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船舶電力系統(tǒng)繼電保護第一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五因此在船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中,都要采取切實有效的措施,盡量避免不正常運行狀態(tài)和短路故障的發(fā)生。
最有效的辦法之一,就是在船舶電力系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護裝置,以自動迅速地切除故障。第二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1船舶電力系統(tǒng)繼電保護的任務(wù)和作用船舶電力系統(tǒng)繼電保護的作用就是監(jiān)視電力系統(tǒng)運行狀態(tài),提高電力系統(tǒng)運行的安全可靠性。同時它還是船舶電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分。⑴當船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障或有必將導(dǎo)致故障的趨勢時,繼電保護裝置能準確、自動地檢測出其信號,并迅速及時地將故障電路從系統(tǒng)中切除,以保證船舶電力系統(tǒng)的正常電路和設(shè)備安全運行。第三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五⑵當船舶電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)且短時還不足以造成破壞時,保護裝置應(yīng)自動發(fā)出報警信號,警示值班人員及時進行處理,以防不正常運行狀態(tài)繼續(xù)發(fā)展和導(dǎo)致事故的發(fā)生。⑶配合自動控制裝置,自動消除或減少事故的發(fā)生。
第四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2船舶電力系統(tǒng)繼電保護的內(nèi)容及構(gòu)成2.1繼電保護的主要內(nèi)容有1)船舶發(fā)電機的保護2)船舶電力網(wǎng)的保護3)船舶用電設(shè)備的保護第五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.2繼電保護裝置的基本構(gòu)成繼電保護裝置一般由測量電路、邏輯電路和輸出電路三大部分構(gòu)成。第六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五測量電路反應(yīng)被保護系統(tǒng)運行參數(shù)的變化,并與保護的整定值進行比較。如果運行參數(shù)達到整定值,則測量電路就起動,向邏輯電路送去信號。
第七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五邏輯電路接受測量電路送來的信號,根據(jù)保護的要求,進行綜合判斷,決定裝置是否動作。若保護裝置應(yīng)該動作,邏輯電路就向輸出部分送去信號。第八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五輸出電路根據(jù)保護裝置的任務(wù),向斷路器發(fā)出跳閘信號,或者發(fā)出報警信號。第九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五3對繼電保護裝置的基本要求根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護裝置所承擔的基本任務(wù)和作用,一般對繼電保護裝置有四項基本要求。
1)選擇性
2)速動性3)靈敏性4)可靠性第十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1)選擇性
在選擇性保護中,若前一級保護裝置拒絕動作,則后一級保護裝置應(yīng)動作。
實現(xiàn)保護選擇性有兩個基本原則:時間原則電流原則第十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五①時間原則時間原則是指以保護裝置動作時限的不同,來保證選擇性。
設(shè)ACB1、MCB3和MCB5的過電流保護的動作時限分別為t1、t3和t5。t1>t3>t5t3=t5+Δtt1=t3+Δt=t5+2Δt一般繼電保護裝置取Δt=(0.1~0.4)秒。第十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五②電流原則電流原則可以依次整定各級繼電保護裝置的始動值來實現(xiàn)。通常依次整定繼電保護裝置動作的電流值的不同,來保證選擇性。第十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在船舶電力系統(tǒng)中,最好采用時間原則和電流原則相結(jié)合的方法,來滿足保護選擇性和快速性的要求。
繼電保護裝置的動作電流整定值,從負載至電源端,逐級加大整定各級保護的動作電流整定值。第十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2)速動性速動性就是要求保護裝置的動作時限應(yīng)力求短。迅速切除故障可減輕被保護設(shè)備的損壞程度、防止故障蔓延,并減少對非故障電路的影響。(1)熱效應(yīng)方面要求快速切除短路故障的理由主要有以下兩方面:
(2)對負荷的影響方面第十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(1)熱效應(yīng)方面通過電氣元件的短路電流產(chǎn)生的熱量Q與短路電流Ik的平方和時間t成正比,即:
由此可見,短路切除得越快,產(chǎn)生的熱量越小,設(shè)備越不易燒壞。
第十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)對負荷的影響方面短路對異步電動機的影響最明顯,因異步機的轉(zhuǎn)矩M是和電壓的平方成正比的,即:若電壓U下降較大,轉(zhuǎn)矩M下降更大,會使電動機停止運轉(zhuǎn)。若短路故障很快切除,非故障部分的電壓可迅速恢復(fù)。第十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五3)靈敏性繼電保護裝置的靈敏性是指對于其保護范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。
靈敏性愈高,故障發(fā)覺和切除得就愈早,對系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就愈小。保護裝置的靈敏性,可用靈敏度來表示。
第十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五4)可靠性可靠性是指裝置本身要能可靠地工作繼電保護裝置的可靠性主要取決于:保護方式的選擇,裝置本身的質(zhì)量,整定計算和調(diào)試,安裝、維護和檢修質(zhì)量等。
第十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在應(yīng)用中對于具體問題需結(jié)合實際,具體分析和解決,例如,對于過載保護,主要是考慮它的可靠性,并不要求它的速動性;而對于短路保護,則要盡量考慮它的速動性。從對保護裝置的上述基本要求中可以看出,這四個方面是互相聯(lián)系、互相制約的。例如:若速動性很高,則選擇性就要差些,反之亦是。若可靠性很高,則靈敏性就要差些,反之亦然。第二十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第2節(jié)船舶電力系統(tǒng)主要保護電器
具有保護功能的電器稱為保護電器
自動空氣斷路器熔斷器逆功率繼電器負序繼電器等等第二十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1船舶電力系統(tǒng)自動空氣斷路器船舶電力系統(tǒng)自動空氣斷路器既是一種開關(guān)電器,又是一種保護電器。
自動空氣斷路器,是船舶電力系統(tǒng)中常用的一種配電保護電器,集控制與多種保護功能于一體,在正常情況下可用于不頻繁地接通和斷開電路,當電路中發(fā)生短路等故障時,能自動切斷故障電路,保證線路和電氣設(shè)備的安全。
第二十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.1船用自動空氣斷路器分類及功能船用自動空氣斷路器可分為:萬能式自動空氣斷路器(aircircuitbreaker,ACB)裝置式自動空氣斷路器(mouldedcasecircuitbreaker,MCB)也稱框架式自動空氣斷路器
也稱塑殼式自動空氣斷路器第二十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.1.1船用萬能式自動空氣斷路器
船用萬能式自動空氣斷路器一般裝設(shè)在配電裝置內(nèi),也可安裝在墻上或支架上,因此又稱“框架式”斷路器??蚣苁綌嗦菲魉械慕M件,如觸頭系統(tǒng)、滅弧室、脫扣器和操作機構(gòu)均裝在一個絕緣的金屬框架內(nèi)。
第二十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船用萬能式自動空氣斷路器具有多種操作方式和保護方案,它既可采用手柄手動操作,又可使用按鈕手動遙控操作,也可以采用自動操作。
萬能式自動空氣斷路器的保護有熱脫扣器、電磁式脫扣器、電子式及智能化脫扣器等保護裝置。智能化脫扣器可實現(xiàn)選擇性斷開,并具有動作顯示、記錄和報警等功能,整定電流和故障電流(過載電流和短路電流)可在脫扣器面板上顯示出來。
第二十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第二十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第二十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五我國生產(chǎn)的船用萬能式自動空氣斷路器主要有DW系列和引進產(chǎn)品AH型(國內(nèi)編號DW914型)等幾種。
第二十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.1.2船用裝置式自動空氣斷路器裝置式自動空氣斷路器為封閉式結(jié)構(gòu),除操作手柄及接線端子外露外,其余部件(觸頭、滅弧室、脫扣器和操作機構(gòu))均裝在塑料外殼之內(nèi)。
裝置式自動空氣斷路器除具有過載、短路保護功能外,特殊的還具有失壓等保護功能,因此,當發(fā)電機功率小于50kW時,也可用作發(fā)電機主開關(guān)。第二十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.2自動空氣斷路器型號含義例如:DW98-500/33表示船用萬能式低壓斷路器,額定電流500A,3極,復(fù)式脫扣保護。DZ91-100/33表示船用裝置式低壓斷路器,額定電流100A,3極,復(fù)式脫扣保護。斷路器型號隨著廠家的不同其含義及命名方法有所不同。第三十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.3自動空氣斷路器電氣參數(shù)1)額定電壓
額定電壓是指在規(guī)定條件下,自動空氣斷路器在長期工作中能承受的最高電壓。額定電壓一般在690V以下2)額定電流
額定電流是指在規(guī)定條件下,自動空氣斷路器在合閘位置允許長期通過的最大工作電流。額定電流一般從幾十安到4000安之間第三十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五3)短路接通能力
當發(fā)生短路故障時,自動空氣斷路器能承受的最大短路電流值。
一般從幾十千安到150千安4)短路分斷能力
當發(fā)生短路故障時,自動空氣斷路器分斷電流(或電弧)的能力。
一般從幾十千安到100千安第三十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五5)機械壽命
自動空氣斷路器在需要修理或更換機械零件前所能承受的無載操作次數(shù)稱為機械壽命。6)電壽命在規(guī)定的正常工作條件下,自動空氣斷路器不需修理或更換零件情況下,帶負荷操作的次數(shù)稱為電壽命。第三十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五萬能式自動空氣斷路器的框圖由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、自由脫扣機構(gòu)、操作傳動裝置和保護元件組成。1.4萬能式自動空氣斷路器結(jié)構(gòu)第三十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五主觸頭承擔電路的正常工作電流?;∮|頭是為了避免斷開電路時產(chǎn)生的電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。副觸頭是考慮到斷開電路時,電流由主觸頭移到弧觸頭的瞬間,可能因壓降太大產(chǎn)生電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。1.4.1觸頭系統(tǒng)船用萬能式自動空氣斷路器的觸頭系統(tǒng)一般由二到三組觸頭以及多組輔助觸點組成。觸頭一般包括主觸頭、副觸頭(又稱預(yù)接觸頭)和滅弧觸頭。
第三十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五邏輯動作順序是:在合閘時,先接通弧觸頭,然后接通副觸頭,最后才接通主觸頭;在分閘時,先斷開主觸頭,然后是副觸頭,最后才是弧觸頭。
副觸頭則采用紫銅材料。弧觸頭要采用耐電弧、抗熔焊的材料制成,如銅或銅鎢合金。主觸頭要求采用良好的導(dǎo)電材料,如銀鎢合金。第三十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船用萬能式自動空氣斷路器還包括多組輔助觸點(多組常開、常閉觸點),用于控制電路中,以指示空氣斷路器的通、斷狀態(tài)。
第三十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五萬能式自動空氣斷路器的主觸頭系統(tǒng)常用的有對接式觸頭、橋式觸頭和插入式觸頭。
對接式觸頭在大小容量中均常使用,它配合柵片式滅弧裝置,既可拉長電弧,又可利用滅弧柵片將電弧分割成短弧,獲得較好的滅弧效果。橋式觸頭具有雙斷口觸頭系統(tǒng),為了防止觸頭接觸處溫升過高,需要加大接觸壓力,要求具有較高的閉合力和較貴的觸頭材料。插入式觸頭只用于不產(chǎn)生電弧的接觸處,這種觸頭的特點是本身具有電動補償作用,當通過巨大短路電流時,能防止觸頭彈開。第三十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.4.2滅弧裝置船用萬能式自動空氣斷路器的滅弧裝置隨斷路器的結(jié)構(gòu)而異,采用較多的是滅弧罩加磁吹線圈結(jié)構(gòu)。要想提高空氣斷路器的斷流容量,必須具有強滅弧性能,通常采用復(fù)式滅弧原理,即具有去離子?xùn)牌蜏缪鏂?,以減小斷開斷路器時的飛弧區(qū)域。當開關(guān)斷開時,強大的電流以電弧的形式進入滅弧柵片,利用復(fù)式滅弧柵片將長弧隔離成多段短弧縮小飛弧距離,使電弧迅速降溫熄滅。第三十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船用萬能式自動空氣斷路器有三個滅弧罩,內(nèi)部分別是斷路器的三相動、靜觸頭。這樣設(shè)計的作用是使滅弧罩內(nèi)的電弧迅速熄滅,以保護觸頭不被電弧灼傷或熔焊,同時各相電弧在各自的滅弧罩內(nèi),不會產(chǎn)生三相弧光短路,提高了斷路器的使用壽命和工作的可靠性。
第四十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.4.3操作機構(gòu)萬能式自動空氣斷路器的操作機構(gòu)可分為合閘操作機構(gòu)和分閘脫扣機構(gòu)
1)合閘操作目前船舶采用的空氣斷路器有三種合閘操作方式,手柄合閘、電動機合閘和電磁鐵合閘方式。
自動空氣斷路器的傳動裝置有手柄式、連桿式、電磁式、電動式等幾種。合閘前都必須使儲能彈簧儲能,自由脫扣機構(gòu)“再扣”,利用儲能彈簧釋放的能量實現(xiàn)合閘。第四十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船用萬能式自動空氣斷路器大多采用按鈕合閘操作,其內(nèi)部實際合閘操作機構(gòu)不是電磁鐵形式就是電動機形式,但均要保留有手柄操作方式。
手柄操作合閘方式一般只在檢查和特殊情況下使用。一般較大容量的開關(guān)是采用電合閘,以減少操作強度,并能滿足自動控制和遙控操作的需要。第四十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五不論哪一種操作方式,均要首先使貯能彈簧貯能,并使自由脫扣機構(gòu)“再扣”,然后利用彈簧的貯能快速合閘,即使合閘的時間與操作無關(guān),僅與斷路器內(nèi)部機構(gòu)有關(guān)。
目前萬能式自動空氣斷路器,采用電磁鐵合閘操作機構(gòu)的合閘時間一般在0.1s左右,采用電動機合閘操作機構(gòu)的合閘時間一般為0.3~0.4s左右。第四十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五也有先將手柄搖轉(zhuǎn)38圈左右使主彈簧儲能(也有發(fā)電機建壓后主開關(guān)自行使主彈簧儲能的,因此不需要搖動),使自由脫扣機構(gòu)達“再扣”位置,然后將手柄再搖轉(zhuǎn)2~4圈左右,使儲能彈簧釋放,實現(xiàn)合閘。手柄合閘操作依照主開關(guān)類型不同,其操作方法也不一樣:有的先將合閘手柄逆時針轉(zhuǎn)動120°左右,然后順時針轉(zhuǎn)動120°左右來實現(xiàn)合閘;有的先將合閘手柄向下扳動,然后向上扳動來實現(xiàn)合閘的;第四十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五
c.AH型采用電磁鐵直推式合閘電磁或電動合閘a.DW-94型采用電動合閘b.DW-95、DW-98型采用電磁合閘第四十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五①
DW-94電動合閘控制線路第四十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五發(fā)電機建立電壓后,紅色指示燈亮,失壓脫扣線圈獲電,操作電動機M通電轉(zhuǎn)動,使彈簧儲能第四十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五凸輪使儲能開關(guān)常開觸點閉合,常閉觸點斷開,此時黃色指示燈亮,表明儲能彈簧已儲能,自由脫扣機構(gòu)己處于“再扣”位置。第四十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五合閘時,按—下合閘按鈕SBl,電動機再次轉(zhuǎn)動,使儲能彈簧釋放,主開關(guān)合閘第四十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五主開關(guān)合閘,綠色指示燈亮,表示合閘完畢,儲能開關(guān)恢復(fù)原位,此時,主開關(guān)的輔助觸點斷開,電機停轉(zhuǎn)。第五十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五②
DW95電磁操作合閘
DW95自動斷路器采用電磁操作,彈簧儲能合閘。
當發(fā)電機建壓后,電源經(jīng)合閘操作按鈕A的常閉接點、整流二極管D1、限流電阻R、中間繼電器ZJ的常閉接點ZJ/1和ZJ/2,對電容C進行充電,做好合閘準備。
第五十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五合閘時,按下合閘操作自動復(fù)位按鈕A,其常閉接點斷開,常開接點閉合,C的充電回路被斷開,已充電的C經(jīng)A的常開接點(現(xiàn)已閉合)、主開關(guān)的常閉輔助觸點DF1立即對ZJ放電。
第五十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五ZJ獲電后立即動作,ZJ/1和ZJ/2斷開,使C的充電回路保持斷開。ZJ的常開觸點ZJ/3閉合,使ZJ自保。ZJ的常開觸點ZJ/4~ZJ/6閉合,使操作電源經(jīng)ZJ/4~ZJ/6和橋式整流器D2~D5,對合閘操作電磁鐵線圈HQ供電。HQ獲電后動作,立即將儲能彈簧拉長,使彈簧儲能,此時自由脫扣機構(gòu)處于“再扣”位置。第五十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五由于C很快放電結(jié)束,因此經(jīng)很短時間后,C的電壓降低至ZJ的釋放電壓,ZJ釋放。于是ZJ/4~ZJ/6斷開,使HQ斷電。已儲有位能的儲能彈簧被突然釋放,帶動主開關(guān)合閘。第五十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五由于ZJ釋放,ZJ/1和ZJ/2閉合,C又被充電;ZJ/3斷開,使C對ZJ的放電回路斷開,這就又為下次合閘作好了準備。當開關(guān)合閘后,因為DF1已斷開,所以這時即使重按A,也不會有任何動作。第五十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在DW95開關(guān)未合閘之前,當HQ通電吸動銜鐵使儲能彈簧儲能的同時,壓下微動開關(guān)WK,使WK閉合,給失壓脫扣線圈S通電。當合閘后,WK又斷開,但此時DW95開關(guān)的常開輔助觸點DF2已閉合,故仍可保持S有電。第五十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五DW-98電磁合閘控制線路發(fā)動機建立電壓,經(jīng)二極管D向電容C充電。③DW-98電磁合閘控制線路第五十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五合閘時,按下按鈕SB,電容C對繼電器KA放電,使KA吸合,其常閉觸點KA1,KA2斷開切斷電容C充電通路,觸點KA3實現(xiàn)自鎖。其常開觸點KA4、KA5閉合,接通電磁線圈KM,在電磁吸力作用下,儲能彈簧拉長儲能,自由脫扣機構(gòu)處于“再扣”位置。DW-98電磁合閘控制線路第五十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五由于電容兩端電壓很快下降,當下降到繼電器KA的釋放電壓,KA釋放,常開觸點斷開,儲能彈簧釋放,自由脫扣動作實現(xiàn)合閘。合閘后,主開關(guān)的輔助觸點DW斷開,此時再按合閘按鈕SB,不會再有合閘動作。DW-98電磁合閘控制線路第五十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五④AH型萬能式自動空氣斷路器AH型萬能式自動空氣斷路器的合閘操作采用電磁鐵直推式合閘
第六十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五發(fā)電機建立電壓后,合上電磁控制開關(guān),繼電器KA1通電,其常開觸點KA1閉合后繼電器KA2有電,其常開觸點KA2閉合,合閘線圈HQ通電,快速將動銜鐵吸上,利用動銜鐵的質(zhì)量和速度,通過電磁合閘柱銷,對四連桿機構(gòu)產(chǎn)生一個較大的沖擊,推動合閘機構(gòu)合閘。第六十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五合閘后,自動開關(guān)的輔助常開觸點DF1閉合,繼電器KA3通電,其常閉觸點KA3斷開,繼電器KA1斷電,其常開觸點KA1斷開,控制繼電器KA2失電,觸點KA2斷開,從而使合閘線圈HQ斷電,電磁吸力消失,合閘動銜鐵在自身重力和復(fù)位彈簧作用下掉落,恢復(fù)原樣,準備下次合閘。第六十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2)分閘操作萬能式自動空氣斷路器有手動機械分閘和電磁分閘兩種分閘操作方式,一般由自由脫扣機構(gòu)實現(xiàn)分閘操作。
“自由脫扣”是指主電路中出現(xiàn)故障電流時,不論操作手柄在什位置,觸頭均能迅速分斷電路。第六十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五自由脫扣機構(gòu)的作用是使觸頭保持閉合或迅速分斷。它是觸頭系統(tǒng)和操作傳動裝置之間的聯(lián)系機構(gòu)。
自由脫扣機構(gòu)功能
①將手柄或電動合閘部分的操作傳遞給觸頭系統(tǒng)②完成合閘操作后維持觸頭系統(tǒng)處于接通位置③繼電保護部分動作能夠使它自由脫扣第六十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五典型自由脫扣機構(gòu)由四連桿機構(gòu)組成(a)合閘位置(b)自動分閘后的位置(c)準備合閘位置(“再扣”位置)第六十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(a):合閘位置,此時連桿2和3幾乎成一直線,絞鏈接點b稍低于a和c的連線,連桿2和3成為剛性連接,運動連桿處于死區(qū),觸頭處于閉合狀態(tài)。
(b):自動分閘后的位置,即當釋放器的銜鐵或頂桿向上沖擊b點時,(a)位置的剛性連接被破壞,因而自由脫扣器動作而使觸頭分閘。(c):準備合閘位置,此時將手柄向下拉,使連桿2和3幾乎成一直線剛性連接,然后再把手柄往上推,就能重新合閘,此位置也稱“再扣”位置。第六十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.4.4保護機構(gòu)保護機構(gòu)由各種脫扣器組成,脫扣器是自動空氣斷路器的感受元件,當電路發(fā)生故障時,脫扣器接到信號后動作,經(jīng)過斷路器自身的自由脫扣機構(gòu)使自動斷路器分閘。
萬能式自動空氣斷路器的脫扣器主要有:失壓脫扣器、分勵脫扣器、過電流脫扣器電子型脫扣器等第六十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第六十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五過流脫扣器用于短路、過載保護。
過電流脫扣器分為雙金屬片熱脫扣器和電磁式過流脫扣器。
雙金屬片熱脫扣器具有反時限特性,當電路發(fā)生過載時,雙金屬片彎曲,使自動開關(guān)跳閘。電磁式過流脫扣器的電磁線圈,當通過電流大于一定數(shù)值時,脫扣器動作,使開關(guān)跳閘切斷電路,可作為過載、短路保護之用。第六十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五保護特性采用過載長延時(包括定時限和反時限兩種)、短路短延時及特大短路瞬時脫扣的三段保護特性。反時限就是指過載越大,要求開關(guān)動作的時間越短;過載越小,要求開關(guān)動作的時間就越長,也就是要求開關(guān)動作的時間和過載電流成反比關(guān)系。第七十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五失壓脫扣器用于欠壓、失壓保護。在額定電壓的75%或以上時必須保證自動斷路器可靠合閘。而當電壓降低到額定電壓40%時,斷路器失壓脫扣器必須可靠動作。因此,失壓保護可在40%-75%額定電壓范圍內(nèi)整定。為了避免在電網(wǎng)電壓瞬時波動下產(chǎn)生誤動作(如較大異步電動機啟動等),要求在欠壓情況下可帶有1-3S左右的延時。第七十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五分勵脫扣器可用于遠距離遙控斷路器迅速分閘。分勵脫扣器的作用原理與失壓脫扣器相似。但是,它是由操作人員或繼電保護發(fā)出指令后執(zhí)行斷路器跳閘。失壓脫扣器電磁線圈是串聯(lián)在電源電路中,正常情況下失壓脫扣器電磁線圈有電,而分勵脫扣器的電磁線圈正常情況下不通電,當需要自動斷路器分閘操作時,才給分勵脫扣器一個控制電壓,使其瞬間動作跳閘。第七十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五電子型脫扣器是用半導(dǎo)體元件制造的綜合型保護元件,具有過負荷、短路和欠壓保護等功能。電子脫扣器的一個突出特點是在環(huán)境溫度變化的情況下,仍能穩(wěn)定的工作。第七十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五有的船用萬能式自動空氣斷路器還帶有鎖扣裝置。設(shè)置它的目的,是為了在緊急情況下,保證萬能式自動空氣斷路器不會自動跳閘。如果將鎖扣裝置放在“扣”的位置,脫扣器將被鎖住,此時,即使發(fā)生故障,萬能式自動空氣斷路器也不會自動跳閘。因此,只有在緊急情況下,盡管電器設(shè)備可能受到一些損傷,但也要強迫供電,而不希望斷路器自動跳閘,才可以啟用鎖扣裝置。第七十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.5船用萬能式自動空氣斷路器繼電保護功能原理分析萬能式自動空氣斷路器跳閘有三種辦法:
①備用的手動機械脫扣跳閘;②常用的手動按鈕電磁脫扣跳閘;③由繼電保護裝置動作自動控制脫扣器使斷路器自動跳閘。前兩種方法已介紹,以下重點分析繼電保護裝置動作自動控制脫扣器使斷路器自動跳閘的方法。
第七十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.5.1DW一98型自動空氣斷路器繼電保護功能原理分析第七十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五半導(dǎo)體脫扣器能實現(xiàn),欠壓延時跳閘保護,特大短路瞬時跳閘保護,短路短延時跳閘保護以及過載長延時跳閘保護。
1)欠壓延時保護發(fā)電機電壓經(jīng)變壓器B1的第二個副邊繞組降壓,并經(jīng)ZL1橋式整流,R24、C8阻容濾波,穩(wěn)壓管W5穩(wěn)壓之后,做為晶體管直流穩(wěn)壓工作電源。
第七十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五欠壓保護的電壓形成和整流濾波回路:由圖中可見,發(fā)電機電壓UAC,由變壓器B1的第一個副邊繞組降壓到15V。經(jīng)二極管D15半波整流,電容C5濾波,電阻Rl9、R20分壓后,在R20上取出弱電直流電壓控制信號。欠壓保護的起動電路和時限電路,由穩(wěn)壓管W4,晶體管BG5和充電延時電容C6、C7等組成。
該電壓信號與發(fā)電機電壓成正比,加到后面的起動電路上。第七十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五當發(fā)電機工作于正常電壓時,R20上的電壓可以使穩(wěn)壓管W4擊穿,晶體管BG5處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),因而其時限電路的延時電容C6被短路。BG5集電極電位約0.3V,故D17不能導(dǎo)通。此時,出口電路不輸出欠壓信號。第七十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五當發(fā)電機電壓低于欠壓保護起動電壓整定值,例如達65%Ue時,R20上的電壓低到不足以擊穿穩(wěn)壓管W4,晶體管BG5截止,工作電源通過電阻R22、R23對C6和C7并聯(lián)充電,電容充電達單結(jié)晶體管BT的峰值電壓所需的時間,就是欠壓保護的延時時間。DW-98半導(dǎo)體脫扣器的欠壓延時分0.5、1、3、5S四種可供選擇,延時完畢,通過出口電路,發(fā)出欠壓延時保護跳閘信號,使開關(guān)跳閘,實現(xiàn)發(fā)電機欠壓延時保護。
第八十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五半導(dǎo)體脫扣器總的出口電路由單結(jié)晶體管BT和可控硅SCR組成無觸點出口電路。欠壓延時、特大短路瞬時、短路短延時和過載長延時跳閘保護的動作信號,分別通過二極管D17、D18和D19來起動這同一出口電路。
只要上述保護其中之一動作時,就會使觸發(fā)器發(fā)出脈沖,觸發(fā)SCR導(dǎo)通,即通過該出口電路發(fā)出跳閘控制信號。
第八十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五自動空氣斷路器的失壓脫扣器S就是一個跳閘操作機構(gòu),當S有電時,開關(guān)才有可能合上閘,而當S失電時,開關(guān)就會自動跳閘,故可使出口電路的輸出通過控制S,來操作自動跳閘。晶體管繼電保護裝置都是間接動作式的,因此其出口電路的輸出信號,要去控制一個跳閘操作機構(gòu)。第八十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五正常情況下,發(fā)電機電壓經(jīng)變壓器Bl的第三個副邊繞組降壓,ZL2整流后,對S供電,其電流方向由7點到8點。當保護裝置出口電路的可控硅SCR導(dǎo)通時,使電源(2)通過SCR給S又加上一個方向由8點到7點的電壓,此電壓與電源(3)對S所加電壓的方向相反,相互抵消,因此使S失壓,開關(guān)自動跳閘。
第八十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2)過電流保護
第八十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五發(fā)電機的三相電流分別經(jīng)三個電流變換器LH1~LH3進行檢測,經(jīng)三個單相橋式整流器D1~D12進行整流,由C1、C2、R1濾波之后,通過三組并聯(lián)的分壓器,將電流信號最后變換成弱電直流電壓控制信號。顯然,分壓器輸出電阻上的弱電直流電壓控制信號與發(fā)電機的強電交流電流信號成正比。
在電路圖中,從左至右,第一組分壓器R2、R26、R3為特大短路瞬時跳閘保護的信號檢測電路;第二組分壓器R4、R27、R5為短路短延時保護的信號檢測電路;第三組分壓器R28、R6為過載長延時保護的信號檢測電路。
(1)過電流保護的電壓形成和整流濾波回路
第八十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)特大短路瞬時跳閘保護的起動電路
所謂“特大短路”,在這里是指接近電源處發(fā)生短路。因為短路路徑特短,阻抗很小,故短路電流特別大。由于要求快速性,因此采用電流速斷保護,瞬時動作跳閘。特大短路保護的起動電路由穩(wěn)壓管W3和二極管D18構(gòu)成。正常情況下W3截止,保護不動作。當發(fā)生特大短路時,由R26整定的電壓足以使W3擊穿。通過D18,使C7迅速充電,BT幾乎立即發(fā)出脈沖,觸發(fā)SCR導(dǎo)通,使S失電,開關(guān)瞬時動作跳閘,此即實現(xiàn)了特大短路瞬時跳閘保護。第八十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五調(diào)整R26/1,可以在(5~10)Itkoe的范圍內(nèi)整定起動電流值。這里)Itkoe是指脫扣器LH1~LH3的額定電流,而不是開關(guān)或發(fā)電機的額定電流。例如:DW98—400型開關(guān)的脫扣器額定電流的規(guī)格為100、150、250、300、400A。DW98—600的為500、600A。因而,在選擇電流變換器LH時,要考慮到LH額定電流與發(fā)電機額定電流的相互配合。
第八十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(3)短路短延時跳閘保護的起動和時限電路
在離電源較遠處發(fā)生短路時,發(fā)電機也會出現(xiàn)較大電流,根據(jù)保護選擇性的要求,首先應(yīng)由發(fā)生短路那一級的保護裝置動作。若該保護裝置失靈拒絕動作或動作遲緩了,發(fā)電機的短路短延時保護作為前一級保護的后備保護才動作,故它們需要有一個延時時限上的配合。
短路短延時保護的起動電路和時限電路,主要由穩(wěn)壓管W2,晶體管BG3、BG4構(gòu)成的射極耦合觸發(fā)器式起動電路及充電延時電容C4組成。短路短延時保護的控制信號從檢測環(huán)節(jié)的R27、R5輸出,經(jīng)D14、W2、R14加到作為監(jiān)控器BG3的基極上。第八十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在正常情況下,電流小于短路短延時的起動電流整定值,由分壓器輸出的電壓低于穩(wěn)壓管W2的擊穿電壓值,W2截止,BG3無基極電流,亦截止,BG4飽和導(dǎo)通,C4上電壓甚低,D19截止,故出口電路不工作。第八十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五當發(fā)生短路時,電流增大,由R27整定輸出的直流控制電壓使W2擊穿,于是BG3導(dǎo)通,BG4截止。由BG4的工作電源經(jīng)電阻R16、R32對C4充電。當C4上的電壓使D19正向?qū)ê?,C4與C7并聯(lián)而被充電。電容被充電達BT峰點電壓的時間,即為時限電路的延時時間。當充電達BT峰點電壓時,BT發(fā)出脈沖,一觸發(fā)SCR導(dǎo)通,使S失壓,開關(guān)跳閘,從而實現(xiàn)了短路短延時跳閘保護。對短路短延時保護,調(diào)整R27/1的動觸點,可在(3~5)Itkoe的范圍內(nèi)整定起動電流值。調(diào)整R32的大小,可在(0.2~0.6)秒范圍內(nèi)整定延時時限,保護具有定時限特性。第九十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五
(4)過載長延時保護的起動電路和時限電路過載長延時跳閘保護的起動電路和時限電路,主要由穩(wěn)壓管W1,晶體管BG1、BG2構(gòu)成射極耦合觸發(fā)器式起動電路及電阻R11、R30、電容C3構(gòu)成的充電延時電路組成。發(fā)電機過載信號,由電位器R28/1整定的電壓取得。這一電壓,一方面作為BG1、BG2直流工作電源,另一方面又經(jīng)電阻R7和R8進行分壓并從R8上取出電壓信號加到起動電路的W1和BG1基極上。對過載長延時保護,調(diào)整R28/1的動觸頭,可以在(1.0~2.5)Itkoe的范圍內(nèi)整定過載起動值。當起動值整定在1.2Itkoe時,調(diào)整R30的動觸頭,可在(5~30)s之間整定長延時的時間。第九十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在發(fā)電機正常工作時,R8上的電壓較低,穩(wěn)壓管W1是截止的,BG1無基極電流,也處于截止狀態(tài),BG2飽和導(dǎo)通,保護裝置不動作。
當出現(xiàn)過載時,R8上的電壓升高,使W1擊穿,BG1飽和導(dǎo)通,BG2截止。這時,從R28/1上取得的電壓信號,經(jīng)R11、R30直接對C3充電。C3上的電壓按指數(shù)規(guī)律上升,進行延時。當C3上的電壓上升到足以擊穿W2時,延時完畢。W2被擊穿后,同短路短延時保護動作過程一樣,開關(guān)跳閘,從而實現(xiàn)了過載長延時保護。第九十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五在分析這一部分電路時,應(yīng)注意兩點:①長延時的信號是經(jīng)過短延時信號的通道送出去的,但由于長延時時間遠大于短延時的時間,因此長延時的時間主要決定于C3充電電路的時間常數(shù)。②對C3充電的電源電壓是由過電流信號變換過來的,是隨過載的大小而成正比變化的電壓,因此雖然C3充電電路的時間常數(shù)不變,但延時不是定時限的,過載小時延時時間長,過載大時延時時間短,這就使過載長延時保護具有反時限特性。第九十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.5.2DW一95型自動空氣斷路器繼電保護功能原理分析第九十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.5.2DW一95型自動空氣斷路器繼電保護功能原理分析DW一95型自動空氣斷路器也是用半導(dǎo)體脫扣器做為繼電保護裝置的
由變壓器Bl的第二個副邊繞組(2)提供了晶體管的直流工作電源和操作電源。
由變壓器Bl的第三個副邊繞組(3),提供了欠壓延時跳閘保護的電壓控制信號。由穩(wěn)壓管形W6、三極管BG5和電容C24構(gòu)成了欠壓延時跳閘保護的起動和時限電路。
第九十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五該半導(dǎo)體過電流脫扣器采用過載長延時,短路短延時保護。過電流保護的信號由電流變換器LH1~LH3,經(jīng)整流器ZLl,濾波器Cl、Rl、C2所提供。由穩(wěn)壓管W4,三極管BG3、BG4和電容Cl7構(gòu)成了短路短延時跳閘保護的起動和時限電路。由穩(wěn)壓管W1、三極管BG1、BG2和電容C5、C6構(gòu)成了過載長延時信號及跳閘保護的起動和時限電路。第九十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五由單結(jié)晶體管弛張振蕩器BT1和可控硅SCR1構(gòu)成了跳閘保護的無觸點出口電路。它是一個由各保護輸出二極管D3、D8和D13構(gòu)成的三端“或門"電路所控制的裝置總的出口電路。當“或門"的一端有輸入時,BT1即振蕩發(fā)出脈沖,使SCR1導(dǎo)通。因而分勵脫扣器線圈FQ有電,使開關(guān)跳閘。由BT2和SCR2構(gòu)成過載長延時保護訊響出口電路。
該脫扣器的跳閘操作執(zhí)行元件采用分勵脫扣器FQ。當按下分勵脫扣器按鈕FA或使SCR1導(dǎo)通時,F(xiàn)Q將通電,使開關(guān)跳閘。圖中DF1為開關(guān)輔助觸點,WK為微動開關(guān),F(xiàn)M為6V訊響器。
第九十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.5.3E系列萬能式空氣斷路器保護裝置E系列萬能式斷路器配有微處理(電子式)脫扣器過電流保護裝置,提供過載保護(L)、選擇性短路保護(S)、瞬時短路保護(I)等保護功能。第九十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五L(長延時過流保護)S(短延時速斷保護)當通過斷路器的電流達到啟動電流時,保護裝置延時啟動,其動作時間較長,為反時限特性。這一段過電流保護適用于過負荷保護。當電路中的電流達到很大數(shù)值,亦即達到速斷保護的啟動電流時,斷路器經(jīng)過一個很短的延時(例如0.1~0.4s)立即跳閘。這一段保護適用于發(fā)生短路保護電流時的動作跳閘之用,一般稱為短路短延時保護。第九十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五I(瞬動速斷保護)G(接地保護)當短路電流足夠大時,這一段保護瞬時動作使斷路器立即跳閘,其跳閘時間一般只有0.015~0.016s。當電路中發(fā)生接地故障,故障電流達到設(shè)定的啟動數(shù)值時,保護動作,斷路器跳閘。
第一百頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.6自動空氣斷路器的選擇與選擇電器的一般條件一樣,選擇斷路器的條件,主要考慮額定條件、短路條件和功能條件三方面。
1.6.1額定條件(1)斷路器額定電壓≥線路額定電壓(2)斷路器額定電流與過電流脫扣器額定電流均應(yīng)≥線路計算負載電流(3)斷路器失壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓第一百零一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.6.2短路條件1)斷路器的額定分斷電流斷路器的額定分斷電流表示斷路器將預(yù)期切斷的短路電流值,必須大于其工作電路短路后1/2周期時的對稱交流短路電流的有效值。一般來說,低壓斷路器所在電路的電壓越高,電路切斷越困難。反之,電路電壓越低,切斷電流越容易。在選擇斷路器時,必須注意額定分斷電流所對應(yīng)的額定電壓等級。斷路器的額定分斷電流,與額定電壓、額定頻率、短路功率因數(shù)等參數(shù)有關(guān)。第一百零二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五斷路器的額定分斷電流都是指在50Hz和60Hz兩個頻率下實現(xiàn)的,如果在其他頻率的電路中使用,必須與制造廠協(xié)商解決。斷路器的額定切斷電流,僅用短路電流交流分量的有效值表示,但實際的切斷電流包含有直流分量,并且短路功率因數(shù)越小,其直流分量衰減時間常數(shù)越大,則短路后1/2周期時的直流分量越大。因此,對于短路功率因數(shù)大于產(chǎn)品標稱值時,其額定切斷電流可以得到保證,而對于功率因數(shù)小于產(chǎn)品標稱值的電路則不能得到保證。所以,在選擇斷路器時,必須充分考慮實際電路的短路功率因數(shù)。第一百零三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)斷路器的額定接通電流斷路器的額定接通電流,是指在額定參數(shù)下,按照標準動作和條件,能夠接通電流的最大值。
通常,交流斷路器的額定接通電流,必須大于短路后1/2周期時工作電路的最大計算短路電流的非對稱最大峰值,即所說的短路電流峰值。第一百零四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五通常,只對發(fā)電機用的空氣斷路器進行額定接通電流的校驗,而對線路用的空氣斷路器(塑殼式斷路器)未做硬性規(guī)定。線路用斷路器中裝設(shè)了瞬時過電流脫扣裝置,當斷路器接通短路電路時,斷路器瞬時跳閘。因此在斷路器接通時,不能克服觸頭間產(chǎn)生的電磁反作用力而進行強制接通,而是迅速地將其分斷,故可不必進行接通電流校驗。第一百零五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五而發(fā)電機主開關(guān)(萬能式斷路器)為實現(xiàn)系統(tǒng)選擇性保護,不一定裝設(shè)瞬時過電流脫扣裝置,而要裝設(shè)具有0.1~0.5秒左右的短延時過電流脫扣裝置作短路保護。因此,在短路電路接通時,空氣斷路器要克服短路電流引起的電磁反作用力而接通,同時,一直到短延時過電流脫扣器到達整定延時之前具有通過短路電流的能力。選擇斷路器的額定接通電流,必須大于其工作電路的預(yù)期非對稱最大短路電流峰值。第一百零六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.6.3功能條件船用空氣斷路器通常用來作為發(fā)電機主開關(guān),必須具有過載、短路、欠壓和失壓等保護功能。(1)空氣斷路器的合閘、脫扣和鎖扣空氣斷路器的合閘操作方式有手動、電磁鐵驅(qū)動、電動機驅(qū)動等。手動和電動方式一般帶有貯能彈簧快速閉合機構(gòu),以增加操作的可靠性。一般小容量(斷流容量不大于20kA)且不要求遙控合閘的空氣斷路器可選用手動合閘方式。電磁鐵合閘方式結(jié)構(gòu)簡單,但沖擊力較大。
第一百零七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五空氣斷路器的脫扣操作可以采用失壓脫扣器,也可以采用分勵脫扣器。許多空氣斷路器只能在失壓和分勵脫扣器兩者中提供一種。軍用艦艇以往通常要求其遙控斷開,故選用分勵脫扣器較多;而民用船舶則常選用失壓脫扣器,而在其電路中設(shè)置斷開按鈕來達到遙控斷開的目的。第一百零八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五為了防止電網(wǎng)長時間低電壓運行,造成異步電機過熱或并聯(lián)運行發(fā)電機的無功環(huán)流,船舶要求發(fā)電機空氣斷路器設(shè)置欠壓脫扣器。欠壓脫扣器應(yīng)有延時功能,以免電網(wǎng)短暫電壓降引起誤動作。有時要求在空氣斷路器上設(shè)置鎖扣裝置。以便在緊急情況下,可以將脫扣器鎖住,防止其跳閘,進行強制供電。鎖扣的應(yīng)用僅限于很特殊的場合和特別重要設(shè)備的供電,不宜使用過多。第一百零九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)空氣斷路器的整定電流為了過載和外部短路保護,空氣斷路器需在兩相上設(shè)置過電流脫扣器,并按需要配備長延時、短延時、瞬時等多段選擇性保護,其動作特性和整定值應(yīng)滿足船舶電站的系統(tǒng)要求。對于多臺發(fā)電機組并聯(lián)運行,還要設(shè)置發(fā)電機的逆功率保護,一般由逆功率繼電器檢測逆功率信號,并通過空氣斷路器的脫扣器實現(xiàn)發(fā)電機逆功率保護。第一百一十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.7自動空氣斷路器常見故障及處理方法第一百一十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.8萬能式自動空氣斷路器實例1.8.1E系列萬能式自動空氣斷路器ABB公司生產(chǎn)的E系列萬能式自動空氣斷路器,包括E1~E7七種基本規(guī)格。
E系列萬能式自動空氣斷路器安裝方式有固定式和抽出式。額定電壓有500V和690V,額定電流從800A到4000A,分斷能力從40kA到150kA。
第一百一十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五E系列斷路器包括分勵/合閘裝置(YO/YC)、失壓脫扣器(YU)、彈簧儲能電動機、輔助觸點、操作計數(shù)器等附件。分勵/合閘線圈(YO/YC)可以實現(xiàn)遠程控制開關(guān)裝置的分或合。
當電源電壓出現(xiàn)很大的下降或波動時,失壓脫扣器使斷路器跳閘,失壓脫扣器與安裝在斷路器外部的電子延時裝置配合,使斷路器延遲動作,這樣可以避免在電源電壓暫時下降或暫時故障時斷路器脫扣。第一百一十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五由于失壓脫扣器與斷路器間的機械閉鎖結(jié)構(gòu),只有脫扣器有電壓時斷路器才能合閘。彈簧儲能電動機對斷路器操作機構(gòu)的合閘彈簧進行儲能。輔助觸點顯示斷路器的分/合、斷路器位置及彈簧儲能等運行狀態(tài)。第一百一十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(一)E系列萬能式自動空氣斷路器型號含義第一百一十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五例如:E1B1250PR111/P-LSIR8003PWHR表明:3極E1系列萬能式自動空氣斷路器,短路分斷能力Icu=40kA,框架電流1250A,電子脫扣器三段保護(PR111/P-LSI),脫扣器額定電流800A,抽出式,水平后接線,標準附件配置。
第一百一十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(二)E系列萬能式斷路器操作機構(gòu)E系列萬能式斷路器操作機構(gòu)是屬于儲能型,是用預(yù)先儲能的彈簧操作。彈簧儲能可以手動操作前面盤的拉桿或利用齒輪式電動機電動操作。彈簧儲能是在合閘操作時自動儲能的。操作機構(gòu)可使用在整個系列產(chǎn)品上,同時也可裝置機械及電氣防震裝置。第一百一十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五對于裝有合閘及分閘裝置和電動機儲能裝置的斷路器,可實現(xiàn)遠程分合閘。斷路器的分合閘操作可通過本體上的“O”、“I”按鈕實現(xiàn),也可通過外部控制電路實現(xiàn)。第一百一十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.8.2MT系列萬能式自動空氣斷路器施耐德MT空氣斷路器
第一百一十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(一)、提供線路和負荷保護:
·額定電流:630~6300A
·MT630~1600A(N)全球最小的空氣斷路器,尺寸統(tǒng)一
·MT800~4000A(H,L),尺寸統(tǒng)一
·MT4000b~6300A,尺寸統(tǒng)一
·3極或4極
·固定式或抽屜式
·10種電子式保護單元,采用真實有效值測量
·具有可進行能量管理和電能質(zhì)量分析的功能
·工作電壓可達690VAC
·200/415VAC,分斷能力42kA~150kA
·MTNA,HA,HF型負荷開關(guān)
·可反向饋電
·可使觸頭瞬時閉合的儲能機構(gòu)第一百二十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(二)、全系列的電氣附件及輔助裝置:
·可用于2臺或3臺MT斷路器之間的手動及自動電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
·電動操作機構(gòu)(MCH)
·欠壓脫扣線圈(MN,MNR)
·分勵脫扣線圈(MX)
·合閘線圈(XF)
·輔助觸點(OF,SDE,PF等)
·電氣合閘按鈕
·可用掛鎖和/或鑰匙鎖鎖定第一百二十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(三)、符合主要國際標準及認證:
·IEC60947-1和60947-2
·IEC68-2-30中2型抗?jié)駸針藴?/p>
·UL489
·ANSIC37-50第一百二十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.8.3施奈德系列萬能式自動空氣斷路器第一百二十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第一百二十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第一百二十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.8.3施奈德系列萬能式自動空氣斷路器第一百二十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.9裝置式自動空氣斷路器實例1.9.1S系列裝置式自動空氣斷路器由ABB公司生產(chǎn)的S系列裝置式斷路器,包括S1~S7七種基本規(guī)格,額定電壓有500V和690V,額定電流從125A到1600A,分斷能力從10kA至100kA。S系列裝置式自動空氣斷路器安裝方式有固定式、插入式和抽出式,三極或四極不同規(guī)格,配有前接線端子或后接線端子。1—接線端子2—固定觸頭3—滅弧室4—動觸頭5—操作機構(gòu)6—電子脫扣器第一百二十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五S系列裝置式自動空氣斷路器包括分斷單元、脫扣單元、操作機構(gòu)、接線端子及輔助觸點等部分。根據(jù)需要可加裝失壓脫扣器、分合閘線圈、操作電機及面板操作手柄等附件。1—接線端子2—固定觸頭3—滅弧室4—動觸頭5—操作機構(gòu)6—電子脫扣器第一百二十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五S1、S2、S3型斷路器配有熱磁過電流脫扣器,它包括過電流保護熱敏感應(yīng)元件和短路保護電磁元件,熱敏脫扣器通過使用雙金屬片實現(xiàn)過載保護,其保護動作值(I1)從0.7至1倍In(斷路器額定電流)可調(diào);電磁脫扣器為瞬時動作型,保護動作值(I3)有5倍和10倍In(斷路器額定電流)兩種,動作值不可調(diào),用于實現(xiàn)短路保護。1—接線端子2—固定觸頭3—滅弧室4—動觸頭5—操作機構(gòu)6—電子脫扣器第一百二十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五S4、S5、S6、S7斷路器一般采用基于微處理電子技術(shù)的PR211/P、PR212/P電子式過電流脫扣器,兩種脫扣器具有互換性,其過電流和跳閘時間整定可調(diào)??蓪崿F(xiàn)過載、短路、接地等保護功能。脫扣器運行時不需外部電源,所需的供電電源直接由電流互感器提供,并保證脫扣器脫扣。在選擇脫扣器時,脫扣器的額定電流一定要等于或大于斷路器的工作電流。1—接線端子2—固定觸頭3—滅弧室4—動觸頭5—操作機構(gòu)6—電子脫扣器第一百三十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1)S系列裝置式自動空氣斷路器型號含義第一百三十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五注:脫扣器類型可選TM熱磁保護:熱脫扣可調(diào)(0.7~1In),S3及以下磁脫扣固定為5,10倍In。PR電子脫扣器:I:短路瞬時LI:過載長延時+短路瞬時(二段保護)LSI:過載長延時+短路短延時+短路瞬時(三段保護)LSIG:過載長延時+短路短延時+短路瞬時+接地故障(四段保護)第一百三十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五例如:S6S-800/R630LSIFF4P表示:4極S6系列裝置式斷路器,短路分斷能力Icu=50kA,框架電流800A,電子脫扣器三段保護(PR212/P-LSI),額定電流630A,固定式前接線。第一百三十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2)S系列裝置式自動空氣斷路器操作機構(gòu)裝置式斷路器操作機構(gòu)為自動跳閘型,跳閘速度不受操作手柄速度和力量大小的影響。如果斷路器跳閘,即使操作手柄在接通位置上,動觸頭也脫開。—“I”斷路器合閘—“O”斷路器分閘—“中間”斷路器跳閘如果斷路器跳閘,要重新復(fù)位后方能再次合閘。將操作手柄從中間跳閘位置移向分閘位置“O”即可。所有S系列斷路器都配有一個正向操作手柄安全裝置,該裝置能確保操作手柄明顯地指示出動觸頭位置。第一百三十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.9.2NS系列裝置式自動空氣斷路器1—端子2—外殼3—手柄及位置指示4—脫扣試驗按鈕5—脫扣器6—測試儀器連接孔
第一百三十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2熔斷器熔斷器又稱保險絲,是由可熔元件熔體(又稱熔片或熔絲)和支持熔體的外殼組成。用來保護船舶電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備和線路的短路和防止持續(xù)過載,是一種簡單的保護電器。熔斷器的工作原理是把金屬熔體串聯(lián)在被保護的電路中,當電路過載或短路時,熔體因過電流發(fā)熱熔化,從而使處于故障或非正常運行狀態(tài)下的電路斷開,防止事故擴大,保護電網(wǎng)和用電設(shè)備。第一百三十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五熔斷器的金屬熔體可用銅、銀制成,這種熔體切面較小。也可用鉛、鋁、錫合金、鋅等制成,這種熔體切面較大。
通過熔體的電流越大,熔體熔化的時間越短,斷路越快。當電路中的故障消除后,另換一個熔體即可使電路恢復(fù)正常運行。熔斷器的全部斷路時間,決定于熔體熔化時間和熄弧時間。第一百三十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五熔斷器的特性具有反時限特性。通過熔體上的電流越大,其熔斷時間就越短,熔斷時間近似地與熔斷電流的平方成反比,通常熔斷器可以用作短路保護,即瞬時熔斷,也可用作某些負載的熱保護,即延時熔斷。
當電流小到Icr時,熔斷時間趨于無窮大,即不會熔斷,Icr稱為臨界電流。熔體的額定電流IN與Icr的關(guān)系為Icr=(1.25~1.30)IN
第一百三十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五限流型熔斷器的滅弧能力強,能在短路電流達到?jīng)_擊值之前即0.01s內(nèi)熄滅電弧,因此有限流作用。限流熔斷器都是熔管內(nèi)充填有石英砂的,如RT型、RL型等。低壓熔斷器按保護性能分為:限流型和非限流型兩大類。非限流型熔斷器的滅弧能力較弱,不能躲過短路沖擊電流,其滅弧時間大于0.01s,因此無限流作用。非限流熔斷器都是熔管內(nèi)未填石英砂的,如RM型,RC型等,這類熔斷器在熔體熔斷后便于更換,比較經(jīng)濟。第一百三十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五熔斷器價格低,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,尺寸小,重量輕,因此是防止過載和短路最常用的一種保護裝置。但是熔斷器不可能用作線路的控制設(shè)備,在裝有熔斷器的線路中,必須加裝刀形開關(guān)或組合開關(guān)來接通或斷開電路;另外,熔斷器斷流能力有限,不適用保護大功率設(shè)備,由于熔斷器的靈敏度和選擇性比較差,所以熔斷器用于過載保護效果也不理想。第一百四十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.1低壓熔斷器型號含義RC1A—10/6:熔斷器額定電流10A,熔體額定電流6A,改進型瓷插式低壓熔斷器。
RT10—60/50:熔斷器額定電流60A,熔體額定電流50A,有填料管式低壓熔斷器。第一百四十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.2低壓熔斷器主要技術(shù)參數(shù)(1)額定電壓(2)額定電流(3)分斷能力第一百四十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(1)額定電壓(2)額定電流保證熔斷器能夠長期正常工作時所承受的電壓,其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。熔斷器長期工作時,各部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。熔斷器的額定電流與熔體的額定電流不是一個概念,如RL1—60型熔斷器,其熔斷器額定電流為60A,但其熔體額定電流可能是40A、50A、60A等。也就是幾個規(guī)格的熔體電流可以使用同一規(guī)格的熔斷器。(3)分斷能力熔斷器在規(guī)定的條件下,能分斷的最大電流值。
第一百四十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.3船用熔斷器船上常用的熔斷器有瓷插式熔斷器、無填料密閉管式熔斷器、螺旋式熔斷器及有填料管式熔斷器等。(1)瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器由裝有靜觸點的瓷質(zhì)底盒和裝有動觸點和熔絲的瓷蓋組成,圖5—14為RC1A系列插入式熔斷器外形圖。常見的熔絲材料有鉛錫合金熔絲、鉛銻合金熔絲、銅銀熔絲等。第一百四十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五瓷插式熔斷器應(yīng)用在住宅照明和生活用電的配電線路中,作為電氣設(shè)備的短路保護及一定程度的過載保護。
第一百四十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)無填料密閉管式熔斷器無填料密閉管式熔斷器由纖維質(zhì)熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等組成,圖5—15為RM10系列無填料密閉管式熔斷器外形圖。第一百四十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五短路時,短路電流首先使熔片窄部(其電阻較大)加熱熔化,使熔管內(nèi)形成幾段串聯(lián)短弧,而且由于中間各段熔片跌落,迅速拉長電弧,使短路電弧加速熄滅。過負荷時,由于過負荷電流加熱熔片的時間較長,而且熔片窄部的散熱較好,因此往往不在窄部熔斷,而在寬窄之間的斜部熔斷。由熔片熔斷的部位,可以大致判斷熔斷器熔斷的故障性質(zhì)。第一百四十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五無填料密閉管式熔斷器適用于交流額定電壓500V或直流額定電壓440V及以下電壓等級的動力網(wǎng)絡(luò)和成套配電設(shè)備中,作為導(dǎo)線,電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路和過載保護。第一百四十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(3)螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器由瓷帽、熔斷管、瓷套、上接線端、底座、下接線端組成,圖5—16為RL1系列螺旋式熔斷器外形圖。第一百四十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五熔斷管旋入底座后即將熔管串接在電路中。熔斷管內(nèi)有熔體,其周圍充滿石英砂填料,當熔體燒斷時,瓷帽上的熔斷指示器跳出,從瓷帽的玻璃窗口可觀察。由于熔斷器各個部分均可拆卸,更換熔管十分方便。熔體周圍充滿石英砂填料,導(dǎo)熱性好,提高了滅弧能力。螺旋式熔斷器的電源線應(yīng)接在瓷底座的下接線座上,負載線應(yīng)接在螺紋殼的上接線座上,以保證操作者的安全。第一百五十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五螺旋式熔斷器廣泛應(yīng)用于控制箱,配電屏、機床設(shè)備及振動較大的場合,在交流額定電壓500V,額定電流200A及以下的電路中,作過載和短路保護器件使用。第一百五十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(4)有填料管式熔斷器有填料管式熔斷器由瓷熔管、柵狀銅熔體、觸頭底座及填料石英砂等組成。圖5—17為RT系列有填料管式熔斷器外形圖。第一百五十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五短路電流通過柵狀熔體時,由于引燃柵具有等電位作用,而變截面小孔處的電阻較大,所以在一圈變截面小孔處同時產(chǎn)生電弧,這些并行電弧又在石英砂填料內(nèi)燃燒,因此被快速熄滅,切除短路故障。當過負荷電流通過柵狀熔體時,其中部的“錫橋”在“冶金效應(yīng)”作用下熔斷。熔體熔斷后,有紅色的熔斷指示器從一端彈出,便于值班人員巡視和處理。第一百五十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五有填料管式熔斷器由于分斷能力大,廣泛應(yīng)用于短路電流較大的電力輸配電系統(tǒng)中,作為電纜、導(dǎo)線和電氣設(shè)備的過載和短路保護。第一百五十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.3低壓熔斷器選擇及使用2.3.1熔斷器選用原則1)熔斷器類型應(yīng)符合設(shè)備的要求和安裝場所的特點。2)熔斷器額定電壓必須大于線路的額定電壓。3)熔斷器額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。4)照明、電熱等電流較穩(wěn)定、無沖擊電流的電阻性負載,選熔體額定電流大于或等于負載額定電流的1.1倍。第一百五十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五5)單臺不經(jīng)常起動且起動時間不長的電動機負載,選熔體額定電流大于或等于電動機額定電流的1.5~2.5倍;對頻繁起動或起動時間較長的電動機,熔體額定電流應(yīng)大于或等于電動機額定電流的3~3.5倍。
6)多臺電動機的短路保護,熔體額定電流應(yīng)大于或等于其中最大容量電動機額定電流的1.5~2.5倍加上其余電動機額定電流的總和。7)熔斷器的分斷能力應(yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。第一百五十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2.3.2熔斷器使用注意事項
1)熔斷器安裝時應(yīng)完整無損,保證熔體和夾頭以及夾頭和夾座接觸良好,并保證熔體的額定電壓、額定電流值與負載相匹配。2)熔斷器內(nèi)要安裝合格的熔體,不能用多根小規(guī)格熔體并聯(lián)代替一根大規(guī)格熔體使用。3)安裝熔斷器時要做到下一級熔體規(guī)格比上一級小,以實現(xiàn)保護選擇性。第一百五十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五4)熔絲應(yīng)在熔斷器的螺栓上順時針方向纏繞,并壓在墊圈下,擰緊螺釘?shù)牧?yīng)適當,做到既保證接觸良好,又不損傷熔絲,以免減少熔絲的截面積,產(chǎn)生局部過熱而產(chǎn)生誤動作。5)更換熔體或熔管時,必須切斷電源。尤其不允許帶負荷操作,以免發(fā)生電弧灼傷。6)熔斷器兼做隔離器件使用時應(yīng)安裝在控制開關(guān)的電源進線端;若僅作短路保護用,應(yīng)裝在控制開關(guān)的出線端。7)因為熔斷器對于輕度過載反應(yīng)比較遲鈍,一般只作短路保護使用。第一百五十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第3節(jié)船舶同步發(fā)電機的繼電保護船舶同步發(fā)電機主要應(yīng)設(shè)置過載、短路、欠壓和逆功率四種繼電保護。
第一百五十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第一百六十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第一百六十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五第一百六十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1船舶同步發(fā)電機的過載保護對于同步發(fā)電機的過載,可以利用當發(fā)電機過載時,必定會出現(xiàn)過電流現(xiàn)象,來加以檢測。因為同步發(fā)電機上裝有自動電壓調(diào)整器,在電壓不變的情況下,當發(fā)電機過載時,必然要出現(xiàn)輸出電流過大的現(xiàn)象,所以只要裝設(shè)反映同步發(fā)電機過電流的繼電保護裝置,就可實現(xiàn)對同步發(fā)電機的過載保護。第一百六十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五處理船舶同步發(fā)電機的過載問題,要兼顧到兩方面,一方面要保護發(fā)電機不受損壞;另一方面還要考慮到盡量保證不中斷供電。因此,當發(fā)電機過載時,應(yīng)自動發(fā)出發(fā)電機過載報警信號,以警告運行人員及時處理或同時發(fā)出自起動指令,以自動起動備用發(fā)電機組。若在一定時間內(nèi)仍不能解除過載時,為保護發(fā)電機不被損壞,就應(yīng)自動的將發(fā)電機從匯流排上切除,并發(fā)出發(fā)電機過載自動跳閘信號。第一百六十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船舶發(fā)電機對過載有一定的承受能力第一百六十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五當相當大的電動機起動或多臺電動機同時起動時,起動電流可能很大,以至超過發(fā)電機的額定電流,此時發(fā)電機的過載保護不應(yīng)動作。為保證保護裝置動作的可靠性,需要從時間上躲開這種暫時性的過電流現(xiàn)象,電動機起動電流一般在10s左右即可消失,故發(fā)電機過載保護的動作時限一般要大于10s。另外,若在離發(fā)電機遠處短路時,短路電流值也可能超過發(fā)電機過載時的整定值,為保證保護裝置動作的可靠性和選擇性,也要求發(fā)電機過載保護能從時間上躲開這種情況。所以,從系統(tǒng)對發(fā)電機過載保護的要求方面看,發(fā)電機過載保護必須具有一定的時限。第一百六十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五對船舶發(fā)電機過載保護裝置的起動電流Iqd和動作時限t可做如下整定:
為保證在正常工作時保護裝置不動,應(yīng)使起動電流Iqd大于發(fā)電機的額定電流Ife,即Iqd>Ife。為保證保護的可靠性,應(yīng)使保護裝置能可靠的返回,則要求返回電流Ifh大于發(fā)電機額定電流Ife,即Ifh>Ife。考慮到繼電器起動電流和返回電流可能有誤差,故取一可靠系數(shù)Kk>1,則可寫成Ifh=KkIfe第一百六十七頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五根據(jù)返回系數(shù)Kfh的定義:
則可得起動電流為:
第一百六十八頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五對于船舶發(fā)電機過載保護,Kk=1~1.2,Kfh=0.8~0.9。于是,船舶發(fā)電機過載保護裝置的起動電流可整定為:當Kfh越大,即越趨近于1時,Iqd越小,即越靈敏。當Kk越小,則Iqd越小,所以也越靈敏。因而,對只發(fā)報警信號或自動卸載信號或備用機組自起動信號的過載保護裝置,Kk可取得小些,以提高其靈敏性,而對動作于發(fā)電機跳閘的過載保護,Kk要取得大些,以保證其可靠性。
第一百六十九頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船舶發(fā)電機過載保護裝置動作時限的整定,主要考慮躲開大電動機或幾臺較大電動機同時起動的時間。一般電動機起動時間為5~10S,所以過載保護的動作時限可整定在10~20S。
第一百七十頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五1.1船舶同步發(fā)電機的過載保護的處理方式第一百七十一頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五船舶同步發(fā)電機的過載保護裝置主要由自動分級卸載裝置、萬能式自動空氣斷路器中的過電流脫扣器和綜合保護裝置中的晶體管過電流繼電器等擔當,后面將做單獨介紹。第一百七十二頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五2)船舶自動化電站過載保護的處理方式船舶自動化電站一般當單機功率達到其額定功率的(70~80%),就發(fā)出啟動備用機組的指令,備用機組啟動成功,自動進行并車,自動平均分配負荷,確保單機不過載。當方式選擇開關(guān)在手動位置或無備用機組使用時,隨著負載的增加,有自動分級卸載裝置的船舶電站將自動進行發(fā)電機分級卸載,以確保重要負荷的運行。第一百七十三頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五3)自動分級卸載保護發(fā)電機自動分級卸載(automaticunload),又稱優(yōu)先脫扣(preferentialtrip),是屬發(fā)電機過載保護的一種形式。
當發(fā)電機發(fā)生持續(xù)過載時,經(jīng)延時,發(fā)電機過載保護動作,將造成發(fā)電機跳閘。要使發(fā)電機不中斷供電且避免過載,當出現(xiàn)過載信號時,必須在長延時脫扣器的延時時間內(nèi),切除電網(wǎng)中正在運行的一些次要負載,使發(fā)電機脫離過載狀態(tài),從而保證電站對重要負載的連續(xù)供電,這就是發(fā)電機自動卸載。船舶電站一般將負載按重要程度及工作特點的不同,分成1~2級次要負載,從而實現(xiàn)多次自動卸載,這稱為發(fā)電機自動分級卸載。
第一百七十四頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五顯然,發(fā)電機自動分級卸載保護必須與發(fā)電機過載保護的延時特性要相互配合,我國一般規(guī)定:對有分級自動卸載裝置的發(fā)電機過載保護,當過載達110%~120%額定值時,延時5~l0s使自動卸載裝置動作,自動卸掉部分次要負載。當過載達150%額定值時,延時10~20s,過載保護裝置動作,使發(fā)電機自動跳閘。第一百七十五頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五優(yōu)先脫扣過電流繼電器的整定優(yōu)先脫扣過電流繼電器的整定值包括動作電流值和延時時間兩個方面。1)動作電流的整定。動作電流的整定通常是以發(fā)電機過載保護的長延時整定電流為基礎(chǔ),例如,某集裝箱船發(fā)電機的額定電流為770A,其優(yōu)先脫扣過電流繼電器整定為0.90倍的長延時脫扣器整定電流,某公司設(shè)計標準為長延時整定值的82%-96%可調(diào),則:長延時整定電流=770×1.1=847A優(yōu)先脫扣整定電流=847×0.9=762A優(yōu)先脫扣整定電流為發(fā)電機額定電流的99%。
第一百七十六頁,共二百七十三頁,編輯于2023年,星期五(2)延時時間的整定。不僅要求該過電流繼電器的動作電流整定值與發(fā)電機過載保護的長延時整定電流相協(xié)調(diào),而且延時時間的整定也應(yīng)很好協(xié)調(diào)。在實際設(shè)計中,長延時脫扣器的延時通常整定為15一30s,所以,優(yōu)先脫扣的過電流繼電器的延時,通常整定值應(yīng)小于15s。有關(guān)公司標準為5-1
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