验的方法。1SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April第一章低压电气装置配电系统简介2SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April低压配电系统设计要点●负荷分级及供电要求●供电电压的选择●带电导体系统型式的选择●低压系统配电方式的选择●接地系统型式的选择●供电的连续性要求3SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●一级负荷●中断供电将造成人身伤亡，或造成重大政治、经济损失的负荷●应由两个独立电源供电●特别重要负荷须增设应急电源●二级负荷●中断供电将造成较大政治、经济损失●应由两回路供电，设两台变压器●三级负荷●不属于一、二级负荷者●对供电无特殊要求负荷分级及供电要求4SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●蓄电池组、不间断电源(UPS)●适用于允许断电时间毫秒级的负荷●EPS应急电源●适用于允许断电时间为0.25s以上的负荷●带自投的独立专用供电线路●适用于允许断电时间1.5s以上的负荷●快速自起动发电机组●适用于允许断电时间15s以上的供电常用应急电源5SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●三相用电设备的额定电压及系统标称电压●36,42,220/380,380/660V●三相供电设备的额定电压●36,42,230/400,400/690V●单相用电设备的额定电压●6,12,24,36,48,127,220,380V●单相供电设备的额定电压●6,12,24,36,48,130,230,400V低压电压的选择电压降问题电动机启动问题6SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●单相两线制●两相三线制带电导体系统型式的选择L1L2L1L2L1NL2注：带电导体是指正常通过工作电流的相线和中性线（包括PEN线但不包括PE线）7SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●三相三线制●三相四线制带电导体系统型式的选择（续）L1L2L3N(PEN)L1L2L3L1L2L3L1L2L3L1L2L3N(PEN)8SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●供电可靠，接线简单，操作方便，具有灵活性配电层次不宜超过三级●放射式配电●树干式配电●链式配电低压系统配电方式母线长电缆末端灵敏度9SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April典型的低压配电系统13SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April●根据IEC60364§312.2的定义接地系统的分类●TTsystem123N●TNsystemTNS(S:保护线与中性线分开)123NPETNC(C:保护线与中性线合一PEN)123PEN●ITsystem12314SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April接地系统型式的选择●尊重当地或相关行业的规范和习惯●例如:在欧洲一些国家中，TT系统用于家庭及学校。●IT系统用于个别的地区●由于每种系统都有它的优缺点，故没有最佳系统。倘若遵照规则，它们都是非常良好的。没有超优的接地系统●选择的一般原则●持续供电的重要性●维护人员的技能水平●考虑某些负载的特性:电动机对大电流很敏感，某些负载具有低的绝缘水平。●最后:考虑将几种接地系统组合的可能性，用一台LV/LV变压器可使接地系统适合于负载的需要15SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April配电柜的型式●低压配电柜按照使用场合分类●低压总开关柜(MLVS)●电动机控制中心(MCC)●分配电柜●终端配电盘●低压配电柜按照工艺技术分类●传统配电柜：●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)都安装在盘的正面PGL柜16SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April配电柜的型式（续）●功能型配电柜：●由功能模块组成，具有专用的功能，它包括开关装置及各种设备，连同安装及联接用附件(抽屉式)●固定式功能单元●可断开式功能单元●可抽出式功能单元17SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April形式1形式2a形式2b按照IEC60439-1的分隔形式18SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April形式3a形式3b按照IEC60439-1的分隔形式19SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April形式4a形式4b按照IEC60439-1的分隔形式20SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April配电柜的标准●IEC60439-1标准（GB7251-1997)●IEC60439-1涉及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●IEC60439-1根据利用隔板或分成不同间隔的内部分隔等级，规定四种分隔“形式”●分隔能达到:●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TTA和PTTA问题23SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April供电的连续性●可采用下述办法提高供电连续性:●对用电装置做适当划分●提供备用电源●重要回路采用回路分和双回路供电●采用适当的接地系统（如IT系统）●有选择性的保护系统24SLIC-LVDItraining–Chenke–2009April保护电器额定电流低压配电保护设计流程IscIbIcu，IcsIn负荷计算，短路电流计算选择保护电器总需要容量(kVA)系统短路容量MVA各回路计算电流保护电器的短路分断能力各级短路电流设备分组计算负荷(kW)根据敷设条件确定修正系数根据规范和用电设备要求校验最大电压降回路导体的截面选择断路器或保护电器校验电缆热稳定IT或TN系统校验回路的电缆最大允许长度确认电缆线路的截面积和选择它的电气保护TT系统确定导体的截面积选定开关长延时选定开关短延时选定开关动作时间需要系数，利用系数法计算选定开关瞬动安全可靠经济1SLIC-LVD3training–Chenke–2009June第二章保护电器的选择2SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压保护电器的功能与分类●保护财产及人身安全:●保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害●防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险●要遵守的条件:●按照IEC60364§60473-1-1●在各回路的首端，分支路出口(电流减小)●保护电器的分类●低压断路器●低压熔断器●剩余电流动作保护器3SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压配电线路的保护类别●过负载保护：保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前分断该过负载电流。●Ic=Ir=Iz或者Ic=Iset1=Iz；I2=1.45Iz●短路保护：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前分断该短路电流。●短路保护电器的分段能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流——断路器厂家的产品资料●应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流——t=(K^*S^)/I^●接地故障保护:当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部分、PE线、PEN线、大地之间的接地故障时，保护电器必须自动切断该故障电路，以防止人身间接电击、电气火灾等事故。●不同的接地系统有不同的保护要求。●例外情况4SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压配电线路保护的一般要求●针对三种配电线路故障，分断故障电流或发出故障报警信号。●低压配电线路上下级保护电器的动作应该有选择性。●低压配电线路的保护应与配电系统的特征及接地方式相适应。●特殊的用电设备的保护。●电动机●起重机●电焊机●电阻炉●整流器●......等等5SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压保护电器的几个问题●低压过负载保护电器安装位置：回路供电端和回路导体的截面、材料、附设方式等有变化的回路分支处。●L3m。●校验上级保护电器的灵敏度。●三相均设保护电器●并联导线或电缆的过载保护●N线上的保护电器●TN-S系统或TT系统中，当N线与相线同截面时，或已经能被相线上的保护电器所保护时，N线可以不装保护电器。●当需要切断N线时，应装设同时切断相线和N线的保护电器。●TN-C系统中，不得装设断开PEN线的保护电器。●谐波对过载的影响6SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压开关设备常用标准标准住宅用设备工业及小型商业1000V低压开关设备总则IEC60947-1/GB14048.1低压断路器IEC60898/GB10963IEC60947-2/GB14048.2低压开关、隔离器IEC60669-1/GB16915IEC60947-3/GB14048.3接触器IEC61095/GB17885IEC60947-4/GB14048.4电动机起动器不带过电流保护的IEC61008/GB16916剩余电流动作断路器带过电流保护的IEC61009IEC60755剩余电流动作断路器GB16917GB682910SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压断路器选择的一般要求●按正常工作条件选择●额定电压●额定电流●保护特性●按短路工作条件选择●短时耐受电流●短路分断能力●按使用环境条件选择●多尘环境●腐蚀环境●高原地区●热带地区●特殊场所低压电器是用于额定电压交流1000V或直流1500V以下电路中起保护、控制、转换和通断作用的电器。11SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压断路器的电气特性●额定工作电压Ue；额定电流In；额定绝缘电压Ui，额定冲击耐压Uimp；额定频率●机械寿命；电气寿命●延时时间；检测时间；分断时间；动作完成时间●断路器壳架电流；脱扣器额定电流（电流互感器额定电流）；脱扣电流(热脱扣Ir，磁脱扣Im，电子脱扣器整定值调整)●额定短时耐受电流Icw:在制造厂规定的试验条件下对断路器确定的短时耐受电流值。以短延时时间为试验时间。●交流状况下为有效值。●预期短路电流的交流分量在短延时时间内认为是恒定的。●短延时时间不应小于0.05S。（0.05-0.1-0.2-0.5-1）●额定接通能力(Icm)：在制造厂规定的额定工作电压、频率、功率因素下，断路器的短路接通能力。（最大预期峰值）●额定极限短路分断能力（有效值）Icu：Test=O-CO●额定运行短路分断能力（有效值）Ics：Test=O-CO-CO12SLIC-LVD3training–Chenke–2009June●短路分断试验装置-示意图:●极限短路分断能力试验Icu:“O”-t2-“CO”,其中t2=3分钟●运行短路分断能力试验Ics:“O”-t2-“CO”-t2-“CO”,之后测试温升及寿命试验.“O”-分闸试验:“CO”-合/分试验:被测试的元件AB已接通合闸分闸，分断断开已接通断开正在接通分闸，