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电光馈电详解MicrosoftWord文档
电光馈电电路图详解
在前篇教程我们讲过，分析原理图的时候，要先看主回路、再看控制回路、最后是照明及辅助回路。
我们按照这个分析顺序，先来看BKD16-400开关的主回路：
2012-11-1709:
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我们看到，这台开关的主回路，和我们以前讲的磁力启动器开关的主回路是大体相同的，三根电源相线，两端U1、V1、W1是电源接线端子，U2、V2、W2是负荷接线端子。
然后中间有三个真空管，用来接通与断开回路。
最下面有一个阻容吸收组件，阻容吸收组件的作用，我们在以前的帖子中已经讲过了（QBZ-80开关的照明及阻容保护电路），在这里就不讲了。
那个标为DH1、DH2、DH3的是电流互感器，（电流互感器原理）他们用来获取主回路流过电流大小的信号，送入保护器，来对主回路进行电流保护。
标有LH的是零序电流互感器，零序电流互感器的原理，我们在后面的帖子中介绍，先记住他的名字。
标有SK的，是三相电抗器，它的作用，我们在讲检漏单元工作原理时再介绍它的作用，也记住他的名字。
好了，真空馈电开关的主回路中的元件基本上就这些。
但是我们也看到，馈电开关的主回路与磁力启动器的主回路还是有区别的。
1、馈电开关主回路中没有隔离开关
2、在磁力启动器中，那三个真空管我们当时叫他真空接触器。
而在馈电开关中，就不能这么叫了。
应该叫他真空断路器。
他们不仅是名字不一样，结构也不一样。
虽然他们都是使用真空管来接通与断开电路，但是真空接触器的吸合与维持，都是靠电磁铁来完成的，但真空断路器的吸合，在这个开关中，是使用电磁铁来完成，但在其他的断路器中，有使用手动和电动两种。
另外，断路器吸合之后的维持，是靠机械机构来完成，并不像磁力启动器那样，始终用电磁铁吸合着。
断路器的结构与原理，再以后的帖子介绍。
在这里，你先记住，真空接触器与真空断路器是有区别的。
磁力启动器使用的是真空接触器，馈电开关使用的是真空断路器。
3、在磁力启动器中，没有零序互感器。
好了，讲了这么多，都没有讲到重点。
主回路的接通与断开，真空断路器闭合，接通主回路，就给供电网络送上了电。
断开真空断路器，就停掉了供电网络的电。
真空接触器的合闸与分闸，靠控制电路来完成。
好了，接下来看控制电路。
在上一贴中，我讲主回路中，控制回路通断的元件是真空断路器，真空断路器合闸，回路接通，负荷侧得电；真空断路器分闸，负荷侧断电。
以前，我们讲磁力启动器的时候，接通与断开主回路的是真空交流接触器，而在馈电开关中，却是真空断路器。
那么真空断路器是什么样的结构，他是如何工作的哪！
2012-11-2120:
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这个就是我们电光BKD16-400馈电开关中用的ZN7-400型真空断路器，从外表上看，他和真空接触器差不多。
但是他的合闸与分闸的动作却和交流接触器不一样。
交流接触器的吸合与维持，都是靠电磁铁；释放是靠断开电磁铁的电源。
而真空断路器的吸合是靠电磁铁，电磁铁完成吸合动作之后，就断开电源了。
而断路器的维持是靠机械机构。
分闸是靠分励线圈或手动分励。
现在来看看真空断路器的内部结构图：
点击图片可放大
2012-11-2120:
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现在来讲讲断路器的动作过程。
1、合闸：
断路器的合闸靠电磁铁进行，给合闸线圈通电，电磁铁产生磁力，吸合衔铁。
衔铁按照箭头方向围绕衔铁转轴转动。
由于衔铁与绝缘板一体构成L型，衔铁带动绝缘板向上运动（图中蓝色箭头），使动触点闭合。
2012-11-2320:
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2、机械维持
合闸线圈完成合闸动作之后，就会断开电源。
断路器维持合闸状态由机械机构维持原理如下：
合闸线圈将衔铁吸合至下图中红色线所示位置，这是保持钩在拉簧的作用下，被拉至入图中绿色线所示位置。
分闸转轴也在拉簧拉力下旋转。
讲转轴上的豁口旋转了一个位置，挡住保持钩，不能复位。
这样保持钩便扣住了衔铁，使之不能分闸。
使断路器维持在合闸状态。
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2012-11-2321:
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ZN7-400真空断路器的分闸有三种方式，一种是手动分闸，用手直接按操作机构按钮，使开关分闸。
还有一种是电动分闸，按分闸按钮，分励线圈得电吸合，使机构分励，还有一种是失压分闸，设备停电后，失压线圈失去电源。
在弹簧作用下，使机构分励。
由于真空断路器的机构较复杂，用言语描述恐怕大家不太好理解，本想做一个3D的机构模型，但是水平有限，没能做出来。
还是上图片吧，不过图片不太清除，请大家多看两遍教程，有时间自己拆开一个机构看看，一定会明白机构的原理的。
2012-11-2623:
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真空断路器在合闸线圈失去电源之后的机械维持，主要是分闸转轴转动之后，挡住了保持钩，使保持钩不能复位，从而扣住衔铁板，使真空管闭合。
如果我们要使真空管分闸，只需要将分闸转轴转会吸合之前的位置，这时保持钩就失去了阻挡，在分闸弹簧的作用下，将衔铁板弹回分闸状态，断开真空管的动触点。
（如果大家不明白这段话的意思，请多看两遍断路器合闸的过程）分闸时，分闸转轴、保持钩、衔铁板、真空管等器件的动作正好与之相反）。
2012-11-2623:
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2012-11-2701:
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那么，分闸时，我们是如何使分闸转轴动作的哪？
我们慢慢来讲：
1、手动分闸
按动手动分闸按钮，按钮前部的椎体使分闸转轴上的连接片1按照蓝色箭头方向向上远动，带动分闸转轴选择，使保持钩运动豁口转动了一个方向，保持钩可以从运动豁口中经过，保持钩复位，开关分闸。
2、电动分闸
按动电动分闸按钮，电动分闸的分励线圈得电吸合，柱状衔铁带动连接片3向上运动，使分闸转轴转动。
3、失压脱扣
正常合闸状态下，失压线圈是吸合的，在衔铁的作用下将连接片2拉至下方。
当开关停电或电网电压过低时，失压线圈不能维持吸合而释放，在拉簧的作用下，连接片2向上运动，带动分闸转轴转动，完成分闸。
在上两贴，我讲了真空断路器的动作原理，现在来讲一下BKD16-400馈电开关的电控系统是如何控制真空断路器合闸的。
（原理图片在最底部，如果你看不到，就是你没有权限看隐藏文件。
）
1、合闸前的准备：
合上隔离开关HK1，这是就为馈电开关的控制系统提供了电源。
1140V（660V）电压经过变压器降压为36V和127V。
127V电源给电源模块提供了电源（如图中绿色线所示），然后电源模块经过处理，输出+12V、-12V和5V的直流电源，供给综合保护器。
保护器得到电源开始工作，保护器首先检测主回路有没有漏电故障，如果主回路绝缘正常，则保护器内的J1-1、J2-1触点闭合，J1-2、J2-2触点打开；为控制回路的工作做好准备。
保护器J1-2常闭点打开，断开了中间继电器HZ2的线圈回路，使HZ2不能吸合，防止合闸过程中，分励线圈动作。
保护器J2-1触点闭合，接通了失压线圈S的电源回路。
其回路为：
50V电源——保护器内部触点J2-1——整流桥——熔断器RD3——0V电源。
整流桥得电，为失压线圈提供了电源：
整流桥正极17#——中间继电器HZ2常闭触点——18#——失压线圈S——整流桥负极。
失压线圈吸合。
保护器J1-1触点闭合，时间继电器SJ吸合，其回路为：
变压器36V——时间继电器线圈SJ——辅助触点DL-1（常闭点）——保护器内部触点J1-1——熔断器RD2——电源0V（图中红色线所示）。
时间继电器吸合接通了中间继电器HZ1中的时间继电器触点SJ。
这是，所有的辅助工作都已经完成。
只等着启动按钮按下，发号启动施令。
2、合闸
这是按下合闸按钮HA，中间继电器HZ1吸合，其回路为36V电源——合闸按钮HA——中间继电器HZ1——时间继电器触点SJ——熔断器RD2——0V电源。
（如图中蓝色线所示）。
中间继电器HZ1吸合，接通了合闸电磁铁的电源回路，其回路为：
127V电源——整流桥2L1——中间继电器触点HZ1——8#——0V电源。
整流桥得电，为合闸电磁铁提供了电源，整流桥正极11#——中间继电器触点HZ1——HZ1——合闸线圈HT——整流桥负极。
合闸电磁铁得电动作。
真空断路器闭合。
3、机械维持
真空断路器使用电磁铁完成合闸动作之后，其维持是靠机械机构。
这个在上两贴中已经讲了，那么合闸电磁铁完成吸合动作之后，是怎么断电的哪？
真空断路器吸合，其辅助触点也一起动作，辅助常闭点DL1打开，切断了时间继电器线圈SJ的电源，时间继电器线圈断电。
经过几秒延时，其延时断开常闭点SJ也断开，切断了中间继电器HZ1的供电回路。
HZ1释放，合闸电磁铁断电。
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2012-12-116:
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BKD16-400馈电开关在以下几种情况下回分闸
1、人为操作分闸
因为工作需要，对馈电开关进行分闸操作。
分闸操作有收到分闸和电动分闸。
手动分闸的原理比较简单，我们在介绍真空断路器结构原理的时候，已经介绍过了（真空断路器动作原理之分闸与失压脱扣）。
现在来介绍一下电动分闸。
2012-12-220:
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按下分闸按钮FA，便接通了中间继电器HZ2的线圈回路，HZ2线圈吸合，接通分励线圈的电源回路，分励线圈吸合，使真空断路器分闸。
HZ2的电源回路为：
36V电源——中间继电器HZ2线圈——分闸按钮（已按下）——熔断器RD2——电源0V
分励线圈的电源回路为：
整流桥2L2正极——中间继电器触点HZ2——19#——断路器辅助触点DL2——分励线圈F——整流桥2L2负极。
分励线圈吸合。
中间继电器触点HZ2在接通分励线圈的同事，切断了失压线圈S的电源回路。
使失压线圈S释放。
2、电源断电分闸
当馈电开关失去电源时，馈电开关会自动分闸。
这时的分闸靠失压线圈来完成。
（真空断路器动作原理之分闸与失压脱扣）
3、保护器动作分闸
当馈电开关出现过电流、过电压、欠电压、漏电等故障现象时，保护器动作，使真空断路器分闸。
保护器动作分闸的原理是：
保护器动作时，是保护器内部的继电器释放，从而切断了为失压线圈提供电源的回路，使失压线圈释放，真空断路器分闸。
2012-12-220:
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在上一贴中，我们说到了BKD16-400馈电开关的保护动作时，是如何使真空断路器分闸的。
那么，保护器都是在什么情况下才保护动作哪？
今天，我们先来介绍一下智能馈电开关的过电流保护的原理。
过电流的危害我就不说了，相信大家都知道，如果还有不知道的，就到网上搜索一下，肯定有答案。
过电流一般分为两种情况线路短路和过负荷。
过电流的保护也是有两种，一种叫定时限过电流保护，有的保护器上说是瞬时保护、速断保护或瞬时动作。
这种保护一般用于线路短路的时候，短路电流非常大，保护器应立即动作，动作的越快愈好。
还有一种电流保护叫反时限过电流保护，这种保护一般用于过负荷保护。
因为过负荷时，短时间内对线路的影响不大，如果负荷能够在短时间内恢复正常，也就没有停电的必要了。
所以保护器在检测到线路过负荷时，并不是立即跳闸，而是按照反时限进行动作。
例如，额定电流是100A，当过载倍数为1.05倍，也就是105A时，保护器2小时内不动作；当过载倍数为1.2倍，也就是电流达到120A时，保护器在12分钟至1小时之间这段时间动作；当过载电流为1.5倍时，也就是电流为150A时，保护器在2-3分钟之内就会动作；当过载倍数为2倍时，也就是电流达到200A时，保护器在1分钟左右就会动作。
根据上面几种情况，我们看到，过载电流越大，保护器动作的越快；过载电流越小，保护器动作的越慢。
这就是反时限保护的特性。
现在我们来看看BKD16-400馈电开关的过电流保护。
2012-12-519:
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上图中，DH1、DH2、DH3是三个电流互感器，他们分别检测三相电源A、B、C的电流。
把检测到的电流信号A相的信号通过1A、1AN；B相的信号通过1B、1BN；C相的信号通过1C、1CN送入保护器内部。
（电流互感器的原理，我们在以前已经介绍过了 [color=#03366!
important]电流互感器原理 ）。
保护器将检测到的电流信号与我们在保护器内部设定好的信号——“额定电流”进行比较。
当检测到的电流大于我们设定的额定电流时，保护器就会动作。
不过保护器的动作也分为两种情况：
1、速断动作（定时限过电流保护）
也就是说，保护器将检测到的电流信号与“速断定值”进行比较，当大于速断定值时，保护器就会认为线路有短路故障，便会立即动作，使真空断路器分闸，切断电源。
比如：
我们设定额定电流为300A，速断定值为8倍，那么速断动作电流也就是300*8=2400A 当保护器检测到主回路的电流大于2400A时，保护器就会立即动作跳闸。
2、过载动作（反时限过电流保护）
保护器将检测到的电流信号与额定电流进行比较，当检测到的电流信号大于额定电流而小于速断电流时，保护器就会按照反时限特性进行动作。
例如：
我们设定额定电流为300A，速断定值为8倍，速断电流也就是2400A，当保护器检测到线路的实际电流为450A时，450A大于额定电流300A，小于速断电流2400A。
过载倍数为，450÷300=1.5按照反时限保护特性，过载1.5倍时的动作时间为2分钟。
那么保护器就会从检测到电流为450A那一刻开始计时，计时到2分钟，便动作跳闸。
不过，如果在2分钟之内，主回路的电流能够从450A降低到额定电流300A以下，那么保护器便不会动作。
BKD16-400馈电开关具有欠压与过压保护，我们在保护器中设置好欠压的定值，如70%，那么当电压低于额定电压的70%时，馈电开关就会动作。
在这个开关中，三相电抗器SK具有两个作用，一个是作为三相电抗器使用，为三相电源提供一个中性点用于漏电检测，还有一个作用是作为变压器（或者说是电压互感器）使用，为综合保护器提供三相电源的电压信号。
下图中，AO、BO、CO三个线圈相当于变压器的一次侧绕组。
三个绕组的同一端在O点相连，为星形连接。
UA-UN、UB-UN、UC-UN三个线圈相当于变压器的二次绕组，也做星形连接。
这样当一次侧的A、B、C加上高电压时，就会在二次侧变出低电压，把这个低电压UA、UB、UC送入保护器。
与已经设定的额定电压进行比较。
当信号电压低于或高于设定值一定范围之后，保护器就会动作。
这就是BKD16-400馈电开关的过压与欠压保护原理，比较简单。
下一贴，我们讲漏电保护。
三相电抗器图片：
漏电闭锁保护就是在馈电开关送上隔离开关以后断路器合闸之前这一段时间，保护器对馈电开关的负荷侧的电路进行绝缘检测，当绝缘符合要求时，断路器才能够合闸。
如果绝缘较低或有线路接地现象，保护器将动作，使断路器不能够合闸。
一般漏电闭锁时的绝缘检测，都是使用附加直流的方式。
为了便于理解，我们可以想象在保护器内部有一个保护继电器，图中绿色的线圈为虚拟的保护继电器线圈。
2012-12-1122:
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现在，我们假设W2这一相的L点绝缘较低，有接地现象。
由于保护器的RON端子也是通过接地点D接地的，那么L点一旦接地，也就相当于与RON形成了通路。
这是附加的36V电源就会加在虚拟的继电器线圈上，使继电器吸合，保护器动作。
其回路如下：
36V电源正极——断路器辅助触点DL5——虚拟继电器线圈——RON端子——接地点D——故障点L——三相电抗器——30#——电阻R1——31#——36V电源负极。
在真空断路器没有合闸之前，其辅助触点DL5是闭合的，一旦真空断路器合闸之后，DL5触点断开，漏电闭锁电路就失去了作用，因为他已经完成了使命——真空断路器合闸之前对负荷侧的绝缘检测。
也许有的坛友会问，那不是还有一个总、分开关吗，虽然DL5断开了，那个总分开关不是还是通着的吗？
漏电闭锁电路不是照样工作吗？
在这里我只能说，那个总分开关是漏电保护用的。
什么？
听了这个你是不是更晕了？
那就等下一贴的漏电保护电路再讲吧。
注一：
图中的电容C1、C2在这里有隔直流通交流的作用，他们对于36V直流电源相当于断路。
注二：
图中的36V直流电源虽然画的是电池的符号，在实际电路中可没有电池，而是使用的电源模块提供的36V直流电源。
在上一贴，我们讲了漏电闭锁，现在，我们开始讲漏电保护。
馈电开关的漏电保护分为两种情况，一种是作为总开关使用的时候，这是一般都使用附加直流漏电保护的形式，还有一种是作为分开关使用的时候，是为了进行选择性漏电保护（即那条分路出现漏电，这段分路的馈电开关就会跳闸，而不影响其他的分路），一般都是使用零序电流式、或零序电流与零序电压进行比较的零序功率方向式。
这一贴，我们先讲作为总开关使用时的附加直流漏电保护的原理。
其实，附件直流漏电保护原理和上一贴讲的漏电闭锁的原理是一样的，只不过他们所保护的情况不一样罢了，漏电闭锁是在真空断路器合闸之前，对线路先进行绝缘检测，发现漏电，禁止吸合。
漏电保护是在开关运行过程中，出现漏电现象，使开关跳闸的保护。
附件直流的漏电保护原理图如下，为了便于理解，我们同样在保护器内部假设有一个保护继电器，图中绿色的线圈为虚拟的保护继电器线圈。
2012-12-1623:
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当作为总馈电开关使用时，选择开关要拨至“总”的位置上。
馈电开关合闸之后，真空断路器的辅助触点DL5就会断开，漏电闭锁保护就失去了作用。
如果这是出现漏电（我们假设图中有一相接地了），漏电保护的回路为：
附件36V直流电源正极——总分馈电选择开关——虚拟继电器线圈——RON端子——接地点D——故障点——三相电抗器——30#——电阻R1——31#——36V电源负极。
形成了通路。
附加的36V电源就会加在虚拟的继电器线圈上，使继电器吸合，保护器动作。
注一：
图中的电容C1、C2在这里有隔直流通交流的作用，他们对于36V直流电源相当于断路。
注二：
图中的36V直流电源虽然画的是电池的符号，在实际电路中可没有电池，而是使用的电源模块提供的36V直流电源。
在上一贴，我们介绍了BKD16-400馈电开关的附件直流保护，附加直流保护是应用的非常广泛的一种漏电保护形式，所以作为一名煤矿电工，要对着个电路非常熟悉。
为了便于大家的理解，也是应坛友@pzzxc的要求（
2012-12-1700:
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时间太晚了，凌晨0:
50了，等等再续吧……………………
（2013年1月20日续）不知不觉一个月过去了，这一个月里成伟在编写本论坛使用的阿里OSS附件插件。
由于本站资金有限，没有钱去购买大的网站空间供网友们来交流资料，所以以前使用了千脑的网盘，致使一打开下载链接，全是千脑的广告，而且还有部分资料丢失；甚至有网友上传了资料，还被其他网友误认为是在做广告。
所以成伟痛下狠心，买了阿里的OSS存储空间，并开发了插件。
供大家来交流资料。
希望坛友们有好的资料都拿出来与大家分享……
与本帖无关的话题就不多说了，现在继续：
有的坛友在看到上面的图片之后，问成伟，上面的C1、C3、C3、R1、R2、R3是什么元件。
上图中的这几个元件在现实中是没有这几个元件的。
他是几个等效元件。
例如R1，它代表C相电源与大地之间的电阻，而现实中是没有这个电阻元件的，但是这个电阻值是存在的，例如我们使用摇表摇测C相的对地电阻1000MΩ。
同样，C1代表C相电路对地的电容值，虽然实际没有这个电容元件，但是C相与大地之间是存在电容的，电缆线路越长，这个电容就愈大。
其他的R2、R3、C2、C3与R1、R2是一样的，就不用解释了。
上面的电路中，
K是一个直流继电器；KΩ是一个千欧表（实际上就是一个电流表，只不过把电流刻度改成了欧姆的刻度。
在电压一定的情况下，电流愈大，电阻越小；电流越小，电阻越大。
根据他们之间的线性关系，把电流刻度改成千欧刻度，电流表就成千欧表了。
）；SK是三相电抗器；LK是单相电抗器。
R1~R3是三相对地绝缘电阻。
C1~C3是三相对地分布电容。
当电网运行时，附加直流形成的通路如下：
直流电源正极——可调电阻W1——大地——R1~R3并联——三相电路（A、B、C）——SK——LK——（在直流电路中电容C4相当于断路，所以电流只能流向千欧表）——直流继电器线圈K——直流电源的负极。
正常情况下，三相电源的对地电阻R1~R3很大，在这个直流回路中的电流就很小，不足以使继电器K吸合，就不会引起馈电开关的跳闸动作，馈电开关正常工作。
当三相对地电源变小时，例如出现了漏电现象，这是R1~R3的电阻就会很小，上面的附加直流回路的电流变大，使直流继电器K吸合。
馈电开关就会跳闸。
这就是附加直流漏电保护的原理。
为了加深大家对附加直流漏电保护的认识，下面我们通过计算来再来分析一下这个保护原理，其实，只有将电路中的电压、电流、电阻等量化之后（即会计算），那才是真正的懂得了电路的原理：
上面的直流回路中，直流电流I的大小为：
2013-1-2021:
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（公式1）
在上式中，Rgr与rΣ相比很小（Rgr≤2Ω），可以忽略。
RSK、RLK、RKΩ、Rk是常数。
令
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（公式2）
则化简公式1为：
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（公式3）
在上式看出，I随之rΣ的变化而变化的，当rΣ下降时，I将增加，也就是通过继电器线圈K的电流讲增加。
当rΣ=0时I电流最大，最大值为：
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这可以作为选择千欧表（毫安表）量程的依据。
设继电器的动作电流为Iop，带入公式3得出：
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令
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Rop为临界电阻，及只要rΣ≤Rop，继电器将动作。
Rop称为漏电保护的动作电阻。
直
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