工作在交流电压为1000V或直流1500V以下的电路中的电器设备称为低压电器。
低压电器的 种类很多,配电网络中常用的低压电器称为低压配电设备,它们包括有:断路器、熔断器、隔离开关、转换开关、接触器、起动器、变阻器、电磁铁。
这些电气设备基本上可以分为用电设备、开关及隔离设备、控制设备、保护设备、连接设备等。
开关及隔离设备、控制设备、保护设备主要是指隔离器、隔离开关、接触器、断路器、过电压保护装置等。
连接设备主要包括电缆、电线、母线或连接导体,其中电缆是比较常见的需要选择的电气设备。
在实际应用中通常用到成套开关设备,成套开关设备由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备,以及所有内部的电气机械的相互连接和结构部件组装成的一种组合体,称为低压成套开关设备。
首先应进行低压配电系统各个环节的用电设备类型和整体方案的选择和设计。
一般而言,从变压器的低压端首先应通过铜排或电缆连接诶至低压主进断路器。
通常会由一台或几台变压器连接至低压系统,在比较大的低压配电系统通常需要两台或多台变压器连接,这样可以保证在一台变压器或上一级回路上出现故障的情况下,会有另外一台或几台变压器作为备用来满足整个低压配电系统供电。
同时,要求低压主进断路器的容量和变压器的容量应考虑到备用时的要求,至少应考虑到其中一台变压器或低压主进线断路器故障情况下的供电容量和要求,在供电可靠性比较高的情况下还有可能考虑到两台或几台变压器器或低压主进断路器故障情况下的供电容量和要求。
低压主进线断路器由于其比较高的参数要求通常使用低压框架断路器来保证其安全和可靠,同时也会考虑到电源瞬间的恢复和其他连锁、联动要求,在进线和母线联络断路器之间加装备用电源自投(ATS)和连锁等功能单元。
在主进断路器的下一级就是母线、断路器、熔断器、隔离开关等电气元件组成的配电系统。
低压电力配电系统中,保护的作用主要有以下几个方面:1)短路保护。
短路保护要求,在短路电流产生巨大的热效应和电动力对导体和连接件产生危害之前切断故障回路,即要求开关设备短延时或瞬时跳闸。
2)过载保护。
是指发生过载故障时,应在过载电流引起导体温升对导体绝缘、接头、端子及周围物质造成损害前能切断过载电流,但对突然切断电路会造成更大损失时,应只发出报警而不切断电路。
过载有个热量积累的过程,保护动作不需要过于迅速,对于短时过电流,保护不应该动作 。
另外要注意在负荷变化后及时调整保护的整定值,防止整定值过小频繁跳闸影响供电质量,或整定值过大使线路和设备得不到有效保护。
3)接地故障保护。
为防止人身间接电击及线路损坏,甚至引起电气火宅等事故,最重要的措施是设置接地故障保护。
漏电保护电器有热磁式和电子式两种,相比而言电子式漏电器具有体积小、精度高、灵敏度高的优点,但其抗干扰能力较差。
目前市场中电子式漏电保护器占据主流,当漏电电流达到整定值时,执行电路接收零序电流互感器二次侧的感应电压信号,驱动转换触点输出漏电电流达到整定值时,执行电路接收零序电流互感器二次侧的感应电压信号,驱动转换触点输出漏电保护信号,使脱扣器动作切断电源。
一般终端开关的整定漏电脱口电流为30mA,用于保护人身安全;上一级支路开关的整定值为300mA,用于保护设备的安全。
因为漏电电流值远小于正常工作电流值,短路保护或过载保护功能无法检测到故障电流,故无法切断故障回路,而漏电保护电器可以可靠的断开接地故障,防止人身触电和相地短路故障的发生。
低压配电系统的保护及其配合是低压配电系统中非常重要的一个环节,是保证电力系统稳定可靠运行非常重要的一个因素。