690v1250a控制与保护开关的设计与研究_毕业论文(编辑修改稿)

690v1250a控制与保护开关的设计与研究_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

灭弧系统组成。 因为栅片灭弧系统 和 双断点触头 等 的 合理设计 使用 ， 所以 产品具有 高操作频率、高寿命指标以及高分断能力的优点。 690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 操作机构 操作机构 是 由机械联动组件构成 的 ，其功能是通过位置转换来确定 CPS 的工作状态。 操作机构能接受每极主电路接触组的 过载脱扣器的过载脱扣信号 和短路脱扣信号 ， 通过拨杆带动电磁传动机构的控制触点切断电磁线圈电路从而使 CPS 断开， 故障排除后由操作手柄或远距离再扣器复位。 过载脱扣器 过载脱扣器主要由 磁脱扣线圈 、 动作机构 和 双金属热元件 等组成，有 各种不同的保护型式 及 多种电流规格 可 供选用。 可以调节 电流 的 整定值 ， 当 电动机负载带断相保护主电路负载端发生过载时，双金属热元件或磁脱扣器触发动作机构带动操作机构使 CPS 断开。 该模块与主电路接触组配合形成了完整的 过电流 、 短路 和 热过载 三段 保 护特性，实现在较大范围及多种使用场合下的保护功能。 控制和保护开关 的工作原理 和特点 开关电源各部分关联如图 21所示。 图 21 开关电源工作原理框图 （ 1） 安装灵活。 不管是垂直安装、水平安装还是横装都不会使它的使用性能受到影 响。 可广泛应用于紧凑型成套装置中，包括抽屉式或固定式的 MCC 柜中。 应用在 1/4 和 1/2 抽屉中，具有分离元器件不可比拟的优越性。 690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 （ 2） 附件配套齐全，具备远距离再扣器、信号报警触头与辅助触头、分励脱扣器、控制电路转换模块、门或抽屉的面板操作机构等，在单一产品上可构成完整的控制与保护单元，实现协调配合的控制与保护功能。 （ 3）安全可靠、防护等级高。 板前、插入式板后接线的接线端子 都 具有防触指功能，配备高防护等级外壳后，可适用于 水泵房、地下室、 民用建筑的潮湿场所、 船舶、 港口、石化 、煤矿 等领域，是替代目前的电磁起动器 、保护式和组合式起动器的理想产品。 控制和保护开关的优势 CPS 既实现了断路器的高分断能力，又 使 接触器的 远距离频繁操作 和 高寿命指标得到了实现， 还 使 保护继电器的各种保护功能 得到了实现， 并使得三段保护特性配合协调 而且 完善。 如果将 CPS 与采用分离元件组合达到同样功能的成套装置相比，使用 CPS 的优越性主要有以下几个方面： (1)CPS 体积小， 简化了成套设备的设计， 降低 了 原材料的消耗 ，特别 适用于大规模自动化控制设备中； (2)CPS 的多种使用功能和完善的保护特性统 一 于一体，避免了分离元件选配不合理所产生的弊端和 使用功能上的不足； (3)CPS 实现了快速装配和接线，便于标准化导轨安装 ， 不同的过载脱扣器互换极为方便； (4)CPS 具有简单可靠的转换控制， 清晰的状态显示， 在电路故障排除后通过再扣复位实现连续工作； (5)CPS 能够安全运行，可靠分断。 带有强制分断的机械装置保证了以下安全性能： ①操作手柄指示位置 “ O (Open)” 时，断开状态的主触头是锁住的，因此排除了误接通 ； ② 操作手柄指示位置 “ Auto” 时，不妨碍 CPS故障脱扣一即有自由脱扣功能：当主触头闭合时 操作手柄只能处于 “ Auto” 位置。 与塑壳 断路器相比 （ 1）与塑壳断路器构成的保护系统相比，具有保护整定电流均可调整的特性 GJKBO 的热脱扣 (反时限 )电流和磁脱扣 (定时限 )电流均可在面板上进行调690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 整，即除了常规的热保护电流可根据负载功率进行整定外，过流保护整定电流也可在面板上进行调整 （ 配电负载的调整范围为 3～ 6Ie，电动机负载的调整范围为 6～ 12Ie）。 克服了塑壳断路器的短路保护整定电流出厂后用户无法调整的缺点 ，使得 GJKBO 产品即使安装在线路末端，短路电流较小时，同样具有很好的短路保护功能。 （ 2）具有分断能力高、飞 弧距离短的特性在 380V 额定运行短路分断能力Ics 达到高分断型为 80kA、标准型为 50kA、经济型为 35kA, 在 50kA 预期短路电流下的分断时间仅为 2～ 3ms, 限流系数达到 以下，达到塑壳断路器的领先水平，达到熔断器的限流水平，大大限制了短路电流对系统的动、热冲击。 飞弧距离仅为 20～ 30mm。 与分离电器构成的系统相比 （ 1）节能节材。 与分离电器构成的系统相比 CPS 具有 安装面积少、减少线路发热、体积小、无分离元件接点、节约材料 及 能源等优点。 （ 2）具有控制与保护自配合的特性控制与 保护开关电器集控制与保护功能于一体，相当于断路器＋接触器＋过载继电器＋辅助电器。 很好的解决了分离元件不能或很难解决的元件之间的保护与控制特性匹配问题，使保护与控制特性配合更完善合理 （ 具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性 ） ，只要根据负载功率或电流即可正确选择单一产品，代替以往的包括自电源进线端至负载端的各种电器，不需降容，大大减轻了设计人员的工作量。 （ 3）运行可靠性 高以及 系统的连续运行性能流后 不 需 要 维护 就能 投入使用，即具有分断短路故障后的连续运行性能。 在进行了分断短路电流试验后，仍具有不小于 1500 次的 AC44 电寿命，这是由断路器等分离元件构成的系统所难以达到的。 这一特性极大地提高了系统的运行可靠性和系统的连续运行性，其中的 Ics 为 80kA 指标属同类产品的国际领先国内最高指标。 与接触器性能相比 机械寿命达 500～ 1000 万次，电寿命 AC43 为 100～ 120 万次，既可就地手动操作，又可实现远距离自动控制功能。 采用了先进的触头与电磁系统分离式设计，有效抑制了触头的二次弹跳，大大提高了产品的电寿命，而且特别适用690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 于重载起动等严酷的场合。 （ 1）传统的接触器进行通断电路时，触头的断开或闭合由电磁系 统直接带动，触头的超程和压力靠电磁系统来保持。 当电动机起动的瞬间或在电动机运行过程中出现过流等故障时，极易使线圈控制电压降低，从而造成铁心振动而使得动、静触头产生抖动，导致触头熔焊等严重后果。 电路中出现大的故障电流时， 通常会 导致用户端的电压下降。 对于靠电磁力保持的电器，电压的下降将影响其保持在闭合状态的能力，除非其电源不是取自产品本身的主触头上，比如 靠电磁力保持的接触器就很可能会在此期间打开，导致触头的破坏或者至少是触头的熔焊。 接触器主触头接通完全闭合时，衔铁与磁轭碰撞时跳开，引起主触头的再跳开。 衔铁振动的 长短决定于磁系统有关参数及其阻尼装置。 测量表明，大多数直动式交流接触器，从主触头接通到衔铁与磁轭碰撞时的间隔约为 5～ 6ms，此时，接通笼型异步电动机，电流在峰值附近，电流电动斥力最大，触头弹开时电弧能量也大。 此电动斥力与二次振动叠加，可使触头弹开，并产生强烈电弧引起触头严重磨损及熔焊。 因此，二次振动危害很大，常常是大容量直动式接触器接通大电流时引起触头磨损与熔焊的主要原因。 KB0 控制与保护开关电器的电磁系统与主触头采用了独特的分离式设计，触头的超程和压力靠内部的储能弹簧实现。 尽管电动机起动的瞬间或在电动机运行过程中出现过流等故障而造成电磁系统的震动，也不会使主触头产生抖动．触头始终保持在稳定的接触状态，有效保证了系统的安全、可靠，大大增加了系统的运行性能和使用寿命。 （ 2）按标准规定 分断能力为 8～ 10 倍的额定电流， 接通能力为 10～ 12 倍的额定电流 ， 当线路中出现超过接触器主触头分断能力短路时，接触器的主触头在短路电流产生的强大电动斥力作用下 ， 极易发生接触器的主触头烧毁并可能产生飞弧，导致事故的进一步扩大，甚至造成人身伤害。 此类故障在工矿企业电气事故中占有相当高的比例。 因此，为了达到断路器与接触器在 工程 使用和 设 计 中 的动作时间配合 ，采用 限流式断路器 和 短时耐受电流大、固有时间长的接触器。 按照 电动机 的 实际运行经验，在短路容量较大的线路中， 如果没有正确选择 分离元器件 的话 ， 就可能烧毁 接触器的主触头，甚至 出现 飞弧 现象 ， 从而扩大 故障， 使周围的 供电回路的工作 受到影响 ；或 者 在短路状态下 断路器 不 可以正常分断电路；或 断路器 在工程中不能保护电动机， 发生拒动 或 误动作。 然而690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 其 根本原因 通常是 不同生产厂家的元器件产品质量不同 、设计人员选择分离式元器件不匹配； 用户现场调整不当 、各成套装置厂工艺水平不同或调整不当 等。 所以 ，目前 由 分离元器件 组成的 低 压电控系统 存在着 工作可靠性低 、 各种控制与保护特性配合不合理 以及 系统的综合技术经济性不高等缺点。 而采用 KB0 控制与保护开关电器，能够很好地解决分离元件组成的控制与保护系统存在的不足： (1)选型简单，只要根据负载功率、用途及系统的相关要求就能够很方便地实现选型，为系统提供控制与保护功能。 (2)由于 KB0 自身具有过载、过流及短路三段保护杼眭，能够为系统提供完善的保护功能。 (3)具有很高的系统综合技术经济陛。 控制 和 保护开关的 功能介绍 表 21 控制和保护开关的功能介绍 功能 功能介绍 1 断路器功 能 可以在 10ms 内分断相应级别规定的短路电流，限流系数 2 接触器功能 交流 5OHz 或 6OHz，额定绝缘电压 690 V。 额定工件电流为 1250 A。 可频繁操作，控制电动机的起动、停止．或反转，并课实现远距离控制 3 热继电器与过流继电器功能 具有完善、合理、连续的三段保护功能和电动机定时限起动保护功能，过载保护模采用当前最先进的双时间常数指数方程，能与被保护对象的允许过载特性相匹配，动作准确、可靠 4 起动器功能 可代替接触器和热继电器组合的起动器，控制电动机的起动 5 计数器功能 在运行 巾记录开关的累计操作次数并在显示器上显示出来，用户可以根据记录数据估计开关的剩余辱命，决定是否要更换新的开关 6 检测功能 在运行中实时检测三相绕组的电流值，据此计算 三相绕组的温升，并将检测和进行处理 7 故障诊断及预警功能 当系统发生故障时，开关能自动识别、存数和记录故障类型，并予以显示，便于用户排除故障。 还可根据用户需要打开或关闭预警功能，当设备过载运行温升达到预警限时，开关发出预警声讯，便于及时排690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 除故障 8 通信功能 智能控制器留有通信接口，可以与现场总线或计算机网络连接，从而实现远程通信，达 到 ” 网遥 ” 要求 控制和保护开关的适用领域 CPS 的 应用面广且 量大， 尤其 适用于 基于现场总线的分布式生产线的控制与保护 和 自动化集中控制系统。 依据 负载 的 参数， 从而 选 择 基本的 CPS 模块，将 出线端接负载 、控制模块接控制电源、 进线端接电源 即可。 通过面板 的 内置或可选的显示操作模块，在现场 设定参数 和 可编程 ； 还 可 以应用 通信接口， 组成 计算机 的 网络系统， 通过 远程 监控 与 编程 ，实现 协调配合保护、热过载保护 、短路保护以及其余的 故障保护 等 、 就地与远程操作 、 电动机状态指示 等。 还 可以依据 需要 从而 选择扩展模块， 来 实现 温度、接地 ( 剩余 电流 ) 、模拟量控制、预警等功能。 譬如， 在水处理厂的群控或电动机控制中心 (MCC) ，可选择带Modbus 通信接口的控制器，构成基于现场总线技术的智能化可通信控制系统，实时监控水泵的运行，避免空转或欠载运行。 针对 生产线 上 传送带的控制，可以 选择带 AS—i 通信接口的控制器，构成基于现场总线技术的智能化可通信控制系统，可大大提升生产设备的运行和保护性能。 由于 690V/1250A控制与保护开关产品具有控制与保护功能 模块化、小型化、集成化结构 、 连续运行性能和可靠性高 、 电寿命长 、 高能力 的 分断短路电流 、短距离 的 飞弧 、较 高等级的 环境污染防护 能力 、 方便 的 安装使用 和 维修操作 以及 齐全 的 保护功能 等 许多 优点 ， 所以尤其 适用 于下 表 2 的 系统。 表 22 控制与保护开关的应用系统介绍 应用领域 系统介绍 1 工业设施 1. .配电中心； 2. 单电机控制与保护系统； 3. 电动机控制中心（ MMC） ， 尤其是智能化电控系统或要求额定运行分断能力 Ics 高达 80KA的配电控制与保护系统； 4 冶金、煤矿、钢铁、石化、港口、船舶、铁路等领域的配电和电动机保护与控制系统 2 商 业 及 民 1. 医院； 690V1250A 控制与保护开关的设计与研究 用设施 2. 电信通讯机房 ； 3. 远程控制 照明系统 ； （银行、市政、证券交易中心等） ； 5. 商业大楼（大型购物中心、超级市场、超市等） ； 6. 现代化建筑中的照明、电源转换、泵、风机、空调、消防、照明等电气控制与保护系统 3 基 础 设 施和 消 防 系统 1. 高速公路照明或通风系统 ； 2. 各种场合的消防泵 、 风机等 ； 3. 港口或铁路系统（航空港、铁路客运中心等） ；。