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 BKCPS控制与保护开关电器

  概述


      BKCPS即“控制与保护开关电器”是低压电器中的新型产品,是我国九十年代最新研发的填补国内空白的第


      一代大类产品,作为新的大类产品,其产品类别代号为“CPS”,是英文“Control and Protective Switching Device”


      的缩写,其符合的标准为IEC14048.9- -2节《低压开关设备和控制设备第6部分:多功能电器第2节:控制与保护开


      关电器》和GB14048.9- -2008《低压开关设备和控制设备多功能电器(设备)第2部分:控制与保护开关电器(设备)》


      (等同采用1EC60947-6- -2)。


      IEC标准和国家标准规定的代号及电气符号如图所示。

BKCPS系列控制与保护开关电器的主要特征是在单一结构形式的产品.上实现集成化的、内部协调配合的控制


与保护功能,能够替代断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、起动器、隔离器、电机综合保护器等多种传统的分离元器件。BKCPS具有远距离自动控制与就地人力控制兼有的方式进行控制操作的功能,具有协调配合的时间-电流保护特性,具有控制与保护自配合、短路后连续运行,具有分断能力高,飞弧距离小、 寿


命长,具有保护整定电流均可调的特性,操作方便、配套附件模块多样齐全等优点,可以实现对电动机负载、配电


负载的控制和保护。


CPS系列控制与保护开关电器的出现从根本.上解决了传统的采用分立元器件(通常是断路器或熔断器+接触器+


过载继电器)由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题,特别是克服了由于采用不同考核标准的


电器产品之间组合在一起时,保护特性与控制特性配合不协调的现象,极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性


和连续运行性能。


CPS系列控制与保护开关电器第-代产品体积比较大,保护采用的双金属片技术。第二代产品尽管解决了体


积大的问题但保护技术没有什么大的突破。随着微电子技术在低压电器行业的应用日益扩大和加深,本公司瞄准


这一契机,以最新的微电子技术为基础,走高端产品设计之路,在CPS系列产品的基础上,投入大量资金开发具


有国际先进水平的产品BKCPS系列控制与保护开关电器,克服CPS系列产品的缺点,汇集了低压电器分立元件


的优点,功能齐全,性能可靠,为低压配电和控制系统的简化及优化提供了一种基础元件。

功能与用途


      BKCPS采用模块化的单一产品结构型式,集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、起动器、隔离器、电机综合保护器等低压电器产品的主要功能。具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能,具有面板指示及机电信号报警功能,具有过压欠压保护功能,具有断相缺相保护功能,具有欠流欠功率功能,具有协调配合的时间-电流保护特性(具有过载反时限、定时限、短路瞬时、特大短路瞬时四段保护特性)。根据需要选配功能模块或附件,即可实现对各类电动机负载、配电负载的控制与保护。


      BKCPS主要用于交流50Hz(60Hz)、额定电压至400V、主体额定电流自6.3A至125A、智能控制器可调工作电流自0.16A至125A、控制电机功率自0.05KW至55KW的电力系统中接通、承载和分断正常条件(包括规定的过载条件)下的电流,且能够接通、承载并分断规定的非正常条件(如短路)下的电流。

三、产品型号及意义
基本型的完整构成及型号应包括:主体型号+主体脱扣器额定电流及分断能力等级、智能脱扣器、产品功能、控制电源

四、主要参数说明


△两个外形安装尺寸: 125型(D框 架)和45型(C框架)。△主电路极数分为:三极、四极。


O BKCPS控制与保护开关电器的基本配置:主体+智能控制器+辅助触头组。


O主体由主电路基本模块即:触头系统模块、短路脱扣器、电磁系统模块以及操作机构系统模块构成。O短路分断能力: 45型为12KA, 125型为18KA


△预期短路电流下的分断时间为2~3ms,限流系数0.2以下。


O辅助触头组由短路报警触头、过载报警触头以及一组2常开1常闭辅助触头构成,02为2常开1常闭+1短路1过载、


      06为3常开2常闭+1短路1过载,也可根据用户要求组合,但最多不能超过11对触头数。

△智能控制器额定电流le: 0.4/1/2.5/4/6.3/12/1 6/18/25/32/40/45/50/63/80/100/125A。

△主体额定电流In: 12/1 6/18/32/45/63/100/125A。


△极数:用二位数字表示(前一位数字表示产品极数、后一位数字表示保护极数),如33表示3极带3极保护、30表示


      3极不带保护。


△控制电源电压: M: 220V、Q: 380V。

 五、产品型式


      基本型产品BKCPS的配置:主体、智能脱扣器、辅助触头组。


      基本型产品BKCPS的电气原理图见后面的基本电气控制图;更多的电气原理图详见本公司另订成册的二次接线


      图。


      可逆型控制与保护开关电器。BKCPS -N:以BKCPS基本型作为主开关,与机械联锁和电气联锁等附件组合,构成可逆型控制与保护开关电器,适用于电动机的可逆或双向控制与保护。


      双电源自动转换开关电器BKCPS:额定电流125A及以下产品以BKCPS基本型作为主开关与机械联锁、电气联锁等附件组合,构成CB级或PC级的双电源自动转换开关电器ATSE;额定电流125A以.上的ATSE为PC级。


      减压起动器、BKCPS- J、BKCPS- -J2、BKCPS -Z、BKCPS-R:以BKCPS基本型为主开关,与适当接触器、时间继电器、机械联锁和电气联锁构成Y- O减压起动器BKCPS- J、自耦减压起动器BKCPS- -Z、电阻减压起动器BKCPS- _R,实现电动机的减压起动和多种保护。


      双速控制器BKCPS- -D:以BKCPS基本型作为主开关,与适当的接触器、电气联锁等附件组合,构成双速控制器,适用于双速电动机的控制与保护。


      三速控制器BKCPS -D3:以BKCPS基本型作为主开关,与适当的接触器、电气联锁等附件组合,构成三速控制器,适用于三速电动机的控制与保护。


      保护控制箱BKCPS- K1:以BKCPS作为主开关,安装在标准的保护箱内组成动力终端箱,适用于户外以及远程单独负载的控制与保护。


      增选功能型式:消防型(F型)、隔离型(G型)、漏电型(L型)、通讯型(T型)

 六、适用领域
BKCPS系列产品具有控制与保护功能集成化,结构模块化、小型化,对环境污染的防护等级高,分断短路电流能力高,‘飞弧距离短,寿命长,保护功能齐全,连续运行性能和可靠性高,安装使用及维修操作方便等-系列优 点,在工业设施、基础设施、消防系统以及商业和民用设施中得到广泛的应用:

△冶金、煤矿、钢铁、石化、港口、船舶、铁路等领域的配电和电动机保护与控制系统;

△电动机控制中心(MMC)及配电中心;△电力站及变电站;

△港口和铁路系统(如航空港、铁路公路客运中心等);

△高速公路照明、通风系统;
△军队驻地控制保护系统(如边防哨所、雷达机站等);

O各种场合的消防泵、风机等;
O现代化的建筑照明、电源转换、泵、风机、空调、消防、照明等;

O医院;
O商业大楼(如大型购物中心、超级市场等); 

△电信通讯机房;
△信息处理中心(如市政、银行、证券交易中心等);

△工厂或车间的单电机控制与保护系统;

△远程控制照明系统。

七、分类
△按保护对象分为:电动机保护、配电保护

△按操作频率分为:频繁操作、不频繁操作

△按接线方式分为:板前、板后、插入式
△按工作原理分为:数码管式控制器、液晶式控制器

八、BKCPS控制与保护开关电器的主要特点

与分离电器构成的系统相比(见下表)<>具有控制与保护自配合的特性

      BKCPS系列控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体,相当于断路器(熔断器)+接触器+热继电器+辅助电器。很好的解决了分离元件不能或很难解决的元件之间的保护与控制特性匹配问题,

      使保护与控制特性配合更完善合理(具有反时限、定时限和瞬时三段保护特性),只要根据负载功率或电流即可正确选择单一产品,代替以往的包括自电源进线至负载端的各种电器,不需降容;大大减轻了设计人员的工作量。<>具有无可比拟的运行可靠性和系统的连续运行性能

      BKCPS在分断短路电流后无需维护即可投入使用,即具有分断短路故障后的连续运行性能: BKCPS在进行了分断短路电流试验后,仍具有6000次以上的AC--44电寿命,这是由断路器等分离器件构成的系统所难以达到的,BKCPS的这一特性极大地提高了系统的运行可靠性和系统的连续运行性能。<>节材节能
BKCPS具有体积小、安装面积和体积少、无分离元件接点、减少线路发热、节约能源、节约材料等优点。

与塑壳断路器相比
◆具有分断能力高、飞弧距离小的特性


      BKCPS在400V额定运行短路分断能力Ics(o- -co- Co)达到较高型为80kA、经济型为12kA,在12kA预期短路电流下的分断时间仅为2~3ms,限流系数达到0.2以下,达到塑壳断路器的领先水平,接近熔断器的限流水平,大大限制了短路电流对系统的动、热中击,飞弧 距离小于30mm。令.与塑壳断路器构成的保护系统相比,具有保护整定电流均可调整的特性

      BKCPS产品的智能脱扣器电流(反时限与定时限)均可在面板上进行调整,即除了常规的热过载保护电流可根据负载功率进行整定外,短路保护整定电流也可在面板.上进行调整。克服了塑壳断路器的短路保护整定电流出厂后用户无法调整的缺点,使得BKCPS产品即使安装在线路末端,短路电流较小时,同样具有很好的短路保护功能。

与接触器性能相比


具有寿命长、操作方便的特性BKCPS的机械寿命达500 ~ 1000万次,电寿命AC- 43为100~ 150万次,既可就地手动操作,又可远距离实现自动控制功能。

其它特点


◆配套附件齐全


      辅助触头与信号报警触头、门或抽屉的面板操作机构、控制电路转换模块等,在单一-产品上可构成完整的控制与保护单元,实现协调配合的控制与保护功能。<安装角度灵活


      横装、垂直安装、水平安装均不影响使用性能。可广泛应用于紧凑型成套装置中,包括固定式或抽屉式的MCC柜中,具有分离元器件不可比拟的优越性。◆安全可靠、防护等级高


      板前、板后、插入式的接线端均具有防触指功能,可配备防护等级直至IP65的高防护等级外壳,特别适用于民用建筑的潮湿场所、地下室、水泵房、煤矿、港口、船舶、石化等领域,是替代目前的电磁起动器、保护式和组合式起动器的理想产品。
九、特性参数
主电路的参数
主电路主要由主体和智能脱扣器构成,这两部分是构成可以应用的BKCPS产品的最少配置。
主体额定电流In、约定发热电流lth、额定绝缘电压Ui、额定频率、额定工作电压Ue以及可选的智能控制器的额定工作电流le范围或控制功率范围见下表。

适用的额定工作制
◆八小时工作制<不间断工作制
◆断续周期工作制: BKCPS在本工作制下的负载因数(通电持续率)规定为40%。用于不同额定工作电压和不同使
用类别的操作循环次数(操作频率)极限值见表


热记忆特性


      反复的过负荷可能会引起导体发热,智能控制器因过载、短延时或定时限等故障动作后,具有模拟热双金属片特性的热效应功能,过载后的能量须经30分钟左右释放结束,

     短路延时后的能量须经15分钟左右释放结束,在此释放时间内若再次闭合、BKCPS开关电器会发生过载或短路延时等故障,则动作时间变短,确保线路或设备得到合适的保护。保护形式

◆快速短路瞬时保护:保护电流与开关主体额定电流有关,整定电流ls=20In士+ 20%(有效值)不可调,动作时间≤2 ~ 3毫秒。

◆过载长延时保护:脱扣特性为反时限特性It=常数,Ir1=(0.3~ 1)In面板8级可调,脱扣曲线在7.21r1时脱扣时间(2.08 ~ 28.8)秒内选择,脱扣时间误差为: 2lr1以下为士10%、2lr1以. 上为士20%;

出厂时脱扣曲线整定在61r1时脱扣时间为3秒。

<过载长延时热记忆:过载能量30分钟+OFF内释放完。

◆过载短延时保护:分反时限短延时1t+ON和定时限短延。1t+OFF二类脱扣特性;整定电流lr2=6/7/8/9/10/11/12Ir1+OFF面板8级可调(电机保护)或Ir2= =3/3 5/4/4.5/5/5.5/6

BKCPS系列控制与保护开关电器


      Ir1+OFF面板8级可调(配电保护)、电流误差为士10%,时间误差为士土20%;脱扣曲线在8Ir1时脱扣时间为(0.05~1)秒内选择;出厂时脱扣曲线整定在8Ir1时脱扣时间为0.16秒。


      <过载短延时热记忆:过载能量15分钟+OFF内释放完


      <短路瞬时保护:整定电流lr3=8/9/10/1 1/12/14/16,Ir1+OFF面板8级可调, 电流误差为士15%;动作时间小于50毫秒,出厂整定在14Ir1(电流有效值)。


      <缺相保护:动作整定时间在(1 ~ 64)秒内+0FF之间选择,时间误差为士20%;出厂整定在5秒。◆断相保护:动作整定时间在(1 ~ 64)秒内+OFF之间选择,误差为士20%;出厂整定在5秒。


      <欠流保护:最小线电流与额定电流的比值在(40%~100%)+0FF之间选择,误差为士15%,动作整定时间为(1 ~ 64)秒内选择,误差为士20%;出厂整定在60%,时间为10秒。


      <三相不平衡保护:任意二相电流不平衡率超过(20% ~ 100%)+0FF之间选择,电流误差为士15%,动作整定时间在(1 ~ 64)秒内选择,误差为士20%;出厂整定在60%,时间为10秒。(不平衡率=(最大电流最小电流/最大电流)


      <过压保护:三相(105 ~ 150)%Un+OFF之间选择,动作整定时间在(1 ~ 64)秒内选择,出厂整定在115%额定电压,误差为+5%;时间为10秒,误差为士20%。


      <欠压保护:三相(50 ~ 95)%Un+OFF之间选择,动作整定时间(1 ~ 64)秒内选择;出厂整定在80%额定电压,误差为+5%;时间为10秒,误差为士20%。


      ◆启动延时:只对缺相、断相、过压、欠压、短路、漏电及三相不平衡进行保护,以避免启动大电流和过电流的保护;整定时间为(1 ~ 99)秒内+OFF之间选择。出厂整定在10秒,误差为+ 20%


      <在线编程功能:具有手持编辑器接口<故障指示:采用灯光显示故障类型

 电寿命
电流从接通电流值降到分断电流值的通电时间为0.05 -0.1s,且AC-43的通 电时间应按规定的负载数和一周期内的等效发热电流不大于约定发热电流的原则选取。
主电路电寿命次数及接通与分断条件 

十、主体
具有短路保护(类似MCCB及熔断器的短路保护功能)、自动控制(类似接触器的远程控制功能)、就地操作与指示功能。主要由躯壳、主体面板、底板、电磁传动机构、操作机构、主电路接触组(包括触头系统、短路脱扣器)等部件构成。

 十一、电磁传动机构

电磁传动机构主要由控制线圈、铁心、控制触点及基座等组成(类似接触器的电磁控制系统,具有欠电压保护功能),能接受通断操作指令,控制主电路接触组中的主触头接通或分断主电路。线圈的接线端子标志为A1、A2。 

 十二、操作机构
能接受每极接触组的瞬时短路信号和来自智能脱扣器的故障信号,通过控制触点切断控制线圈回路由电磁操作机构分断主电路。故障排除后由操作旋钮复位。BKCPS操作机构的工作状态在主体面板上的符号及指示器位置含义如下图所

示 

十四、主电路接触组(包括触头系统、短路脱扣器)

      主电路接触组由动、静双断点触头、栅片灭弧室和限流式快速短路脱扣器动作机构组成,每极相互独立;主电路接触组中装有限流式快速短路脱扣器,

     与高分断能力的灭弧系统;实现高限流特性(限流系数小于0.2)的后备保护,其脱扣电流整定值Is不可调整,仅与主体额定电流有关,其整定值为: 20In 士20%(有效值)。

 在负载发生短路时,脱扣器约在2~3ms内快速冲击打开主触头,同时带动操作机构切断控制线圈电路使主电路各极全部断开。

十五、智能控制器


      具有过载可调和过流可调保护功能,具有延时、温度补偿、断相、缺相、欠流、三相不平衡、过压、欠压和较低过载下良好的保护功能,

      整定电流值包括过载反时限长延时脱扣整定电流值Ir1、短路短延时整定电流值或定时限整定电流值Ir2均可调。按原理和用途分为多种类别规格。
机械或电气无源信号报警触头:同辅助触头一体与操作机构或智能控制器联动,具有工作状态及故障原因指示功能。

十六、辅助触头模块


      辅助触头基本参数见表,辅助触头为电气上分开的,即每组触头.上可接不同的电压;辅助触头的每对接线端子均用2位数标志,标志的个位数是功能数,

1、 2表示常闭触头,

3、4表示常开触头;标志的十位数为序列数。属于同一触头的接线端子用相同的序列数,且所有具有相同功能的触头用不同的序列数。95、98标志故障信号常开触头,

05、08标志主体短路信号常开触头。当主电路发生过载(或过流过压、断相缺相等)故障时操作旋钮处于TRIP,95、98故障报警信号闭合,主电路分断;发生短路时操作旋钮处于TRIP, 

05、08主体短路报警信号闭合,95、98故障报警信号亦闭合,主电路分断。


      机械或电气无源F型和L型辅助触头:与主电路触头或智能控制器联动,具有电气控制与指示功能。按触头对数分为多种规格。BKCPS基本配置


      主体+智能控制器+辅助触头组BKCPS基本功能


      快速短路瞬时动作、短路瞬时动作、短路短延时或定时限(面板可调)、过载长延时(面板可调)、欠流保护、过压保护、欠压保护、缺相保护、断相保护、三相不平衡保护、启动延时功能、故障显示、在线编程。BKCPS增选功能


      接地保护、漏电保护、“四遥” 通讯功能:遥测、遥调、遥控、遥讯、消防功能。

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