低压断路器智能脱扣器的功能及工作原理.docVIP

低压断路器智能化脱扣器的功能及工作原理 　　1概述 　　随着社会经济的飞速发展，人们对电力系统可靠性和智能化的要求也越来越高。对此，国家提出了建设智能电网的战略方针，也推动了断路器向多功能、高性能、智能化的方向发展。作为低压断路器核心部分的智能脱扣器，其性能指标的优劣成为衡量断路器先进、可靠与否的标志。 　　ABB公司应用于万能式断路器的智能化脱扣器，以其多功能高性能的设计，良好的人机交互界面，可靠的质量水平，受到越来越多低压发电、输配电和电力用户的喜爱。 　　2智能脱扣器组成和工作原理 　　供电系统中的低压断路器的主要功能是通过采集单元得到系统母线中的电流电压信号，由脱扣器的逻辑控制单元进行分析判断，根据结果采取相应的动作，实现线路中的过载、短路等故障保护。 　　其中，智能脱扣器由电源电路（包括自生电源、辅助电源）、电流电压采样检测、可编程放大器、CPU、显示电路和键盘及编码器等部分组成，与脱扣驱动机构、空心互感器配合执行电流电压采集和保护工作。 　　其原理是，在断路器的三相各装设一个空心互感器，通过互感器将主线路中的电压、电流信号转换成成比例的模拟电路可处理的信号，脱扣器信号处理单元对这些信号进行整流滤波处理后送入CPU，在CPU内部进行A/D转换后进行逻辑运算和处理，运算结果和预先设置的过载、短路短延时、短路瞬动和单相接地故障的电流值进行比较，比较后单片机输出符合预设定保护特性的逻辑电平信号，这些信号经放大后可直接驱动断路器的执行机构或其他辅助继电器，使断路器动作或输出声光信号。各种故障保护的动作电流和时间整定值通过键盘设定并预先存储在EPROM中，并可在运行期间随时进行修改。 　　此外，当产生特大短路电流时，独立于CPU的模拟脱扣电路可立即产生动作信号控制执行单元，使断路器动作。断路器分断动作的执行，是由智能脱扣器输出电磁信号给脱扣磁通变换器。磁通变换器实际上是一个单向极化继电器，衔铁后连接一个推动杆，正常情况时，衔铁被铁心上的永久磁铁产生的恒向磁通所吸引，驱动电路输出的直流电流产生的磁通极性与永久磁铁的磁通相反，就抵消铁心对磁铁的吸力，衔铁释放，其推动杆脱开断路器四连杆上的锁扣，断路器跳闸，切断电路。 　　3智能脱扣器基本功能 　　3.1提供三段式电流保护，即过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬动保护 　　每个保护都有广泛的电流倍数设定和时间曲线可供不同应用需要的选择，其中短路短延时保护又有反时限保护和定时限保护两种选择方式。 　　定时限是指动作的时间不受短路电流大小的影响，达到短路电流整定倍数的门限值时，脱扣器就根据设定的延时时间采取保护动作。 　　而反时限的动作时间则与短路电流大小有关，在达到短路电流整定倍数的门限值后，电流越大，动作时间延时越短。 　　此外，ABB智能脱扣器还具有双重选择短路性保护，即采用两种独立的曲线来管理两种不同的配置。第二组设定值根据需要可通过一个外部指令来激活并替代第一组设定值。当电网配置发生改变时，如闭合一个并联的进线线路或闭合一个系统中的应急电源，改变负载容量和短路水平，系统发出指令进行切换。用户可根据实际运行方式，选择指令的发出和切换方式，如根据预定的程序切换，或者将节点连接到母联开关的一个辅助触点上，根据母联开关的分合状态进行切换。 　　所有的保护设定值都存储在智能脱扣器记忆单元中，即使外部电源消失，客户的保护设定值依然可以保存。 　　3.2提供接地故障保护 　　G保护通过脱扣器内部相电流与中性线电流的向量和实现。故障电流由下式定义： 　　3.3提供剩余电流保护、相不平衡保护、超温保护、欠压保护、过压保护、低频保护、高频保护、逆功率保护等多达十几种保护(根据选用的可选模块的数量决定保护功能的种类)。 　　3.4可测量电流、电压、功率、功率因数、谐波、频率等多个电力参量。 　　4智能脱扣器智能化功能 　　4.1可提供方向性保护，即对线路中故障电流的方向进行识别。 　　电流方向可以帮助断路器判断故障电流是在供电侧还是在负载侧，特别是在环网配电系统中，这种功能可识别网络中的故障区域，并及时隔离故障区域，从而保证其它正常设备的运行。 　　4.2具有故障记忆功能 　　智能脱扣器使断路器跳闸后，仍可记住上次发生故障（过载、短路或接地故障）状态和类别，有助于线路的检修。 　　4.3具有热记忆功能 　　智能脱扣器过载或短路短延时脱扣后，在脱扣器未断电前具有模拟双金属片特性的热记忆功能。过载能量30min释放结束，短延时能量15min释放结束。断路器在负载故障排除后，再合闸，在30min和15min内如果再发生过载、短延时故障时，脱扣时间会变短。 　　4.4MCR（making circuit release）接通分断保护 　　此项保护主要用在线路故障情况下合闸时（断路器的脱扣器上电的瞬间），脱