电气控制与保护

电气控制与保护（精选12篇）

电气控制与保护 篇1

在21世纪中, 科学技术被认为是第一生产力, 而这一概念也经过了社会实践。随着电子信息技术的广泛应用, 采用先进的科技以及自动化程度较高的设备, 是维持火力发电厂生存和发展的关键。

1 火力发电厂电气控制措施概述

首先, 从建设模式来说, 一般国内2X600MW规模的火力发电厂中, 电气控制室分为两部分, 即主控室和单元控制室。一般情况下, 单机容量较小的火力发电厂 (100MV以下) 会采用主控制室, 而单机容量在200MV以上的发电厂宜采用单元控制室, 其中, 单元控制室也分为两种类型, 即独立单元控制室以及网络控制室。

参照电气工程专业知识判断, 这两种形式各有特点, 单一的主控室在安装、操作、运行、调试等方面较为便利, 但前期工作需要消耗大量时间, 多项电气设施的链接设计地理位置布置;而单元控制的方式可以进行两机或多机联控, 便于节点对接, 但缺点是运行管理较为分散, 联系沟通相对滞后, 管理人员也需要增加。

其次, 从控制方式上来说, 火电厂的控制方式有三种, 分别为:强电控制、弱电控制和微机控制。较为常见的方式, 是采用强弱电转换装置, 来实现弱电控制断路器, 可以说断路器的跳合与回路控制是紧密相联的, 但是这种控制方式非常复杂, 远没有强电控制优势更为明显;随着电子信息技术的发展, 微机技术与电气自动化控制技术逐渐作用, 从而成就了新的控制技术。新的火电厂控制方式中, 利用微机监控方式实现电气控制技术的DCS系统, 有利于实现整体自动化水平。

再次, 涉及火电厂中央信号系统。火电厂的中央信号系统会在发生异常情况时提供警报作用, 在我国现有的火电厂中, 中央信号系统的构成有两类。一种是利用冲击继电器和光字牌组成的信号系统, 特点是能够重复动作, 也可以人工手动复位;另一种是利用微机技术构建的闪光报警器系统。相比较而言, 后者的技术含量较高, 功能齐全, 灵敏度更强, 拥有瞬时记忆, 信号回路简单。国内的火电厂正在普遍向后一种产品转移。

2 火力发电厂电气控制存在的主要问题

作为一项现代化科学技术, 电气控制系统的发展和应用也不是一蹴而就的, 在进入火力发电系统中也存在磨合适应, 一些存在的问题也亟待解决。例如, 发电机组中的控制协调问题、老旧火电厂的控制系统无法兼容、企业规模限制导致无法应用等。但整体而言, 要想加快火力发电厂的运转效率, 就必须解决机组协调和整体控制的基础问题。

第一, 发电机组协调控制问题。目前我国对电气自动化技术的应用, 主要体现在火电机组控制不协调方面。由于火力发电厂中, 机组主要是由汽机、锅炉、发电机、燃煤炉等部分构成, 而在单元机组中, 锅炉、气炉等设备与厂区之间的用电控制水平往往存在误差;就国内现实状况而言, 不同的单元机组中无法实现统一值班, 而且辅助系统的自动化水平较低, 辅助车间无法满足电厂主要机房的自动化控制。

第二, 整体控制问题。不得不说, 火力发电技术在世界范围内是最早出现的, 这也就意味着, 随着可续技术的不断发展, 火力发电在技术的兼容性方面存在偏差, 火电厂的控制技术不够先进。因此, 无论采取主控室技术或是单元机组控制技术, 控制系统的技术水平和结构设计, 都无法向下实现兼容, 同时国内机组自动化功能的水平与国际先进水平相差甚远。

3 火力发电厂电气控制系统问题解决策略

电力是一项清洁高效的能源, 在我国经济发展和社会建设中发挥着重要作用, 在注重节能减排的今天, 火力发电依然是社会电力的主要来源 (超过社会电能供应的70%) 。因此, 依靠科学技术提升火力发电厂存在的问题, 提高发电效率, 利用电气化技术实现更好的控制和保护, 是具有十分重要的意义的。其途径有以下两个:

第一, 通过单元发电机组的控制中心智能化。所谓“智能化”, 是指以提高火力发电效率为目的, 将单元机组的控制中心进行智能化和自动化, 具体做法为利用微机技术, 实现DCS系统的吸纳, 缩小控制室, 提升电气控制与锅炉、汽机和监控系统的协调性。网络控制要实现全面计算机化, 实现单元控制集中统一。

第二, 提升火电企业的整体作业自动化水平。火电企业是被看作电力发生的基本单位, 任何一个节点的存在, 都是影响电力生产的要素。因此, 不能仅仅对关键部分进行智能化、自动化改造, 还要从整体上提升电气化控制和保护能力。具体来说, 包括水处理、煤炭资源运输、水泵房等辅助部分, 也要与监控设备实现联动, 为整体系统的运行确保正常作业。

参考文献

[1]张祥生.浅谈火力发电厂电气控制与保护[J].科技与企业, 2014, 04:57.

[2]管宏宇, 郝庆久, 赵金英, 张学礼.论火力发电厂电气控制系统的发展趋势[J].中国新技术新产品, 2011, 19:115.

[3]张雷.DCS在火力发电机组电气控制系统中的应用[D].山东大学, 2006.

[4]焦邵华, 李娟, 李卫, 刘勇.大型火力发电厂电气控制系统的实现模式[J].电力系统自动化, 2005, 15:81-85+95.

电气控制与保护 篇2

生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在生产实习过程中，学校也以培养学生观察问题、解决问题和向生产实际学习的能力和方法为目标。培养学生的团结合作精神，牢固树立学生的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。

通过这学期的生产实习，要使学生在生产实际中学习并了解电气设备控制运行的技术知识、电气设备的制造过程知识及实践知识。在向老师学习时，还要培养学生艰苦朴素的优良作风。在生产实践中体会到严格地遵守纪律、统一组织及协调一致是现代化大生产的需要，也是当代职业学校学生所必须的，从而进一步的提高学生的组织观念。通过生产实习，对学生巩固和加深所学理论知识，培养学生的独立工作能力和加强劳动观点发挥重要的作用。

本次实训，我们一共做了四个项目，分别是：

一、电工安全教育。通过教学，使学生了解维修电工的基本操作规程、安全用电的基本常识、防止触电的基本措施、工作环境卫生和工具摆放以及环境污染和保护等主要内容。通过生活当中丰富的举例和案件分析，学生深刻地认识到电给人类带来了极大方便的同时，电也具有极大的破坏性和危险性，如果操作使用不当就会危及人类的生命财产。

二、电工基本功及室内照明线路安装与检修。通过实训，使学生们掌握了几种基本的电工工具的结构、工作原理及使用，导线与导线的连接方法，导线与接线柱的连接方法，学生学会了白炽灯的两地控制方法，并学会了日光灯的安装与零部件的检修。

三、常见低压电器的选用和检修、三相异步电动机正转基本控制线路。通过实训，学生学习了低电压电器的有关知识，了解其规格、型号、使用方法及检修方法；掌握了交流继电器的原理和接线方法；了解了电路安装中元件布局、走线工艺等基本常识；理解电动机点动控制、自锁控制及点动与连续混合控制的概念和原理，掌握了三相异步电动机的正转控制电路的接线及检修的方法，了解了控制电路的基本环节的作用。

四、常用电子元器件和电烙铁的使用。日常生活当中，我们接触的各种家用电器和娱乐设施都与电子技术息息相关，通过了解常用电子元器件的外形、结构、特性、重要的电气参数及其应用，学习电烙铁的常用知识和使用方法，并动手操作测量元器件的好坏和电烙铁基本功的练习，学生不仅很好地理解了常用电子元器件的特性，还增强了电子焊接工艺技术能力。

通过这次的电子电工实训，学生们学到了很多电子电工基本知识，加深元器件的工作原理，充分将理论和实际结合应用起来，拓展了他们的视野。通过这一次实训，增强了学生的动手操作能力，也培养了学生规范化的工作作风，以及团结协作的团队的精神。培养了他们的胆大、心细、谨慎的工作作风。

电气控制与保护 篇3

关键词：煤炭；电气控制；保护；发展；接地；安全

1 煤矿电气控制系统的概况

在煤矿企业的开发中机械化越来越普遍，在整个矿区和矿井下的各项用电设备运行都需要电气设备来控制电路运行进行工程开采，所以电气控制电路在煤矿开采和安全运行中尤为重要，虽然我们已经实现了电气控制电路的基本应用，但是在煤矿电气系统的控制中还是存在一定的缺陷，这就需要我们不断的改善。

1.1 电控系统失控。在煤矿企业整个开发过程中，电气控制电路是一个基本性的控制系统，也就是说电控系统要通过电路为基本连接载体，对电控系统实施远程操控，在这种情况下一旦电气控制电路出现问题，载体的连接就会出现中断等现象，操作命令无法通过系统的有效连接传输到电气设备，从而造成整个煤矿企业中的电气系统失控，造成煤矿开采工作的中断和延期，严重的甚至会导致煤矿开采中的安全隐患。

1.2 引爆雷管。在矿井开采过程中需要爆破工程进行爆破工作，常见的就是利用雷管进行引爆，在矿井的开采过程中采掘工作较为复杂，工作面设备较多，其中包括道轨、输送机的线路、管道等，为了工作便利通常导体的铺设是沿着轨道进行，所以在这种环境下一旦出现杂散电流的通过就会形成大地与接地体之间的电位差，这种电位差的出现就造成了很大的安全隐患，采掘巷道内的轨道一旦不是完全绝缘就会使得杂散电压呈现较高的状态，当电流较大时就容易造成雷管的引爆，造成安全事故的发生，对于经济和人身安全都有很大的损害。

1.3 腐蚀电缆外表及金属管线。当电流从管线中流出时，会有一个流出点，而就是通过这个流出点而使管线受到严重的腐蚀。由于在开采中处于室外作业，并且作业环境较为恶劣，水质有问题，尤其是酸性水较多，而酸性水在电解作用下容易造成金属的腐蚀，这对管线的安全有严重的影响。

2 煤矿开采中保护接地的概况

煤矿开采中保护接地是一项极为重要的工程工作，保护接地的主要功能就是防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电体危及人身和设备安全。具体地说就是在不带电的情况下，带电部分相绝缘金属部分利用导线与接地体进行连接，从而起到保护作用的一种方式，在煤矿开采的大环境下保护接地具有一定的特点，在煤矿的保护接地中常见的一些问题，例如主接地极、主接地母线以及电缆接电线的连接，并且会有一些电缆和电气设备的连接出现问题，或是连接不良或是连接错误，从而造成地网出现漏洞，影响到采矿的安全，这种情况的预防就需要在保护接地进行之前做好方案设计和保护接地实施之后做好检查工作。

3 电气控制系统及保护接地的完善

3.1 保护系统的智能化。科技的不断发展也促进了保护系统的智能化发展，矿井开采中的低压电网也植入了科技应用，微电子技术的应用有效的实现了电网的检测和保护。并且逐渐的向智能化发展，保护系统的智能化更好的提高了电气控制系统的可靠性，实现了多种功能，能够同时控制多种故障，在控制的同时能够直接显示各支路的电流、电压、耗电量等各项指标，另外，出现故障的问题、时间以及状态也能进行显示和记录，从而减少了人工消耗，更好的实现了计算机的自动监督和保护，提高了安全系数和工作效率。

3.2 漏电保护性能的完善。漏电故障在电气故障中是一个常见的故障，并且通過对低压电网的电气故障进行总结和分析之后发现漏电故障出现的频率较高，常见的漏电保护是采用接地分流的技术，这种技术的应用对于电动机反电势以及电网分布电流的故障电流产生具有明显的控制和减轻，从而提高了安全系数，漏电保护的提升和应用对于煤矿低压电网的安全运行尤为重要，这就需要我们不断完善漏电保护技术和性能。

3.3 保护接地的完善。接地线是防止触电事故的必须步骤，尤其是在制作高压电缆头和高压电缆线的连接，必须制作接地线，并且为了保障安全要将接地线有效地和铂装带连接。高压电缆和设备的链接中需要注意的是接电线与设备外壳的有效连接，这种连接能够更好的保障接地安全，低压电缆要选择带有接地芯线的四芯电缆。在安装连接的过程中首先要保障接地芯线与电气设备外壳的有效连接，另外，接地芯线的长度也有要求，接地芯线要保障长于三根电源线的最长长度，只有这样才能保障在任何情况下接地线都能有效的保障接地，主接地极应该采用耐腐蚀的钢板，另外，在主、副水仓中要各埋设1块。每台设备均必须用独立的连接导线与接地网直接相连；禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联。

3.4 电气设备的接地。电气设备的接地要严格遵守相关规范要求，连接方式也要进行注意，例如主接地极和接地母线，接地母线与接地导线之间的连接要采用焊接的方式，在有些情况下焊接条件达不到时，可以采用镀锌螺栓进行连接，其中需要注意的是螺栓的直径不能小于10mm。另外，还可以采用裸铜线绑扎，需要注意的是沿接地母线轴向绑扎的长度不得小于100mm。一旦电气设备由于某些情况进行了拆卸安装或者移动之后就需要重新进行检查，尤其是对接地装置的检查和完善，对于一些在运行中会剧烈震动和移动频率较高的电气设备要加强检查，一旦发现接地装置出现问题要及时进行修复，避免造成事故，如果没能及时进行修复工作要保证在修复前禁止受电。检查要定期进行，每年至少一次，期间也要根据具体情况进行检查，发现问题及时解决。

4 结语

综上所述，电气控制系统常见故障有很多原因，在煤矿企业的生产中安全是生产的一个重要原则，如何保障安全就需要煤矿电气控制的有效安全的管理，科学的制定并遵守电气保护措施，从而实现电力系统运行的安全性和稳定性，保障煤矿勘探开发的有效和安全。

参考文献：

[1]李晶.煤炭电气控制系统及保护接地问题分析[J].技术与市场，2014（7）：207-207.

[2]金江.我国煤矿掘进机电气控制的发展趋势[C].//中国煤炭学会2007短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集，2007：96-99.

[3]王建才.浅析煤炭通信网的防雷与接地保护[J].通信电源技术，2008，

25（6）：81-84.

电气控制与保护 篇4

通过将计算机技术、电力技术、电子技术等融入到电控技术中, 研发的控制与保护开关电器CPS, 与传统的同类电器相比, 具有技术可靠、反应快速、安全节能等优点, CPS接点少, 降低了系统的故障率及电能耗, 并节约了材料。全球第一代CPS产品是1983年法国TE公司生产的LD系列产品。中国90年代研发了第一代CPS产品, 填补了国内空白, 是革命性的创新产品。

与隔离器相比, 主电路和控制电路可同时隔离;与断路器相比, CPS分断能力高, 具有高可靠性和连续运行的性能;与接触器相比, CPS具有寿命长、无维护、易操作等特性。

CPS产品技术发展趋势有以下七个特点。

1、控制保护一体化:控制与保护开关电器CPS将传统的断路器、隔离器、接触器、热继电器合为一体, 并解决了保护与控制特性匹配问题。

2、功能的多样化:既适用于配电场合, 也可用于电动机的控制场合。

3、产品的小型化:应用最优化的结构布局, 采用先进的材料、工艺和技术, 缩小产品的整体体积, 实现产品的小型化、模块化。

4、应用的节能化:应用优化电磁系统静态结构设计和智能动态控制技术, 进一步降低了电磁系统功耗;应用软硬件结合的智能电子技术, 进一步降低了电子系统功耗, 实现产品的节能。

5、维护的简易化:模块化的结构设计及多种可选的附件使产品的应用更方便灵活、接线更便捷、维护更简洁。

6、性能的可靠化:产品结构、抗干扰能力、检测判断精度、响应速度、软件运行的可靠性等方面全面提高, 使得CPS的产品使用更可靠, 操作更安全。

7、寿命的延长化:通过对触头灭弧系统的结构、气流场及磁场的优化设计, 可提高产品的短路分断性能。通过提高材料性能、优化零件结构、启动时引入动态控制技术来延长产品的机电寿命。

清华大学建筑设计研究院有限公司总工教授级高工徐华

控制保护开关电器具有控制与保护功能集成化、模块化、小型化的特点, 其防护等级高、保护功能齐全、分断短路电流能力高、电寿命长、安装使用及维修操作方便、设计选型方便, 克服了由于分立元器件 (通常是断路器或熔断器+接触器+热继电器) 选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题, 是实施绿色建筑中节材的典范, 现在已经得到广泛应用。

对于CPS的推广使用, 建议注意以下几个问题。

1、随着马达控制及节能技术的发展, 软启动、变频启动的应用也越来越多, CPS能否结合软启动器、变频器生产一体化产品?

2、由于市场上出现了大量良莠不齐的CPS产品, 降低了产品可靠性, 会影响CPS的使用和推广, 应让大家能够快速区分优劣产品。

3、对电子式和电磁式产品选用混乱、市场混乱的现象提出选用原则。

4、对于消防型CPS产品, 能否结合消防巡检要求, 生产集成度更高的产品?对于直接启动大功率消防泵的CPS, 其电寿命和机械寿命有无影响?

温州大学物理与电子信息工程学院院长教授戴瑜兴

从三个层面谈一下我的想法。

1、制造层面:目前的CPS产品需要走精品制造的技术路线, 做专业产品。推进“机器代人”, 温州政府对此支持力度也很大, 很多环节都可以机器代人, 以提高工艺水平和效率, 降低成本。要切实提高制造业过程的自动化, 从产品设计、制造、检验与测试、工程应用以及产品报废处理的全生命周期实现信息化。

2、推广应用层面:假冒伪劣产品充斥市场, 要加大打假力度。目前产品的应用集中于民用建筑领域, 亦可向工业领域、军工领域拓展, 拓宽高科技产品的应用范围, 例如航空航天领域、船舶领域。产品上图方面, 尽量做到产品样本提供的线路图、典型方案可作为设计参考乃至设计依据。

3、企业发展层面:中凯已经成为上市企业, 温州的企业很多, 创造的GDP很高, 但遗憾的是温州的上市企业很少。参考国外先进经验, “百年老店”都是一种产品一代代做下来, 做成精品。中凯的三合一产品独具特色、技术先进, 市场需求很大, 要做专、做强、做成民族的品牌。

山东省建筑设计研究院总工研究员张钊

鉴于目前“控制与保护开关电器”的发展现状, 提以下两点建议。

1、建议用控制与保护开关KB0代替双电源切换装置ATS

实际上, KB0具有双电源转换开关的功能, 但没有得到真正的应用, 丧失了很大的市场。双电源均采用传统的自动转换开关ATS, 在民用建筑中, 双电源转换开关要比KB0用量大。应加大KB0双电源产品的市场推广, 提高市场占用率。在推广控制与保护开关的同时, 推广双电源功能, 其额外投入相对要小得多, 一定能得到事半功倍的效果。

2、建议增加功能模块, 完善产品功能

在民用建筑的电气设计中有很多系统, 如建筑物能耗监测系统、电气火灾监控系统、消防电源监控系统以及电气设备防雷保护SPD。目前这些系统都是各自独立, 起着单一的系统功能, 能耗的计量、漏电监测、电源监测、SPD保护都可以做成功能模块, 构成与控制与保护开关的灵活组合, 其网络的传输利用一套系统, 集中管理, 能够大大降低设备成本和管理维护费用。

上海现代建筑设计集团总工教授级高工陈众励

《民用建筑电气设计规范》 (JGJ 16-2008) 提到了消防泵直接启动的问题, 很多消防设备运行时由发电机供电, 采用小系统方式。如发生短路, 短路电流较小, 按市电系统来处理时短路保护灵敏度不够, 按发电机来处理时动作概率又偏高。接电网时短路电流大, 接发电机短路电流偏小。是否可以考虑产品设两个短路保护整定值, 分别对应电网和发电机。

另外, 消防状态下短路保护问题也值得研究。大部分综合体、超高层建筑都存在这样的问题。

北京市建筑设计研究院有限公司总工教授级高工孙成群

控制与保护开关电器与传统开关电器相比, 很好地解决了分立元件之间保护与控制特性匹配的问题, 下面就在实际工程中采用控制与保护开关电器的体会, 谈谈个人的看法。

1、与分立电器构成的系统相比

(1) KB0系列控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体, 具有反时限、定时限和瞬时三段保护的特性。 (2) 具有无可比拟的运行可靠性和系统的连续运行性能, KB0在分断短路电流后无需维护即可投入使用。 (3) KBO具有体积小、安装面积少、无分离元件接点、减少线路发热、节约能源、节约材料等优点。

2、与塑壳断路器相比

(1) 具有分断能力高、飞弧距离短的特性, KB0在50k A预期短路电流下的分断时间仅为2ms~3ms。飞弧距离仅为20~30mm。 (2) 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。

3、与接触器性能相比

KBO的机械寿命达500万~1 000万次, 电寿命AC-43为100万~120万次, 兼顾就地手动操作与远距离自动控制。采用触头与电磁系统分离式设计, 有效抑制触头的二次弹跳。

KB0系列控制与保护开关电器还具有智能化、模块化、多功能、小体积的优势, 安装灵活且防护等级高。

中国航天建设集团有限公司总工研究员王勇

CPS主要特点是集频繁动作与偶发保护于一体, 取代过去断路器、接触器和热继电器的功能, 结构紧凑、接线方便。电磁式过载保护采用双金属片热驱动, 由于故障电流直接驱动脱扣装置, 不需要控制电源, 因此可靠性高。

电子式CPS通过将CPU对采样电流的运算值与设定值进行比较, 发出指令进行脱扣。电子式可以采用各种先进的运算方法, 其控制精度和负载特性的匹配度、时间和幅值级差配合等智能化程度可以达到很高的水平。但由于电子控制器需要控制电源, 逻辑运算和保护曲线的设定需微电子器件通过程序来实现, 因此其抗干扰、耐压方面稍显不足。

CPS将保护与动作共用一套触头, 负载电路的每一次通断在触头上产生的电弧烧蚀和磨损又不可避免, 需要经常更换具有高分断能力的触头, 基本上就是整个CPS全部更换, 因此成本较高。

建议:KB0产品的外观设计、操作方式若能有新的突破将会有更大商机。

湖南省建筑设计院副总工教授级高工孟焕平

CPS的发展起源于上世纪60年代初, 由法国MG公司研制将电磁式瞬时脱扣器和热双金属片式延时过载脱扣器安装在转动式接触器上, 构成“Stangard”系列高分断能力的接触器。上世纪80年代初, 法国施耐德公司将“Intergral 32”系列CPS产品投入市场, 出现了应用微电子技术的第一代CPS产品。目前, 以节能、环保、智能为主题的新一代CPS已经问世, 代表产品有施耐德公司推出的Te Sys U系列和西门子公司推出的3RA6系列。

我国的CPS产品是从上世纪90年代开始起步, 到2000年左右开始迅猛发展。CPS能够解决以往使用分立电器组合所产生的协调配合问题, 在工程实践中得到了广泛认可和欢迎。国产的CPS产品提供了一些更丰富、实用的功能, 且与国际领先水平的产品性能指标基本相当, 个别指标甚至高于国外产品。目前, 国内利用CPS研制成适合各种需求的开关电器, 从技术发展角度看, CPS不但从功能和结构型式上呈现多样化, 且各种保护方式和表现型式也呈现出越来越多样化的特点。集成化、模块化、节能化、智能化将成为21世纪新型CPS研制的主流方向。

中信建筑设计研究总院有限公司总工教授级高工李蔚

1、三个元件分立可靠性低、接线复杂, 中凯抓住问题所在, 创新研发了KB0。几乎所有的电器厂商都有控制保护开关电器产品, 从设计角度出发, 有一个问题值得思考和改进, 就是一体化。

2、消防一体化, 我认为这是设计领域的一个问题所在。现在新的防火规范已颁布实施, 消防监控太多, 让设计人员无所适从, 如果可以集成会更好。

以下提出几个建议。

(1) 消防配电控制保护一体化, 将ATSE集成, 只需要外接总线。 (2) 模块化, 应包括二次控制模块、报警模块等。 (3) 市场化, 可细分为五级, 低、偏低、中、偏高、高。除了规范要求的必需模块外, 还有很多可选模块。 (4) 差异化, 在市场竞争中必须差异化。将核心优势发挥出来, 人无我有, 人有我优。有的厂家已经将二次线路控制集成, 受到设计师的欢迎。 (5) 精致化, 产品外观需要改进, 产品更美观, 辨识度更高。 (6) 国际化, 通过技术创新, 将产品推向国际化。另可以再斟酌一下品牌名称。

中国建筑西南设计研究院有限公司副总工教授级高工杜毅威

CPS为三合一 (断路器、接触器、热继电器) 的一体化产品, 具有体积小、分断能力强、控制与保护水平高的特点, 在控制与保护电气领域是革命性的产品。CPS符合模块化、小型化、智能化的要求, 具备了第四代低压电器产品特征, 属第四代低压电器产品, 在电动机控制与保护方面具有很高的水平。

在配电方面, 要求实现智能化、无人值守的变电所, 如设在避难层的超高层建筑变电所等, CPS可以取代断路器, 实现“四遥”功能。CPS比单纯的断路器更适合用于智能配电, 因此智能电网、智能配电技术是CPS下一步应用的发展方向。

对于大功率电动机柴油发电机不能直接启动的问题, 如在大功率消防泵启动时, 消防泵新规范要求采用机械应急启动装置, 正常市电下电源容量可能没有问题, 但柴油发电机供电时直接启动大功率消防泵, 容量就可能不够。采用CPS可以比较容易地解决这个问题, 建议制作专用的消防泵“星三角”启动方式的CPS成套消防泵专用控制器, 再加上机械应急启动装置, 这样就不会因为直接启泵而增加柴油发电机的容量。

在CPS节能方面, 热磁式CPS比电子式的能耗高, 另外电子式也是一个发展趋势, 可靠性高且能耗小, 设备都是长期运行的, 所以CPS的节能也很重要。

在CPS的生产自动化方面, 要提高生产、检测的自动化程度, 突出产品优势, 形成自动化、标准化的生产检测线, 提高产品质量和生产效率。

中国中元国际工程有限公司副总工教授级高工胡剑辉

现在设计院的技术水平参差不齐, 在控制方面的研究很欠缺, 很多人不知道CPS产品的功能可以这么强大, 所以企业要加强产品控制功能的宣传, 而不是让大家仅仅只知道“三合一”;要广泛与设计院沟通, 了解市场需求, 例如:单速兼用电机是否需要两套控制方案以便能在两种情况 (消防状态和正常状态) 下使用, 对于这类问题设计院人员是不太了解的。推广时要突出产品在消防状态下运行的细节问题。在产品现场的安装和维护方面, 企业宣传时要注意细节, 这关系到选型和口碑的问题, 要多和设计院进行沟通。

控制是很重要的一方面, 许多人对控制方面的认识存在盲点, 对应的控制模块原理要给出详细的配套资料。此外, 希望能够做到产品多样化, 使大家能够方便选型, 加强整个企业的宣传力度。

浙江省建筑设计研究院副总工教授级高工洪伟

对于产品优化方面可否做“减法”, 只具备断路器和接触器的功能, 就可以用于照明系统, 很多地下室只需要这两项功能, 这样做能够使材料减少且功能增加。

在节能方面, 具体是本体节能还是设备节能不是很明确。KB0是一个结构组合体, 跟分立元件相比, 它本体一定是节能的。希望能做出一个直观的对比。

在外观方面可以做一些改变, 比如用触摸屏或者按钮取代传统手柄, 缩小体积, 改进外观, 使其方便安装。

现在很多风机都要变频控制或软启动控制, 能起到较好的节能效果, 建议要在这方面考虑以便优化产品。

温州设计集团有限公司副总工高工丁式橫

对电气设计师来说, KB0的应用, 减轻了设计的工作量, 从而将对断路器、接触器、热继电器三种元器件的选择问题转换成对KB0这一个组合元器件的选择问题。根据负载类型、功率及用途就可选择相应CPS产品, 且该元器件比传统元器件体积小。

现阶段, 国家标准图集《常用电机控制电路图》 (10D303-2~3) 中, CPS只在非消防电机中运用。而实际上, 中凯KB0在消防系统中早已有其相对应的产品。所以, 建议中凯在下次国标图集修订时能积极与修订单位衔接, 补充完善这部分的内容。

CPS控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体, 具有小型化、模块化、智能化、高分断的特点, 使保护与控制特性配合更完善合理, 极大地提高了系统运行的连续性和可靠性, 已在工业与民用建筑电气工程中得到广泛应用。

通过本次沙龙研讨, 专家们针对“控制与保护开关电器”的工程设计和应用提出了以下几点应注意的问题。

1、风机、水泵等电动机类负荷控制与保护宜选用CPS。

2、应根据负荷特性对CPS进行选择。

3、消防设备的控制与保护, 应选用热磁式CPS。

4、在高温、高湿度及电磁骚扰严重的场所, 宜选用热磁式CPS。

电气控制与PLC教案 篇5

常用电器

本章教学要求:

1、了解常用照明灯具的结构、特点和工作过程，会新型节能电光源的安装使用。

2、会安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。

3、理解单相变压器的基本结构、工作过程及计算。

4、了解单相变压器的外特性、损耗及效率。5．了解特殊变压器的基本结构、使用方法和用途。

6．了解常用抵押电器的种类、基本结构及用途，会根据工作场所合理选用。

重点：

安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。单相变压器的基本结构、工作过程及计算。难点：

单相变压器的特性。教学方法：

讲授法、讲练结合、启发法并辅以电路仿真软件。组织教学：

查出勤，板书本次课重点、难点，通过PPT及电路仿真软件演示。知识回顾：回顾初中部分电路欧姆定律以及串并联电路 导入新课: 通过PPT介绍照明设备

§4-1 照明灯具

目的与要求

1.了解常用照明灯具的结构、特点和工作过程，会新型节能电光源的安装使用。

2.认识照明电路的安装的程序、要领和工艺要求，学会安装照明电路。3.初步学会用万用电表检验电路。

4.会安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。

重点与难点 重点

1.照明电路的安装。2.万用电表的使用。

难点

1.开关的安装。

2.用万用电表检验电路。

教学方法

讲授法,列举法,启发法并辅以电路仿真软件

教具

多媒体、仿真软件

小结

照明电路是电工知识中的基础点，它是我们对电路由简至繁学习以后复杂电路的一个重要开端。布置作业

习题册 知识梳理

一、常用照明方式

1、一般照明——无特殊要求，为整个被照场所而设置的照明。

2、局部照明——局限于某一工作部位的照明。

3、混合照明——由一般照明和局部照明共同组成的照明称混合照明

二、常用照明灯具

白炽灯、荧光灯、卤钨灯、高压汞灯、高压钠灯、节能灯等

三、荧光灯电路

1、荧光灯的组成：灯管、镇流器、启辉器、灯座灯架等组成。

2、荧光灯电路图：

3、工作原理：辉光放电→热电子发射→产生高压电→荧光灯点亮

四、双控白炽灯电路

§4-2 变压器

目的与要求

1．了解变压器的构造及工作原理。

2．掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。

重点与难点 重点

变压器工作原理及工作规律。

难点

1.通过原副线圈电流与匝数间的关系。2.通过运用变压器工作规律的公式来解题。

教学方法

讲授法,列举法,启发法，实物与实验演示。

教具

PPT,小型变压器模型。小结

变压器是我们电气控制中重要的一环，是电能转换的一个基本电器，对它的学习中，既回顾了电磁感应知识，也是我们学习电气控制的一个重要开端。布置作业

习题册 知识梳理

一、变压器的作用

1、主要功能是改变交流电压的大小。

2、改变电流、变换阻抗等。

二、变压器的结构

1、主要组成部分：铁心和绕组

铁心：变压器的磁路通道，同时也是变压器的骨架。为了减小涡流和磁滞损耗，铁心通常由磁导率较高又相互绝缘的薄硅钢片叠合而成。绕组：变压器的电路部分。由绝缘良好的漆包线或纱包线绕制而成。工作时与电源相连的绕组称为一次绕组，与负载相连的线圈称为二次绕组。

2、变压器符号：

3、变压器分类：按绕组和铁心的安装位置不同，分为心式和壳式两种。（如课本图5-3所示）

三、变压器工作原理

1、变压原理：

U1E1N1U2E2N2理想变压器一次、二次绕组端电压之比等于绕组的匝数比。

2、变流原理：

I1U2N2I2U1N1变压器工作时，一次、二次绕组中的电流跟匝数成反比。

3、变换阻抗原理:

如图把带负载的变压器看成是一个新的负载，并用R′L表示，则有

R′L =(N1/N2)RL(因为I1 R′L = I2 RL ；I1/I2=N2/N1)R′L是RL在变压器一次侧中的交流等效电阻。

四、常用变压器

1、三相变压器：有三相干式变压器和三相油浸式变压器

2、电焊变压器:

3、互感器和钳形电流表2

2§4-3 常用低压电器

目的与要求

1.掌握电器相关的基本概念。2.掌握几种常用低压电器。

重点与难点

重点

1.各类低压电器的的基本种类、基本结构、作用及用途。2.各类低压电器的选用。

难点

各类低压电器的基本结构及特性

教学方法

讲授法,列举法,启发法，实物演示或PPT演示。

教具

多媒体、常用电器类实物。

小结

常用低压电器是我们组成控制电路的重要一环，是我们学习控制电路的基础，通过对低压电器特性的分析，我们能够方便地学习控制电路的基本特性。布置作业 知识梳理

一、概述 电器

1、定义：电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。

2、学习掌握电器的原因：继电器、接触器等工业电器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位；掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必需的基础。分类

按工作电压：高压、低压。按动作原理：手动、自动。

按用途：控制、配电、主令、保护、执行。

二、接触器

结构和工作原理

1、结构：一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。

2、工作原理：根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭

合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。分类及特点

1、交流接触器：交流接触器线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。

2、直流接触器：直流接触器线圈通以直流电流，主触点接通、切断直流主电路。主要技术参数：线圈电压、主触点额定电流、主触点额定电压、辅助触点额定电流、辅助触点对数、接触器极数以及接触器的机械寿命和电寿命等。选择原则：

1、接触器的使用类别应与负载性质相一致，控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。

2、主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。

3、主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。

4、接触器主触点的额完工作电流是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。

5、吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85％及以上时应能可靠地吸合。

6、主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要。三．继电器

继电器特性及其分类

1、原理：主要用于控制与保护电路中作信号转换用。具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件），当感应元件中的输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。

2、分类：常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等等。

3、特性：继电特性曲线。

4、参数：返回系数、吸合时间、释放时间。电压、电流继电器

过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器。中间继电器与固态继电器

1、中间继电器：当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用；当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。

2、固态继电器：由固体半导体元件组成的无触点开关器件；4端有源器件； 时间继电器

1、原理：感应元件接受外界信号后，经过设定的延时时间才使执行部分动作的继电器。

2、按延时方式分类：通电延时型、断电延时型和带瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器。

3、按工作原理分类：空气阻尼式、电动式和电子式等。

4、触点类型：常开延时闭合触点、常闭延时断开触点、常开延时断开触点和常闭延时闭合触点4类。热继电器

1、定义：专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，以防止电动机过

热而烧毁的保护电器。

2、组成：双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、整定调整装置及手动复位装置等组成。

3、原理

4、参数：热继电器额定电流、相数、热元件额定电流、整定电流及调节范围等。速度继电器

1、作用：用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机反接制动转速过零时，自动切除反相序电源。

2、组成：转子、圆环（笼型空心绕组）和触点三部分组成。

3、原理

四．熔断器

作用：供电电路和电气设备的短路保护。

组成：由熔体和安装熔体的外壳两部分组成。

原理：通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。特性：保护特性曲线 选择

五、低压隔离器

作用：在电源切除后，将电路与电源明显地隔开，以保障检修人员的安全。类型：低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关三种。

六、低压断路器

作用：用来分配电能，不频繁地起动异步电动机，对电源电路及电动机等实行保护。功能相当于熔断器式断路器与过电流、欠电压、热继电器等的组合。

组成：主要由触点和灭弧装置、各种可供选择的脱扣器与操作机构、自由脱扣机构三部分组成。

参数：额定工作电压、壳架额定电流等级、极数、脱扣器类型及额定电流、短路分断能力等。

七、主令电器 概述

1、定义：用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器。

2、类型：按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等。按钮

1、结构组成：常闭触点、常开触点、桥式触点、弹簧、按钮帽。

2、颜色规定

3、结构型式 行程开关

1、作用：用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。

2、分类：

按外壳防护形式：开启式、防护式及防尘式； 按动作速度：瞬动和慢动（蠕动）； 按复位方式：自动复位和非自动复位； 按接线方式：螺钉式、焊接式及插入式； 按操作形式：直杆式（柱塞式）、直杆滚轮式（滚轮柱塞式）、转臂式、方向式、叉式、铰链杠杆式等；

按用途：一般用途行程开关、起重设备用行程开关及微动开关等。接近开关

1、原理：非接触式的检测装置，当运动着的物体接近它到一定距离时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。

2、分类：高频振荡型、霍尔效应型、电容型、超声波型等。

3、参数：动作距离、重复精度、操作频率及复位行程等。光电开关

1、原理：通过光的发射和接收实现非接触式位置检测装置。

2、分类：对射式和反射式。凸轮控制器

1、作用：用于起重设备和其他电力拖动装置，以控制电动机的起动、正反转、调速和制动。

2、结构组成：主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触点组成。

3、原理：转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，转到某一位置时，凸轮顶动滚子，克服弹簧压力使动触点顺时针方向转动，脱离静触点而分断电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触点组按规定的顺序接通或分断。主令控制器

1、作用：由主令控制器的触点来控制接触器，再由接触器来控制电动机。

2、结构组成：与凸轮控制器相似，与控制屏相配合。万能转换开关

1、作用及原理：由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器，借助于不同形状的凸轮使其触点按一定的次序接通和分断，它能转换多种和多数量的电气控制电路。

2、转换开关定位特征

低压电气装置的过负荷与短路保护 篇6

摘 要：低压电气装置设备以及配电线路过负荷、短路故障，是影响低压电气装置正常运行的主要故障因素。因此，为了保护低压电气以及配电线路，在发生上述故障时应及时切断电源，确保人身和财产的安全，或使这类故障产生的危害最小化。基于此，相关工作人员务必了解有关的保护原理和应用必要的方法，以解除和减少故障带来的危害和影响。

关键词：配电变压器;配电线路;短路保护

低压电气装置过负荷与短路保护一直都是企业实施自身基础管理工作中的重点内容，如今在企业的低压电气装置过负荷与短路保护过程中，我们必须要对存在的各种问题进行探讨和详细的分析，通过分析在企业低压电气装置过程中检测技术所起到的重要作用，来探讨开展企业低压电气装置过负荷与短路保护工作所应该加强的问题以及加强企业人员培训所取得的实效，结合自身工作实际情况来进行论述，本文就对企业低压电气装置过负荷与短路保护的措施以及建议进行分析，旨在为广大工作人员提供借鉴和参考，以便能够达到完善企业低压电气装置过负荷与短路保护措施这一重要目的。

1.低压电气装置电源设备

低压电气装置（或低压配电系统）的电源设备通过配电线路向负荷配电。有3类电源设备，不同类型的电源设备可提供的过负荷电流和短路电流是不同的，对保护电器的选择与整定的要求也是不同的。静态不间断电源装置是基于电力电子器件的整流器和逆变器，实质是一种恒流源设备，它只能提供短暂的过负荷电流，如1.5In（UPS额定电流）/5s。通常作为低压电气装置的备用电源或称冗余电源.也有作为应急电源使用的。投入电源时，15s内可对80%的负荷供电，20s才可满负荷供电。发电机的内部阻抗比较大，它能提供3In（发电机额定电流）的单相短路电流，或5In的三相短路电流。正常供电电源均采用变压器。配电线路的过负荷和短路保护通常是指变压器作为电源设备时的保护电器特性与电缆过热耐受曲线的协调配合。

2.低压电气装置过负荷的原因分析

2.1配电变压器的过负荷原因

在低压供配电系统当中，配电变压器主要负责电压的转换，其在输配电过程中具有非常重要的作用，是系统中不可或缺的重要电气装置之一。该装置的运行稳定性和可靠性对电力供应具有直接影响，一旦出现过负荷现象，很容易引起各种故障，据有关调查统计数据显示，配电变压器故障中，由过负荷引起的故障所占的比例较大。导致配电变压器过负荷最为主要的原因是环境温度变化以及负荷波动变化，在这一前提下，配变的绕组热点温度会显著升高，由此便会造成配电变压器超过额定负荷运行。当配电变压器在过负荷的条件下运行时，容易加速绝缘老化，并且装置内的各元器件的温度也会随之升高，使用寿命会大幅度降低。此外，若是在一个台区当中，配电变压器的台数及容量不足时，也有可能引起配变超负荷运行，这会导致变压器的运行可靠性下降。

2.2电动机的过负荷原因

通常在供电设备导线截面过小或供电容量不足的情况下，容易造成过大的电压损失，导致负荷电压降低。在供电电压小于额定值的情况下，会增加电动机转子电流和定子电流，加大绕组中的铜损，使得绝缘材料受电动机高温的影响出现过早老化现象。电动机的激磁电流会随着电网电压的增加而增加，从而加大定子的铜损，以及定子和转子的铁损，造成电动机内部热量不断升高。如果电网电压不对称，就会消弱电动机内部基波磁场，大幅度降低电磁转矩，在负荷阻力转矩不发生变化的情况下，会增大电动机的定子电流，进一步加大铜损。同时，高次谐波磁场也会造成定子、转子以及铁芯中的铁损增大，导致电动机过热。

2.3低压配电线路的过负荷原因

导致低压配电线路过负荷的原因大体上可归纳为以下几个方面：在进行低压配电线路设计的过程中，由于设计人员缺乏经验，从而使得导线截面的选择不当，即导线截面无法满足实际负荷电流，这样非常容易引起线路过负荷;配电线路所在区域内的电力用户将较大功率的电气设备接入到线路当中，因为线路在设计时的负荷能力是有限的，随着大功率电气设备的接入，势必会超过线路的负荷能力，由此便会引起过负荷。国内的配电网一般采用的都是辐射供电模式，所以当配电线路出现过负荷现象时，无法将这部分负荷转移走，只能采取停、限电的方式进行控制。

3.低压电气配电线路的短路保护

3.1短路保护要求

所有的低压配电线路都应装设短路保护装置。短路保护装置的装设，应保证线路末端发生短路时，保护装置能可靠动作。短路保护装置应能避开线路中短时间过负荷的影响，如大容量异步电动机的启动瞬间等，同时又能可靠地保护线路。低压配电线路的短路保护，通常采用熔断器或低压断路器来完成。

3.2熔断器熔体电流

当采用电缆或穿管绝缘导线配电时，熔断器熔体的额定电流应小于或等于电缆或穿管绝缘导线允许载流量的2.5倍。当采用明敷绝缘导线配电时，熔断器熔体的额定电流应小于或等于导线允许载流量的1.5倍，这是由于明敷绝缘导线的绝缘等级偏低，绝缘容易老化的缘故。当熔断器用来保护配电线路末端的短路事故时，熔断器熔体的额定电流应小于或等于线路末端发生单相接地短路或两相短路时短路电流的1/4倍。

3.3短路电流计算

在低压电网中运行的变压器低压侧发生短路时可以认为变压器的高压侧端电压不变和低压侧短路电流不衰减。也就是说，变压器高压侧电源可视为无穷大。理论上，变压器低压侧的所有低压元件，包括母线和电缆、电流互感器的一次线圈、断路器和刀闸触头的接触电阻等，对低压短路电流都有影响，但为了简化计算，使计算出的短路电流值又偏于安全，容许不考虑占回路总阻抗不超过10%的元件。低压电网一般以三相短路电流为最大，并与中性点是否接地无关。在低压电网中，一般不允许忽略电阻，因此短路电流非周期分量比高压电网衰减快得多，故短路电流最大有效值及短路冲击电流与周期分量比值一般不太大。

4.结束语

现今社会环境下加强低压电气装置过负荷与短路保护是当前市场条件下面企业谋求发展和生存必然的要求，我们必须要完善企业低压电气装置过负荷与短路保护的措施。

参考文献：

[1]贺湘琨.建筑物电气装置标准化技术[J].电气工程，2013

探讨电气控制线路中的保护环节 篇7

一、短路保护

在生产实践中, 三相交流电力系统最常见和最危险的故障是短路。当出现线路或电气绝缘遭到破坏、操作或接线错误、控制回路或电器设备故障等引发短路事故时, 发现线路中产生的瞬时故障电流为额定电流的几倍到几十倍, 过大的短路电流会使电气设备急剧发热, 致使电气设备或配电线路的绝缘降低, 严重时引起火灾。所以当线路出现短路电流时, 必须快速、可靠地切断电源, 这种瞬时特性就是在线路中安装短路保护装置。

短路保护主要采用熔断器、低压断路器和专用的短路保护装置。在三相供电系统中主电路中必须采用短路保护。在主电路容量较小的线路中使用熔断器, 同时可以作为控制回路的短路保护;在主电路容量较大的线路中, 主电路一定要单独设置短路保护熔断器, 控制回路单独设置熔断器作为短路保护。

二、过电流保护

过电流就是用电设备在超过其额定电流的状态下运行, 过电流一般要比短路电流小, 一般不超过额定电流的6倍。在生产过程中, 电机出现过电流的原因, 主要还是不正确地启动和负载转矩过大。电机在运行过程中发生过电流的可能性较大, 尤其在生产工艺要求频繁启动和正反转、重复短时工作情况下, 电动机运转过电流更是如此。在生产实践中过电流保护通常采用过电流继电器、低压断路器、电动机保护器等, 其动作值的整定要躲过正常运转的电流值。

在控制线路中, 过电流继电器与接触器配合使用, 将过电流继电器线圈串联在被保护电路中, 电路电流达到其整定值时, 过电流继电器动作, 切断电源。我们应该知道, 过电流继电器不同于熔断器和低压断路器, 低压断路器是把测量元件和执行元件装在一起;熔断器的熔体本身就是测量和执行元件;而过电流继电器只是一个测量元件, 过电流保护要通过执行元件接触器来完成。在设计安装时, 为避免电动机的启动电流使过电流继电器动作, 需要时间继电器与过电流继电器配合。设定时间继电器延时闭合常开点, 使过流继电器的线圈接入保护电路, 在运行当中起保护作用。

三、过载保护

过载保护是说电动机在大于其额定电流的情况下运行, 一般是在其额定电流的150%以内, 不能再大了。在实践中出现电机过载的原因有很多, 诸如缺相运行、负荷突然增加、电网电压降低等。如果电动机长时间过载运行, 其绕组的就会升温, 当超过允许值时绕线绝缘材料就会变脆、老化, 甚至烧坏电机。通常在处理过载保护时采用热继电器或电动机保护器作为保护装置。

过载保护的特性与过电流的保护不同, 这主要是在工艺生产中, 负载的临时增加而引起过载, 短时间后就恢复正常工作状态。对于电动机只要过载时间内绕组的温度不超过允许的温度, 一般不需要立即切断电源。热继电器具有与电动机反时限特性相吻合的特性, 根据电流过载倍数的不同, 其动作的时间也是不同的, 是随着电流的增大而减少等待时间。使用过程中, 热继电器的热惯性比较大, 检测到的电流超过几倍的额定电流, 均需要一个等待时间才能动作切断电源。正因如此, 热继电器能够经得起电动机在启动时大电流的冲击, 从而躲过启动过电流的时间, 也只有在电动机长时间过载的情况下, 热继电器才动作, 切断控制电路, 接触器线圈断电释放触头, 电动机停止运转, 达到电机过载保护作用。

四、电压保护

用电设备是在一定的额定电压范围内才能正常工作, 过高的电压或过低的电压以及生产过程中非人为原因出现的突然停电, 都可能造成生产事故, 所以在设计电气控制回路时需要设置失电保护、过压保护和欠压保护。

1. 失压保护。

在生产过程中电动机正常运转, 出现突然停电致使电动机断电停转, 相应的机械部分也随之停止工作, 若在电源自行恢复时, 电动机能够自行启动, 有可能造成机械设备事故或人身事故, 也有可能致使电气部分过负荷引发火灾, 为此装设防止电压恢复电气传动自行启动而设置的保护称之为失压保护。在生产中电气设备的主回路和控制回路是通过接触器和按钮控制电动机的启动和停止, 那么控制回路中的自锁环节就具有失电压保护作用。在电气控制中若有不能自动复位的手动开关或行程开关控制接触器, 就必须设计零压继电器, 工作过程中, 若出现失电, 零压继电器释放, 其控制回路自锁也释放, 当供电系统恢复正常时, 主回路就不会导通, 设备也就不会自行投入工作。

2. 欠电压保护。

供电系统中出现电压降低时, 用电设备如电动机在欠电压下依然运行, 在负载一定的情况下, 由于额定电压下降, 导致线路中的电流增大, 这个电流增大但不足以使熔断器、过电流继电器或热继电器动作, 维持电机在欠电压状态下运行, 这样不仅影响产品工艺指标, 还会造成机械设备损坏而停产, 同时在控制回路中的接触器、继电器既不释放又不能可靠地吸合接触, 出现触头抖动噪声增大、线圈电流增大, 触点升温造成电器元件或电动机的烧毁。如果能在供电系统电压下降到额定电压以下的80%, 控制回路能够自动切除主回路电源使用电设备停止工作, 这就是失电保护。欠电压保护采用欠电压继电器来实现, 其线圈跨接在电源上, 常开触点串接在接触器控制回路中, 当供电电压下降到继电器的整定值时, 触点释放, 切断控制回路从而实现欠电压保护。

五、总结

电气控制与保护 篇8

在电气控制系统中, 为了保护电动机正常运行, 就必须要有相应的电动机保护, 所谓的电动机保护就是要在电动机出现过载、短路、漏电、运行不平稳等各种不正常的运行情况下, 能够做出相应预警提示, 提醒工作人员, 以保证电动机能够安全正常地运行。据官方数据统计, 现今超过八成的电动机损坏都是由于电机过热造成的, 如出现短路、过载、漏电、堵转等情况, 就极易造成电动机发热, 乃至烧毁, 这样不仅仅损坏了电动机, 有时甚至还会给企业带来更为严重的后果, 如引起火灾。因此深入地探讨电气控制系统中的电动机保护对于现实社会具有重要的意义。

2 电气控制系统

电气控制系统的控制电路在不同的电器上是不同的, 例如高压电气设备与低压电气设备它们采用的控制电路就是不同的。电气控制系统的控制电路称为电气设备二次控制回路, 主要由电源供电回路、保护回路、信号回路、自动与手动回路、制动停车回路与自锁及闭锁回路部分组成。电气设备的正常运行, 各个控制回路的协调工作是必不可少的, 另外还需要很多的辅助电气设备, 及保证电气设备顺利完成特定控制功能的各式电器组件组合, 以上这些合在一起统称电气设备二次控制回路。下面从四个方面来介绍电气控制系统的功能:

(1) 自动控制功能:电器设备都是通过电源来提供能源的, 这通常都要涉及到高电压或者大电流等高危情况, 因此在实际的设备操作时, 是不能由人在进行操作, 需要有一套自动控制系统来操作高电压大电流的分、合闸, 尤其是当设备出现故障的情况下, 要进行维修之前, 要确保电路切断, 这就要求电气控制系统中有套完整的供电控制系统;

(2) 保护功能:电气设备的控制系统为了能达到自动控制和调节的作用, 就必须要有一套监测和反馈系统, 时刻对电气设备在运行过程中的各种参数进行监控, 如发现超过允许范围或者出现故障, 就要及时做出相应的措施来保护电气设备不被破坏。

(3) 监视功能:工作人员在对电气设备进行操作时, 很难判断设备是否已经处于断电状态, 因此为了保证工作人员的人身安全, 就需要一套监视系统, 能将人眼难易辨别的电信号转换成易于接收的视听信号等, 来协调帮助工作人员对电气设备进行监测。

(4) 测量功能:为了便于工作人员也能时刻监测设备的工作状态, 就需要将设备工作时的各种状态参数进行量化显示, 如电压、电流、功率及频率等, 都用各种仪表设备进行显示, 以方便工作人员定量地监测电气设备的工作情况。

在现代的电器设备控制系统中, 一些传统的电器控制系统组件, 如操作组件、仪器仪表及控制电器等, 都已经被电子计算机及相应的电子组件所代替, 这是一种趋势, 应用了新的组件, 无论是在安全可靠性上, 还是在控制的灵活性上, 都有了很大的进步, 不仅在控制电气设备的正常启动、运行、停机及供电控制等方面更出色了, 还能有效地对电气设备的状态进行监测和保护。

3 电气控制系统中电动机的基本保护

电气设备的最主要构件就是电动机, 电动机的正常运行与否将直接关系到整个电气设备的工作状态和运行情况, 因此电气控制系统最主要的职责就是要对电动机进行全面控制和运行保护, 这样能保证整个电气设备系统稳定运行, 也能保障电气工作人员的人身安全。电气控制系统中的电动机保护环节主要由以下几个方面:

(1) 短路保护环节。

本文引言中介绍了八成以上的电动机事故都是由于电动机发热引起的, 而在这些之中, 电动机的线路绝缘皮破坏, 形成短路是造成这种事故的常见原因, 在电动机的工作回路中, 若有短路现象发生, 那样就会产生一个瞬间大电流, 而这个大电流足以将电动机等电气设备全部烧毁, 因此在电气设备的控制系统中, 对于短路情况的保护是非常重要的。现在常用的短路保护措施就是在电路中加入熔断器、过流继电器和自动开关等, 这些短路保护环节的工作原理都是在出现短路, 产生瞬间大电流的时候, 让工作回路断路, 保护回路中的各电器设备不被烧坏。上面介绍的三种短路保护环节, 只有过流继电器和自动开关得到了广泛应用, 而熔断器由于可靠性不高, 熔丝不易熔断, 未得到广泛应用。

(2) 过电流保护环节。

电气设备在刚开始启动的时候, 由于需要带动的外载过大, 因此就容易产生一个瞬时的电流, 这个瞬时电流不是很大, 不过极易在电气控制回路中造成短路, 这就会给电气设备带来很大的威胁, 因此对于这种情况要引起足够的重视。对于这种情况, 现阶段的主要预防和保护措施也是通过加装过流继电器和自动开关, 过流继电器是串联在电气控制回路中, 当瞬时电流造成回路短路时, 便提供相应的保护。不过有一种情况是不需要进行过流保护的, 那就是三相鼠笼式异步电动机, 此类电动机对于瞬时过电流有自我保护, 因此在三相鼠笼式异步电动机的电器控制回路中不需要安装过电流保护环节。

(3) 过载保护环节。

造成电动机发热的情况除了短路情况会造成比较严重的后果外, 还有一种情况就是过载的情况下, 也是很容易造

成比较严重的后果。当电动机在负载比较大的状态下进行运行, 此时的运行状态是一种超载状态, 电动机的绕组线圈会产生很多多余的热量而无法散去, 这样余热就会使绝缘材料等慢慢地被损坏, 降低寿命。此种情况积累到一定程度的时候就会导致电动机烧毁, 损坏整个电气设备, 因此对于过载情况的保护也是非常必要的, 现在常用的过载保护主要使用的是热继电器, 时刻监测电动机的热量情况, 超过范围就断路来保护控制回路。包括过载保护在内, 上面介绍的三种电动机保护环节都属于电流保护, 但是对于不同的环节, 各种保护设备是不用相互替代使用的。

(4) 欠电压保护环节。

根据物理知识可知, 在外载不被的情况下, 即输出功率不变的情况下, 当电压降低, 那相应的电流就要增大, 这样才能保证输出功率不变, 因此这种情况下, 很容易造成电动机在电流值过大的情况下运行, 产生大量的热量而无法排出, 最终造成电气设备被烧毁。因此在输电网的电压降低超过允许的范围值的情况下, 就必须要采取欠电压保护措施, 主要包括欠电压继电器和自动开关两种方式来进行欠电压保护。

(5) 零电压保护环节。

当电气设备的运行电网突然断电的情况下, 为了保护设备不在电源突然恢复的时候自动启动, 造成过大的瞬时电流对本身造成损坏, 以及对当时的检修人员造成人身事故;另外在一个电气系统中, 包括多个电动机的情况, 当这些电动机同时启动的时候, 会导致整个电网的电压大幅降低, 这样就会引起电流过大。因此综合上面的两种情况, 在电网断电再恢复供电的时候采取相应的零电压保护是非常必要的。

(6) 零励磁保护环节。

直流并励电动机在负载运行时, 若励磁电流减小很多或消失, 则电枢电流将迅速增加, 使电枢绕组的绝缘因过热而损坏;而在轻载运行时, 若励磁电流减弱很多或消失, 电动机将超速运行甚至“飞车”, 将严重损坏设备。针对上面所说情况就必须要采用零励磁保护, 所谓零励磁保护就是通过在电动机励磁回路串入欠电流继电器来实现的。如果励磁电流降低太多或消失, 欠电流继电器就会释放, 其常开触点断开接触器KM线圈使电动机断电停车。

4 总结

保证电动机的稳定运行对于整个电气设备来说是至关重要的, 因此电气控制系统对于容易造成电动机损坏的各个情况都做了针对性的保护措施, 以确保电动机在各种情况下都能安全可靠的运行。本文分析了电气控制系统对于电气设备的重要性, 分析了电气控制系统的功能, 对电气控制系统中的电动机保护分六种情况进行了深入研究。

参考文献

[1]付家才.电气控制工程实践技术[M].北京:化学工业出版社, 2004, (1) :87-96.

[2]中华人民共和国机械工业部.通用用电设备配电设计规范[M].北京:中国计划出版社, 1994.

[3]高纲.电气控制系统中低压电动机的常用保护环节探析[J].机电信息, 2011, 315 (33) :63-64.

电气控制与保护 篇9

关键词：电气控制,低压电动机,保护

1 低压电动机的保护控制器运行原理

低压电动机是应新技术的发展而产生的, 它在提高运行效率、增加安全性方面与传统的电动机相比更具优势。电气控制系统中的低压电动机所使用的控制保护器采用网络通信技术, 结合软启动器、接触器等配套装置, 形成了一整套的拥有测量、控制、通信及保护功能的专业化解决方案。新型的低压电动机没有热继电器、热保护器、剩余电流动作保护等独立的保护器, 同时取消了中间继电器、测量仪表、可编控制器等设备, 这些优势条件使得其成为智能型电动机的首要搭配选项。在优良的技术性能支持下, 低压电动机保护器在市场中迅速占据了很大的比例与份额, 国际知名品牌, 如SIEMENS、ABB、Schneider等, 都是专业生产低压电动机的制造商;国内近几年也致力于低压电机的生产与制造, 并通过不断的技术革新, 极大降低了生产成本, 因而低压电动机保护控制器会逐渐取代传统的电动机保护装置。

2 加强电气控制系统中低压电动机的保护措施

2.1 短路保护

短路保护是应对电器或线路绝缘损坏、负载短路、接线错误而应用的一种保护措施。短路发生的过程中会产生出高于额定电流数倍的瞬时故障电流, 从而导致输电线路或电器设备在电流过大的情况下发生受损, 甚至引发火灾。短路保护要求具备瞬动特性, 能够在很短的时间内完成电源的切断。常用的短路保护方式主要有低压断路器保护和熔断器保护两种。对于不同的电动机短路原因要做具体分析, 并采用不同的保护方式。电动机如果出现绕组过热现象就会严重损毁机器, 这种现象在南水北调节制闸作业时尤其明显, 由于节制闸室内环境潮湿, 定子绕组间的绝热保护层不是十分牢固, 因而很容易发生电击穿现象;电动机为双层绕组的, 槽中分为上、下两相绕组, 层间的薄弱绕组更加容易引起电击穿现象的发生。相间短路故障主要是由于电流中正负序电流发生异常, 异步电动机相间发生短路故障之后, 电动机就会出现电流不平衡、声音不正常、熔断器烧毁或者是保护器烧毁的现象, 因而要及时加强电动机的保护。

2.2 过电流保护

过电流保护是指在电流超过电动机额定电流之后所采取的一种保护措施。发生过电流之后, 要在电气元件损坏、允许最大升温之前采取措施将电流恢复到正常值。采用过电流继电器对于电动机实施过电流保护, 将电流继电器线圈按接在被保护电路中, 电流达到电动机所规定的额定值之后, 过电流继电器主触头断开, 发挥切断电动机电源的作用。

2.3 弱磁保护

将电流继电器线圈接入电动机励磁线圈回路中, 当励磁电流过小, 没有达到额定电流时, 将常开触头接在电动机电枢回路中的接触器上, 欠电流继电器释放;将接触线圈电路切开, 接触器线圈的电流释放;主触头直流电动机回路断开后电动机电源自行断开, 以此达到电动机器保护的目的。直流电动机超负荷运载时, 会出现磁场消失或弱化的现象, 电枢电流运行速度过快能够促使其绕组的绝缘保护装置薄弱而出现损耗;直流电动机在轻符合运载的情况下发生磁场消失现象就会导致电动机超速或飞车, 这两种情况下都会对电动机产生损害, 因而针对其所具有的磁场特性可以采取弱磁保护措施, 达到电气控制系统中低压电动机保护的目的。

2.4 电压保护

(1) 失电压保护。电动机正常运行过程中由于电压不稳定而导致电压的突然消失进而引起机器设备的停运, 在电压未恢复过程中, 没有对正在运行的机器作断电处理, 在电压恢复正常、电动机重新运行时, 机器会发生故障损害或是出现人身安全事故, 因而必须采用必要措施减少此类损害的发生。失电压保护是在电压恢复过程中电动机自行运作而采取的保护措施。失电压保护措施可以采取按钮控制、接触器等机器设备实现对电动机的重新启动或停转。接触器能够在电压消失的情况下自动释放进而做到切断电动机电源;在电压重新恢复之后由于接触器锁头已自行断开, 电动机并不会自行运作。采用不能自动复位的控制接触器, 如手动开关、控制开关等, 要使用专业化的零电压继电器使用装置进行安装;如果电动机在运行过程中存在失电现象, 零电压继电器释放, 则电源电压自动恢复后由于自锁电路断开, 电动机不会自动运行。

(2) 欠电压保护。电动机运行所需要的电压是一定的, 在电源电压过低的情况下, 会导致电磁转矩速率下降, 而电动机所负载的转矩并没有发生变化, 这时就会发生电动机的电流量增大、转速下降的现象。当电源电压降低到电动机所需额定电压的70%时, 必须停止电动机的运转, 否则引起电动机故障。欠电压保护可以使用接触器控制器、按钮控制器等设备;电路中的释放电压值为常用的额定电压值的0.5倍, 在电源中接入欠电压继电器线圈, 在接触器线圈电路中接入常开触头, 能够实现电源电压值低于释放值, 接触器主触头会自动断开电动机电源, 进而实现欠电压保护。

3 结语

对于电气控制系统采取安全保护措施十分必要, 只有在电动机安全运作的前提下, 才能够顺利完成生产任务。在进行电气控制系统的安全设计过程中要综合考虑各种因素, 以及时避免各种不必要的安全事故的发生。可以增加电路控制系统中的各种安全保护装置, 使用过电压保护、欠电压保护、弱磁保护、短路保护等多种保护手段, 以实现对电气控制系统中的低压电动机保护。

参考文献

[1]高纲.电气控制系统中低压电动机的常用保护环节探析[J].《机电信息》2011 (33)

[2]何德佑.浅谈低压电动机常用的保护环节[J].《职业技术》2010 (7)

电气控制系统中继电保护器的整定 篇10

关键词：电气,控制

1 引言

随着科学技术的飞速发展, 电气系统自动化程度的不断提高, 继电保护器在电气系统中的应用也越来越广泛, 它不仅保护着设备本身的安全, 而且还保障了生产的正常进行, 因此, 做好继电保护的整定与复校工作对于保障设备安全和生产的正常进行是十分重要的。本文以直流调速系统各种保护继电器的整定与复校方法为例, 详细介绍电气控制系统中电气设备及电气控制系统的继电保护器的整定与复校工作以及在继保整定工作中应注意的问题。

2 继保整定与复校的方法

2.1 过流继电器的整定方法

2.1.1 电路组成

该电路由单相交流低压电源、开关、单相调压器、电流发生器、整流器以及直流电压表、电流表、毫伏表等组成 (76为过流继电器线圈)

2.1.2 电路工作原理及继保整定 (复校) 步骤:

电路工作原理:

从图1可以看出, 该电路的工作原理是通过单相调压器改变电流发生器原边电压.由于继保整定电砧所带负载一定, 电流发生器付边经整流器整流后的电流将随着调压器的输出电压的改变而大小可调。继保整定 (复校) 步骤:

依据过流继电器所保护的电机的额定电流值和电机的过载能力/过载系数计算出所要整定的过流继电器的的整定值;

依照电路原理图, 断开过流继电器的旁路, 并照图接线;

对过流继电器所保护回路的高速开关作跳闸试验;

在检查接线无误的前提下, 将调压器调至电压输出最小位置方可对继保电路进行通电试验;

初通电试验时, 应先将高速开关断开, 对继保整定电路进行升降压试验, 观察继保整定电路工作是否正常;

待继保整定电路升降压空试正常后, 方可合上高速开关, 通过调整调压器电压 (电压由低向高) 做过流继电器的整定或复校, 在这个过程中要特别观察电压表、电流表 (或毫伏表) 的指示和过流继电器的动作, 并做好记录;

核对过流继电器动作值与整定值, 并对过流继电器进行调整;

当过流继电器的动作值与整定值达到一致时, 须反复做多次, 确认动作值准确无误、动作可靠。

2.2 过压继电器的整定方法

2.2.1 过压继电器整定复校电路的组成:

该电路由单相交流低压电源、开关、单相调压器、倍压整流

型电压发生器以及电压表等组成。见图2:

2.2.2 电路工作原理及继保整定 (复校) 的步骤:

电路工作原理: (45为过压继电器线圈)

从电路原理图 (图2) 可以看出, 过压继电器继保整定电路是由单相调压器和由二极管、电容器组成的倍压整流器组成的, 通过改变调压器的输出电压, 再经过倍压整流器升压达到调节输出电压的目的。

继保整定 (复校) 的步骤:

依据过压继电器所保护的电机或装置的额定电压和允许的过电压系数 (一般直流电机取1.1 5) 计算过电压继电器的整定值;

依照电路原理图, 断开过压继电器的旁路, 并照图接线;

对过压继电器所保护回路的高速开关作跳闸试验;

在检查接线无误的前提下, 将调压器调至电压输出最小位置方可对继保电路进行通电试验;

初通电试验时, 应先将高速开关断开, 对继保整定电路进行升降压试验, 观察继保整定电路工作是否正常, 升降压是否平滑;

待继保整定电路升降压空试正常后, 方可合上高速开关, 通过调整调压器电压 (电压由低向高) 做过压继电器的整定或复校, 在这个过程中要特别观察电压表的指示和过压继电器的动作, 并做好记录;

核对过压继电器动作值与整定值, 并对过压继电器进行调整, .当过压继电器的动作值与整定值达到一致时, 须反复做多次, 确认动作值准确无误、动作可靠。

2.3 欠磁继电器的整定方法

欠磁继电器继保整定的电路见图1, 其整定与复校步骤与过流继电器继保整定的步骤基本类同, 有所区别的是:

2.3.1过流继电器的保护动作主要是检验继电器的吸合值, 而欠磁继电器的保护动作则是继电器的释放值。

2.3.2过流继电器的整定值是以所保护电机的额定电流和电机的过载能力确定的;而欠磁继电器的整定值则是以电机允许的最小励磁电流确定的。

3 继保整定工作中应注意的问题

3.1做直流大电机过流时, 使用短接软线时, 其软线距过流继电器的平行距离要在1.5~2.0米以上才行, 否则由于软线电流产生的磁场对电流继电器的磁场产生作用使吸力减小, 增大了整定值的误差, 其后果是非常严重的。

3.2在做直流大电机过流整定时, 由于空间母线电流产生的磁场对过流继电器磁场实际存在着一定的影响, 故过流继电器的整定 (复校) 工作应尽可能在现场做, 以免由此造成整定值的误差, 这种误差对于保护装置也是很危险的。

3.3在做过流或欠磁继电器的整定 (复校) 时, 对于小电流可用电流表直读, 以减小整定误差, 对于大电流可采用分流器接表方式。

3.4无论是做过流、过压还是欠磁继电器的整定或复校时, 应尽可能地将保护电器所带的跳闸开关 (高速开关) 一并联做。

3.5无论是做过流、过压还是欠磁继电器的整定或复校时, 须断开原系统与保护继电器联接的旁路, 否则一方面会影响整定值的准确度, 另一方面会使继保整定 (复校) 工作无法开展 (例如对过电压继电器的整定, 由于采用的电路为倍压整流电路, 其带负载能力较小, 如有较大负载的旁路存在, 将会造成继保整定电路的电压升不-上去) 。

4 结论

电气控制与保护 篇11

关键词：煤矿；供电设备；电气保护技术

中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）16-186-2

1 煤矿电气设备与供电系统保护概述

1.1 降低电火灾发生概率

在煤矿作业时，工作人员应具有较高的安全意识，在发现供电线路以及电气设备发生相间短路隐患时，应及时通知维护人员进行检修，因为如果电气设备运行时间过长，会导致载流导体的温度急速升高，容易引起火灾。在井下潮湿的环境中，电气设备会涂抹一层绝缘油，这会吸收设备上的水分，从而导致绝缘设备的性能大大降低，使绝缘油燃烧或者分解出易燃易爆的气体，从而引起爆炸。

1.2 降低漏电事故发生率

在井下作业时，一般周围环境的湿度会达到95%以上，在这种情况下，电气设备很容易发生漏电现象。在有的地区，矿井下采用的多是低压电缆，线路经常会被岩石或者煤块砸坏，发生漏电的几率大大增加了。

漏电故障在煤矿行业比较常见，其引发的事故会造成严重的人员伤亡，为了解决这一问题，相关单位应选择适合的电气设备，还要做好接地保护工作，在电气设备上安装漏电保护装置，并利用监测设备对线路的损耗问题进行实时监控，当发现线路或者设备出现被挤压或者被浸泡等问题时，要及时采取有效措施进行防范。

1.3 降低发生过流的概率

在电气设备发生过载运行问题时，工作人员需要做好过载保护工作，当一些大功率的电气设备运行的电流超过额定电流后，会引起设备过载等问题。当实际电流超过额定电流的1.5倍时，会引起较大的安全事故。当电气设备或供电线路遭受到损坏或接线错误时就会产生短路现象，短路时所发生的瞬时故障电流可以达到额定电流的十几到几十倍，损坏电气设备或配电线路，甚至引起火灾。因此，短路保护的动作时间要短，设定动作值较大，所以在短期内应切断电源。

2 煤矿供电设备安全防护要求

2.1 可靠性

在生产过程中，供电设备能够保证持续供电即为供电设备的可靠性，从而避免由于断电或者其他用电问题造成安全事故。为了充分保证煤矿供电设备的正常运行，通常供电方式采用的是双电源，这样能够对人员的安全提供保障。采用双电源也就是为正常供电多提供了一重保证，一旦其中一个电源出现了故障那么另一个电源会立刻运行保证电力设备的正常运行，保证煤矿工作的顺利实施。

2.2 安全性

由于煤矿开采工作有着极为恶劣和复杂的工作环境，所以这些都对供电作业提出了严格的要求，一旦出现问题就会发生触电、设备方面的重大安全事故。为了充分保证供电，需要严格制定安全管理制度，在井下作业中，非工作人员严禁入内，避免不规范操作导致供电安全事故的出现。煤矿井下作业有着十分复杂的电路，为了保证电气设备安全运行可以设置多条回路，保证回路的安全供电。煤矿开采中可能会出现电火花，这可能引带爆炸，所以需要做好电火花预防，严格遵守供电安全，避免发生重大事故。

2.3 额定电压保护

在各个行业中已经开始有多种供电设备应用到煤矿开采中，有的设备需要较低的额定电压，但是有的设备却需要较高的电压，如果没有明确地标识那么就会出现供电电压措施，不但可能毁坏设备，还可能造成重大安全事故。所以，在实际生产过程中，应当准确、清晰地标识设备的额定电压，保证供电的合理性。

2.4 接地保护

触电是电气设备中最为常见的一种事故，如果设备绝缘性保护出现了破损那么就容易发生漏电触电事故。供电设备进行了接地保护能够为设备提供安全防护，一旦出现了漏电情况能够通过接地装置分流，避免电流作用对人体或者设备产生严重的影响和伤害。在进行日常检修和停电作业中，需要设立明确的标识牌，根据相关的操作流程和工艺进行合理的施工，避免不专业行为造成供电设备和人员的安全事故。应当由专门的人员负责专门的设备或者区域。

3 煤矿供电设备的电气保护技术

3.1 煤矿高压供电设备的电气保护

地面变电所和煤矿井下中央变电的开关需要做好电气保护，通常可以采用继电保护装置，在专门设置的保护装置屏中或者继电器室内安装继电保护装置。目前电磁感应式装置是当前煤矿高压供电设备继电保护中最为常用的方式。煤矿开采工作中所用到的设备电气保护通常采用的是高压保护，保护器结构比价简单，但是有着强大的功能，现代化电气保护也引进了计算机等信息技术，在井下生产中通过危机程序控制保护器来提升井下生产的安全性能。

3.2 煤矿低压供电设备的电气保护

通常会以插件的形式在煤矿井下低压供电设备的开关设置内部安装电气保护装置，通过主回路电气和开关内电气保护装置之间的配合来实现保护供电设备的操作。DZZB综合保护器、ABD8电机综合保护器等都是目前煤矿井下抵押供电设备中常用的电气保护装置。

3.3 变电站自动化系统中的电气保护

当前我国社会经济不断进步，供电工程中设备自动化技术程度不断增大。现如今，在煤矿作业中变电站系统中自动化技术应用较为广泛，常常会用到微机保护，微机保护装置较为常用的类型主要包含：SEL—321、SEL—279及ALPS保护装置。此外，德国7SA531类型的微机装置，还有我国的DVP—600型装置等等应用也比较广泛。总之，这些装置在供电工程变电站运行过程中起到了非常重要的保护作用。

3.4 高、低压漏电保护装置

目前，我国的煤矿供电设备的漏电保护装置包括高压漏电保护装置以及低压漏电保护装置两种情况。国内研发的高压漏电保护装置类型囊括以下几种：补偿电流型、电流方向型、功率方向型等，功率方向型漏电保护装置在实际的应用中使用最为广泛。以BLX—3装置为高压漏电保护装置的代表，其安装在地面之上，设备通过16路单片微机进行集中选线，该技能在不接地的情况下方能使用，还能够利用消弧线、纯高阻等多种方式进行接地。煤矿工程中，矿用隔爆型的低压漏电保护装置应用较为常见，此种漏电保护装置是我国自主研发的，由此也可以体现出在研制煤矿供电设备低压漏电保护装置技术方面，我国具有领先性。

3.5 对新型矿用电气保护装置的建议

我国《煤矿安全规程》中对新型矿用电气保护装置明确规定，其装置除了具备良好的保护功能之外，还必须具备检测电度、电流、电压、功率等电力参数等多方面的功能，与此同时，通讯接口也要相匹配，对于开关设备的控制可以通过通讯接口来实现，只有具备相应的通讯接口设备，才可以确保煤矿供电设备的正常稳定的运行，促进煤矿的安全生产工作。

在煤矿工作中，井下空间有限，还要做好相应的防爆措施，可是变电站自动化系统的开关设备种类比较繁多，结构也较为复杂，所以说针对煤矿的施工环境来说，井下供电设备的保护装置要符合具体的工作空间环境，需具备体积小，性和性能还要高的特点，电气设备的接口要符合国家的有关要求，力争做到安全、灵活并且操作简单维修方便，只有如此，才可以保障煤矿井下供电设备的安全稳定的运行。

4 结束语

新时期，在煤矿生产中日益繁多的先进设备不断的应用于其中，从很大程度上，对煤矿的快速发展起到了很大的促进作用。煤矿供电质量的好坏直接影响着矿产企业的安全，而且在电力生产期间也有着很大的危险，所以说，在煤矿的生产管理中，对于供电的管理也是非常重要，不容忽视的。

参 考 文 献

[1] 贾边成.基于煤矿供电设备中电气保护的探究[J].山东煤炭科技，2015，01：144-145.

[2] 刘会军.煤矿供电保护系统技术的改造研究[J].中国高新技术企业，2015，24：152-154.

[3] 王丽娟.煤矿供电设备电气保护技术的探讨[J].江西煤炭科技，2015，03：113-114.

微机室的电气保护与接地系统 篇12

关键词：负荷平衡,电位基准点,TN-S,防静电接地

在建筑物供配电设计中, 接地系统设计占有重要的地位, 因为它关系到供电系统的可靠性, 安全性。不管哪类建筑物, 在供电设计中总包含有接地系统设计。而且, 随着建筑物的要求不同, 各类设备的功能不同, 接地系统也相应不同。尤其进入90年代后, 大量的微机室的出现对接地系统设计提出了许多新的内容。在常用的几种接地方式中, 哪一种能够适合微机室呢?我们不妨分析一下下面几种接地系统。

一、TN-C系统

TN-C系统被称之为三相四线系统, 该系统中性线N与保护接地PE合二为一, 通称PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高, 线路经济简单, 但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内, 单相负荷所占比重较大, 难以实现三相负荷平衡, PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管 (可控硅) 等设备引起的高次谐波电流, 在非故障情况下, 会在中性线N上叠加, 使中性线N电压波动, 且电流时大时小极不稳定, 造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳 (与PEN线连接) 带电, 对人身造成不安全, 而且也无法取到一个合适的电位基准点, 精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为微机室的接地系统。

二、TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成, 第一部分是TN-C系统, 第二部分是TN-S系统, 分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所, 进户之前采用TN-C系统, 进户处做重复接地, 进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已做分析。TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后, 不能再有任何电气连接。该系统中, 中性线N常会带电, 保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时, 始终不会带电。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线, 各自都从接地体一点引出, 及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施, 那么TN-C-S系统可以作为微机室的一种接地系统。

三、TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S系统的特点是, 中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外, 两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的, 而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要像TN-C-S接地系统, 采取同样的技术措施, TN-S系统可以用作微机室的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时, 一般都采用这种接地系统。

四、TT系统

通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接, 即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时, 不管三相负荷平衡不平衡, 在中性线N带电情况下, PE线不会带电。只有单相接地故障时, 由于保护接地灵敏度低, 故障不能及时切断, 设备外壳才可能带电。正常运行时的TT系统类似于TN-S系统, 也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现, 该系统也会越来越作为智能型建筑物的接地系统。从目前的情况来看, 由于公共电网的电源质量不高, 难以满足智能化设备的要求, 所以TT系统很少被微机室采用。

五、IT系统

IT系统是三相三线式接地系统, 该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地, 无中性线N, 只有线电压 (380V) , 无相电压 (220V) , 保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时, 不会使外壳带有较大的故障电流, 系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的微机室的。