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控制与保护开关电器.doc

控制与保护开关电器

鸣谦幽人
2012-05-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《控制与保护开关电器doc》,可适用于高等教育领域

控制与保护开关电器(CPS)的特点及在配电系统中的设计和应用发布时间:::                点击次数:次信息来源:《建筑电气设计技术新进展》                          出版号:ISBN作者:浙江中凯科技股份有限公司  李华民 邱建洪 屠旭慰  【摘要】 本文简介KB系列控制与保护开关电器在配电系统中的应用与传统的分离元件组成系统的对比与分析。指出控制与保护开关电器的特点在低压配电系统中的设计选型和应用。【关键词】 控制与保护开关电器 对比分析 替代传统的分离电器元件配电系统 工程设计及应用      概述     控制与保护开关电器(CPS)是低压电器中的新型产品作为新的大类产品其产品类别代号为“CPS”是英文“ControlandProtectiveSwitchingDevices”的缩写。符合的标准:IEC《低压开关设备和控制设备第部分多功能电器第节控制与保护开关电器》和GB《电压开关设备和控制设备多功能电器:控制与保护开关电器》(等同采用IEC)。并规定了国际通用的代号和电气符号如图所示。      我国在世纪年代以前CPS尚属空缺为了追踪国外先进技术水平“八五”期间国家正式下达了研发计划由上海电器科学研究所负责组织开发完成此次任务并由浙江中凯电器有限公司负责试制、生产和销售。                                                                                                              图      第一代CPS产品于年月通过国家级鉴定验收国内注册型号为“KB”型号含义“K”“B”为“控制”和“保护”汉语拼音的第一个字母“”为填补国内空白的“第一代”控制与保护开关电器。同时获得国家知识产权局颁发的专利证书。该产品自投放市场以来得到了广大设计院和客户的一致好评并在工业、民用建筑、国防工程、石化、冶金、医药、轻工等领域得到了广泛应用。特别是民用建筑中的风机、水泵等的控制与保护中工业领域的马达控制中心等等。各种电力系统工程的应用表明:KB系列控制与保护开关电器能够替代隔离器、断路器(熔断器)、接触器、热继电器、起动器等多种传统元器件将传统的分离元器件功能集成为一体在采用模块化的单一结构形式上实现了集成化、内部协调配和的控制与保护功能是一种全新的功能集成化、结构模块化的新型组合电器已成为低压电器中新的大类产品。 KB控制与保护开关电器与传统的分离元器件组成的电控系统对比分析.与分离元器件组成的低压电控系统的技术分析      为了实现对负荷(M)的控制与保护功能传统的做法是采用分离器件包括隔离器(QS)断路器(QF)接触器(KM)热继电器(KH)等进行组合控制如图a所示。     在正常情况下由接触器KM控制电路的通断当出现过负荷、断相等故障时由热继电器KH控制接触器切断电路当出现短路故障时由断路器QF断开故障电路由隔离开关QS对电源进行隔离。. 采用CPS产品实现控制与保护功能的特点以及采用传统分离元器件实现控制与保护功能存在的不足 传统的分离元器件组成的电力系统功能与CPS对比:     传统的电力系统从进电源L至电动机之间(图a)需要用根电缆线或母排才能将隔离器、断路器(熔断器)、接触器、热继电器与电动机相连接。在这个系统中有个接点需由螺钉(或螺母)与分离元器件相连接由于个接点的接触电阻和根电缆线或母排的电阻消耗相当多的电能并产生热量且故障点的增加直接使得系统的故障机率成倍增长。而由CPS控制与保护开关电器组成的电力系统从进电源L至电动机之间(图b)只需要根电缆线或母排就可以与电动机相连接这个系统中只有个接点大大降低了系统的故障机率及电能消耗并节约了铜材等材料。 与断路器相比:具有无可比拟的运行可靠性和系统的连续运行性能     传统的断路器采用单独动、静触头和灭弧罩进行分断和灭弧而CPS控制与保护开关电器采用了双动、静触头的触桥形式以及双灭弧系统进行分断和灭弧。KB在分断短路电流后无需维护即可投入使用即具有分断短路故障后的连续运行性能:KB在进行了分断短路电流试验后仍具有不小于次的AC电寿命这是由断路器等分离器件构成的系统所难以达到的KB的这一特性极大地提高了系统的运行可靠性和系统的连续运行性其中的Ics为kA指标属同类产品的国际领先、国内最高指标。 与接触器相比:具有寿命长、无需维护、操作方便的特性     A 传统的接触器进行通断电路时触头的断开或闭合由电磁系统直接带动触头的超程和压力靠电磁系统来保持。当电动机起动的瞬间或在电动机运行过程中出现过流等故障时极易使线圈控制电压降低从而造成铁心振动而使得动、静触头产生抖动导致触头熔焊等严重后果。众所周知当电路中出现大的故障电流时往往导致用户端的电压下降。对于靠电磁力保持的电器电压的下降将影响其保持在闭合状态的能力除非其电源不是取自产品本身的主触头上譬如靠电磁力保持的接触器就很可能会在此期间打开导致触头的破坏或者至少是触头的熔焊。接触器主触头接通走完全超程后衔铁与磁轭碰撞时跳开引起主触头的再跳开。衔铁振动的长短决定于磁系统有关参数及其阻尼装置。测量表明大多数直动式交流接触器从主触头接通到衔铁与磁轭碰撞时的间隔约为~ms此时接通笼型异步电动机电流在峰值附近电流电动斥力最大触头弹开时电弧能量也大。此电动斥力与二次振动叠加可使触头弹开并产生强烈电弧引起触头严重磨损及熔焊。因此二次振动危害最大常常是大容量直动式接触器接通大电流时引起触头磨损与熔焊的主要原因。CPS控制与保护开关电器的电磁系统与主触头采用了独特的分离式设计触头的超程和压力靠内部的储能弹簧实现。尽管电动机起动的瞬间或在电动机运行过程中出现过流等故障而造成电磁系统的震动也不会使主触头产生抖动触头始终保持在稳定的接触状态有效保证了系统的安全、可靠大大增加了系统的运行性能和使用寿命。     B 按标准规定接通能力为倍的额定电流分断能力为倍的额定电流当线路中出现超过接触器主触头分断能力短路时接触器的主触头在短路电流产生的强大电动斥力作用下极易发生接触器的主触头烧毁并可能产生飞弧导致事故的进一步扩大甚至造成人身伤害。此类故障在工矿企业电气事故中占有相当高的比例。因此在一些工程设计和使用中为了达到断路器与接触器的动作时间配合是采用固有时间长短时耐受电流大的接触器和限流式断路器在实在没有办法时只好采用放大接触器容量这个即不合理又不经济的办法。     根据电动机实际运行经验在短路容量较大的线路中若上述分离元器件选择不当容易出现诸如:接触器的主触头烧毁甚至造成飞弧使故障扩大影响邻近供电回路的正常工作或是断路器在短路状态下不能正常分断电路或在工程中也时常发现断路器不能起到保护电动机的功能造成误动作或拒动。形成这三个问题的根本原因一般为:设计人员选择分离式元器件不匹配不同生产厂家的元器件产品质量不同各成套装置厂工艺水平不同或调整不当用户现场调整不当等。因此目前采用分离元器件构成的低压电控系统不仅工作可靠性低而且各种控制与保护特性配合不合理系统的综合技术经济性不高等缺点。而采用CPS即KB控制与保护开关电器能够很好的解决分离元件组成的控制与保护系统存在的不足:、选型简单只要根据负载功率、用途及系统的相关要求就能够很方便的实现选型为系统提供控制与保护功能。、由于CPS自身具有过载、过流及短路三段保护特性能够为系统提供完善的保护功能。、具有很高的系统综合技术经济性。 KB控制与保护开关电器在低压电控系统中的设计选型和应用     为了从根本上克服分离元器件由于采用不同考核标准的电器产品之间在一起组合时保护特性和控制特性配合不协调的现象。采用国际、国内先进的集成化低压电器KB系列控制与保护开关电器实现对电动机控制与保护。该产品在单一结构形式上实现了集成化的、内部协调配合的控制与保护特性应用在电控系统中减少线路中所需的元件品种、规格、数量以及线路故障和能源消耗。很好的解决了各种电器之间的协调配合问题实现体积小、功能全、可靠性高、短路分断能力高等特点由于其汇集了分离元件的优点克服了分离元件的不足之处为低压配电系统与控制系统提供了一种理想的基础元件。 KB控制与保护开关电器在系统中的设计、选型及其应用:     众所周知要实现对负载(如风机、水泵等)进行控制与保护必须在系统中配置隔离器、断路器、接触器和热继电器等电器。设计人员及用户要根据负载及系统的相关要求对类产品进行选型包括对类产品的生产厂家及规格型号进行选择设计及选型过程相当繁琐。如果采用《国家建筑标准图集DX第节中指出电动机主回路宜优先采用组合成保护电器那一类产品的控制与保护开关电器(CPS)》即KB控制与保护开关电器能够大大减轻设计人员及用户单位的工作量只需要根据负载类型、功率及用途就能很方便的实现型号选择。可参见KB控制与保护开关电器产品样本及图集及国标图集D~常用电机控制电路图。例:一台排烟风机功率为kW。型号选择如下:     A传统组合式控制与保护系统的图示及型号选择见图所示:                                     B KB控制与保护开关实现控制与保护系统的图示及型号选择:             工业及建筑工程中的设计应用     AKB基本型控制与保护开关电器:电流自~A采用模块化的单一产品结构型式集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载继电器、隔离器、辅助电器等的主要功能具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能具有面板指示及机电信号报警功能具有协调配合的时间-电流保护特性(反时限、定时限和瞬时三段保护特性)。根据需要选配功能模块或附件即可实现对一般(不频繁起动)的电动机负载、频繁起动的电动机负载、配电电路负载的控制与保护。适用于普通风机、排水泵、新风机及空调机组等。     BKBF消防型控制与保护开关电器:采用了专利技术设计的操作机构配与其它模块实现了故障时“只报警不跳闸”和短路时“报警跳闸”的独特功能。适用于排风兼排烟风机、正压风机、双速风机、消防栓泵、喷淋泵、稳压泵等。     CKBD双速控制器:以KB作为主开关与接触器、电气联锁等附件组合构成双速控制器KBD适用于双速电动机(低速排风高速排烟)的控制与保护可实现就地、远程以及消防联动控制。     DKBS双电源自动转换开关电器:以KB基本型产品作为主开关与电压继电器、机械联锁、电气联锁等附件组合构成CB级和PC级两种ATSE具有功能完善、体积小、转换动作时间短等特点KBSP双电源自动转换开关电器:电流~A的一体式PC级ATSE具有电气联锁和机械联锁且结构简单、可靠性高。     EKBJ星三角减压起动器:以KB为主开关与接触器、时间继电器、电气联锁等附件组合构成Y△减压起动器成套单元KBJ可实现对kW及以下电动机的Y△减压起动控制与保护KBJ星三角减压起动器:以KB为主开关与接触器、时间继电器、电气联锁等附件组合构成Y△减压起动器成套单元KBJ可实现对kW~kW电动机的Y△减压起动控制与保护。KB控制与保护开关电器很高的科技含量和卓越的操作能以及灵活的操控方式必将给用户及设计单位乃至社会创造更多的、持续的综合效益。

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