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Abstract :The characteristics ,thermal magnetic and electronic trip units ,intellectualization and digitization of Siemens ’s new 3VA series molded case circuit breaker are emphatically introduced ,as well as the advantage in the selectivity of power distribution system,and the unique 3VA modular accessories.
Key words :molded case circuit breaker ;thermal magnetic trip unit ;electronic trip unit ;intellectualization ;digitization ;selectivity ;SIMARIS software ;modular accessory
摘
要:
重点介绍西门子全新一代3VA 系列塑
壳断路器的特性亮点、热磁和电子脱扣器、智能化、数字化、在配电系统选择性配合上的优势，以及独有特的3VA 模块化附件。 关键词：塑壳断路器；热磁脱扣器；电子脱扣器；智能化；数字化；选择性;SIMARIS 软件；模块化附件
中图分类号:TM561
文献标识码:A
doi :10.3969/j.issn.1003-8493.2018.10.011
0引言
在西门子全集成能源管理TIP 的理念下，研究开发先进、模块化、智能化、安全可靠的配电产品和系统是西门子一直努力的方向。凭借长期积累的先进工业设计经验及精益生产制造优势，西门子中低压产品业务部于2015年1月在中国隆重推出了全新一代
3VA 系列塑壳断路器，为客户提供安全、可靠、灵活、高效的低压配用电应用解决方案。上市的新3VA 系列目前额定电流至630A ，即将扩展到1600A ，新3VA 系列将逐步取代老3VL 系列，以更全面的功能和更高的性能，满足工业、基础设施、商业建筑、公
共建筑、住宅和设备制造业的应用需求。
1特性亮点三七的花怎样制成干茶
3VA 塑壳断路器额定电压高至690VAC ，壳架额
定电流100~630A ，将扩展至1600A ，拥有固定式、插入式和抽出式，拥有全面灵活的热磁和电子脱扣器(3VA1为热磁式,3VA2为电子式)，分断能力范围16~150kA ，并且全系列I cu =I cs ，丰富灵活的模块化附件满足不同应用需求。图1为目前中国上市的
3VA 系列塑壳断路器。
3VA 独特优势:a.
3VA 采用双断点设计，选择性更好。3VA2
上下级壳体电流1∶2.5即能实现完全选择性，部分额定电流比1∶1.6也满足完全选择性。
b.
3VA2额定分断能力高至150kA ，广泛应用
Siemens ’s New 3VA Series Molded Case Circuit Breaker
HE Youlin (Low Voltage &Product Business Unit ,Energy Management ,
Siemens Ltd.,China ,Shanghai 200120,China )
何友林(西门子(中国)有限公司能源管理集团中低压产品业务部，上海市
200120)
西门子新一代3VA 系列塑壳断路器
作者信息
何友林，男，西门子(中国)有限公司能源管理集团中低压产品业务部，产品经理。
图1已上市的3VA 系列塑壳断路器
Fig.1
Launched 3VA series molded case circuit breaker
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cn
BUILDING
ELECTRICITY
于各个行业。
c.
3VA2拥有“1拖8”智能化网络设计方案,
组网简便，降低成本。
d.3VA1分断能力包括16kA /25kA /36kA
/55kA /70kA ，利于优化项目设计，降低成本。
e.3VA1尺寸小,160A 的壳体体积比3VL160X
体积小将近一半，节省柜内安装空间，轻松实现低压开关柜1/2抽屉方案。
f.
全系列内部附件(如辅助触点、报警触点、分
励脱扣器和欠压脱扣器)通用，即1个订货号适用于所有壳体规格，安装便利，维护方便，减少备品备件。g.
独创的手柄LED 灯可选，替代传统柜门指示
外接头灯方案，开关状态清晰明了，降低成本。
2热磁脱扣器和电子脱扣器
塑壳断路器主要用于保护配电系统，当线路或者设备出现故障时，塑壳断路器快速脱扣，切断故障回路。塑壳断路器通常配置热磁脱扣器或者电子脱扣器，热磁脱扣器通常应用于对保护整定定值可调要求不高、实现部分选择性，以及直流等应用场合；电子脱扣器较传统的热磁脱扣器具有脱扣特性稳定、不受环境温度的影响、脱扣电流和时间精度高、保护调节整定范围宽的优势，可设置不同的特性曲线以适应各种负载的保护要求和配电系统的选择性要求，可集成通信功能。为了全面满足不同的应用场合需求,3VA 具有全面、灵活的热磁脱扣器和电子脱扣器(如图2、图3所示)，列举如下: a.
TM210热磁脱扣器具有过载、短路瞬动保护
功能，过载电流和瞬动电流整定值固定不可调，适用于线路保护场合。
b.
TM220热磁脱扣器具有过载、短路瞬动保护功能，过载电流可调(0.7~1)I n ，瞬动电流整定值固定不可调，适用于线路保护场合。
c.
TM240热磁脱扣器具有过载、短路瞬动保护功能，过载电流可调(0.7~1)I n ，瞬动电流可调(5~10)I n ，适用于线路保护场合。
d.
TM120M 单磁脱扣器具有短路瞬动保护功
能，瞬动电流可调(7~16)I n ，额定电流200A 为(7~14)I n ，适用于马达单磁保护场合。
e.SD100脱扣器为隔离开关应用，符合隔离开关标准。
f.
ETU320电子脱扣器具有过载、短路瞬动保
护功能，过载电流、时间及瞬动电流整定值都可调，适用于线路保护场合。
g.
ETU350电子脱扣器具有过载、短延时、短
路瞬动保护功能，过载电流和时间可调，短路短延时电流和时间可以调节整定，适用于线路保护场合。h.
ETU330电子脱扣器具有过载、短路瞬动和接地故障保护功能，过载电流和时间可调，瞬动及接地故障电流和时间可以调节整定，适用于线路保护场合。
i.
ETU340电子脱扣器具有熔断器保护特性曲线，极易和熔断器曲线配合，实现完全选择性，适用于线路保护场合。
j.
ETU550/560电子脱扣器带液晶显示，可通信时全电流测量，具有过载、短延时、短路瞬动、接地故障(ETU560)保护功能，整定值都可调，适用于线路保护场合。
k.
ETU850/860电子脱扣器带液晶显示，可通信时全电流、电压、功率、电能、谐波等测量，具有过载、短延时、短路瞬动、接地故障(ETU560)保护功能，整定值都可调，适用于线路保护场合。l.ETU310M 电子脱扣器具有短路瞬动保护功能,载荷谱
整定值都可调(3~15)I n ，适用于马达单磁保护。
m.
ETU350M 电子脱扣器具有过载、短延时、短路瞬动保护功能，过载电流和时间可调,
短
路
短延时电流和时间都可以调节整定，适用于马达保护场合。
n.
ETU860M 电子脱扣器带液晶显示，可通信时
全电流、电压、功率、电能、谐波等测量，具有过
图2热磁脱扣器TMTU
Fig.2
Thermal magnetic trip unit (TMTU )
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载、短延时、短路瞬动、接地故障保护，整定值都可调，适用于马达保护场合。
3选择性配合
配电系统选择性是指配电系统中多个配电保护装置(熔断器或者断路器)串联连接，当某条线路或者设备出现过载或者短路故障时，最靠近连接故障点
的配电保护装置优先
跳闸，隔
离故障
线路，确保非故障区域持续供电。配电系统选择性主要包括：电流选择性(通过上下级电流级差配合)、时间选择性(通过上下级配电保护装置的时间级差配合)、能量选择性和ZSI (区域选择性联锁，上下级配合时间级差短至50ms )。验证配电系统的选择性需要进行配电系统各种电气参数计算，综合考虑过载、短路、接地(漏电)
等故障情况下配电保护设备之间的保护整定配合。针对配电系统选择性电气设计，西门子配电设计选型SIMARIS 软件集成了3VA 塑壳断路器，形象直观地展示3VA 脱扣特性曲线，综合考虑了3VA 的限流性能，为电气设计带来极大的便利。
图4是SIMARIS design 软件展示的3VA2ETU350选择性配合曲线。从中可以看到，配电单线图上选型
的断路器是3VA ，在右边的时间-电流坐标上，显示有灰、蓝和红3条保护曲线：蓝曲线表示3VA 的脱扣特性曲线；红曲线代表上一级断路器的脱扣特性曲线包络线；灰曲线代表下级配电所有线路保护设备的脱扣特性曲线的上限包络线。在坐标
轴上还标识了配电回路的最大和最小短路电流。在评估选择性配合时，首先比较短路短延时电流和线
路最小短路电流，然后比较各个曲线的电流大小，最后进行时间比较，以实现最大程度上的配电系统选择性优化配合。从图4看到，短路短延时的动作电流2.7kA <3.331kA ，满足要求;3VA 断路器的保护特性曲线介于上级红曲线和下级灰曲线的包络线之间，满足配电选择性要求。
除了利用断路器的脱扣特性曲线配合，优化选择性外,3VA2配置ETU320上下级壳体电流1∶2.5即能实现完全选择性(如图5所示)，部分额定电流甚至达1∶1.6即可。3VA2配置ETU340之间1∶1.6的额定电流即可实现完全选择性。
图3电子脱扣器ETU
Fig.3
Electronic trip unit (ETU )
图43VA ETU 350的选择性配合曲线Fig.4Selectivity curves of 3VA ETU 350
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应变测量ELECTRICITY
4智能化
能源监控和管理在工业和民用配电系统得到越来越多的应用，通过能耗透明化，快速了解能源运行工况，实现负荷管理和对故障预警快速响应，为节能减排提供强有力支持。监控电力工况通常有2种途径：利用电力监控仪表和断路器配合；利用智能断路器。3VA2智能塑壳断路器实现四遥功能(遥测、遥信、遥控、遥调)，有如下特点和优势:
a.COM800/COM100通信:1台
通信网关COM800利用3VA 总线连接8台3VA2，节省传统电力监控方案必须配置电力监控仪表和电流互感器，降低投资成本；另外，也可以通过1台通信网关COM100实现1台3VA2监测。
b.
多种通信方案：通信网关COM800
标配实现Modbus TCP 通信，通过扩展模块可实现Modbus ⁃RTU 通信，主要应用于基础
设施和高端楼宇领域；也可以通过PROFIBUS /PROFINET 和西门子工业TIA 博途软件无缝集成。3VA2智能化通信方案如
图6所示。
c.
无缝集成于TIA 博途：在工业数字
化应用场合，利用西门子TIA 博途软件，快速组态PLC 和智能3VA2之间的配置连接。TIA 博途V15版本不需要HSP 库文件，工程组态简便，节省大量时间。
d.
能源监测软件Powermanager :3VA2数据通
过COM800/COM100标配的以太网Modbus TCP 通信，实现遥测、遥信数据上传到Powermanager 系
统，实时监测配电工况。
5模块化附件
塑壳断路器利用内部和外部附件实现各种特定应用需求(如图7所示)。安装方式的选择应根据安装塑壳断路器的配电盘结构和使用场所而定。接线端子
常见有螺栓端子和盒式端子。3VA 附件采用了高度的模块化、标准化设计理
念，其主要特点和优势如下:
a.
内部附件(辅助、报警、分励、欠压)安装于断路器左右两侧隔室，全系列通用。b.
分励脱扣器和欠压脱扣器可以同时安装于
3VA2断路器。
c.内部附件装容密度高，最小规格3VA1可以
安装4个辅助附
件和2
个报警附件。
图51∶2.5壳体电流实现完全选择性(T 符号)Fig.5Complete selectivity of 1∶2.5shell current (T )
图63VA2智能化通信方案
Fig.6
Intelligent communication solutions of 3VA2
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d.全系列可安装漏电模块，实现漏电跳闸或
者漏电告警不跳闸;3VA1除了安装下装漏电模块，还可以安装侧装漏电模块，体积更加紧凑，利于柜内安装。
e.
3VA 操作手柄可选择配置LED 灯(如图8
所示)，高亮
显示开关状态(
分闸绿
；合
闸红；脱扣黄)，方便运行维护。
f.板簧
壁炉火通过智能手机扫描断路器上的二维码，读取MLFB -3VA 技术信息，直接连接到服务&支持门户网站，轻易获知断路器参数信息和相关工程文档。
6结语
西门子新一代3VA 系列塑壳断路器采用高质量、模块化、双断点设计理念，拥有全面、灵活的热磁和电子脱扣器，为低压配电系统提供完善保护，高度模块化的附件满足各种特定应用需求，丰富的连接方案为低压电气带来了安全、高效、智能的配电解决方案。3VA 在各行各业
有了大量的成功应用案例，如武汉地铁、腾讯数据中心、北京城市副中心、天
津供电局、希尔顿酒店等。配电设计选型SIMARIS 软件集成3VA 脱扣特性曲线、限流性能和允通能量曲线，协助配电系统的选择性配合，确保了配电设计的安全、可靠和经济。
[1]西门子.西门子3VA 塑壳断路器样本[R ],2018.[2]
西门子.3VA molded case circuit breakers manual [R ],2015.
[3]西门子.
3VA molded case circuit breakers
communication manual [R ],2017.[4]
何友林，葛大麟.
配电设计选型软件SIMARIS
design 及其应用[J ].智能建筑电气技术,2009,3(1):
16-21.
[5]
何友林.
西门子全新3VT 系列塑壳断路器[J ].
建筑电气,2009,28(4):46-48.
2018-08-27来稿
2018-09-13修回
图73VA 模块化附件Fig.73VA modular accessory
图83VA LED 灯手柄
Fig.8Handle of 3VA LED light
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