电力电子器件常用低压电器

常用低压电器主讲人：指导老师：机械电子学常用低压电器1电力系统介绍11空气开关介绍及选型21漏电保护器介绍及选型31交流接触器介绍及选型41变频器介绍及接线51控制柜中其他元件61.1电力系统介绍电力系统的组成：工业农业商业生活电网发电+输电+变电+配电+用电电力系统220～500kV220～500kV35～110kV图1.1.1电力系统示意图区域变电站终端变电站10kV380/220V地区供配电系统工厂供配电系统M总降变电所6～10kV车间变电所380/220V35～110kV220～500kV火力发电厂～～水力发电厂枢纽变电所升压变电所升压变电所工厂供配电系统配电系统（35kV及其以下的电压线路）发电变电输电变电地区供配电系统发电变电1.2低压配电系统简介低压配电系统：范围：从低压降压变压器到用电设备的电源侧端子。对象：直接与工艺设备相关的电气设备。配电系统高压配电系统（220kV及其以上电压）中压配电系统（10、6kV）低压配电系统（380、220V）1.2低压配电系统简介由断路器，接触器，热继电器等电组件制成的一个综合变电、配电装置。一般低压配电系统可分为若干个系统。每个系统可以是一个配电箱、一组低压配电柜或者是一组MCC柜。1.2低压配电系统简介配电箱常指小型的电源分配箱，一般是家庭用的。配电柜则多用工业用电和建筑用电等。（统称）MCC（MotorControlCenter）控制柜，即电动机控制中心配电箱/配电柜联系与区别1.3低压电器简介断路器低压配电柜交流接触器漏电保护器继电器1.3低压电器简介概述1、电器：根据外界特定的信号和要求自动或手动接通与断开电路、断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电工器械。2、低压电器：通常指工作在交流1200V以下、直流1500V以下电路中在变压器的低压侧到负载间的电器。1.4低压电器行业简介海格集团伊顿穆勒TCL罗格朗低压电器行业是一个市场发展相对成熟的行业，目前国外品牌已占领我国高档低压电器市场80%以上，国内品牌产品只占10%左右。同时，国外品牌正进一步向中档产品市场渗透，国内品牌也希望进一步加大对高档产品市场的投入。主要品牌：常熟开关天正集团空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。2.1空气开关介绍作用：空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。1．空开属于多次失效器件，可以多次重复使用。熔断器属于一次失效器件，很多场合已被断路器取代。2．熔断器的电流分断能力比空开高；空开内部的接触点如果接触不良，可能会引起打火现象，使接触点氧化，严重的可能使空开因发热导致接触点焊死失效，熔丝无此问题。所以在短路电流较大和需要保护特性好的场合熔断器就不能替代。空气开关VS熔断器2.1空气开关介绍空气开关（断路器）控制电路的通断。继电器是用小电流控制大电流，通常用在控制电路里，起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在对电动机进行保护时，空气开关作为短路保护元件，用热继电器作为电动机的过载保护元件。2.1空气开关介绍空气开关VS继电器2.1空气开关介绍结构和工作原理主触点自由脱扣机构手动闭合弹簧拉伸实现短路、过载、失压保护控制远距离跳闸，对电路不起保护作用。3：过电流脱扣器4：分励脱扣器5：热脱扣器6：欠电压脱扣器1.额定电压（Ue)常用交流：220V、380V、660V、1140V常用直流：110V、240V、440V、750V、850V、1000V2.额定电流（In):正常工作的电流值常用电流：10A、30A、40A、63A、100A、160A、200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、3200A、4000A、5000A、6300A3.频率:一般为50Hz、60Hz4.整定电流（脱扣电流）：是指断路器整定的动作电流。如断路器额定电流是20A，可整定的范围为5-10In，如果整定为6，则表示整定值为120A，即电流超过120A时，断路器会在一定时间后分闸。2.1空气开关介绍主要技术参数5.短路分断能力(kA):断路器安全切断故障电流的能力。例：分断能力为6kA，则当线路中发生6KA的故障电流，断路器可以安全切断电路，而不发生触头熔接、爆炸等异常状况。2.1空气开关介绍主要技术参数2.2空气开关分类按应用场所分框架式断路器(ACB)塑壳断路器(MCCB)微型断路器(MCB)一般额定电流800A以上的回路或分断能力要求特别高的回路或需要功能较多的回路应该采用框架断路器。ACB的主要参数:额定电流Ie：400A~6300A额定电压Ue：690Vor1000V极限分断能力Icu=50~150KA极数：3Por4P安装形式：抽屉式or固定式扩展功能：测量通讯1、ACB框架断路器2.2空气开关分类MCCB的主要参数:额定电流Ie：16A~1600A额定电压Ue：AC/DC极限分断能力Icu=25~150KA极数：3Por4P安装形式：固定式插拔式抽屉式控制器：热磁式单磁式电子式扩展功能：通讯电动操作漏电保护塑壳断路器采用塑料化结构，特点是将断路器外壳、框架采用塑料压制而成，将触头、灭弧系统都放在绝缘小室中，防止相间短路，确保电弧向上喷出，保证触头系统可靠分断。2、MCCB塑壳断路器2.2空气开关分类微型断路器主要参数:额定电流Ie：0.5A~125A额定电压Ue：AC/DC极限分断能力:Icu=4.5,6,10,15KA极数：1P,1P+N,2P,3P,3P+N,4P主要脱扣曲线：C-照明型B-电子保护D-动力型主要附件：过/欠压,分励,辅助MCB是电气终端配电装置中使用最广泛、用量最大的的一种终端保护电器。其特点是采用模块化设计，安装简单，具有高度的通用性。3、MCB微型断路器2.2空气开关分类2.2空气开关分类1、分断能力不同ACB的分断能力相对较高；MCCB次之；MCB最差。现在有不少企业能够将MCCB的分断能力作到很高，但稳定和可靠性不好。2、外形尺寸不同ACB的体积最大，安装繁杂；MCB的体积小，安装方便；MCCB处中间。2.2空气开关分类3、应用场合不同框架断路器(ACB)：额定电流范围400A～6300A，多作为主断路器，主要用于低压配电系统的进线、母联及其它大电流回路的关合。塑壳断路器(MCCB)：额定电流范围16A～1600A，多作为配电电器，主要用于低压配电系统的进出线、电动机保护。微型断路器(MCB)：额定电流范围0.5A～125A，多被用在负载端，主要用于建筑物和用电设备的终端配电箱内。2.2空气开关分类3、应用场合不同GMCBACBMCCB10KV0.4KVATS发电厂变电站高/中压断路器发电机用户配电箱分配电柜自动转换开关柜ACB框架式断路器MCCB塑壳断路器MCB微型断路器低压断路器低压主开关柜MCCB终端配电箱2.3.1产品选型前提：1).熟悉市面上断路器产品种类，型号规格。ACB：施耐德MT系列，ABBEmax系列，西门子3WL系列等MCCB：施耐德NSX系列，ABBT系列，西门子3VT系列等MCB：施耐德iC65系列，ABBS系列，西门子5S系列等2).熟悉各种产品额定电流范围，额定电压范围，分断能力指标。3)各种产品所具备的基本功能和特性。哪些产品是智能型，哪些产品具有短延时功能等。2.3空气开关选型2.3.2产品选型步骤：1.根据电气装置的要求确定断路器的种类.根据电气装置额定电流范围，额定电压范围，短路电流大小，安装方式等选择框架断路器、塑壳断路器及微型断路器之一。2.根据线路对保护的要求，确定断路器是否需要欠压保护，以及是否作为隔离开关使用等。3.根据选用原则选用产品。（下文）4.在初步确定好断路器的品种规格后，还要考虑它与上下级电器的保护特性方面的协调配合，从而从总体上满足系统对选择性保护的要求。2.3空气开关选型选用原则：（一般原则）(1)断路器的额定工作电压≥线路额定电压。(2)断路器的额定电流≥线路负载电流。对于照明电路：断路器额定电流为工作电流的1.05-1.1倍对于电机：断路器额定电流为工作电流的1.5-2.5倍(3)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。(4)断路器的分励脱扣器额定电压=控制电源电压。(5)电动传动机构的额定工作电压=控制电源电压。2.3空气开关选型选用原则：(6)根据断路器的用途，选择脱扣特性断路器脱扣特性分为A、B、C、D、K等几种。A型脱扣特性：脱扣电流为（2～3）In，适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量线路，或线路长且短路电流小的系统；B型脱扣特性：脱扣电流为（3～5）In，适用于住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护；C型脱扣特性：脱扣电流为（5～10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路；D型脱扣特性：脱扣电流为（10～20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变频器、电磁阀、电动机等；K型脱扣特性：具备1.2倍热脱扣动作电流和8～14倍磁脱扣动作范围，适用于保护电动机线路设备，有较高的抗冲击电流能力。2.3空气开关选型(7)瞬时脱扣器整定电流值确定原则：瞬时脱扣器的整定电流Irm应大于回路的最大尖峰电流。对于单台电动机回路：Irm≥Kk*Iq式中：Irm—瞬时脱扣器整定电流(A)Iq—电动机起动电流(A)Kk—可靠系数。Kk取1.8~2*电动机首次起动，电动机起动电流可按电动机额定电流In的6.5倍估计。2.3空气开关选型(8)断路器级数确定原则：极数就是指切断线路的导线根数。1P就是切断一根导线；2P就是同时切断2根导线，以此类推。1P+N、1P、2P一般都用于单相电器。1P--单极断路器，仅控制火线（相线）；1P+N--单极+N断路器，同时控制火线、零线，但只有火线可以具有热磁脱扣功能。2P--单相2极断路器，同时控制火线、零线，且都可以具有热磁脱扣功能。3P、4P用于三相．使用1P，上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源，为检修时避免1条的问题，可用1P+N，但1P的分断能力比1P+N高；对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P。2.3空气开关选型例：用低压断路器控制一台型号为MSMD200W伺服电动机，电动机额定电流为1.6A，瞬时最大电流6.9A，试选择断路器的型号和规格。解：（1）确定断路器的种类：选用施耐德C65系列D型脱扣曲线。（2）确定断路器分断能力：C65系列分断能力6、10、15kA。对于终端配电柜选6kA足够。（3）确定断路器额定电流：取断路器额定电流为工作电流的2.5倍，即2.5x1.6=4A（4）校验瞬时脱扣整定电流：D型脱扣曲线：10-14ln脱扣整定电流Irm=10x4=20A而Kk*Iq=2x6.9=13.8A.满足Irm≥Kk*Iq，符合要求。（5）确定低压断路器的型号规格：选用C65N-D4A/2P。2.3空气开关选型2.3空气开关选型施耐德参考选型参考样本2.3空气开关选型3.1漏电保护器介绍什么是漏电保护？为什么要漏电保护？如何进行漏电保护？3.1漏电保护器介绍1、漏电保护：当被保护线路的相线直接或通过非预期负载对大地接通，而产生近似正弦波形并且其有效值是缓慢变化的剩余电流，当该电流大于一定数值时，保护器切断该线路，起到保护作用。2、漏电保护原因：如果通过人体的电流只有20～30mA，一般不能直接引起心室颤动，或心脏停止跳动。但如果时间较长，仍可导致心脏停止跳动。3.1漏电保护器介绍漏电保护器又称剩余电流保护器(RCD)，用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器，一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上，后者专用于防电气火灾。3.1漏电保护器介绍漏电保护器与空气开关区别：漏电保护器也可以说是空气