控制與保護(hù)開關(guān)電器(CPS)結(jié)構(gòu)特性分析模板

控制與保護(hù)開關(guān)電器（CPS/KB0）結(jié)構(gòu)特性分析和在電氣工程中的應(yīng)用黃晴明 劉定國摘要：從對控制與保護(hù)開關(guān)電器KB0的結(jié)構(gòu)剖析與傳統(tǒng)分離元件電氣性能的對比，指出這一采用模塊化單一結(jié)構(gòu)型式，集成了隔離器+斷路器+接觸器+熱繼電器等主要功能，使控制與保護(hù)更加協(xié)調(diào)配合的特點。CPS（KB0）對電動機(jī)保護(hù)而言是革命性的工程應(yīng)用收到好的效果。關(guān)鍵詞：CPS（控制與保護(hù)開關(guān)電器）；控制與保護(hù)自配合特性；接觸組；傳統(tǒng)分離電器元件1 前言在工廠機(jī)加作業(yè)線和井群泵站中，作為原動力數(shù)量龐大的電動機(jī)能否順利起動和可靠運(yùn)行至關(guān)重要。工程中常因元件選擇不當(dāng)、上下保護(hù)參數(shù)不相匹配、動靜觸頭壓力不足、抖動不穩(wěn)、材質(zhì)不良而燒傷氧化及滅弧措施欠佳使元件損壞，無端跳閘或無故拒跳而燒毀電機(jī)者屢見不鮮。多電機(jī)集控時，因元件量多體大而使柜體臃腫，每柜控制量少而不利于布局。基于電動機(jī)的控制與保護(hù)而研制的CPS（控制與保護(hù)開關(guān)電器）是把隔離開關(guān)、斷路器、接觸器和熱繼電器等多種傳統(tǒng)元器件采用模塊化單一結(jié)構(gòu)形式全新功能集成一體的新型組合電器。CPS是英文“Control and Protective Switching Devices”的縮寫。其圖形符號如圖1所示。使用該符號時，可以省略未使用的功能元素。圖1 CPS圖形符號 圖2 兩種低壓電控系統(tǒng)對比圖2表示為分立元件和KB0（CPS）分別組成的低壓電控系統(tǒng)；a為傳統(tǒng)分離元件搭配的電機(jī)控制系統(tǒng)；過載和斷相時，由熱繼KH來控制接觸器KM動作而短路時則由斷路器QF完成保護(hù)，接線復(fù)雜、保護(hù)分散度大。B方案無論是過載還是短路均由控制與保護(hù)自配合性能已整合成一個KB0來完成。簡單明了穩(wěn)定可靠。上世紀(jì)九十年代前，CPS在我國尚且空缺，“八五”期間國家下達(dá)任務(wù)：由上海電器科學(xué)研究所負(fù)責(zé)開發(fā)、中凱科技股份有限公司負(fù)責(zé)試創(chuàng)生產(chǎn)并于1996年通過國家級鑒定驗收的我國第一代CPS產(chǎn)品，注冊型號為KB0。中凱科技股份有限公司經(jīng)過十余年的改進(jìn)和提高使KB0成為能與法國施耐德公司TESYS U系列產(chǎn)品性能相媲美且某些性能優(yōu)于該產(chǎn)品的多種保護(hù)型式的系列大類產(chǎn)品。KB0（CPS）依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)：GB14048.9-2008低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備多功能電器（設(shè)備）第6-2部分：控制與保護(hù)開關(guān)電器（設(shè)備）（CPS），也即等同IEC60947-6-2:2007標(biāo)準(zhǔn)。成功地進(jìn)入JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，并在實施指南中推為首選產(chǎn)品。2010年KB0正式編入10D303-2和10D303-3等國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集，為KB0在工程上大量設(shè)計和應(yīng)用提供依據(jù)和薦介推廣。2 KB0（CPS）的分類2.1 按保護(hù)單元基本結(jié)構(gòu)型式和功能特性可分為熱磁式和數(shù)字化（電子）式兩大類2.1.1 熱磁式（M）這種開關(guān)的過載、斷相保護(hù)是以雙金屬元件通過電流后，電熱和機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)反時限超載保護(hù)。以電流線圈（磁脫扣）實現(xiàn)動作電流6-12Ie可調(diào)的斷路器的定時限保護(hù)。專門設(shè)計短路瞬動線圈。當(dāng)短路電流（16Ie），KB0可在0.2S的時間內(nèi)瞬時切斷短路電流，在額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?0KA預(yù)期短路電流下分?jǐn)鄷r間僅為23ms。KB0熱磁式可方便地實現(xiàn)時間-電流保護(hù)特性曲線（即三段保護(hù)）。動作穩(wěn)定、壽命長，適應(yīng)環(huán)境較為寬松，比如潮濕、干燥、粉塵及弱酸堿霧等較差環(huán)境。2.1.2 數(shù)字化(電子)式類除具有KB0（M）的性能外，增加了精細(xì)的電流互感器采集信號并通過微處理器（MCU）對電流進(jìn)行數(shù)字式整定和對電機(jī)電流進(jìn)行軟件分析運(yùn)算，實現(xiàn)對電機(jī)的過載、欠載、過流、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞和剩余電流的綜合保護(hù)。置有485接口與上位機(jī)構(gòu)成通訊，方便地實現(xiàn)與四遙系統(tǒng)的配合。按功能不同的區(qū)別，目前有KB0-B、KB0-R、KB0-E和KB0-T等系列產(chǎn)品。2.2 按在低壓系統(tǒng)所處位置和作用可分為直控終端型和雙電源自動轉(zhuǎn)換型2.2.1 用于電路終端直接對電機(jī)控制的開關(guān)，諸如上述兩大類及派生的可逆型；消防型；雙速、三速控制器；Y-降壓起動器；自耦降壓起動器等系列產(chǎn)品。2.2.2 基于CPS技術(shù)實現(xiàn)的雙電源自動轉(zhuǎn)換電器（ATSE）近年來，由于工業(yè)和建筑的飛速發(fā)展，日益增多了對供電連續(xù)性要求較高的重要負(fù)荷。促進(jìn)了主要用于末端ATSE產(chǎn)品的研制和大量地推向市場。歷經(jīng)了以分立元件為主體構(gòu)成的ATSE、以模擬電路應(yīng)用為主的機(jī)電一體化產(chǎn)品和以高性能新型電器元件為基礎(chǔ)并采用CPU為核心智能專用控制器的新型ATSE的問世于發(fā)展歷程。PC級的ATSE或基于接觸器（CTT）的ATSE，均需另加保護(hù)電器，從而增大了設(shè)備安裝面積?；跀嗦菲鳎∕CCB）的CB級ATSE，由于操作機(jī)構(gòu)固有動作時間較長，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時間拖長，一般約為數(shù)秒級或十余秒，不能滿足電源快速轉(zhuǎn)換的要求。ATSE和CPS均屬多功能電器。國內(nèi)成功開發(fā)生產(chǎn)的CPS產(chǎn)品KB0，它的技術(shù)發(fā)展水平和十余年來大量工程應(yīng)用的良好狀況證實，已具有了ATSE的控制與功能要求。配以適當(dāng)?shù)碾娫炊藱z測功能時，則方便的構(gòu)成新型集成化的KB0S型系列的ATSE。它以兩臺KB0主體合而為一的形式，安置斗雞米結(jié)構(gòu)的機(jī)械聯(lián)鎖裝置和電氣互鎖機(jī)構(gòu)，依靠兩組同時分?jǐn)嗟母咝阅苡|頭滅弧系統(tǒng)的接觸組，同時具有了斷路器高的分?jǐn)嗄芰涂刂齐娖鏖L壽命指標(biāo)。不存在一組觸頭進(jìn)行短路電流分?jǐn)嗟耐瑫r另一組觸頭處于閉合狀態(tài)的要求，從根本上解決了不同產(chǎn)品間的特性配合問題。KB0S這種單一的集成化的ATSE運(yùn)行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換可靠，得到了工程界的認(rèn)可。3 CPS為低壓配電與控制系統(tǒng)提供了較為理想的基礎(chǔ)元件3.1 CPS的獨(dú)特結(jié)構(gòu)決定了有完善的保護(hù)功能圖3雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)符號如圖-4所示中凱科技股份有限公司生產(chǎn)的CPS產(chǎn)品KB0系列控制與保護(hù)開關(guān)電器結(jié)構(gòu)示意予以說明。 圖4 (KB0)CPS隔離型結(jié)構(gòu)示意圖KB0（CPS）開關(guān)本體由隔離刀、接觸組、幾個保護(hù)脫扣器和與之相連的操作系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)及指示部件組成。與外設(shè)控制指令相連構(gòu)成負(fù)載和電機(jī)的控制和保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)電源進(jìn)入開關(guān)本體前受與控制電源聯(lián)動的隔離刀閘關(guān)控，可使主電路和控制電路與電源的同時隔離，可安全地對主、控電路、配電負(fù)載和電動機(jī)進(jìn)行檢修。KB0的隔離刀與接觸器組的合分機(jī)構(gòu)間有可靠的電氣聯(lián)鎖和機(jī)械閉鎖設(shè)施，從而保證隔離刀與接觸器組的分合次序，從根本上遏止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)這一惡性事故，保證安全運(yùn)行。KB0（CPS）有和操作機(jī)構(gòu)直接相連的短路瞬時過電流脫扣器，可在16Ie時于0.2S時間內(nèi)瞬時切斷短路電流，在額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?0KA預(yù)期短路電流下分?jǐn)鄷r間僅為23ms，限流系數(shù)達(dá)到0.2以下，并且在分?jǐn)喽搪冯娏骱鬅o需維護(hù)即可投入使用，即具有分?jǐn)喽搪饭收虾蟮倪B續(xù)運(yùn)行性能：KB0在進(jìn)行了分?jǐn)喽搪冯娏髟囼灪?，仍具有不小?500次AC-44電壽命，這是由斷路器等分離元件構(gòu)成的系統(tǒng)所難以達(dá)到的，KB0的這一特性極大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行型。CPS置有動作電流612Ie之值可以整定設(shè)置、動作時間為0.2s的定時限過電流脫扣器。從使用中測試出KB0（CPS）具有協(xié)調(diào)配合的時間電流保護(hù)特性曲線，為系統(tǒng)和負(fù)載提供了完善的三段保護(hù)特性功能。此外KB0數(shù)字化產(chǎn)品還可外置零序電流互感器，實現(xiàn)接地/漏電等剩余電流保護(hù)。工程設(shè)計及應(yīng)用只需要根據(jù)電動機(jī)功率、運(yùn)行狀態(tài)和啟動方式，正確選擇KB0產(chǎn)品型號及規(guī)格，就能達(dá)到對電動機(jī)的過載及短路保護(hù)和控制自動協(xié)調(diào)配合、順利起停和全面保護(hù)。KB0數(shù)字化(電子)式模塊采用電流互感器采集信號傳遞給微處理器，由微處理器發(fā)出指令，使脫扣器動作。熱磁式模塊還具有環(huán)境溫度補(bǔ)償性能。對負(fù)載進(jìn)行三段，斷相、堵轉(zhuǎn)和阻塞等系列保護(hù)，特別是小功率電機(jī)在低過載時做到準(zhǔn)確保護(hù)，確實是可貴之處。3.2 KB0（CPS）的使用極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和連續(xù)運(yùn)行性。3.2.1 具有分離元件與之無法比擬的高短路分?jǐn)嗄芰洼^強(qiáng)的限流能力圖-5為KB0（CPS）的關(guān)鍵部件接觸組和實體圖。圖5 主電路接觸組（1.靜觸頭 2.動觸頭 3.觸頭支持架 4.速斷脫扣器 5.撥桿 6.觸頭彈簧 7.外殼 8.柵片滅弧室）承擔(dān)接觸器和斷路器雙重任務(wù)，起著保護(hù)與控制作用。部件12及右對稱件與8表明在電源和負(fù)載兩側(cè)采用了雙斷點雙滅弧室且靜觸頭為U型結(jié)構(gòu)。分?jǐn)鄷r電弧電動力為斥力，在磁吹和熱氣體壓力下使電弧拉長快速進(jìn)入滅弧柵。兩組有陡峭前沿的電弧被分割成許多串聯(lián)的短弧。拉長弧線增加弧阻而迅速滅弧。為普通MCCB滅弧能力的二倍，限流系數(shù)為0.2以下，預(yù)期短路電流分?jǐn)鄷r間在23ms。從而起到減輕電弧對觸頭灼燒、快速滅弧和大大限制短路電流的三重效果。因而具有額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs和額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu兩者相等特性。KB0額定運(yùn)行短路分?jǐn)嚯娏鱅cs（0-co-co）可達(dá)80KA。在50KA預(yù)期短路到來時，限流系數(shù)為0.2，分?jǐn)鄷r間僅為23ms達(dá)到熔斷器快熔限流水平。從而極大減輕短路電流對系統(tǒng)的動、熱沖擊而且有效的解決靠近變壓器的低壓母排旁安裝小規(guī)格電流產(chǎn)品短路時可分?jǐn)啻箅娏鬟@一問題，也特別適應(yīng)用于重載啟動和頻繁操作切合。KB0在分?jǐn)喽搪冯娏骱鬅o需維護(hù)仍具有不小于1500次的AC-44電壽命，這是由斷路器等分離器件構(gòu)成的系統(tǒng)所難以達(dá)到的。這一特性極大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和連續(xù)運(yùn)行性。3.2.2 根除動、靜觸頭間的抖動而穩(wěn)定運(yùn)行在工廠一排封閉式插接母線下接著20臺左右機(jī)床，其負(fù)載性質(zhì)、運(yùn)行方式、起動方法和電機(jī)容量各有不同，但電機(jī)在起動瞬間總有5-7Ie的沖擊電流。運(yùn)行時有可能出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)和繞組短路過流故障，車間大型負(fù)載的投入和干支線的三相短路都會造成母線電壓突然下降。易使同一母排控制電機(jī)的接觸器線圈欠壓或瞬時失壓，這對靠電磁力保持吸合的接觸器來講是一個災(zāi)難，難以維持吸合而群跳，使多機(jī)停車。當(dāng)系統(tǒng)電壓忽高忽低短時波動，造成接觸器若合若離的抖動，強(qiáng)烈電弧引起觸頭嚴(yán)重?zé)齻c熔焊，這是直動式接觸器燒毀的主要原因，運(yùn)行中屢見不鮮。圖-4示出KB0接觸組的電磁系統(tǒng)與主觸頭采用了獨(dú)特的分離設(shè)計；觸頭的超程和壓力靠內(nèi)部的彈簧儲能實現(xiàn)。盡管諸如上述的電機(jī)起動、短路和系統(tǒng)電壓波動，都不會使主觸頭產(chǎn)生抖動，徹底根除二次彈跳，觸頭始終保持穩(wěn)定的吸合狀態(tài)，大大地增加了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和開關(guān)使用壽命。3.2.3 , 飛弧距短運(yùn)行安全當(dāng)線路通過超過接觸器主觸頭分?jǐn)嗄芰Γㄒ话銥?10Ie）時，在拉弧過程中強(qiáng)大的電動斥力作用下三相極易形成電弧短路而燒毀開關(guān)自身，產(chǎn)生空間飛弧殃及相鄰電器甚至造成人身危害。為此在工程設(shè)計和使用中常選用短時耐受電流大的接觸器和限流式斷路器，用戶為求安穩(wěn)運(yùn)行常把接觸器Ie電流放大一個級別選用，這既不經(jīng)濟(jì)又不合理。KB0（CPS）采用密閉式雙滅弧室結(jié)構(gòu)，飛弧距離僅為2030mm左右且整體封閉，對外無弧飛出，故體小容大可密集于柜中，相互安全運(yùn)行。消除了一般接觸器觸頭裸露、飛弧短路燒毀元件的固有缺陷。3.2.4 KB0（CPS）具有良好的控制與保護(hù)自配合特性集控制與保護(hù)于一體的KB0，生產(chǎn)和組裝時已很好地解決了分離元件不能或很難解決元件之間的保護(hù)與控制特性匹配問題，使其特性配合更完善合理可靠。選用時只要依據(jù)負(fù)載的類型、電機(jī)電流大小即可正確方便地選出單一產(chǎn)品的KB0，用以取代以往的包括自電源進(jìn)線至負(fù)載端各種分離元件的陳舊之法，方便可靠的實現(xiàn)對電機(jī)等負(fù)載的控制與保護(hù)。大大地減輕了設(shè)計時選型上圖、安裝時配線和故障診斷維修換件的工作量，提高了效率降低了成本?？梢奀PS的問世使電動機(jī)的控制與保護(hù)進(jìn)入了一個新時代。3.3 KB0（CPS）在工程應(yīng)用中有顯著的節(jié)材、節(jié)能和降耗效果從圖-2可見，傳統(tǒng)的電機(jī)控制配線中，從電源L連接隔離開關(guān)、斷路器（熔斷器）、接觸器、熱繼電器到電動機(jī)M，主回路須15根導(dǎo)線（或母排），中間用24個螺絲連接。這些線纜銅排和連接件不但費(fèi)用銅材而電流通時發(fā)熱耗能。但在CPS配線中，只需6根導(dǎo)線和6個螺釘，從而很大程度上降低電阻耗能也節(jié)約了銅材。更重要的是減少了連接接點從而就降低了故障機(jī)率。表1所列KB0開關(guān)節(jié)能效果，明顯可觀。表1 KB0（CPS）與分離元件自身耗電比較表CPS（KB0）控制與保護(hù)開關(guān)電器傳統(tǒng)分離元器件（斷路器+按觸器+熱繼電器）控制一臺電機(jī)年耗電CPS節(jié)約數(shù)KWh額定電流A空載電流mA空載損耗W控制電流電壓V年耗電度數(shù)KWh空載電流mA空載損耗W控制電源電壓V年耗電度數(shù)KWh1654.512220105.1212527.5220240.9104.53254.512220105.1212527.5220240.9104.54554.512220105.1212527.5220240.9104.56316536.3220317.924754.3220475.7175.88016536.3220317.927760.9220533.5215.610016536.3220317.929765.3220572254.13.4 模塊化結(jié)構(gòu)有高效的應(yīng)急能力KB0（CPS）產(chǎn)品采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各功能模塊裝入主體后在機(jī)械和電器方面實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合。重要的是各功能模塊均為插拔式連接，拆裝方便，有利于檢修或更換。熱磁式、數(shù)字化（電子）式模塊可在3分鐘內(nèi)更換，解決過負(fù)荷保護(hù)器出現(xiàn)故障時，減少停電損失。KB0接觸系統(tǒng)采用獨(dú)立的ABC三相接觸組，若出現(xiàn)限流短路脫扣器和接觸器功能故障時，不需更換整臺產(chǎn)品，可在10分鐘內(nèi)更換接觸組來予以排除故障。緊急情況下，可將已接好3根電源進(jìn)線和3根負(fù)荷出線的KB0接在原故障開關(guān)的進(jìn)線端和出線端，10分鐘內(nèi)可完成整機(jī)換新，迅速恢復(fù)供電、控制與操作。在最短時間內(nèi)完成對產(chǎn)品故障的排除，更有利于生產(chǎn)，減少停電損失，深受用戶贊譽(yù)。3.5 KB0（CPS）產(chǎn)品系列化、智能化滿足低壓配電和工業(yè)控制的全面選用KB0（CPS）系列化產(chǎn)品功能如表2所示。據(jù)建筑電氣和工控應(yīng)用需求，磁控式和數(shù)字化式產(chǎn)品均派生了隔離型、可逆控制型、消防專用型、雙速三速電機(jī)控制型、減壓起動器型（Y-起動、自耦降壓和加電阻）和雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器等。另有控制柜和開關(guān)箱等成套裝置，應(yīng)用于額定電壓690V及以下，額定電流0.16100A共分26個等級，能對0.0545KW電機(jī)在不同工況下進(jìn)行全壓起動控制與保護(hù)，且能滿足4590KW的電動機(jī)降壓起動，為不同需求用戶提供完整的解決方案。數(shù)字化控制技術(shù)的應(yīng)用，使KB0進(jìn)入智能化行列，采用微處理器（MCU）進(jìn)行數(shù)字化整定準(zhǔn)確可靠，具有LED數(shù)碼管顯示和遠(yuǎn)程控制功能、Modbus通訊和剩余電流保護(hù)功能。這為電機(jī)控制中心（MCC）和多機(jī)聯(lián)動生產(chǎn)線，、實時數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)傳和遙控等綜合自動化提供了必要的基礎(chǔ)條件。表2 KB0系列產(chǎn)品主要功能表產(chǎn)品型式 保護(hù)功能 熱磁式（M）數(shù)字化式基本型KB0隔離型KB0-G數(shù)字化基本型KB0-R數(shù)字化高級型KB0-E數(shù)字化智能型KB0-T短路瞬時16Ie16Ie16Ie16Ie過流短延時612Ie可調(diào)612Ie可調(diào)612Ie可調(diào)612Ie可調(diào)過載反時限可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)斷相 三相I不平衡具有具有具有具有脫扣級別10A或1010A或1010A或1010A或10漏電具有具有具有阻塞具有具有具有堵轉(zhuǎn)具有具有具有具有起動超時具有具有具有欠載具有具有測量顯示具有具有具有故障顯示具有具有具有欠功率具有相序保護(hù)具有通訊功能具有具有4（CPS）在低壓配電和電動機(jī)控制與保護(hù)中應(yīng)用初識4.1 CPS在機(jī)床電氣改造中的應(yīng)用 4.1.1普通車床采用CPS作電器元件改造大有潛力可挖一個普通車床通常的動力設(shè)備由主電機(jī)（5.522KW）、退刀快速電機(jī)（11.6KW）和冷卻泵（0.120.2KW）組成。其電氣系統(tǒng)由一個總的電源開關(guān)（斷路器或帶開關(guān)的熔斷器組）和三套分別由熔斷器、斷路器、交流接觸器和熱繼電器組成的控制系統(tǒng)組成，其綜合造價與具有四合一性能的KB0開關(guān)相比相差無幾。改裝CA6140車床前，每二個月，對接觸器動靜觸頭均要打磨修正。每年對熱繼電器均要試驗整定，每到夏季，熱繼電器常因環(huán)溫升高而失靈，造成無故停車，過載拒動燒毀電機(jī)者時有發(fā)生。改裝后不但配電箱體縮小20%而關(guān)鍵是運(yùn)行穩(wěn)定。全國數(shù)以千萬臺計的普通車床，若全部采用KB0更新，不僅節(jié)約大量板材、節(jié)能減排，更重要是電機(jī)得到良好的保護(hù)和可靠穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，將創(chuàng)造較好的社會效益和企業(yè)效益。4.1.2 采用數(shù)字化智能型的KB0與PLC配合使用，使多刀半自動車床變成自動程控車床PLC編程與KB0通訊功能的緊密配合相得益彰。對老式多刀半自動車床進(jìn)行電氣改造。利用KB0可靠地重載起停和可逆控制，把機(jī)械加工中的平端頭與靠模粗車、精車外圓與切槽合并為一個工序，去掉了一些時繼，行程開關(guān)和電磁閥，取得了精確的工作行程、可靠返回和程序順利自動轉(zhuǎn)換。一氣呵成單件加工。穩(wěn)定高效并降低工人勞動強(qiáng)度，坐享全自動程控之利。4.2 CPS在泵站控制工程中的應(yīng)用圖6 終端配電 圖7 雙電源終端配電 圖8 雙電源消防泵一用一備圖圖6圖7為KB0用于終端配電部位，不同的是圖7采用了基于CPS技術(shù)的雙電源開關(guān)作為主電源開關(guān)。在多支路負(fù)載的終端配電中，主電源開關(guān)容量（KB0或KB0S3）應(yīng)為負(fù)載開關(guān)（n1nn）中最大一路容量的2.5倍及以上，這樣在出現(xiàn)極大短路電流能量脫扣動作時，才具有良好的選擇性，否則將會越級跳閘或上下級同時連跳，造成不應(yīng)有的停電損失。圖8為高層建筑重要負(fù)載消防泵柜，采用雙電源一用一備控制線路。將具有限流功能的KB0裝在有限流功能的雙電源KB0S3的下級，其分?jǐn)嗄芰蛏霞夐_關(guān)的限流特性而大大提高，確為良好的配合。在此重要場所，為求善妥要采用源自限流技術(shù)的級聯(lián)技術(shù)，按工程計算法算出下級KB0開關(guān)出口處短路的最大預(yù)期短路電流。查其限流曲線，將其真正通過的短路電流找出來。再查KB0和上級雙電源KB0S3的能量脫扣曲線而定出在這一實際的短路電流通過時上下兩級開關(guān)的脫扣時間，確保不越級跳閘。嚴(yán)防在泵機(jī)堵死或電機(jī)短路時，因上下級開關(guān)配合不當(dāng)，上級雙電源越級跳閘并使帶短路負(fù)載進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換使之承受二次短路電流沖擊的惡性后果，可見上下開關(guān)容量配合和必要的短路電流的工程計算尤為重要。4.3 CPS在工廠生產(chǎn)線上的應(yīng)用4.3.1 KB0 綜合控制化工反應(yīng)釜生產(chǎn)作業(yè)線 圖9所示陜西渭南高新企業(yè)海泰公司化工反應(yīng)釜電力控制柜。由現(xiàn)場測出反應(yīng)釜的壓力P、溫度T、釜內(nèi)氣體含量QT及加熱體的功率W等送入PLC，經(jīng)程序識別后把控制信號送入控制柜，起停KB0以實現(xiàn)反應(yīng)釜的啟停、正反轉(zhuǎn)、三檔加熱和傾釜等系列動作而完成產(chǎn)品加工全工程。每柜可裝1540個KB0，完成數(shù)個反應(yīng)釜的控制工作。該廠共用298個KB0開關(guān)，運(yùn)行三年有余而無一損壞。每年年終停工清掃和緊固壓線，很少維修。KB0以高可靠性而確保生產(chǎn)順利進(jìn)行，獲取好的經(jīng)濟(jì)效益。圖9 陜西渭南海泰公司反應(yīng)釜控制柜4.3.2 酸洗硬質(zhì)陽極氣化作作業(yè)線把KB0密集于控制臺內(nèi)，通過PLC進(jìn)行順序控 制，產(chǎn)品借助于KB0的正反停，完成產(chǎn)品入酸除銹弱酸鈍化凈沖工藝陽極氧化凈沖出槽等工藝流程。由于KB0有防腐和封閉隔離功能且可頻繁啟動而適于充有弱酸霧環(huán)境的連續(xù)生產(chǎn)工藝而取代分立件的控制。運(yùn)行效果尚可。4.4 選用CPS有助于水、電四遙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化和提高運(yùn)行的可靠性。智能型電子式的KB0產(chǎn)品的問世，拓寬了KB0的應(yīng)用范圍。采用微處理器對電機(jī)進(jìn)行精確的全能性保護(hù)，對配電電路負(fù)載可接通、承載和分?jǐn)嗾l件下運(yùn)行過載電流，也能夠接通、承載和分?jǐn)喾钦l件下的短路電流。具有遠(yuǎn)控和就地自控功能。通過控制器的嵌入式軟件分析計算，發(fā)出啟停處理指令，并通過485接口轉(zhuǎn)至上位機(jī)，這樣就省去四遙終端一些執(zhí)行部件，簡化四遙結(jié)構(gòu)、提高速率和可靠性。特別是在河網(wǎng)配水四遙系統(tǒng)，在洪水到來之時，水庫閘門和渠網(wǎng)閘門可以群起群開，從速排汛以解危機(jī)。4.5 KB0在電動機(jī)控制與保護(hù)系統(tǒng)中的配置表3所列為配置推薦方案，僅供選用。表3 電動機(jī)全壓起動控制與保護(hù)系統(tǒng)KB0配置推薦方案方案KB0產(chǎn)品組合應(yīng)用范圍及工作環(huán)境要求雙電源產(chǎn)品系列1KB0SKB0-M熱磁式（含基本型、消防型）45KW以下電動機(jī)全壓起動控制與保護(hù)，適用于較為潮濕的環(huán)境2KB0SZKSPKB0-18KB0-187.5KW以下電動機(jī)的控制與保護(hù)7.5KW以下電機(jī)控制與保護(hù)最經(jīng)濟(jì)配置3KB0SZKSPKB0-R數(shù)顯電子式(含消防型)KB0-R數(shù)顯電子式45KW以下電動機(jī)全壓起動和精確保護(hù)。用于干燥環(huán)境電動機(jī)精確保護(hù)的最經(jīng)濟(jì)配置4KB0SKB0-E數(shù)字化高級型電子式（含消防型）45K