万能断路器结构与原理.docx
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万能断路器结构与原理.docx
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万能断路器结构与原理
前排左一:
控制器
前排中:
储能机构,上部一绿色为欠压脱扣器,蓝色为合闸线圈(合闸电磁铁),赭石色为分励脱扣器
前排右:
电动机,上部一一绿色部件为与欠压脱扣器联合使用的:
欠压延时控制器。
后排断路器本体(导电机构,灭弧室,进出线排),上部浅灰色部分为二次接线端子。
框架断路器分为这样几个大的版块:
1、触头导电部件
由于承载电流多数在630A以上,最高可至6300A,出于支承,绝缘,以及预期短路电流较大,电弧能量强等方面因素的影响,触头导电部分,被密封在一个腔体内。
外壳材料由专用的DMC材料压制而成。
各相导电触头上,分别装设有专用的速饱和互感器。
将该相的电流信号,传递至控制器。
2、储能操作机构
利用一系列复杂的机械机构,拉伸一根大直径弹簧储能,利用脱扣机构,将主弹簧自拉伸位置解锁释放,进而执行合闸或者分闸的操作。
主弹簧,及相连接整合在一起的这些连杆,弹簧,称为储能机构。
主弹簧的拉伸,一方面可以通过一个手柄,可以人力完成。
更多地,通过一个电机和相连的减速齿轮机构,依靠电机为主拉簧储能。
电操,储能电机,MOE,叫法有点混乱。
三(四)极触头,均分别与储能机构相连接。
储能机构
操作机构,是机械产品。
基于所学专业原因,觉得这部分比之控制器更重要,所以多看了好多。
四两拨千斤是什么?
看看这些较弱的塑料件就知道了。
】
m面这些红字,是说,红字所代表的附件与储能机构在此连接】
铲斤:
主拉簧】
最后:
操作机构正面标准照】
3、关于控制器
(1)取」言号
电流:
A相互感器,B相互感器,C相互感器,N相互感器,变压器中心点接地互感器;
返回:
电流值集合IA/IB/IC/IN/Ig/IAn
电压:
A相电压,B相电压,C相电压
返回:
电压值集合UabUacUbc
频率:
返回:
f
(2)数据预处理
这部分用来根据电压电流信号,计算出功率,功率因数,有功功率,无功功率
运算出三相电流不平衡度,公式保密。
这部分还用来统计谐波,该计算统计,为程序员娱乐行为】
计算参数
P,Q,SCOS①
有功电能,无功电能,视在电能
谐波,频率
三相不平衡度,过压百分比,欠压百分比,过频百分比,欠频百分比
连接RAM故障规则数据库。
过载
如果(Ia>2In)//2由客户设定
启动过载计时程序〃如果15分钟前短路过,这里的计时参数需要缩短,
热记忆功能
如果计时=180秒,且Ia还大于21n
发出过载信号。
}
指令方出{
如果,接收到故障信号
根据故障类型,发出用户指定的故障处理规则:
1,脱扣断开断路器〃各种以保护”结尾的功能
2,报警(暂)不动作,发出信号吆喝〃例如PAL预报警功能
3,协同向上级断路器发出锁定信号,自己上。
//ZSI功能
4,系统控制向断路器下级那个小名叫不重要”的负载回路发出切除信号。
//负载监控功能
〃以上四种类型,为自定义动作类型,姑妄一听
返回:
故障类型,故障发生时间,故障处理记录。
}
控制器就是个这。
4,党用附件分励脱扣器,合闸线圈,欠压脱扣器】
这些部件,架设在断路器储能机构的上方,透过一些非常机巧的杠杆机
构,四两拨千斤的完成任务。
分励是远程断开。
欠压是电压不爽时断开
有时候为了遏制欠压的暴脾气,会连接一个延时控制器,劝欠压观察,1、
2、3、或5秒之后,判定欠压故障不是那种日常波动,再由欠压咆哮爆发。
合闸线圈,也叫合闸电磁铁o
在监控室用电机对机构储能之后,再派个人去现场撼下按钮,有失体面,所以在机构上方装设一个电磁铁,全面实现自动化。
这就是合闸线圈。
电操(就是前面说的那个把主拉簧拉开的电机)以及分励、合闸线圈,合
称为电合分。
订货时常说的电合分电压AC220V,说的就是这三个。
把这些个东西分开,让客户采购ACB时候,还要去单独购买分励脱扣器,合闸线圈,电操,是一种傲慢的行为。
70%~80%的ACB应用场所,有这些附件就够了。
其他附件,后面会一个个来说。
这里咱们先就大体系说着。
5,高精尖附件】
协议转换模块
ACB如果要带有通信功能,控制器输出的数据型号,多是按Modbus协议。
要是您现场采用的是Profi或者DeviceNet,就得有个翻译。
信号继电器模块
故障类型,主弹簧储能状态(是否可以合闸),抽屉座上的信号(连接断开试验),要是想放大传出,得有这个。
控制器电源模块
控制器工作电源基本上是DC24V
之前出的DW452000~6300A的ACB,控制器里面空间富裕,所以板子下方会包含一个变压器,AC220V的。
但是要是您外接的二次电源是DC220V或者DC110V,就得买个控制器电源模块
最近出来的那种小型化的DW450-1600A的产品,初期出来的时候,控制器没有包含电源,电源模块外置,顶在ACB的上面。
买的时候得单收钱。
最近已经有厂家做出了内置变压器的控制器】
光电信号模块
主要是考虑信号的电气隔离,用光耦的方式,传递信号。
编程器
带线的遥控器,接控制器上,可以设定控制器的保护参数,个人良心没有坏透,没卖出去过,。
6,国用型附件】
门框
这个厚道些的厂家一般都含在标准配置里。
相间隔板
这几块塑料板,不知道为啥,大家都单独立。
母线转换
ACB出线用的最多的,是后部水平接线(后面母排与大地平行)。
要是现场接线条件恶劣,要是用了垂直接线,或者上水平下垂直,上垂直下水平什么的,您可能得单独付款。
但是最近出来的不少产品,都是水平母线端子,拧下螺丝转90度,再拧上去就改成垂直接线了,我觉得这个是最贴心的设计之一。
机械联锁
机械联锁有好几种
首先是两台断路器的,两联锁
其次是三台断路器的,三连锁。
三连锁有好几种应用方式
三电源,两常用电源一备用电源,两电源一母联…
各种锁(按钮,抽屉,分闸位置锁,M锁N钥匙,门联锁)
按钮锁,就是按钮前面加个罩子锁上,然后不让人撼住按钮。
抽屉锁,就是锁住抽屉不让改变当前位置。
门联锁,合闸时候,别想开门。
这个得用抽屉式断路器。
分闸位置锁,断开的断路器,锁上之后,无法合闸。
(锁的是机构里面)
M锁N钥匙,M一般大于N,锁住之后,钥匙才能拔下来,这也算是一种联锁啦。
接地互感器(3PT3PNT4PTW)
N相互感器
漏电矩形互感器(矢量和,变压器中性点接地)
3..0智能控制器----写在前面
1,《氐压电器》2008年第2期应用IDMTL提高建筑配电系统供电可靠性
赵天意上海交通大学,何巍伟施耐德电气(中国)投资有限公司
2,北京人民电器厂有限公司《营销公司培训教
@>>B_DOC_acb_2010_MCR与HSISC》
3,中国专利信息中心,相关专利文献。
厌于几个问题的说明】
1,以下的内容,不建议大家去深究,基于应用的角度了解感觉就可以满足绝大部分的工作了。
2,第一条的说明,是给自己打圆场,这部分想写简单了很难,想写深入了,能力不足,所以大家把这个当且只能当另一个新人的读书笔记来看。
3,关于参考资料:
土木上传时候,由于没有权限,分压缩包太麻烦了。
有需要这些样本的请留言。
控制器功能概览
个人觉得:
理解记忆控制器的功能可以首先将之分成几个大的部分:
1,保护功能:
过电流/接地、漏电保护/其他……
2,测量功能:
电流电压频率功率…
3,通信与协同:
控制器将信号与不同的设备交互,实现不同的功能。
比如:
与上位机通信,实现现场数据的远程监控,现场参数的远程调节,远程控制与其他ACB通信,当短路电流来临时,上下级断路器通信约定动作逻辑,实现ZSI]ZoneSelectiveInterlock)区域选择性联锁与双电源控制器通信,这个未必有数字信号的交互。
但是透过一个控制器,实现了两台断路器,两路电源的投切】。
所以更适宜叫做协同。
与下级负载通信,当监测到回路电流故障时,透过中间层继电器模块,断路器可以向较不重要的负荷回路发出切除信
号。
当回路恢复正常后,可发出复位信号。
山载监控】与手持调试设备的通信,可以自手持终端去调整万能断路器的参数,这个有可能可以改变一些透过面板不能修改的参数数据。
等离子液晶屏数码管,显示不怵其花哨;触控板按钮拨码开关,操作不厌其高端口
4,自检与用户界面,自检用以监视控制器自身工况(温度,软件错误handle等等),用户界面是用户对控制器参数进行操作的接口
保护就官腿警
测量
通信&协同
自检&用户界面
3.1.1过电流保护
必须得写在前面:
保护并不全都意味着断开回路。
保护,是针对异常情况的做出的响应举措。
断路器跳闸和发出报警信号,是常见ACB保护措施
a)LSIN这个是四种过电流保护。
Long-timedelay长延时;
Short-timedelay短延时;
Instant短路瞬时;
b)N极保护中性线保护
需求
当负载不平衡或者3次谐波含量比较高的时候,中性线上可能有较大的电流:
一方面我们有时会将中性线导线截面设定为相线截面2倍。
一方面需要为中性线设定专门的保护参数
职责承担
万能式断路器的智能控制器
按照保护参数设定划分为(这里列出的是正常的工况下,N极设定的额定电流):
OFF(无保护);
0.5In;
In;
1.6In;
2In
安装使用方法
如果,在安装3P断路器的场所,需要中性线保护:
采用:
3P断路器+外接中性线互感器
需要断路器控制器中性线保护功能LSIN]
中性线互感器接入控制器。
如果,在安装4P断路器的场所,需要中性线保护。
采用:
有中性线保护功能的控制器、
保护参数设定
设定方式
—远程设定(中控室到配电室4km)
一断路器上直接设定:
旋钮/菜单旋钮便宜,菜单贵】
—外置编程器,以用口,红外接口,RS485/232等形式将手持设备连接至控制器,设定参数区有点装腔调】
设定值
一N极保护参数最少有两档可以调节:
OFF和In。
关于接地保护G,向后放一些。
放点测量,电流电压功率因数,功率,电度表。
为此当干一大杯。
这些职能,虽然深藏配电室后宫,为各种多功能NB电度表的光辉所掩盖,但是还是一样热情洋溢的出现在所有企业的样本之上。
祈祷某日,ACB得宠,将电度表粪土于世上。
这里放一张电流测量的样子吧。
其他U,f,P,kW什么的都差不多。
漏电保护(内宣恬原器)SGR接地保护(外宣传感
回可调延时短路电流方向保护
©相电充不平衢保护生超高温度保护面皴欠压及过压保护
符剌余电流保护,中性点电压位移保护
西逆务率保乐
©L及S功能热记忆功能
几种说出来缩写的意思显得NB的内容
MCR和HSISC
MCRmakingcurrentrelease合闸短路分断
HSISCHighSetInstantShortCircuit超大短路电流分断
一点便于理解的基础知识。
ACB的脱扣,需要经过这样一些过程
1,互感器感应到电流信号,控制器运算,发出动作指令。
2,动作机构动作,脱扣断开。
厌于MCR]
0,在断路器合闸的瞬间,控制器就像电脑开机一样,有一个加电,自检之类的过程。
1,情境
设想,如果万能式断路器合闸的一瞬间,回路中有短路点存在。
此时如果等控制器反映过味来,然后发出指令,起码要几百毫秒,对于金
属性短路的故障,此时很可能造成烧大母排或者拱高压侧保护。
2,解决
MCR功能用以解决这个保护真空期。
MCR,合闸短路脱扣,指的就是不经由控制器管理的保护性脱扣。
MCR一般在万能式断路器合闸后的100ms内有效。
在此时间内的短路电
流,由一些更为直接的硬件回路直接控制。
一旦有短路故障,则硬件回路瞬时给出脱扣信号,断开回路。
时间一般可
以控制在10mS以内。
下面是搜集到的一些参考信息,没怎么看懂剧
带有MCR和HSISC功能实现电路的断路器。
它包括有智能脱扣器,在智能脱扣器带有的MCR和HSISC功能电路中还包括分压电路,它的输出端与MCR和HSISC功能电路中的跟随器的输入端相连;分压电路包括
串联的三个电阻,其中一端接地的电阻与三极管集电极和发射极并联,它的基
极通过三个电阻以外另一电阻接单片机的I/O端口,由集成运算放大器及其
周边电路构成跟随器、反向器和窗口比较器,电源电压通过断路器的辅助触头和另一电阻接于单片机的I/O端口。
由于单片机响应极快,进行接通分断和越限跳闸保护的过程可以认为全部由硬件实现,避免了软件运算,节约采样和
计算时间,可高速瞬时保护。
保护的整定值可通过调整分压电路的电阻来改变,因此具有可调性。
HSISQHighSetInstantShortCircuit
随着单体变压器容量的提升,性能的提升,计算短路电流日益骇人。
所以ACB的分断能力,也就从50,65,85,100,150kA一路飙升。
在此过程中,应用到了多种手段以提升ACB的分断能力。
HSISC是一种应用于超大电流分断情况下的技术。
HighSetInstantShortCircuit
般地,HSISC的阈值设定在Icw短时耐受电流值附近,当遭遇极大短路电流值时,不经由控制器,不运算,不等待互感器信号,直接分断
MCR和HSISC是厂商价格表中常见的可选功能。
相比之下,MCR几乎家家有,
而HSISC出现的不是那么多,见到的,可以在下面跟着帖子说说都谁有。
DMTL
IDMTL]InverseDefiniteMinimumTimeLag反时限最小延时保护应前
写的有笔误,抱歉】
变压器的两侧,一边是高压熔断器,一边是低压的框架断路器,这两个保护器件之间,存在着选择性配合问题。
按照常规的保护曲线,如果将断路器的过载动作值设定过高,易导致高压熔断器越级熔断。
设定值太低的话,电工忙不过来,生产连续性要求高的场所,更是要出事。
IDMTL,是在ACB中内置调节功能,调节U载长延时】保护特性,使之与高压熔断器匹配,避免出现上述两难困境。
这个东西用的不是很多,可参考CW3样本和下面的这篇文章应用IDMTL技术提高建筑配电系统供电可靠性】
0应用IDMTL提高建筑配电系统供电可靠性.pdf(224.28KB)
作者:
上海交大赵大意施耐德电气何巍伟
文章写的蛮清楚的
PAL
PAL]prealarm过载预报警(这个缩写没有去细查过,不过玩魔兽的
管这个叫帕拉丁…电视制式也有个PAL)
PAL不只是出现在万能式断路器中,也出现在带有电子脱扣器的塑壳断路器里,电动机保护器也有…
设计时:
假定一个回路额定电流为1000A(根据计算得到)
运行中:
当电流在1000A的90%以内,认为是正常状态
当负荷超过900A时,电力管理部门就需要注意,负荷有过载的可能性。
PAL功能是应这种需求而设计的
设定一个预报警门限值,例如额定值的90%,设定一个延时时间,例如120S
以上面的数据为例子,当回路电流持续在900A以上,超过120S时,万能式断
路器可以提供一个报警节点信号,用以提示运行部门注意负载状况。
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