电器学教学课件ppt作者夏天伟丁明道第4章课件.ppt

电器学 第二章 电器学第二篇 低压电器第四章 低压控制电器 作者：欧阳森 EPC of SCUT 低压电器概述 80％的电能是以低压电的形式利用 低压电器的作用 对配电线路及其设备起保护(通断)、控制或调节作用； 典型设备 断路器：多功能电器，适用于过载、短路、欠电压等故障情况下，自动分段故障线路，也可用于不频繁地接通和分断电路线路。 刀开关：用于维护线路时隔离电源用，有明显断口以保证维修工作的安全进行。 接触器：远距离操作电器，用于在正常工作条件下频繁地接通和分断电路线路。 熔断器：短路保护。 热继电器：过载保护 一、低压电器的主要类别 1）按应用场所分类 —— 配电电器和控制电器 配电电器： 特点：在正常工作及故障工作情况下可靠工作； 要求：足够的热稳定和动稳定性； 工作于：低压配电系统； 具体： 当低压配电电路正常运行对低压配电电器起通断和转换电源或负载的作用； 当电路出现过裁、短路、欠压、失压、断相和漏电等不正常状态比低压配电电路应起保护作用，自动断开故障电路； 因而对低压配电电器的主要技术要求是故障情况下通断能力大、工作可靠、具有多种保护方式、能作选择性保护、有足够的动稳定性和热稳定性等。 低压配电电器主要有低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关，以及电力网用保护继电器。 一、低压电器的主要类别 控制电器： 特点：在正常工作条件下可靠工作； 要求：操作频繁，电寿命长； 工作于：电力拖动控制系统。 具体： 电力拖动控制系统对低压控制电器的主要要求是工作准确可靠、操作频率高、机械寿命和电气寿命长，尺寸小等； 低压控制电器应能接通与分断过载电流，但不能分断短路电源； 常用低压控制电器有接触器、控制继电器、主令电器、控制器、接口电器、驱动(执行)电器和显示、报警电器、变阻器和电磁铁等。 二、系统对开关电器的要求 （一）?配电电器的通断能力和通断条件 低压配电系统最严重的故障：短路 对低压电器的要求：可靠分断、接通；动作快速 电器的额定接通能力 ——短路冲击电流值，即短路电流的最大峰值 原因：电流产生的电动力使触头斥开，甚至导致触头熔焊 另一个概念：额定短路接通能力，即最大预期短路电流的峰值 具体定义：P117，额定电压、频率、功率因数/时间常数下断路器能接通的电流值。 一般用额定短路分断电流IC乘上峰值系数n来表示 电器的额定分断能力 （一）?配电电器的通断能力和通断条件 表II-2 接通/分断能力 受 功率因数/时间常数 影响的原因： 线路电抗XΣ对电阻RΣ的比值越大，功率因数越小，则： 1）短路冲击电流越大——接通能力要求越高 2）工频恢复电压变大，导致恢复电压的振荡过程，造成熄弧困难——分断要求更高 （一）?控制电器的通断能力和通断条件 控制电器的特点：操作频繁；电寿命要求长；使用范围受限。 因为要使控制电器既能适应各种负载情况，又要具有高的操作频率和电寿命是较不经济的。 控制电器：控制用电设备在正常工作条件下的通电和断电。 背景：不同的用电设备在接通和分断时的情况各不相同，对控制电器的通断能力提出高要求。 电阻性负载： 起动电流和工作电流基本相同； 绕线电动机负载：起动电流为额定电流的2.5倍； 笼型电动机负载：起动电流为额定电流的6倍； （一）?控制电器的通断能力和通断条件 电机分断电压与负载的关系 电机转子绕组的感应电势E E∞ 转速 结论： 正常运行电机分断时，电弧易熄灭 刚启动电机则相反 控制电器的触头两端电压： U=UN－ E 三、动热稳定性要求 背景：线路发生短路故障到线路被（相应自动配电电器）切断过程中，由于受到短路电流的作用，电器的动稳定性和热稳定性要求被提出来 动稳定性：电器承受短路电流的电动力而不致损坏的能力。 电动力 ∞ 电流平方 ? 用冲击电流来表示动稳定性 注意交、直流电取值的不同 交流：冲击电流值（峰值） 直流：短路电流最大值 电流时间：0.1s 三、动热稳定性要求 热稳定性：电器承受规定时间内短路电流产生的热效应而不致损坏的能力。 短路电流=周期分量＋非周期分量 计算短路电流的发热，可不记入电流的非周期分量。 原因：时间常数通常在0.01s，非周期分量不到0.03s就消失了。 热稳定性用短路电流周期分量的有效值来表示，则： I2t （1s时间） 热稳定电流的换算 （三）保护性能 总的来说集中在几方面： 过电流保护 欠压和失压保护 断相保护 漏电保护 例如： 断路器(自动开关)——多种保护 熔断器——短路保护 热继电器——过载保护 1.?过电流保护 过电流现象： 短路、过载 特点：低压系统最常见的故障，会导致设备温升过高，减少设备使用寿命。 过电流保护特性： 保护电器动作时间t与通过它的电流I的函数关系，t=f(I)， t=f(I