西门子6ES7315-2EH14-0AB0性能参数

西门子6ES7315-2EH14-0AB0性能参数目前我国很多电力企业、变电站、配电网的行业都开始应用真空断路器，这主要是由于该断路器的绝缘物、灭弧介质都是真空，具有**的绝缘灭弧效果。虽然该断路器有着体积小、质量轻、灭弧效果好等特征，但是也有着很多问题。下面我们就10kV真空断路器的回路故障问题进行详细的分析和探讨，并在文章的*后提出相应的维护措施，以便确保真空断路器的安全运行。
　　1、10kV真空断路器的回路故障分析
　　就目前10kV真空断路器的实际情况来说，常见的回路故障主要体现在以下四个方面：
　　（1）小车进车不到位引起控制回路断线。故障现象：例如，某变电站中有一台10kV真空断路器，检修人员在对其运行状态进行检修时发现，工作人员需要花费很大的精力和力量才可将摇动小车推进，当工作人员认为小车到位后，在智能的操作装置上却有“控制回路断线”灯亮，而且开关无法进行分合闸，当检修人员采取同样的方式将小册摇动进去时，也存在上述故障，在经过变电站相关领导允许后，检修人员将开关柜门打开，发现小车进车达到停止位置后，开关柜内的绝缘挡板没有出现任何变化。这时检修人员认为小车进车还没完全完成，还需要继续进车，随着检修人员逐渐加大力气，小车进车继续前进到一定程度后，在柜内中会听到开关闭合发出的“嗒”的声音，并且位于智能操控装置上的“控制回路断线”的灯也停止发亮，同时开关能够分合闸，表明故障得到解决。故障分析：该断路器在采用摇动方杆进行小车进车时，会出现卡滞现象，而且方杆也会出现一些变形现象，使得工作人员在推进过程中感觉非常吃力。另外，该10kV真空断路器的额定电流为3200A，相比较于三相六个梅花触头的1260A的额定电流的接触力来说，其三相六个梅花触头的接触力更大，所以当小车进车到*后阶段时，需要加大力气。换言之，在小车进车到*后阶段时，由于动静触头没有插入到的足够的深度，进而使得位于柜内小车行程的开关接触不良好，从而引起控制回路出现断线故障。处理措施：先将方杆恢复到原位，再添加润滑油，然后再将凡士林涂抹到断路器的动静触头处，从而能够确保小车进车顺利完成。
　　（2）机构内辅助开关受潮失灵引起控制回路断线。故障现象：该变电站的工作人员在调试断路器过程中，发现在后台监控机报中出现“控制回路断线”问题，当检修人员将机构箱的前盖板打开后闻到烧焦的味道，检修人员发现在机构内部的辅助开关的烧焦现象明显，而且有水珠出现在机构箱壁上。故障分析：出现水珠的原因为，近日来该地区一直处于阴雨天，空气中的湿度非常高，从而致使机构箱内受潮严重而出现水珠，在工作人员进行一次分合闸动作后，电机储能的回路就开始储能，进而也会使储能的辅助开关实现通电，*终烧焦。处理措施：及时更换辅助开关，然后采取相应措施除去机构箱内水珠，另外可以在机构箱内添加加热器，从而有效预防天气潮湿问题。
　　（3）储能微动开关失灵引起控制回路断线。故障现象：该变电站的10kV真空断路器在正常的运转过程中，突然出现储能电机停止运行故障，而且储能指示灯灭，随之就有“控制回路断线”的信号被保护测控装置发出，同时也不能将断路器合闸。经过检修人员的详细检查发现，储能的接点已经处于断开状态，从而使得储能、合闸的回路都处于断开状态。故障分析：由于设备器材质量不达标，从而使得微动开关设备在额定使用年限内就失灵。处理措施：定期对储能微动开关进行检测，及时更换储能微动开关。
　　（4）分合闸线圈烧毁引起控制回路断线。故障现象：该变电站的10kV真空断路器经常会在雨天出现跳开关故障，导致控制回路出现断线，进而引起自动重合闸失灵。故障分析：在10kV真空断路器出现跳闸现象后，合闸回路就会被接通，从而使得有电流通过合闸线圈，假如在此时保护装备下达了合闸的指令，而合闸的电磁铁正好处于断开状态，从而使得合闸线圈在长时间内有电流流过，进而直接导致将其烧毁。而断路器在进行分、合闸过程中会有振动现象产生，进而导致电磁铁出现断开现象。处理措施：定期进行检查，及时加固电磁铁以及更换合闸线圈，同时还要做好柜内卫生工作。
　　2、断路器日常维护措施
　　（1）断路器日常维护。10kV真空断路器在实际运行过程中出现的回路故障属于一般性质时，检修人员就可以先对其故障类型进行深入分析，从而确定故障到底属于二次回路、电气方面还是机械方面的问题，在确定好故障类型后才可进行下一步处理。检修人员可以先将机构完全处于储能状态，将断路器进行手动分合试验，假如能够进行分合，则不属于机械故障范围；然后再电动分合闸试验，假如电磁铁在电动分合闸时有动作发生，而开关分合闸失败，则可以判断为回路故障。工作人员一方面及时对10kV真空断路器回路故障进行检修，另一方面还要做好日常的维护工作，例如，定期对断路器的内部结构进行清洁，从而有效降低转动的摩擦力，还要定期更换润滑油，从而确保运转动作的灵活性。
　　（2）注意事项。检修人员在对10kV真空断路器进行维修时，需要注意以下三个方面内容：一是在手动操作之前一定要检查断路器是否处于断开状态，同时也要将主回路和控制回路切断，然后再根据实际情况对主回路做接地处理；二是在通过储能弹簧进行操作时，一定要先确保合闸弹簧是处于松开状态才可进行下一步操作；三是检修人员要确保松动的螺帽、螺母以及螺栓要拧紧，同时也要注意弹簧垫片等相关配件只能用一次，之后就不得重复使用，这样能够避免由于弹簧垫等配件老化而引起其他故障的发生。因此，检修人员在对10kV真空断路器进行维修时，一定要对以上三个方面加强重视，有效避免在检修过程中出现意外。
　　，10kV真空断路器在实际运行过程中，经常会出现各种各样的问题，严重影响到断路器的安全运行，因此要求检修人员必须严格按照相关标准进行检修，同时，检修人员也要多总结经验，多学习专业检修技术，从而确保断路器的检修工作做到位，为保障断路器的安全、稳定运行奠定良好的基础

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

高运行频率：一般的变频器大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

3控制参数编辑

变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。[1]

频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：

转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。

(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。

(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。

(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。

变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性

v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。

将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。

可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。

变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。

有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。

参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式

参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前上先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单。

4常见型号编辑

MicroMaster440

西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。

它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备*的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有*的灵活性。

主要特征：

200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；

矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；

高过载能力，内置制动单元；

三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；

标准参数结构，标准调试软件；

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；

独立I/O端子板，方便维护；

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；

内置PID控制器，参数自整定；

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；

具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；

可实现主/从控制及力矩控制方式；

在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能；

灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；

快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；

有直流制动和复合制动方式提高制动性能。

保护功能：

过载能力为200%额定负载电流，持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；

过电压、欠电压保护；

变频器、电机过热保护；

接地故障保护，短路保护；

闭锁电机保护，防止失速保护；

采用PIN编号实现参数连锁。

西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。

主要特征：

380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；

风机和泵类变转矩负载；

牢固的EMC（电磁兼容性）设计；

控制信号的快速响应；

控制功能：

线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点v/f控制；

内置PID控制器；

快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；

数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；

具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；

灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；

三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；

风机和泵类功能：

多泵切换；

旁路功能；

手动/自动切换；

断带及缺水检测 ；

节能方式；

保护功能：

过载能力为140%额定负载电流，持续时间3秒和110%额定负载电流，持续时间60秒;

过电压、欠电压保护；

变频器过温保护；

接地故障保护，短路保护；

I2t电动机过热保护；

PTC Y电机保护。

西门子变频器MicroMaster420

西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、控制性能强、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。

主要特征：

200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；

380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；

模块化结构设计，具有多的灵活性；

标准参数访问结构，操作方便。

控制功能：

线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；

磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性；

新的IGBT技术，数字微处理器控制；

数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；

具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程；

捕捉再起动功能；

在电源消失或故障时具有“自动再起动"功能；

灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；

快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；

有直流制动和复合制动方式提高制动性能；

采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。

保护功能：

过载能力为150%额定负载电流，持续时间60秒；

过电压、欠电压保护；

变频器过温保护；

接地故障保护，短路保护；

I2t电动机过热保护；

采用PTC通过数字端接入的电机过热保护；

采用PIN编号实现参数连锁；

闭锁电机保护，防止失速保护。

西门子G120C紧凑型变频器

SINAMICS G120C紧凑型变频器，在许多方面为同类变频器的设计树立了*。包括它紧凑的尺寸，便捷的快速调试，简单的面板操作，方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。

SINAMICS G120C是专门为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器，同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能：安全功能（STO,可通过端子或PROFIsafe激活），多种可选的通用的现场总线接口，以及用于参数拷贝的存储卡槽。

SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效，变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分，并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）来实现。[2]

操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点，具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前，必须保证设备总电源全部切断；并且在变频器显示*消失的3-30分钟（根据变频器的功率）后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理大限度地降低变频器的故障率

空气开关

空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。

主要结构

内部附件
辅助触头：辅助触头是断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，
主要用于断路器分、合状态的显示，接在断路器的控制电路中通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁。例如向信号灯、继电器等输出信号。塑壳断路器壳架等级额定电流100a为单断点转换触头，225a及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3a；壳架等级额定电流00a及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6a。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。
报警触头：用于断路器事故的报警触头，且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作，主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。
由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多，因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1a。
分励脱扣器：是一种用电压源激励的脱扣器，它的电压可与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离***分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70%-110%之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1s，否则线会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁，在分励脱扣线圈串联一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即使人为地按住按钮，分励线圈始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新处于常闭位置。
欠电压脱扣器：欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器有***或无***断开的一种脱扣器，当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70%至35%范围内，欠电压脱扣器应运作，欠电压脱扣器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35%时，欠电压脱扣器应能防止断路器闭合；电源电压等于或大于85%欠电压脱扣器的额定工作电压时，在热态条件下，应能保证断路器可靠闭合。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时，欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧，欠电压脱扣器通电后，断路器才能合闸，否则断路器合不上闸。
外部附件
电动操作机构：是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件，
电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种，电动机操作机构为塑壳式断路器壳架等级额定电流00a及以上断路器，电磁铁操作机构适用于塑壳断呼器壳架等级额定电流225a及以下断路器，无论是电磁铁或电动机，它们的吸合和转动方向都是相同，仅由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分，断路器在用电动机构操作时，在额定控制电压的85%-110%之间的任一电压下，应能保证断路器可靠闭合。
转动操作手柄：适用于塑壳断路器，在断路器的盖上装转动操作手柄的机构，手柄的转轴装在它的机构配合孔内，转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔，旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头，把手的圆形或方形座用螺钉固定的门上，这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动，来确保断路器的合闸或分闸。同时转动手柄能保证断路器处于合闸时，柜门不能开启；只有转动手柄处于分闸或再扣，开关板的门才能打开。在紧急情况下，断路器处于"合闸"而需要打开门板时，可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。
加长手柄：是一种外部加长手柄，直接装于断路器的手柄上，
一般用于600a及以上的大容量断路器上，进行手动分合闸操作。
手柄闭锁装置：是在手柄框上装设卡件，手柄上打孔然后用挂锁锁起来。主要用于断路器处于合闸工作状态时，不容许其他人分闸而引起停电事故，或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时，以防被人误将断路器合闸，从而保护维修人员的安全或用电设备的可靠使用。
接线方式：断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。
1、板后接线方式：板后接线***特点是可以在更换或维修断路器，不必重新接线，只须将前级电源断开。由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉，需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。
2、插入式接线：在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上6个插头，断路器的连接板上有6个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓，安装座预先接上电源线和负载线。使用时，将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。它的更换时间比板前，板后接线要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前我国的插入式产品，其壳架电流限制在***为00a。从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。
3、抽屉式接线：断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座，可与nt型熔断路器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电