YJCPS低壓用電解決方案分析

發表時間:2021-08-31 22:03作者:Alex來源:上海伊江;技術部網址:http://www.eooyj.com

YJCPS低壓用電解決方案分析

YJCPS控制與保護開關電器產品簡述:

YJCPS數字化系列控制與保護開關電器采用了高性能的微處理器,使得CPS產品更具優勢,保護功能更完善,實時控制更加準確、穩定。

YJCPS數字化系列控制與保護開關電器是CPS的改進型,是低壓電器智能化趨勢的推進者。數字化系列控制與保護開關電器分為數字化標準型,高級型,智能型(帶多種可選的現場總線接口)三種。YJCPS數字化控制與保護開關電器作為新的一大系列產品,其同樣也派生出了YJCPS,YJCPS-F, YJCPS-L,YJCPSJ,YJCPSZ,YJCPSR,YJCPSD及隔離型和板后插入式后接線等。

控制與保護開關電器(CPS)技術背景介紹:需要思考和解決的問題)

1、電氣工程設計師熟知ACB、MCCB、MCB等,是否也熟悉CPS、ATS?

2、選擇性保護問題。特別是在靠近變壓器出線端,對于較小容量的負載,選擇分離器件時,由于極限分斷能力有限,如何解決保護的安全與可靠性問題?

3、MCC電控系統中,較小的空間需要很多分支回路,如何選擇合適的集成化的產品?

4、經常面臨低效重復:即使是簡單的電控負載,也需要全面地選擇不同品種、規格、廠家的斷路器、接觸器、保護器以及各種附件。如何縮短設計選型的時間?

5、如何跟蹤國外低壓電器的發展趨勢,推廣應用高性能、高可靠性的產品,提高整個系統的可靠性?

現有電控產品技術背景介紹分析:

傳統的控制與保護方式:

    電動機保護型斷路器(QF+接觸器(KM+熱繼電器(FR

工作原理:

    在正常情況下,由KM控制電路的通斷,當過負荷時,由FR控制切斷電路,當短路故障出現時,由QF斷開故障電路。

存在問題:

接觸器的主觸頭燒毀、甚至造成飛弧,使故障擴大,影響鄰近供電回路

斷路器在短路狀態不能正常分斷電路

電動機保護型斷路器不能起到保護電動機的功能,造成誤動或拒動。

后果及其原因分析:

后果:

用戶端即最終的成套裝置的工作可靠性低、保護特性配合不合理、經濟性不高。

原因:

1、 采用不同考核標準的電器產品之間組合在一起使用時,保護特性、控制特性配合不協調;

2、 選擇電器元器件可能匹配不當;

3、 成套廠購置不同生產廠家的元器件產品的質量不同和裝配調整不當;

4、 用戶現場整定不當;

5、 元器件生產廠家推廣和技術服務不協調;

產品分析-接觸器方面

接通能力為1012倍的額定電流,分斷能力為810倍額定電流,當線路中出現超過接觸器主觸頭分斷能力短路電流時,接觸器的主觸頭在短路電流產生的強大的電動力作用下,極易發生接觸器的主觸頭燒毀并同時產生飛弧,導致事故的進一步擴大,甚至造成人身傷害。此類故障在工礦企業電氣事故中占有相當高的比例。因此,在一些工程設計和建設中,為了達到斷路器與接觸器的動作時間的配合,應采用固有時間長、短時耐受電流(IS)大的接觸器和限流型斷路器,在實在沒有辦法時,只好采用放大接觸器容量這個既不合理又不經濟的辦法。

產品分析-斷路器方面

大多數直接起動的中小型電動機,其最大功率為30kW45kW左右,過去由于采用終端分立控制,當負載點發生短路故障時,短路電流一般在10kA左右。但是,隨著配電與控制技術的發展,目前的一些工礦企業為了減少電能傳輸過程的損耗,方便運行管理,往往將一些電動機的控制設置于變配電站內的電動機控制中心(MCC)內,使得電動機保護用的斷路器與配變的低壓母排之間距離很近,導致控制電器出線端的阻抗很小,使得電動機功率雖小,而斷路器及接觸器負載端的短路電流卻很大。目前,斷路器短路分斷能力隨殼架電流增大而增大,小電流的斷路器分斷能力較小,或者在工程設計中疏忽了分斷能力的校驗,從而容易出現上述問題。

產品分析-電動機過載保護和短路保護方面

電動機保護型斷路器作為電動機的過載保護和短路保護存在著以下缺陷,即電動機保護型斷路器只有二段保護:過載長延時和短路瞬動保護。且大多數的斷路器的整定電流都是不可調整型。這樣,在實際工程選用中,電動機選用的斷路器額定電流一般是向上取一個最接近的數值,加之斷路器沒有斷相保護功能,往往起不到對電動機的保護作用。為此,需采用增加單獨的熱繼電器作為過載和斷相保護,后者的反時限整定電流也只是較粗的調節,各種元器件的特性配合很難達到圓滿的協調選擇,而且保護功能比較簡單。

新技術發展與市場需求的產物:CPS-新型、多功能、集成化電器

為了解決以上常見的問題,九十年代末國際上出現了一種新型的集成化低壓電器:

控制與保護開關電器( CPS“Control and Protective SwitchingDevice” )。

CPS將斷路器、接觸器、熱繼電器以及隔離器的功能融為了一體。這種模塊化的單一結構型式的多功能低壓電器產品在電控系統中應用,減少了線路中所需的元件品種、規格、數量,很好的解決了各電器之間的協調配合問題,體積較小,功能全,可靠性高,短路分斷能力高,由于其匯集了分立元器件的優點,為低壓配電與控制系統的簡化提供了一種理想的基礎元件。

CPS產品標準

GB 14048.9-1998《低壓開關設備和控制設備多功能電器(設備)2部分: 控制與保護開關電器(設備)》,是我國發布的第一份關于控制與保護開關電器(CPS)的國家標準。該標準等同采用IEC 947-6-21992,為我國今后開發、生產該類產品、編制企業標準提供了依據。

標準.png

CPS的發展趨勢

智能化:MCU嵌入技術、可通信、計算機聯網,規格增加:大容量、小容量,多功能集成:可逆、雙速、星三角、雙電源轉換。

CPS的含義

?       CPS“Control and Protective SwitchingDevice”                     

?       CPS控制與保護開關電器

                簡稱控制保護器

                也稱:組合電器、集成化電器

國際通用的代號及電氣符號

CPS符號.png

YJCPS的主要用途

主要用于交流50Hz(60Hz)、額定電壓至690V、電流自0.16A125A的電力系統終端的電動機、水泵、風機負載的接通、承載和分斷的控制與保護,正常條件下包括規定的過載條件下的電流,且能夠接通、承載并分斷規定的非正常條件下的電流(如短路電流)。

能夠替代隔離器、斷路器(熔斷器)、接觸器、熱繼電器、起動器等多種傳統的分離元器件。

YJCPS三極基本型產電氣示意圖

CPS功能示意圖.png

YJCPS的特點-與分離電器構成的系統相比

a.具有控制與保護自配合的特性
      YJCPS系列控制與保護開關電器集控制與保護功能于一體,相當于塑殼斷路器(熔斷器)+接觸器+熱繼電器+輔助電器。很好的解決了分離元件不能或很難解決的元件之間的保護與控制特性匹配問題,使保護與控制特性配合更完善合理(具有反時限、定時限和瞬時三段保護特性),只要根據負載功率或電流即可正確選擇單一產品代替以往的包括自電源進線至負載端的各種電器,大大減輕了設計人員的工作量。

b.具有無可比擬的運行可靠性和系統的連續運行性能
     YJCPS在分斷短路電流后無需維護即可投入使用,即具有分斷短路故障后的連續運行性能;

c.與國外同類產品相比:YJCPS產品的總體價格僅為國外同類產品的五分之一或20%左右,價格十分便宜。

d.與國內同等性能的分離器件相比:采用單項性能指標接近YJCPS的分離器件包括斷路器(或熔斷器)+接觸器+過載繼電器+輔助電器等組成系統、并考慮到安裝成套及調整、調試等因素,相當于總體價格的二分之一或50%左右,非常有優勢。另外再考慮到安裝成套及調整、調試、維護、更換、連續運行性能、系統可靠性等因素,綜合經濟性能指標遠高于組合的分離器件。

結構圖.png

YJCPS系列.png