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电气百科:低压断路器、继电器、变压器、伺服电机、汽油发电机

时间:2018-06-20    点击量:29

  在低压配电系统中,主要设计任务就是合理地选择保护电器,根据断路器的整定原则要求,通过正确的整定其参数来实现各种保护功能,但这些整定原则又可能相互发生矛盾。例如:断路器额定电流或整定电流大小受到整定原则第①和第②项的限定,而保护动作时间的快慢又受到整定原则第②和第③项的制约,所以必须经过准确的计算和认真的校验,协调相互之间的矛盾,实现对立的统一,以符合规范规定的动作特性、动作时间和有选择性保护的有关要求。

  低压断路器进行设计选型时,首先要遵照国家标准中对于电气设计的规范如GB 50054-1995《低压配电设计规范》及手册类如《工业与民用配电设计手册》等。海格电气作为低压断路器制造商,希望换个角度谈这个话题。

  低压断路器的制造是以国家标准GB14048-2(等同IEC 60947-2) 《低压开关设备和控制设备低压断路器》以及GB10963(等同IEC 60898)《家用及类似场所用过电流保护断路器》为依据的,当设计师选用了我们的产品后,实际上就是承认了上述的两个国家产品标准。从这个角度看的话,设计师了解一下这两个标准非常有必要,简单介绍几点容易忽略的问题:

  1) 用以上两个产品标准制造的低压断路器通俗地说即通用型断路器。我对产品标准中1.1条款适用范围:对于某些特定用途(例如牵引、轧钢机及船用)的断路器,可做一些必要的特殊规定和补充要求及附录E提交制造厂与用户协商的项目这两条款的认识是,对于某些特殊用途的断路器超出产品标准时,需要用户与制造商共同协商确认断路器的性能及电气参数,来满足用户需求。

  2) 断路器最重要的功能是在线路故障时提供及时的脱扣保护,设计师十分关心断路器是否能在选定的脱扣电流值发生时确保正确切断故障线路。这就需要了解按照GB 14048-1第6.1.1条款标准制造的断路器出厂时脱扣值整定的环境温度:周围空气温度不超过+40 ℃,且其24 h内的平均温度值不超过+35 ℃,当设计师认定的断路器使用环境温度高于上述温度就需要做温度系数调整。断路器制造厂商会在产品样本中提供温度修正系数作设计师设计时的参考。

  3) 根据GB14048-1第6.1.2条款安装地点海拔要求为:安装地点海拔不超过2000m。如果安装地点超出2000m海拔要求,制造商可以根据与用户的协议来特殊制造或设计师根据《工业与民用配电设计手册》等手册指导的方法采取降容使用。

  5) 制造商没有提供多根电缆并排敷设时的断路器降容修正系数,但设计师要考虑断路器保护多根电缆并排敷设时过热保护的要求,这已超出标准对制造商的要求。这方面要参考《工业与民用配电设计手册》或类似手册的指导方法对断路器降容使用修正系数。

  6) 约定的脱扣电流值误差也需提醒设计师注意,见GB 14048-2第7.2.1.2.3条款规定脱扣电流值±20%的准确度(简述)。这就是为什么很多设计手册及论述里谈到过两个串联的上下级断路器通过同样负载电流,额定电流In选择时:如果都是同类断路器,上级断路器In要至少大于下级断路器1.6 In倍的关系,才能有选择性脱扣。工程师都能够理解高精度在工业里含义是高成本,如果需要高精度的断路器也需要用户和制造商协商,产品的价格可能也会大幅提高。

  1)正常工作和正常起动时,不应切断电路。关于起动时,断路器不动作,以具有代表性的笼型电动机为例,分别按以下要求进行计算和校验。断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1,一般可不考虑电动机起动的影响。短延时脱扣器整定电流Ir2应躲开最大一台电动机的起动电流,用下式计算

  这三项要求常常是相互矛盾的,配电系统设计的任务就是要合理地选择保护电器,正确整定其参数,如保护电器额定电流或整定电流大小受到第1)和第2)项的限定,而动作时间的快慢又受到第2)和第3)项的制约,必须仔细计算、校验,协调矛盾,实现对立的统一,以符合规范的要求。

  触点切换的负载多是感性的,在断开感性负载的瞬间,它积蓄的磁能会在触点两端产生很高的反电势,击穿触点间的气隙形成火花,产生电蚀,造成接触面凹陷,引起接触不良,或是将两触点粘在一起不能分离,从而造成短路。防止触点间的电蚀可以采用设置电阻灭火花电路、设置阻容灭火花电路等措施实现。

  电磁继电器的零部件相当部分是铆装配合的,存在的主要问题是铆装处松动或结合强度差。这种毛病会使继电器参数不稳定,高低温下参数变化大,抗机械振动、抗冲击能力差。造成这种毛病的原因主要是被铆件超差、零件放置不当、工摸具质量不合格或安装不准确。因此,在铆焊前要仔细检验工摸具和被铆零件是否符合要求。

  铆装后零件弯曲、扭斜、墩粗黑给下道工序的装配或调整造成困难,甚至会造成报废。这种毛病的原因主要是被铆零件超长,过短或铆装时用力不均匀,摸具装配偏差或设计尺寸有误,零件放置不当造成。在进行铆装时,操作工人应当首先检查零部件尺寸,外型,摸具是否准确,如果摸具未装到位就会影响电磁系统的装配质量或铁心变形、墩粗。

  玻璃绝缘子是由金属插脚与玻璃烧结而成,在检查、装配、调整、运输、清洗时容易出现的插脚弯曲,玻璃绝缘子掉块、开裂,而造成漏气并时绝缘及耐压性能下降,插脚转动还会造成接触移位,影响产品可靠通断。这就要求装配的操作者在继电器生产的整个过程中要轻拿轻放,零部件应整齐排列放在传递盒内,装配或调整时,不允许扳动或扭转引出脚。

  继电器用的线圈种类繁多,有外包的、也有无外包的,线圈都应单件隔开放置在专用器具中,如果碰撞交连,在分开时会造成断线。在电磁系统铆装时,手扳压床和压力机压力调整应适中,压力太大会造成线圈断线或线圈架开裂、变型、绕组击穿。压力太小又会造成绕线松动,磁损增大。多绕组线圈一般是用颜色不同引线做头。焊接时,应注意分辨,否则将会造成线圈焊错。有始末端要求的线圈,一般用做标记的方法标明始末端。装配和焊接时应注意,否则会造成继电器级性相反。

  电力变压器经济运行是在确保变压器安全运行和满足对用户供电质量和可靠性的基础上,充分利用变电站的设备条件,择优选取变压器的运行方式,降低变压器本身的能量损耗,提高其电源侧的功率因数,实现降损节能的目标。供电负荷与变压器容量和台数的确定,关系到变压器经济运行的方式;实施变压器经济运行与变电站内变压器的台数、容量和变压器自身性能和损耗参数密切相关,是建立在确保安全可靠供电前提下的一项综合经济技术活动,贯穿电力变压器从设计选型、运行检修到退役的整个过程;在变电站建设、扩建和变压器增容时就要考虑其相关的因素和条件;实施变压器经济运行,就变压器和变电站设备本身一般应具备和满足以下条件,在变压器设计和选型时应充分给予考虑。

  (1)新建变电站分期建设,考虑负荷的增长,首期只有一台变压器时,要结合最终规模确定变压器的容量,变压器的负载率应贴近最佳经济运行区域,一般在75%以下为最佳,若短期内不进行扩建,变压器不宜满负荷运行。

  (2)并列运行的多台变压器应满足并联条件,即联结组别与相位关系相同;电压和变压比相同,允许偏差相同,调压范围内的每级电压相同;防止二次绕组之间因存在电动势差,产生循环电流,影响容量输出和烧坏变压器。短路阻抗相同,控制在10%的允许偏差范围内(1);容量比在0.5~2之间;保证负荷分配均匀,防止短路阻抗和容量小的变压器过载,而容量大和短路阻抗大的变压器欠载,短路阻抗的大小必须满足系统短路电流的要求,否则应采取限制措施。

  (3)选用电力变压器的技术参数,应以变压器整体的可靠性为基础,综合考虑技术参数的先进性和合理性,兼顾对系统安全的影响,充分考虑变压器自身固有的综合损耗,在负载损耗基本相同时,尽量选用空载损耗小的变压器,负载损耗满足国标《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》。

  (4)电力变压器在负载区域运行时,其绕组、线夹、引线、绝缘油及绝缘部件的温度不宜过高,在变压器负载导则规定的温度限值内,避免高温度下运行,绝缘老化加快而缩短变压器的寿命和引发损坏事故(3)。也要防止变压器高温度运行,引起变压器自身损耗过大,影响输出效率,造成不必要的电能浪费。

  (5)在装有备用变压器的变电站,要选择综合功率损耗(应该把变压器的冷却功率计算在内)小的变压器投入运行,要按负载的变化规律,合理选择最佳组合方式,要通过调整负载,提高负荷率,提高功率因数,使变压器在经济运行区的优选段内工作。

  (6)单台变压器经济运行区平均负载系数,β的上限为1,下限为Pk/Po,(其中Pk为变压器空载损耗,Po为额定负载损耗);经济运行区优选运行段的平均负载系数,β的上限为0.75,下限为1.33(Pk/Po)。

  (8)安排变压器并列运行方式,要对联络开关的额定折断容量进行核算,防止系统短路故障时因开关遮断容量不足而损坏设备,影响故障点的自动隔离;分列运行的母线联络开关备用电源自投动作时,应能自动断开接入母线侧的电源的开关。

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  ⑤燃油滤网堵塞;油管内燃油流通受阻;三角油针卡死,无法活动;化油器浮子室有水;化油器油道(包括主喷管、主量孔、怠速量孔等)可能堵塞;三角油针关闭不严;浮子破漏,或者油平面调得过高;主量孔磨损严重,喷油截面增大。

  ②检查火花塞跳火情况,拆下火花塞,将火花塞插到火花塞帽上,使火花塞金属外壳接触到机体金属件上,反复拉动启动拉绳,观察火花塞电极跳火情况,蓝白色火花为跳火正常,不跳火或红色火花为存在故障。火花塞不跳火可检查点火器和高压线是否损坏,拆下高压帽,取一小段金属丝插入高压线内,将金属丝与汽油机金属件保持约0.7mm间隙,如无跳火说明点火器故障。

  ③检查是否有火花塞瓷体破裂,中心电极腐蚀损坏,如存在应更换火花塞;火花塞太脏,可用汽油清洗干净,再将电极间隙调整至规定数值,然后将其干燥重新使用。检查高压线与火花塞接头连接是否牢固,根据情况可换新的接头。

  ⑤将化油器与油箱连接的管卸下,应有燃油流出,如无燃油流出,可拆下燃油过滤器清洗;如油管出油,可检查化油器的进油情况,用螺钉旋具松开化油器放油螺钉,如其油面过低,可能是三角油针卡死,应拆下化油器查看其能否活动,浮子室内是否有水、有污物,主喷管、主喷口油道、主量孔、怠速量孔等是否堵塞,或者对化油器进行一次彻底的清洁;如化油器油面过高,可能是三角油针关闭不严,浮子破漏,或者油平面调得过高,主量孔磨损严重,喷油截面增大等。

  ③如果是混合气过浓,可检查阻风门是否打开,空滤器是否太脏,有主油针的化油器,可调整主油针,如化油器出现渗油,说明油面过高,可将油面调低些或检查进油三角油针是否关闭不严。如果是混合器过稀,可检查主量孔是否堵塞、浮子室是否有水、浮子室油面是否过低,各进油口滤网是否太脏,针阀、油管是否堵塞。还可以调整油面和喷油针,以增大喷油量。

  ①机器转速慢慢下降停机,应重点检查供油系统;首先查看燃油是否耗尽,接着检查燃油箱盖的通风孔是否堵塞,然后从化油器排油孔处检查油路是否受阻,并检查油质,发现问题排净清洗并及时疏通,否则应检查主量孔有无脏物。

  ③由于过热、缺少润滑油或金属疲劳引起的一系列故障(咬死、断裂、破损等),会使汽油机突然停机,有些伴有异常响声,并在停机后,启动汽油机无法转动,发生此类故障属严重的事故,需对汽油机进行大修或对其报废。

  风冷汽油机工作时,一般要求汽缸盖温度不得超过200度,润滑油温度不得超过95度。当超过正常温度时,由于过热其明显的特征是:一是关掉点火开关后汽油机仍然通过自燃继续运转;二是汽缸体和汽缸头表面上的油污被烧焦冒烟。

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