設(shè)備常用低壓電氣回路設(shè)計

常見設(shè)備低壓電氣回路設(shè)計

GPM內(nèi)部培訓(xùn)教材

一、低壓電氣的分類1、

低壓電氣根據(jù)它在電氣綫路中所処的地位和作用，可分爲(wèi)低壓配電電器和低壓控制電器兩大類。A、配電電器：主要用於電力網(wǎng)系統(tǒng)。B、控制電器：主要用於電力拖動和自動控制。A、配電電器屬於這一類的有：低壓斷路器、漏電保護器、熔斷器、刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)等。對配電電器的主要技術(shù)要求是:分?jǐn)嗄芰姟⑾蘖餍Ч?、動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性高和操作過低電壓。B、控制電器屬於這一類的有：接觸器、啟動器、主令電器和各種控制繼電器等。對控制電器的主要技術(shù)要求是：有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換能力，操作頻率高、電氣壽命和機械壽命等。2、低壓電器的其他分類方法低壓電器按照它的動作方式可分爲(wèi)自動切換電器和非自動切換電器兩大類。

自動切換電器在完成接通、分?jǐn)嗷騿檮?、反向以及停止等動作時，依靠其本身參數(shù)的變化或外來信號而自動進行工作；非自動切換電器主要依靠外力直接操作來進行切換等動作。二、電氣圖紙的分類1、主回路部分2、應(yīng)用元器件控制回路3、警示、顯示、緊?；芈?、輸入、輸出信號回路5、其他1、主回路部分-一次回路1、主回路部分（1）電源供電A、什麼是三相交流電？三個具有相同最大值、相同頻率，而在相位上彼此相差120°的正弦交流電動勢、電壓或電流稱爲(wèi)三相交流電。B、什麼是三相三綫制供電？

以三條相綫向負(fù)載供電的方式，稱爲(wèi)三相三綫制供電，如下圖所示。

三相三綫制供電的電源電壓，是相間電壓又稱綫電壓，綫電壓是指任意兩條相綫之間的電位差。

三相三綫制供電系統(tǒng)圖C、什麼是三相四綫制供電？

以四條導(dǎo)綫向負(fù)載供電的方式，稱爲(wèi)三相四綫制。就是電源採用星形連接法，以三條相位互差120°、同頻率電壓或電流的相綫和由電源中性點引出的零綫（已經(jīng)採取中性綫工作接地的）組成的四條導(dǎo)綫向負(fù)載供電的方式，稱爲(wèi)三相四綫制供電。

三相四綫制供電系統(tǒng)圖D、三相四綫制供電的方式，對負(fù)載可提供兩種電壓，即相電壓UUN和綫電壓UUV。它們的關(guān)係為：UUV=√3UUN相電壓是指相綫對零綫之間的電位差。對於既有三相負(fù)載，又有單相負(fù)載的用電系統(tǒng)應(yīng)採用三相四綫制的供電方式。（2）漏電保護開關(guān)=剩餘電流保護器A、定義：在規(guī)定條件下，當(dāng)剩餘電流（漏電電流）達到某一規(guī)定值時，發(fā)生報警信號或使被控電路斷開的電器。按功能分，剩餘電流（漏電）保護器可分爲(wèi)剩餘電流斷路器、剩餘電流（漏電）繼電器和漏電保護插座。作用：剩餘電流保護器能有效防止人身觸電事故的發(fā)生，防止用電設(shè)備漏電、接地故障，防止剩餘電流引起的電氣火災(zāi)等。原理圖：

B1、剩餘電流保護器的主要技術(shù)參數(shù)：剩餘電流（漏電）保護器的主要技術(shù)參數(shù)是動作電流和動作時間。動作電流：保護器的動作電流三類30mA及以下--高靈敏度保護器(主要防止人身觸電事故)30mA以上至100mA--中靈敏度(主要防止觸電事故和漏電火災(zāi))

100mA以上--低靈敏度(防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故)

注意：爲(wèi)了避免誤動作，剩餘電流保護器的額定漏電不動作電流不得低於額定動作電流的1/2。動作時間：保護器的動作時間（或分?jǐn)鄷r間）指動作時的最大分?jǐn)鄷r間，有快速型、延時型和反時限型之分。快速型動作時間不超過0.1s；延時型的動作時間不超過0.1~2s；反時限型動作時間規(guī)定：1倍動作電流時，動作時間不超過1s;2倍動作電流時，動作時間不超過0.2s;5倍動作電流時，動作時間不超過0.03s。對於防止人身觸電宜採用高靈敏度、快速型的漏電保護器，其動作電流和動作時間的乘積不應(yīng)超過30mA?s。B3、剩餘電流保護器的主要技術(shù)參數(shù)：剩餘電流保護器的額定值除上述兩項主要參數(shù)外，尚有額定電壓UN、額定電流IN、額定頻率、額定短路接通分?jǐn)嗄芰?、額定漏電接通分?jǐn)嗄芰Φ葏?shù)。C、電流動作型剩餘電流斷路器的工作原理在正常供電情況下，零序電流互感器TA的一次側(cè)綫圈中（穿過TA鐵芯的L1、L2、L3、N四條綫）電流的矢量和為零，即I1+I2+I3+IN=0，在鉄芯中磁通的矢量和也為零，在TA二次綫圈中沒有感生電勢和電流，脫扣綫圈中無電流。

當(dāng)發(fā)生人身觸電時，圖中I3中的一部分電流I△流過人體，使流過TA一次側(cè)的電流I3減小，I1+I2+I3+IN≠0，在TA二次綫圈中感生出電勢和電流，脫扣綫圈中有電流流過，當(dāng)電流達到整定值時，脫扣器動作，是斷路器QF掉閘切斷故障電路。

C、電流動作型剩餘電流斷路器的工作原理TM—配電變壓器；TA—零序電流互感器；QF—斷路器；YA—脫扣綫圈D、剩餘電流保護器的選擇？（1）以單相220V/110V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用二極二綫式或單極二綫式保護器。（2）以三相三綫式200V~400V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)，應(yīng)選用三極式保護器。（3）以三相四綫式200V~400V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)，或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路，應(yīng)選用三極四綫式、四極四綫式保護器。E、怎樣估算電路的泄漏電流值？對一般照明電路和居民用電的單相回路I△n≧Im/2000

對三相動力或動力照明混用綫路I△n≧Im/1000

式中I△n—額定動作電流；Im—電路最大供電電流。

注意：選用的剩餘電流保護器的額定漏電不動作電流，應(yīng)不小於電氣綫路和設(shè)備的正常泄漏電流最大值的2倍。F、其他注意事項（1）爲(wèi)了避免誤動作，剩餘電流保護器的額定不動作電流不得低於額定動作電流的1/2。（2）根據(jù)我國用電規(guī)程要求，設(shè)備接地電阻要小於4Ω（220V）或10Ω（380V）。（3）低壓斷路器低壓斷路器：AC50或60Hz、額定電壓在1200V及以下；DC額定電壓1500V級以下能接通、承受及分?jǐn)嚯娏鞯呐潆婋娖鳌、低壓斷路器的參數(shù)兩個額定電流，即斷路器額定電流In和斷路器殼架等級額定電流Inm。斷路器額定電流In是指脫扣器能長期通過的電流；斷路器殼架等級額定電流Inm是指每一塑殼或框架中所能裝的最大脫扣器的額定電流。脫扣器：分勵脫扣器、欠壓脫扣器、過電流脫扣器。過電流脫扣器又可細(xì)分爲(wèi)過載長延時脫扣器或熱脫扣器、短路短延時脫扣器、短路瞬時脫扣器或電磁脫扣器等。過載、短路都是過電流。B、低壓斷路器如何實現(xiàn)過載長延時保護？利用雙金屬元件通過電流后發(fā)生變形，產(chǎn)生位移，去推動脫扣軸使斷路器脫扣跳閘的。因爲(wèi)雙金屬具有電流大、變形快；電流小、變形慢的特點，所以，它具有反時限的保護特性。適合做過載保護。C、低壓斷路器如何實現(xiàn)短路瞬動保護？

短路保護一般應(yīng)是瞬動的，低壓斷路器多採用電磁式過電流脫扣器來實現(xiàn)瞬時脫扣。D、低壓斷路器如何實現(xiàn)短路延時保護？E、低壓斷路器如何實現(xiàn)欠電壓保護？F、按保護對象分，常用低壓斷路器可分爲(wèi)幾種？常用低壓斷路器可分爲(wèi)四種，即配電保護型、電動機保護型、家用或類似場所用保護型和剩餘電流保護型。低壓斷路瞬時脫扣器有B、C、D三種形式。B型脫扣電流值為（3~5）In、C型為（5~10）In、D型為（10~50）In。一般情況下，配電保護型場合使用C型脫扣器；電動機保護型場合使用C型或D型脫扣器。G、低壓斷路器的選用原則:

1)應(yīng)根據(jù)不同的使用目的、安裝場所和保護對象選用不同的漏電斷路器。一般應(yīng)根據(jù)用電線路的相數(shù)（單相電路還是三相線路）、額定電壓、負(fù)載電流、漏電動作電流、預(yù)期的短路電流、負(fù)載類型等選擇漏電斷路器的相應(yīng)合適的額定值。2)根據(jù)線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式--確定選用框架式、裝置式或限流式等。3)斷路器的額定電壓UN應(yīng)等于或大于被保護線路的額定電壓。4)斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護線路的額定電壓。字5)斷路器的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流。6)斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。7)配電線路中的上、下級斷路器的保護特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下方且不相交。8)斷路器的長延時脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。一般家用的漏電斷路器重點是進行人身保護，應(yīng)選用漏電動作電流為30mA及以下的斷路器較為安全；如果重點是保安防火，則可考慮選用漏電動作電流為50~100mA的斷路器。G、低壓斷路器的選用原則:

H、實例應(yīng)用C32系列小型斷路器

C32系列是施耐德電氣公司面向工業(yè)控制領(lǐng)域及原始設(shè)備制造商(OEM)推出的小型斷路器。

主要參數(shù)：工作電壓:AC230/400V額定電流:1~63A極數(shù):1P,2P,3P,4P分?jǐn)嗄芰?C型曲線:6kA(1~40A)4.5kA(50,63A)-D型曲線:4.5kA(1~40A)脫扣曲線-C型曲線:(5-10)In-D型曲線:(10-14)In電氣附件:-OF,SD-MX+OF-MN/MNs符合標(biāo)準(zhǔn):-IEC60898/GB10963

結(jié)構(gòu)及功能部件

(1)組合型接線端子；

(2)用于過載保護的熱雙金屬片；

(3)用于短路保護的電磁脫扣器；

(4)機械鎖定和手柄裝置；

(5)觸頭系統(tǒng)；

(6)快速滅弧系統(tǒng)；

(7)外殼和卡軌部件。（4）變壓器變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。

A、分類

按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。

按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。

按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

B、電源變壓器的特性參數(shù)

1）工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計和使用，這種頻率稱工作頻率。

2）額定功率

在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。

3）額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。

4）電壓比

指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。

5）空載電流

變壓器次級開路時，初級仍