智能断路器与过电流保护新技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2014.03,智能断路器与过电流保护新技术,上海电器科学研究院 何 瑞 华,2014.03智能断路器与过电流保护新技术上海电器科学研究院,低压断路器在低压配电系统中主要任务？,过电流（包括短路）保护,？,低压断路器在低压配电系统中主要任务？过电流（包括短路）保护？,过电流保护技术发展回顾,我国第一代低压断路器,DW10,、,DZ10,诞生于上世纪六十年代,ACB,分断能力低，,30kA,塑壳断路器没有限流性能,保护特性单一，没有选择性保护,特征：,过电流保护技术发展回顾我国第一代低压断路器 ACB分断能力,过电流保护技术发展回顾,我国第二代低压断路器,DW15,、,DZ20,诞生于上世纪八十年代,ACB,分断能力提高至,50kA,塑壳断路器开始有限流性能,ACB,三段保护特性，开始具有选择性保护功能,特征：,过电流保护技术发展回顾我国第二代低压断路器 ACB分断能力,过电流保护技术发展回顾,我国第三代低压断路器,DW45,、,S,、,CM1,诞生于上世纪九十年代,ACB,分断能力提高到,80-100kA,塑壳断路器分断能力提高到,50-75kA,ACB,开始具有智能化功能,特征：,过电流保护技术发展回顾我国第三代低压断路器 ACB分断能力,选择性保护现状,实现选择性保护方法,1.,电流选择：上级断路器动作电流整定值大于下级断路器,2.,时间选择：上级断路器动作时间整定值大于下级断路器,3.,逻辑选择：当系统发生短路时，智能断路器控制器通过网络,使紧靠故障点的断路器处于瞬动状态，其它断路器,处于定时保护状态。,4.,能量选择：利用上下级智能断路器,I,2,t,特性配合实现选择性保护,选择性保护现状 实现选择性保护方法,目前过电流保护技术现状,利用,ACB,三段保护特性实现局部选择性保护,t,i,o,过载长延时,短路短延时,短路瞬动,i,目前过电流保护技术现状利用ACB三段保护特性实现局部选择性,局部选择性保护特征,3.,系统实现,选择性保护时间,长，一般要求,1s,1.,过电流选择性保护是在,一定电流范围,内实现,当短路电流,i,i,0,时，不能确保上、下级断路器不同时跳闸,2.,实现选择性保护方法,依靠短路,电流大小,和,动作时间,整定,局部选择性保护特征3. 系统实现选择性保护时间长，一般要求1,低压配电系统局部选择性保护是从什么时候开始的？,从我国第二代,ACB,投放市场开始,上世纪八十年代中期,低压配电系统局部选择性保护是从什么时候开始的？从我国第二代A,全选择性保护是发展的必然趋向,1980,年以前,1980-,至今,没有选择性保护,局部选择性保护,如何发展？,全选择性保护是发展的必然趋向1980年以前 1980-至今没,全选择性保护含义与特征,实现全电流选择性保护,即配电系统中出现任何短路电流都能实现选择性保护,确保上、下级断路器,不同时分闸,，使短路故障限制在最小范围,终端配电系统,也能实现选择性保护,在,极短时间,内实现选择性保护,全选择性保护含义与特征实现全电流选择性保护确保上、下级断路器,全选择性保护是低压配电系统过电流保护技术,重大飞跃,也将实现选择性保护,过电流保护理念将发生根本变化,ACB,MCCB,MCB,将改变三段保护特性的传统思路,将实现限流选择性保护,全选择性保护是低压配电系统过电流保护技术重大飞跃也将实现选择,全选择性保护对,ACB,的基本要求,过电流脱扣器,带有区域联锁功能,大幅度提高,短时耐受电流,I,CW,不小于安装地点可能出现的短路电流,1,2,选择性保护,ACB,动作特性,，没有三段保护概念,短路级断路器,，瞬动,没有短延时,非短路级断路器,，闭锁不动,(,或延时动作,),仅作为短路级断路器后备保护,它与原三段保护特性中短延时有根本区别,它的延时动作没有电流整定，即延时覆盖整个短路电流,3,全选择性保护对ACB的基本要求过电流脱扣器带有区域联锁功能大,实现全电流选择性保护有二种方法,采用区域联锁技术,采用全电流延时技术,实现全电流选择性保护有二种方法采用区域联锁技术采用全电流延,区域联锁技术,区域联锁部件（或模块）作用,1.,迅速判断短路点位置,区域联锁模块,区域联锁技术区域联锁部件（或模块）作用1.迅速判断短路点位置,区域联锁技术,区域联锁模块连接方法,与上级断路器电流有关联的同级断路器区域联锁模块并联后与上级和前级断路器区域联锁模块串联,采用内部总线用同样方法连接,区域联锁技术 区域联锁模块连接方法,区域联锁技术,区域联锁部件（或模块）作用,2.,迅速闭锁非短路级断路器过电流脱扣器，防止其瞬动,为此，对应用于全电流选择性保护,ACB,瞬动时间应比具有三段保护特性,ACB,瞬动时间稍长一点,，它的瞬动时间决定于,短路故障判定时间,，瞬动时间通过,软件设定,区域联锁技术区域联锁部件（或模块）作用2.迅速闭锁非短路级断,全电流延时技术,采用区域联锁技术不是实现全电流选择性保护唯一方法,实现全电流选择性保护也可以采用全电流延时技术,延时电流覆盖系统全部短路电流,为此对,ACB Icw,指标有特殊要求,何谓全电流延时技术？,全电流延时技术采用区域联锁技术不是实现全电流选择性保护唯一方,全电流选择性保护二种方法比较,优点,区域联锁技术,短路级断路器能立即瞬动，减少,短路电流,对系统的影响,对开关电器、成套设备、系统,动、热稳定,要求降低,有利于设备与系统,节材、节能,增加区域联锁部件（或模块），适当,增加成本,当上、下级断路器,安装位置距离较长时,，如何确保区域联锁信号可靠传输,负载级断路器区域联锁模块,连接线较多,缺点：,全电流选择性保护二种方法比较优点区域联锁技术 短路级断路器能,全电流选择性保护二种方法比较,优点,全电流延时技术,无需区域联锁部件，简化过电流脱扣器,省略上、下级断路器区域联锁部件之间连接线，简化线路,当系统发生短路时，无论短路电流多大，断路器必需经一段时间延时动作,实现选择性保护,时间相对较长,增加短路电流产生的,动、热效应,对设备与系统的影响,缺点：,全电流选择性保护二种方法比较优点全电流延时技术 无需区域联锁,小结,用于全电流选择性保护,ACB,应具备以下条件,1.,大幅度提高,ACB Icw,尽可能实现,Icu=Ics=Icw,当然,三者相等不是实现全电流选择性保护必备条件,其必备条件是,Icw,不小于,ACB,安装位置可能出现的最大短路电流,2.,选择性保护方法必须根本改变,区域联锁技术,全电流延时技术,两者结合的方式：,即电源级与配电级断路器采用区域联锁，,配电级与负载级断路器采用全电流延时,小结用于全电流选择性保护ACB应具备以下条件1. 大幅度提,全电流选择性保护对,MCCB,的要求,小结,1.,对,250A,以下,MCCB,大幅度提高限流性能，采用双断点,MCCB,是最有效途径,2.,对,400A,以上,MCCB,适当提高,Icw,，可适当牺牲分断能力，只要,Icu=Ics,不小于安装位置短路电流，使其具有限流选择性保护功能。,3.,必要时带有区域联锁部件,全电流选择性保护对MCCB的要求小结1. 对250A以下MC,新一代双断点,MCCB,发展前景,对于新一代高端,MCCB,，双断点必然是主要发展方向,1.,高分断能力，有利于发展,660,伏，直流产品,4.,模块化，有利于批量生产,2.,高限流性能，有利于实现限流选择性保护,3.,小体积，有利于减少系列壳架等级,5.,是交流接触器最理想的,SCPD,配合产品,新一代双断点MCCB发展前景对于新一代高端MCCB，双断点必,全选择性保护对,MCB,的要求,在终端配电系统中发展并,尽快选用带选择性保护,SMCB,！,全选择性保护对MCB的要求在终端配电系统中发展并,SMCB,工作原理,SMCB工作原理,SMCB,应用范围,以防止家庭及类似用途终端回路发生短路时，仪表箱开关同时跳闸,以防止终端箱支路发生短路时，终端箱总开关同时跳闸。,仪表箱开关,终端箱总开关,SMCB应用范围以防止家庭及类似用途终端回路发生短路时，仪,低压断路器发展总体趋向,1,新一代低压断路器必需满足,全选择性保护,要求,2,继续向,高端与大众化,两个方向发展,新一代低压断路器必需满足,智能电网发展,要求,电能管理、故障预警、寿命指示、新能源系统,适应,城乡电网、信息系统,改造与发展需要,一体化、智能型、重合闸剩余电流断路器,塑壳断路器应满足交流接触器,SCPD,配合要求,3,4,5,低压断路器发展总体趋向1新一代低压断路器必需满足全选择性保护,总 结,配电系统实现全选择性保护是过电流保护技术发展的必然趋向，目前电动机控制保护回路中交流接触器与塑壳断路器特性配合存在严重隐患，希望引起低压电器研发、制造、使用部门密切关注，高度重视。,总 结,29,29,谢 谢！,2929谢 谢！,