电气基础培训［ppt课件］

前言1.第一家发电厂 1875年a.我国的低压电器的发展概况 1） 20世纪 6070年代初，在模仿基础上设计开发的第一代统一设计产品。以 CJ10、 DW10、 DZ10、 JR16B等产品为代表，产品结构尺寸大、 材料 消耗多、性能指标不理想、品种规格不齐全。（ 2） 20世纪 7080年代，是在更新换代和引进国外先进技术制造的第二代产品。以 CJ20、 DW15、 DZ20、 ME、 AE、 EWE、 AH、 B、3TB等产品为代表，技术指标明显提高，保护特性较完善，体积缩小，结构上适应成套装置要求。（ 3） 20世纪 90年代，跟踪国外新技术新产品自行开发试制新产品，以DW40、 DW45、 DZ40、 S、 CJ40、 M、 F、 3TF等产品为代表，产品性能优良、工作可靠、体积小、 电子 化、智能化、组合化、模块化、组合化、模块化、多功能化，总体技术性能达到或接近国外 20世纪 80年代末 90年代初水平，是我国 低压电器 的支柱产品。 单断点系列前言（ 4)智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器 集成 在一起，主要是实现了脱扣器的智能化。断路器的保护功能大大加强：可实现长延时、短延时、瞬时过流保护、接地、欠压保护等保护功能。在断路器上可显示电压、电流、频率、有功功率无功功率、功率因数等系统运行参数 可通信特点：断路器整体采用模块拼装结构，装配简单、生产组织方便、制造成本低 ,采用先进的旋转 双断点 触头系统，并具有动触头防跌落卡住机构和能量脱扣装置 ,提高断路器的限流性能和分断能力；增加 热磁可调功能，且各功能 模快可自由互换前言b. 低压电器产品需求的基本特点低压电器的用户主要是电力工业，此外还有石化、煤炭、冶金、建筑业以及民用等，低压电器生产厂家的产品绝大多数由低压成套设备厂家所购买，然后组装成配电屏、动力配电箱、保护屏、控制屏等低压成套装置再卖给用户。其特点为：(1)量大面广，可以说国民经济各行各业都离不开低压电器。人们的日常生活，也离不开低压电器。(2)品种规格多 (电压、电流、保护、极数 )，环境条件复杂 (海拔、温度、湿度、污染情况等 )。(3)用户对低压电器的质量 (外观、可靠性、寿命、体积等 )越来越关注，质高价低的产品、既节能又不污染环境的产品受欢迎。前言c.需求结构各行各业对低压电器产品的需求结构各不相同，但大体上有如下的规律：(1)框架式断路器与塑壳式断路器用量之比约为 19。(2)电流等级高的产品用量较小 (如 1600A以上的断路器用量较小，3000A以上的用量更少 )，而 100A及以下的产品用量非常大，小型塑壳断路器用量更大。(3)保护电动机用的低压电器产品如启动器、熔断器、接触器、热继电器、按钮和信号灯等用量非常大。(4)自控行业、电气传动行业用接触器、熔断器、限位开关、行程开关、按钮和信号灯等用量非常大。(5)矿山和煤炭化工行业用真空断路器产品数量较多。d.市场销量结构我国低压电器产品销售市场主要在国内，为发电设备、自动控制设备等配套。据统计每新增 1万 kW发电设备，约需 4万件各类低压电器产品与之配套，其中约需框架式空气断路器 230台，约需塑壳式断路器2200台。另外，低压电器与电动机总安装容量之比约为 0.5件 /W。也就是说一套 30万 kW的发电设备需 120万件各类低压电器元件与之配套，其中包括框架式低压断路器 6900台，塑壳式断路器 66000台。 基本概念开关设备1.开关的四大组成部分及功用a. 导电部分b.灭弧系统c.机构部分d.脱扣部分基本概念开关设备a.安装类别 又称过电压类别1.信号水平级 2.负载水平级 3.配电级 4.电源级一般的断路器安装类别是 3 级，其控制电路是 2级作为电源进线处主开关为 4级b.分断时间 包括 1.固有分断时间和 2.燃弧时间1.指从断开操作开始瞬间到所有触头都分开止2.分断过程中，从触头断开产生电弧至熄灭止 通常，塑壳式断路器全分断不大于 20 ms框架的全分断时间不大于 30ms基本概念开关设备防护等级防护等级以 IP加后面数字表示 第一个数字及后字母表示电路具有对人体和壳内部件的防护，共 9个等级，第 2个数字表示由于外壳进水而引起危害的防护，共 9个等级；断路器一般选用IP2L0-能防止直径大于 12.5MM固体异物进入壳内和防止手指或长度大于 80MM的类似物体触及壳内带电部分或运动部分，但不带防水进入的措施IP3LO-能防止直径大于 2.5MM固体异物进入壳内或长度大于 100MM,直径为 2.5MM的试验探针触及壳内带电部分和运动部件基本概念开关设备术语和定义详见 kfm3 企标附件1 断路器附件的种类分为机内附件和机外附件两类。机内附件是安装在断路器内部的附属装置，包括分励脱扣器、欠电压脱扣器、辅助开关和报 警开关等四种，通常机内附件须开盖安装，但目前已有新型断路器其附件采用模块化结构，其安装和更换不需开盖，从而确保了断路器的可靠性，也给用户带来了方便；机外附件则是安装在断路器外部的附属装置，包括辅助手柄、外部操作手柄、电操机构、手柄闭锁装置、机械联锁装置、电气联锁装置、板后接线装置、插入式安装台和辅助接点装置等。基本概念附件 2 表示断路器状态的附件辅助开关和报警开关都是用于显示断路器当前状态的机内附件，辅助开关和报警开关的区别在于：辅助开关是在断路器分、合闸时改变状态，能显示出断路器的接通状态和断开状态，但无法 区别断路器是否是故障脱扣，因此辅助开关主要用于断路器的分合状态的显示，通过断路器的分合对其他相关电器实施控制或联锁，例如向信号灯、继电器和逻辑电路等输出信号。而报警开关则是在断路器因故障而断开时改变状态，能显示断路器的故障脱扣状态，报警开关主要用于断路器因故障而断开时的状态显示，在断路器负载发生故障时及时向其他相关电器实施控制或联锁，例如向断路器外的报警装置、信号灯、继电器和逻辑电路等输出信号，总之无论是辅助开关，还是报警开关，只能检测断路器主触头的状态，而不能改变其状态 基本概念附件3 实现断路器欠电压保护功能的附件欠电压脱扣器是一种保护性附件，当电源电压下降到欠电压脱扣器额定电压的 35% 70%时，欠电压脱扣器能使断路器脱扣；当电源电压低于欠电压脱扣器额定电压的 35%时，欠电压脱扣器能保证断路器不合闸；当电源电压高于欠电压脱扣器额定电压的 85%时，欠电压脱扣器能保证断路器正常工作。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。例如，电动机负载、控制线路等，欠电压脱扣器有多种额定工作电压和不同电源频率，可供不同场合、不同电源时选用。 基本概念附件4 实现断路器操作功能的附件(1)分励脱扣器是一种实现断路器的远距离分闸的附件，当分励脱扣器的外施电压为分励脱扣器额定控制电压的 70% 110%时，就能可靠地分断断路器。(2)电操机构也是一种远距离操作断路器的机外附件，既可用来实现断路器的远距离分闸操作，也能实现断路器的合闸操作。(3)辅助手柄是一种外部加长手柄，直接装于断路器的手柄上，一般用于 600A及以上的大容量断路器上，进行手动分合闸操作。(4)外部操作手柄是一种具有将断路器的上下扳动操作转换成旋转操作功能的机外附件，有逆时针或顺时针方向合闸等多种形式，使断路器更适合用户的各种操作需要。基本概念附件5 实现断路器锁定功能和联锁功能的附件(1)手柄闭锁装置是一种能使断路器操作手柄可靠地处于打开或闭合位置 (即分闸或合闸锁定 )，而在机械上并不影响断路器自由脱扣的保护装置。2)机械联锁装置也是一种保护装置，主要用于双电源供电电路中两台断路器不可同时通电的场合。(3)电气联锁装置 (也称自动电源切换装置 )为自动实现切换的双电源保护装置，通常若 A 断路器为常用电源断路器，则 B断路器为备用电源断路器。在一些不允许电源断电的重要场所都应选用电气联锁装置。 基本概念附件6 实现断路器多种安装接线方式的附件(1)板后接线方式采用板后接线装置。板后接线装置最大特点是可以在更换或维修断路器及附图电路时，不必重新接线，只须将前级电源断开。 (2)插入式接线方式采用插入式安装台。 插入式安装台主要特点是维修和更换断路器时不必断开前级电源、不必重新接线，从而可以节省维修和更换时间。 基本概念型式试验对按某一设计而制造的一个或多个电器进行的试验，以表明该电器设计符合一定的规范。断路器的形式试验项目：基本概念项目一： 1.顺时 延时特性2.电寿命 1000次 全电压机械寿命 7000次 3.欠压，分励做 30-50次 分励 24V 必须有4. 6In 全电压分断 12次5.温升，事前 70，事后 80项目二： 1.Icu 事前 2极串做， 2倍的电流分断时间事后 2极串做， 2.5倍的电流分断时间小于事前的 2倍的分断时间；2.Ics 全电压 In电流通断，250A 50 次 400A 40 次 630A 30次做完温升，不得超过 80度项目三： 1.防潮，耐压，电磁干扰等额定极限短路分断能力 ICS、额定运行短路分断能力 ICU以及额定短时耐受电流 ICW。基本概念指标：Icu和 Ics短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格、更困难，因此 IEC947-2和 GB14048.2确定 Icu有四个或三个值，分别是25%、 50%、 75%和 100%Icu（对 A类断路器即塑壳式）或 50%、75%、 100%Icu（对 B类断路器，即万能式或称框架式）。断路器的制造厂所确定的 Ics值，凡符合上述标准规定的 Icu百分值都是有效的、合格的产品。万能式（框架式）断路器，绝大部分（不是所有规格）都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线（包括变压器的出线端）都采用它作主（保护）开关，而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护），不能作选择性保护，它们只能使用于支路。由于使用（适用）的情况不同， IEC92船舶电气建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的运行短路分断能力值，而大量使用于分支线塑壳断路器确保它有足够的极限短路能力值。 电压选择1）供电电压决定于用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、电网状况以及发展规划。2）配电电压的高低取决于供电电压、用电设备的电压以及配电范围、负荷大小合分布情况等。如：供电电压为35KV及以上的用电单位的配电电压采用 10KV;高压配电系统标 称 电压 （ kV） 送 电 容量（ MW） 送 电 距离（ km）6 0.1 1.2（ 3） 15 410 0.2 2（ 4） 20 635 2 8 50 2063 3.5 20 100 25110 10 30 150 50各级电压线路的送电能力配电方式1）反射式；2）树干式；3）环式高压配电系统35kV主变压器的选择1）台数和容量决定于地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等。如：有一级或二级负荷时，主变不少于两台，当一台断开时，其余主变应保证用户的一、二级负荷，且不应小于全部负荷的 60。2）具有三种电压的变电所，通过主变各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15以上时，主变易采用三绕组变压器。10（ 6） kV配电变压器的选择1）台数和容量根据负荷大小、对供电可靠性和电能质量的要求。有一级或二级负荷时，且季节负荷变化大时（可允许适当的过载），应装两台以上。2）专用变压器，适用情况：动力和照明分开；单项负荷大；冲击负荷大等。高压配电系统10（ 6） kV变配电所主要设备配置1）母线进线开关专用电源线引自电力系统时，采用断路器或熔断器负荷开关；专用电源线引自用电单位总配电变电所时，若需要带负荷操作或继电保护和自动装置，采用断路器，否则，采用隔离开关或隔离触头组；非专用电源线的进线侧，采用带保护的开关设备，反之，采用隔离开关或隔离触头组。2）母线分断开关分断处应装断路器或隔离开关（不带负荷操作且继电保护和自动装置无要求）3）引出线开关主要采用断路器，如：引出线开关设备；两配电所之间的连线的供电侧（负载侧可装隔离开关或负荷开关）；频繁操作的高压用电设备。高压配电系统35kV主变压器的选择4）出线侧线路隔离开关固定式配电装置的出线侧，在架空出线回路或有反馈可能的电缆出线回路中。5）变压器高压侧开关设备树干式供电时，用带熔断器的负荷开关；放射式供电时，采用隔离开关或负荷开关。6）变压器二次侧总开关设备隔离开关或隔离触头组，若回路较多，有并列运行要求，或有继电保护和自动装置要求时，采用断路器。高压配电系统10（ 6） kV变配电所主要设备配置7）变压器低压侧总开关设备有继电保护和自动切换电源要求，或低压母线为双电源时，采用低压断路器；反之，可采用隔离开关。8）母线分断开关有继电保护和自动切换电源要求时，采用低压断路器；低压母线分断开关设备，一般采用刀开关；低压母线为双电源、母线分断开关采用低压断路器时，在母线分段开关的两侧易装刀开关或隔离触头。高压配电系统电压选择1）车间及其它建筑物的配电电压应采用 220/380V。2） 50Hz/3kV以下交流设备的额定电压和系统额定电压（标称电压）低压配电系统名称 电压 （ V）三相受 电设备 的 额 定 电压 和系 统标 称 电压 36 42 100 127 220/380 380/660 1140三相供 电设备 的 额 定 电压 和系 统标 称 电压 36 42 100 127 220/400 400/690 1200单 相受 电设备 的 额 定电压 6 12 24 36 42 100 127 220 380 单 相供 电设备 的 额 定电压 6 12 24 36 42 100 127 220 3803kV以下交流设备的额定电压和系统标称电压带电导体