低压成套开关设备的原理及其控制技术

内容概要

张白帆，电气工程师，现任厦门ABB厦门ABB低压电器设备有限公司 工程及技术开发部ESD分部经理，参与建设北京地铁、首都机场T3航站楼，长江三峡永久船阀、上海磁悬浮列车、大亚湾核电站等多项国家重大项目。

书籍目录

第2版前言

第1版前言

第1章低压成套开关设备的基本概念和基础知识1

1.1低压电器的分类1

1.2低压开关电器和低压成套开关设备的标准及设计制造规程3

1.2.1国际电工委员会（IEC）出版物中有关开关电器的标准汇总3

1.2.2常用的低压电器产品中我国国家标准与国际标准对照5

1.2.3低压成套开关设备的设计规程7

1.3低压成套开关设备的工作条件和若干主要技术参数8

1.3.1低压成套开关设备的使用条件8

1.3.2低压成套开关设备的主要技术参数11

1.4低压电网条件16

1.4.1短路及短路过程：计算低压配电网短路电流的方法和实例16

1.4.2低压成套开关设备的动、热稳定性38

1.4.3低压成套开关设备的配电方案52

1.4.4主电力变压器在低压电网中的使用条件和带负荷能力59

1.4.5电网频率和高次谐波对低压电器和成套开关设备的影响60

1.5低压开关电器的通断任务和各种不同负载的通断条件68

1.5.1低压开关电器的通断任务68

1.5.2三相异步电动机的通断条件71

1.5.3照明设备的通断条件82

1.5.4电热设备的通断条件83

1.5.5电容器的通断条件84

1.5.6低压小型变压器的通断条件85

1.6低压配电网的各类接地系统86

1.6.1低压配电网的系统接地和保护接地86

1.6.2各类低压接地系统90

1.6.3接地故障保护和人体电击防护98

1.6.4接地故障电流的测量方法104

1.6.5低压成套开关设备的人身安全防护措施106

1.6.6在低压成套开关设备中对中性线的保护及四极断路器的应用111

1.7过电压和低压配电网的电涌保护116

1.8电气制图图符和低压成套开关设备中的电气标识127

1.9经验分享与知识扩展132

主题：由10kV中压接地故障引起的TN接地系统人身电击伤害事故和防范132

第2章智能化低压成套开关设备的产品及结构134

2.1智能化低压开关柜概述134

2.1.1智能化低压开关柜的整体结构134

2.1.2智能化低压开关柜的分类及特征140

2.2MNS3.0低压开关柜概述143

2.2.1MNS3.0的特点和一般性技术数据143

2.2.2MNS3.0侧出线开关柜和后出线开关柜的结构149

2.2.3MNS3.0低压开关柜的部件说明151

2.2.4MNS轻型低压开关柜158

2.2.5MNS3.0低压开关柜的安装和运行条件159

2.3判断低压开关柜是否满足温升要求的方法161

2.4低压开关柜型式试验的具体试验内容167

2.5经验分享与知识扩展170

主题1：低压开关柜主母线的表面镀锡或者镀银是否必须170

主题2：从６kV中压侧的故障录波来看低压开关柜的事故174

主题3：解读GB 7251.1的2013版和2005版的对比区别175

主题4：关于低压成套开关设备中塑料件的阻燃特性178

第3章低压成套开关设备中常用的主回路元器件181

3.1有关低压开关电器的一些基本应用知识181

3.1.1与低压开关电器相关的基本概念181

3.1.2低压开关电器的触头灭弧方法和电磁机构188

3.1.3低压开关电器的主动式元件和被动式元件194

3.2熔断器195

3.3隔离开关和开关熔断器组合201

3.3.1隔离开关概述及选用201

3.3.2开关和熔断器的组合及选用204

3.4双电源互投开关ATSE206

3.5断路器212

3.5.1断路器概述212

3.5.2断路器的主要技术术语和参数设置方法215

3.5.3ACB框架断路器226

3.5.4MCCB塑壳断路器232

3.5.5MCB微型断路器238

3.5.6漏电断路器概述240

3.6交流接触器和热继电器概述245

3.6.1交流接触器245

3.6.2热继电器249

3.7电流互感器255

3.8软起动器258

3.9若干种低压开关电器的型式试验261

3.9.1断路器短路接通和分断能力型式试验261

3.9.2断路器短时耐受电流的型式试验263

3.9.3接触器过载耐受能力的型式试验267

3.9.4接触器与执行短路保护的低压开关电器之间的协调配合型式试验269

3.10经验分享与知识扩展272

主题：如何选择隔离变压器电源侧的断路器272

第4章低压成套开关设备主回路275

4.1低压成套开关设备中的进线主回路和母联主回路275

4.2双电源互投主回路283

4.3馈电主回路285

4.3.1馈电断路器的保护选择性286

4.3.2馈电回路出口处的电缆压降和短路电流计算方法290

4.4电动机的控制295

4.4.1电动机控制主回路295

4.4.2电动机控制主回路元器件之间的协调配合299

4.5电容补偿主回路301

4.5.1无功补偿方式及确定补偿电容的容量302

4.5.2带电抗的补偿电容304

4.5.3在低压成套开关柜中的电容补偿器单元RVC/RVT309

4.6经验分享与知识扩展310

主题：选配低压成套开关设备主回路参数310

第5章设计和配置低压成套开关设备的方法314

5.1设计低压成套开关设备的一般性原则314

5.2低压成套开关设备的设计范例321

5.3经验分享与知识扩展332

主题：低压笼型异步电动机直接起动经验公式的讨论332

第6章低压成套开关设备的辅助回路及控制原理335

6.1低压成套开关设备的辅助回路一般性问题335

6.2电气逻辑关系和布尔逻辑代数表达式341

6.3低压成套开关设备辅助回路中常用的低压开关电器343

6.3.1ABB标准型接线端子343

6.3.2ABB的CT系列时间继电器344

6.3.3ABB的中间继电器346

6.3.4ABB的IPD系列测控模块346

6.4ABB的框架断路器和塑壳断路器控制回路基本接线图360

6.5用于低压成套开关设备备自投控制的PLC概述363

6.5.1ABB公司的AC500系列PLC概述364

6.5.2IEC61131标准中最常用的PLC图形化编程语言371

6.6低压成套开关设备的控制原理374

6.6.1利用继电器构建两进线单母联低压配电系统的控制原理374

6.6.2利用PLC构建两进线单母联低压配电系统的控制原理和范例385

6.6.3馈电回路的控制原理403

6.6.4低压成套开关设备中的电动机回路控制原理406

6.6.5无功功率自动补偿控制原理420

6.7经验分享与知识扩展421

主题：电气制图421

第7章低压成套开关设备中的测控和信息交换423

7.1低压成套开关设备中的遥测、遥信、遥控和遥调423

7.2数据通信概述424

7.3利用MODBUS-RTU通信协议读写IPD系列测控仪表测控数据439

7.3.1读写EMplus通信数据的方法439

7.3.2读写RSI32、RCM32和RCU16通信数据的方法440

7.3.3读写电动机综合保护装置M102-M通信数据的方法442

7.4为低压成套开关设备构建测控及信息交换网络444

7.4.1利用PLC建立测控链路的方法444

7.4.2利用ABB的人机界面建立测控链路的方法449

7.5在低压进线主回路中交换信息的范例450

7.6经验分享与知识扩展454

主题：通信电缆屏蔽层上的电压是如何出现的454

第8章智能型低压成套开关设备和变电站自动化456

8.1智能型低压成套开关设备概述456

8.2设计组建PCC型MNS3.0智能化低压成套开关设备462

8.3设计组建MCC智能型MNS3.0低压成套开关设备470

8.4设计组建ABB的ESD3000变电站监控系统473

8.5经验分享与知识扩展474

主题：国内某大型航空枢纽站电力监控系统ESD3000V4.0技术说明474

附录本书中使用的基本电磁学参量479

参考文献492

作者简介

本书在第1版的基础上进行了大量的修改和增补，详细地介绍了低压成套开关设备所涉及的理论知识和工作原理，结合IEC标准和国家标准全面论述了低压开关柜的结构及设计方法；本书以ABB公司的现代智能型低压开关电器为主要元器件，对低压成套开关设备的主、辅助回路工作原理和应用方法进行全面探讨；本书还对低压开关柜的现场总线组网技术、PLC测控编程技术和电力监控技术给出较为详尽的方案论证和阐述。

本书可供从事低压配电行业的专业电气工程人员，各类电气设计工程师，大专院校相关专业师生阅读参考。

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