施耐德培训讲义PPT资料.ppt

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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,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,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,形式1,形式2a,形式2b,按照IEC60439-1的分隔形式,形式3a,形式3b,按照IEC60439-1的分隔形式,形式4a,形式4b,按照IEC60439-1的分隔形式,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,母线槽的主要类型,变压器与低压总开关柜的连接配电柜之间的连接高层建筑电气竖井中的垂直干线车间厂房配电负荷中心供电大面积照明,变压器,主配电柜,配电柜,馈线式,插入式,负荷中心,施耐德电气母线槽产品,I-LINEII系列高电流母线KS系列中电流母线KB/KDP照明母线,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,保护电器额定电流,低压配电保护设计流程,Isc,Ib,Icu，Ics,In,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,第二章保护电器的选择,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IEC6036460473-1-1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,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,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,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,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GB16917GB6829,低压断路器的分类,具有高短时耐受能力的空气断路器（ACB）符合GB14048.2（idtIEC60947-2）例如：

MasterpactMT,MTE电流范围630A至6300A,Icu=Ics=Icw，最高达150kA断路器可以实现时间选择性,低压断路器的分类（续）,具有限流作用的塑壳断路器（MCCB）符合GB14048.2（idtIEC60947-2）例如：

CompactNSX,NSE电流范围16A至630AIcu=Ics，最高可达150kA断路器适用于级联，并可实现电流和能量的选择性,低压断路器的分类（续）,具有限流作用的微型断路器（MCB）符合GB10963（idtIEC60898）例如：

C120,C65电流范围1A至125A,Icu=Ics，25kA以下,断路器适用于级联，可以实现电流和能量的选择性,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。

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-CO,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,已接通,合闸,分闸，分断,断开,已接通,断开,正在接通,分闸，分断,断开,to,t1,to,t1,t,t,短路分断能力试验,低压断路器的分类（续）,按照使用类别分：

A类:

在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无IcwB类:

在短路情况下，选择性保护有人为短延时（可调节），有Icw断路器整定值设置问题需要查询厂家样本资料：

按照是否适合隔离分：

适合隔离：

在断开位置，断路器所有极，包括中性极必须断开可见的分断或确实可靠的分断指示，可锁定不适合隔离,In,Io,Ir,Im,Ii,Isd,楼内配电间,公用电,低压配电系统与断路器选择,脱扣器的型式,有两种型式的脱扣器:

热磁式脱扣器电子式脱扣器两种脱扣器用于相同的主要功能:

构成过流保护使电流过载的回路断开,示意的热脱扣曲线,Ir=kxInIr-热保护整定值k取决于断路器,Int=k1xIr约定不脱扣电流k1=1.05（MCCB）/1.13（MCB）1小时In63A2小时In63A,It=k2xIr约定脱扣电流k2=1.3（MCCB）/1.4（MCB）,在过电流持续一段时间后双金属片的弯曲足以引起脱扣,必定不脱扣区域,可能脱扣区域,必定脱扣区域,Ir,Int,It,1h,双金属片原理,过载保护的脱扣曲线,t,I,MCBMCCB,ImImntImt,固定k1*Irk2*Ir,固定或可调STR-15%/TMD-20%STR+15%/TMD+20%,示意的磁脱扣曲线,利用电磁原理，认为电流是短路电流,Im短路脱扣电流整定值Imnt/Imt为动作精度,必定脱扣区域,可能脱扣区域,必定不脱扣区域,Imnt,Im,Imt,I,time,短路保护的脱扣曲线,热磁脱扣器的脱扣曲线,NSX100至250TM80D/100D,热磁脱扣器的脱扣曲线（续）,C65N,C型曲线,电子式脱扣器的工作原理,在电子式断路器中，传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代,电子式脱扣器的脱扣曲线,MasterpactMTMicrologic5.0,6.0,7.0,电子式脱扣器的脱扣曲线,NSX100至250MIC2.2250,Reflex能量脱扣曲线,热磁式断路器保护特性曲线简图,电子式断路器保护特性曲线简图,Ir:

过载（热或长延时）继电器脱扣电流设定值Im:

短路（磁或短延时）继电器脱扣电流设定值Ii:

短路瞬动继电器脱扣电流设定值Icu:

分断能力,t（s）,两段保护,三段保护,热磁式和电子式保护曲线之间的差别,为什么要设置短延时？

（1）IEC60898中定为20In，大部分欧洲制造商认为这一数值高得不切实际（M-G=1014In）。

（2）对于工业用途，IEC标准没有规定专门值。

表中所列数值仅为通常使用值。

低压断路器的保护脱扣电流,断路器的脱扣阈值取决于：

家用及类似场所小型断路器的标准:

（IEC60898）或者按照IEC60947-2标准，制造厂对工业用断路器的标明,第一个字母=分断范围-g:

全熔断范围的熔断器-a:

后备熔断器第二个字母=使用类别规定时间-电流特性,熔断器的类别IEC60269,第一个字母:

型式（分断范围）g=全范围熔断器（分断在分断能力下的全部电流）a=后备熔断器（只从5In开始分断）,第二个字母:

使用类别（被保护回路）配电电动机控制,gGgMaM,n,n,n,低压熔断器,IEC60269规定的工业用熔断器用2个字母代号，见下表中说明,gG和gM熔断器的时间-电流带,aM熔断器的时间-电流带,Inf,If,熔断器特性曲线,I,最小弧前时间曲线,t,t,4ln,xln,最小弧前时间曲线,熔断器特性曲线,I,熔断器的时间电流特性曲线,IEC60947-2IEC60947-4IEC60947-3,过载保护,短路保护,控制,隔离,M,电动机的保护与控制,电动机的保护和控制能用一、二个或三个电器完成，它们实现下列功能。

低压配电,隔离,短路保护,过载保护,电动机控制,LR2-D,LC1/LP1-D,GV2-ME/RS,电动机的保护与控制（续）,熔断器式隔离开关接触器热继电器,ME型断路器接触器,MA型断路器接触器热继电器,电动机起动器（TeSysU）,电动机的保护与控制（续）,四种保护型式,熔断器（aM）+热继电器的组合,断路器（MA）+接触器+热继电器组合,电动机的保护,In,分断阻性负载工作电流,AC-1,2.5In,分断绕线电机起动电流,AC-2,6In,分断鼠笼电机正常运转电流,AC-3,6In,分断鼠笼电机起动电流,AC-4,控制负载的类别,热继电器的脱扣等级,IEC标准对热继电器规定了四个脱扣等级（见下表）10和10A级最常用，20和30级一般用于起动困难的电动机,电动机回路中接触器和继电器的配合,1类配合：

接触器和继电器的损伤是容许的:

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。

2类配合：

在容易清除的情况下，只允许接触器或起动器的触头熔焊，但不允许损坏。

2型配合试验之后，该装置仍能保持正常的保护和控制功能，因而其分断能力由试验结果确定。

电动机回路中元器件的配合（续）,选择一种配合类型1类配合:

合格的维护减少装置的体积和价格在更换故障电机的期间不要求持续供电2类配合:

有限的维护人员规范要求2类配合,电动机直接启动时保护的简便选型方法,施耐德提供标准选型表选型表的使用方法配合类型保护形式轻载或重载电压等级电机功率（马力）,电动机如何方便的选型？

电动机在工业用途中常常是关键的设备。

由于电气故障引起的停机会有严重的后果绝缘监视器设计用于防止上述事故电动机的大多数电气故障是当电动机冷态起动后发生的相对地绝缘故障绝缘性能新电机:

1000兆欧已使用的电机:

10-100兆欧最低工作值:

5兆欧,断路器或接触器,闭合联锁,低压电动机的预防性保护,楼内配电间,公用电,低压断路器的保护整定,断路器正常工作时不应脱扣,Isd1.2Iq+Ib（n-1）Ii1.2Iq+Ib（n-1）,Micrologic保护电流的整定,Ib:

系统最大工作电流Id:

最小接地故障电流,Isd=（46）Ir,Ii=15Inoroff,1.3IgId,IrIb,Micrologic延时时间的整定,tr=412s,tsd=0.4s（I2toff）,tg=0.4s（I2toff）,注意与下级断路器的动作时间配合，t=0.10.2s,NSX热磁脱扣单元的保护整定,两段式保护热保护IbIrIz磁保护1.3ImId注意验证与下级断路器的选择性配合,三段式保护（MIC5.0,五个值可调）长延时保护IbIrIz，tr=4or8s短路短延时保护Isd=（46）Ir，tsd=0.10.3s短路瞬时保护1.3IiId注意验证与下级断路器的选择性配合,NSX电子脱扣单元的保护设定,控制单元的整定练习,Ib=2500A（工作电流）要求：

当过载1.5倍时，500s内脱扣；

当短路电流Isc=8500A时，0.3s脱扣；

当Isc22kA时瞬动。

请给出保护整定值,MT32H1+MIC5.0A,SCB10-2000,10/0.4kV,控制单元的整定练习答案,第三章短路电流的计算,短路的两类情况,金属性短路：

短路点被熔焊，短路点阻抗可以忽略不计。

短路电流一般在线路额定电流的几百倍甚至上千倍通过设定保护电器的短延时和瞬动可以很好的保护线路。

电弧性短路短路点建立电弧，短路点呈现大阻抗的弧电阻。

电弧的形成与电压无关故障电流很小保护电器不能动作或不能及时动作来切断电源分成两种形式：

相线之间或相线和N线之间的电弧性短路；

相线或N线与地之间的接地故障形成的电弧性短路。

火灾隐患极大。

金属性短路保护,根据IEC60364-434.2和IEC60364-533.2条文中的规定，必须计算在电路电源点的预期最大短路电流和电路末端的预期最小短路电流。

预期最大短路电流确定：

断路器的选择：

断路器的额定运行分断能力（Ics）应大于或等于预期最大短路电流Isc。

负荷开关的选择：

开关的额定接通能力（Icm）和额定短时耐受电流（Icw）是否满足回路短路预期电流要求。

电气线路和开关装置的热稳定性和动稳定性预期最小短路电流确定：

开关灵敏度校验Imin1.3Iset当下列情况时，选择脱扣器（曲线）和熔断器：

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（发电机组）时在所有情况下，保护装置应与电缆的热效应I2dtK2S2相适应,分断能力校验,断路器分断能力应不小于预期最大短路电流Icu（Ics）IscmaxIcu断路器极限短路分断能力Ics断路器运行短路分断能力Iscmax安装点预期最大短路电流,电缆热稳定校验,当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式校验：

StS绝缘导体的线芯截面（mm2）I短路电流有效值（A）t导体内短路电流持续作用的时间（s）K不同绝缘的计算系数,IK,T如何取值？

绝缘材料的K值，供计算短路电流热效应用导体材质绝缘材料限定起始限定最终K温度C温度C铜pvc70160/140115/10360C橡胶6020014185C橡胶8522013490C热凝固的90250143油浸纸80160108矿物质导体70160115中间接头盒及密封剂105250135铝pvc70160/14076/6860C橡胶602009385C橡胶852208990C热凝固的9025094油浸纸8016071注：

表中对限定最终温度和K列出二个值，较低的值用于截面积大于300mm2的电缆。

电缆热稳定校验,高压/低压变压器额定值,负荷额定值,功率因数同时系数暂载率预见的增长系数,导体特性母线：

长度宽度厚度电缆：

绝缘材料单芯或多芯长度截面环境：

环境温度敷设方式并列敷设回路数,上方侧短路容量Ssc,Usc（%）,在变压器出线端Isc,总配电柜引出线Isc,二次配电柜的首端Isc,末端配电柜的首端Isc,最终引出线末端的Isc,-馈电线-额定电流-电压降,分断能力瞬时脱扣设定,主断路器,总配电柜出线断路器,二级配电断路器,分断能力瞬时脱扣设定,分断能力瞬时脱扣设定,分断能力瞬时脱扣设定,末端配电断路器,短路电流计算步骤,ZI,U,A,Zt,X,ZI,U,A,B,Zt,X,Isc3=,U,Zt,U,R2+X2,Zt,R,2,X,2,短路电流的定义,短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生一起阻抗极小的故障而引起的过电流,三相故障相间故障,ZL,ZL,ZL,Zsc,V,I,sc2,U,2Zsc,I,sc3,U,/,3,Zsc,不同的短路电流,相对中性线故障相对地故障,Isc（0）,U,/,3,Zsc,+,Z（0）,Isc1,U,/,3,Zsc,+,Z,Ln,不同的短路电流（续）,阻抗法：

用于计算三相系统中任一点的短路电流，该方法具有高的计算精度Isck=U20:

变压器二次侧空载线电压Zk:

故障点电源侧每相总阻抗,U20Rk2+Xk2,3,3,U20Zk,短路电流的计算方法,阻抗法计算短路电流,合成法：

当不掌握电源参数时，可以根据回路首端已知的短路电流，计算回路末端的短路电流IscB=IscAIscA:

上级短路电流IscB:

线路末端短路电流Zc:

回路阻抗,UU+ZcIscA,UU/IscA+Zc,短路电流的计算方法（续）,适用范围？

合成法短路电流速查表,传统法：

当不掌握给定回路电源侧的阻抗或短路电流时，可用这种方法计算线路末端的最小短路电流Iscmin或单相对地故障电流Id具体方法将在TN系统的分析中详细介绍。

短路电流的计算方法（续）,两台变压器并联时的情况,思考：

两台同容量变压器并联运行，变压器低压侧短路电流为25KA确定三台断路器的分断能力,第四章开关的选择性、限流和级联技术介绍,限流断路器,为什么要限制短路电流：

限流断路器能明显地将装置中短路电流产生的不良效应减小降低电缆的发热，而延长电缆的寿命降低电动力，因而能使电气触头的变形或损坏减轻对邻近电路的测量设备的影响减小这一级联技术为下方侧的电器使用低的额定值，而使设备、外壳和设计获得很大的节约,开关的选择性和级联性能的物理基础是开关的触头结构,E47952,静触头,封闭小室,气体产生部分,灭弧栅,灭弧栅,气体产生部分,旋转触头,磁屏蔽U,静触头,分断单元结构,CompactNSX采用的限流技术,触头表面的组成;

触头的重量;

触头的厚度;

触头的压力;

开孔;

磁屏蔽U;

气体产生部分;

注入或压挤聚酯外壳,E41131,旋转触头的优点,CompactNSX采用的限流技术,小而轻的触头可以尽早斥开,快速分断;

旋转:

双斥力,双灭弧栅,低阻力“快速”并且“高效.,E37954,Reflex能量脱扣机构,CompactNSX采用的限流技术,独立.快速分断从压力产生1ms,完全分断时间2ms.斥力产生阈值=25In,E41126,NSX断路器的限流特性,限制尖峰电流（kA峰值）这是通过断路器预期电流的一部分。

断路器性能越好限制电流值越低.限制通过能量i2dt通过断路器的能量:

尖峰电流分断时间,峰值限流曲线,NSX断路器的限流特性,热