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柴油發(fā)電機(jī)的自動(dòng)空氣斷路器是低壓自動(dòng)開關(guān)器件,通常用于交流電壓500v以下的電路中。它正常運(yùn)行時(shí),作為接通或分?jǐn)嘀麟娐分?;在不正常運(yùn)行時(shí),用來(lái)對(duì)主電路進(jìn)行過(guò)載、短路和欠壓保護(hù),自動(dòng)切斷電路。
在自備電站,自動(dòng)空氣斷路主要用在柴油發(fā)電機(jī)控制屏中,作為柴油發(fā)電機(jī)組三相交流電源輸出的控制開關(guān),也常用于低壓配電屏中作為三相交流電源的輸出開關(guān)。
國(guó)產(chǎn)自動(dòng)開頭有裝置式、萬(wàn)能式、快速式和限流式等類型,常用的有裝置式DZIO系列自動(dòng)空氣斷路器;萬(wàn)能式DW94、DW95、DW98等型號(hào)自動(dòng)空氣斷路器。
1.自動(dòng)空氣斷路器的結(jié)構(gòu)
自動(dòng)空氣斷路器的機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī)構(gòu)兩部分組成。合閘時(shí)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于自由脫扣機(jī)構(gòu)將開關(guān)接通。而自由脫扣機(jī)構(gòu)與觸頭系統(tǒng)及保護(hù)裝置相聯(lián)系,通過(guò)它的作用使觸頭接通或斷開。
自動(dòng)開關(guān)的觸頭通常采用塊狀,其接觸部分嵌銀塊以減小接觸電阻。一般額定電流大于600A的自動(dòng)開關(guān)應(yīng)裝火弧觸頭,以保護(hù)主觸頭免受電弧燒壞。自動(dòng)空氣斷路器的滅弧裝置通常采用柵片火弧室,由于柵片具有不同形狀的凹槽,因而提高滅弧能力。滅弧室用石棉板或陶土制成,可防止因飛弧造成相間短路。
脫扣器有兩種:失壓脫扣器,除作跳閘的執(zhí)行機(jī)構(gòu)外,還作欠壓保護(hù);過(guò)電流脫扣器,用以作過(guò)載和短路保護(hù)。過(guò)流脫扣器有雙金屬式和電磁式兩種。熱脫扣器(即雙金屬式)為過(guò)流脫扣器,其作用是過(guò)載時(shí),電流使雙金屬片右端向下彎曲,經(jīng)一段時(shí)間后,在彈簧作用下,開關(guān)跳閘,切斷主電路。電磁脫扣器的作用是短路時(shí),短路電流流過(guò)電磁脫扣器的線圈,產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),吸動(dòng)銜鐵,使開關(guān)跳閘。
DZIO系列自動(dòng)空氣斷路器的熱脫扣器,其額定電流有巧15A、20A、30A、40A、50A、60A、80A、100A、┄、600A等,可根據(jù)電路的工作電流選擇適應(yīng)的熱脫扣器。電磁脫扣器的額定電流有15A、20A、25A、30A、40A、50A、100A、250A、400A、600A等,它的動(dòng)作電流可在3~10倍額定電流范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
2.自動(dòng)空氣斷路器的動(dòng)作原理
(1)電磁合閘電路原理自動(dòng)空氣斷路器采用電磁操作,彈簧能合閘。
當(dāng)交流發(fā)電機(jī)建立電壓后,交流電源從輸入端經(jīng)熔斷器加到電路兩端,電源經(jīng)按鈕的常閉接點(diǎn),兩只VDI整流二極管整流、限流電阻、中間繼電器的常閉接點(diǎn),對(duì)電容量進(jìn)行充電,隨著充電過(guò)程,電容的電壓逐漸提高,直到充電充足,為合閘做準(zhǔn)備。合閘時(shí),按下按鈕,常閉接點(diǎn)斷開,常開接點(diǎn)閉合,此時(shí),電容的充電回路被切斷,已充電的電容經(jīng)按鈕常開接點(diǎn)(按下時(shí)已閉合)和常閉的輔助接點(diǎn)對(duì)中間繼電器進(jìn)行放電,繼電器通電后立即動(dòng)作,完成幾個(gè)功能:中間繼電器的常開接點(diǎn)閉合接通中間繼電器自保電路;常閉接點(diǎn)斷開,切斷電容器的充電回路;并聯(lián)的常開接點(diǎn)閉合,交流電源和橋式整流電路二極管整流對(duì)電磁鐵線圈供電,通電動(dòng)作,吸動(dòng)銜鐵,儲(chǔ)能彈簧被拉長(zhǎng),使彈簧儲(chǔ)能,同時(shí)壓下微動(dòng)開關(guān),使微動(dòng)開關(guān)閉合,給失壓脫扣線圈通電。
隨著電容器放電,其電壓降低,經(jīng)很短時(shí)間,電壓降低到中間繼電器的釋放電壓,中間繼電器釋放,繼電器斷開,切斷電磁鐵線圈電路,電磁鐵線圈也釋放,已儲(chǔ)能的彈簧突然被釋放,使自動(dòng)空氣斷路器合閘。同時(shí),中間繼電器閉合,電容又被充電,為下次合閘作準(zhǔn)備,繼電器斷開,切斷電容的放電回路。
合閘后,雖然微動(dòng)開關(guān)又?jǐn)嚅_,但由于常開的輔助觸頭己閉合,因此,失壓脫扣線圈仍處于通電狀態(tài)。
(2)電動(dòng)合閘電路原理自動(dòng)空氣斷路器采用電動(dòng)操作,彈簧儲(chǔ)能合閘。
當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),儲(chǔ)能彈簧即儲(chǔ)能,脫扣機(jī)構(gòu)處于“再扣”位置。
①開關(guān)未合閘時(shí)電路的狀態(tài):當(dāng)發(fā)電機(jī)建立電壓后,交流發(fā)電機(jī)輸出的電流,經(jīng)熔斷器、紅色指示燈及常閉輔助觸頭構(gòu)成回路,紅色指示燈點(diǎn)亮,表示發(fā)電機(jī)已建立電壓,但尚未合閘。失壓脫扣線圈經(jīng)熔斷器RD和分?jǐn)喟粹oAZ構(gòu)成回路也通電。此時(shí),操作電動(dòng)機(jī)經(jīng)熔斷器RD、儲(chǔ)能開關(guān)常閉觸頭及開關(guān)常閉輔助觸頭6構(gòu)成回路,操作電動(dòng)機(jī)D通電轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),杠桿上的滾子壓下儲(chǔ)能開關(guān),使其常閉觸點(diǎn)打開,常開觸點(diǎn)團(tuán)合,切斷操作電動(dòng)機(jī)電路,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),同時(shí)接通黃色指示燈電路,黃燈點(diǎn)亮,表示儲(chǔ)能彈簧已儲(chǔ)能,自由脫扣機(jī)構(gòu)處于“再扣”位置。
②開關(guān)合閘時(shí)電路的狀態(tài):當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常,發(fā)電機(jī)的電壓和頻率均穩(wěn)定時(shí),需合閘對(duì)負(fù)載供電,只需按下合閘按鈕Al,此時(shí),操作電動(dòng)機(jī)D,經(jīng)合閘按鈕、開關(guān)常閉輔助觸頭6構(gòu)成回路,又被通電轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)最低點(diǎn),突然滑過(guò)杠桿上的滾子,使儲(chǔ)能彈簧釋放能量,開關(guān)合閘。此時(shí)儲(chǔ)能開關(guān)釋放復(fù)位,黃燈熄滅。開關(guān)合閘后其常閉輔助觸頭6斷開,操作電動(dòng)機(jī)D自動(dòng)停轉(zhuǎn)。同時(shí)常開輔助觸頭4閉合、綠色指示燈亮,常閉的輔助觸頭8斷開,紅燈熄滅,表示開關(guān)已合閘。
(3)自動(dòng)空氣斷路器繼電保護(hù)原理自動(dòng)空氣斷路器通常裝有欠壓,過(guò)載和短路繼電保
①欠壓保護(hù)原理當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓正常對(duì)負(fù)載供電時(shí),失壓脫扣電磁鐵線圈按鈕的常閉接點(diǎn)和自動(dòng)開關(guān)常開輔助觸頭(合閘后已閉合)接于電源側(cè)線電壓上,電磁鐵線圈通電,產(chǎn)生電磁吸力大于彈簧拉力,沖擊桿被吸下,自動(dòng)開關(guān)處于合閘狀態(tài)。
由于失壓脫扣器作發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)裝置時(shí),其啟動(dòng)電壓的整定值整定在低于發(fā)電機(jī)額定電壓的70%,瞬時(shí)發(fā)作,因此,當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓下降到欠壓保護(hù)整定值時(shí),電磁吸引力小于彈簧拉力,沖擊桿抬起撞到搭鉤上,使其與鉤桿脫開,自動(dòng)開關(guān)在斷路彈簧的作用下,自動(dòng)跳閘。當(dāng)需要遠(yuǎn)距離控制時(shí),可按下TA按鈕即可跳閘。
②過(guò)流保護(hù)原理過(guò)流脫扣保護(hù)裝置由兩個(gè)過(guò)流脫扣器電磁鐵組成。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電流正常時(shí),過(guò)流脫扣器電磁鐵的吸力小于彈簧拉力,搭鉤與鉤桿鉤牢,自動(dòng)開關(guān)處于合閘狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的過(guò)載電流大于過(guò)載保護(hù)啟動(dòng)電流的整定值時(shí),電磁鐵線圈產(chǎn)生的吸力大于彈簧拉力,吸動(dòng)銜鐵,沖擊桿抬起撞在搭鉤上,使其與鉤桿脫開,自動(dòng)跳閘。
對(duì)于有延時(shí)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)空氣斷路器,過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)的啟動(dòng)電流可在1.55~2倍脫扣器額定電流范圍內(nèi)整定,動(dòng)作時(shí)限可在4~15s范圍內(nèi)整定。短路短延時(shí)保護(hù)的動(dòng)作電流可在3~4.5倍脫扣器額定電流范圍內(nèi)整定,動(dòng)作時(shí)限可在0.2s、0.4s、0.6s整定。
DZ1O型是采用熱脫扣器作為過(guò)流脫扣器的自動(dòng)空氣斷路器。當(dāng)過(guò)載時(shí),電流使雙金額片受熱向下彎曲,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,杠桿的下端從調(diào)節(jié)螺釘中脫出,在彈簧的作用下,主軸沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)主杠桿從鋼片中脫出時(shí),在彈簧的作用下,開關(guān)自動(dòng)跳閘。電磁脫扣器當(dāng)短路時(shí),短路電流通過(guò)電磁脫扣器線圈產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng),吸力增強(qiáng),吸動(dòng)銜鐵,使開關(guān)跳閘。
康明斯動(dòng)力設(shè)備(深圳)有限公司是全球領(lǐng)先的柴油發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠商,為中國(guó)區(qū)客戶和康明斯總代理及經(jīng)銷商提供經(jīng)濟(jì)環(huán)保技術(shù)先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備產(chǎn)品。
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