共沸丁酮、异丙醇和乙醇三元混合物属于近沸点体系,组分间最大温差仅4°C,丁酮与异丙醇、乙醇分别形成二元共沸物。
共沸1.一种三塔变压精馏分离丁酮-异丙醇-乙醇共沸物的方法,其特征在于该方法所使用的装置主要包括以下部分:丁酮塔T1、异丙醇塔T2、乙醇塔T3、冷凝器C1、冷凝器C2、冷凝器C3、回流罐D1、回流罐D2、回流罐D3、再沸器R1、再沸器R2、再沸器R3、加压泵P1、加压泵P2;其中冷凝器C1、回流罐D1、加压泵P2依次以管路连接于丁酮塔T1塔顶,再沸器R1连接于丁酮塔T1塔底,冷凝器C2、回流罐D2依次以管路连接于异丙醇塔T2塔顶,再沸器R2连接于异丙醇塔T2塔底,冷凝器C3、回流罐D3依次以管路连接于乙醇塔T3塔顶,再沸器R3连接于乙醇塔T3塔底;根据丁酮-异丙醇-乙醇三元体系的共沸点和共沸组成随压力变化情况的特点,所分离的丁酮-异丙醇-乙醇混合液组成为丁酮质量分数为,异丙醇质量分数为及乙醇质量分数为,所述的三塔变压精馏分离丁酮-异丙醇-乙醇共沸物的方法有两种分离序列,即序列一:
1.如何计算开孔率?开孔率的范围是?答:开孔率等于阀孔总面积比开孔区面积,即孔径与塔径之比的平方乘开孔数。开孔率要求在5%至15%范围内。2.设置人孔的目的是什么?设计人孔时应该注意哪些问题?答:人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道,人孔的设置应便于进入任何一层塔板,由于设置人孔处塔间距离大,且人孔设备过多会制造时塔体的弯曲难以达到要求,对于D≥1000mm的板式塔,每隔6至8块塔板设置一个人孔,且裙座处取2个人孔。3.精馏浮阀塔设计时工艺流程图包括哪几部分?答:精馏塔、进料管、回流管、塔顶蒸汽接管、塔釜进气管、泵、冷凝器及再沸器.
1、要熟悉自己的论文,熟练掌握自己的观点思路,在答辩时能够胸有成竹
2、要保持礼貌,在进行答辩时要将正视委员会和会场上的同学,不要低头或者抬头,要和他们有目光交流
3、要讲答辩老师的问题听清楚,思考后再进行回答
4、与答辩老师意见观点相左时,表述自己观点要有理有据,注意言辞,反驳的时候要注意分寸,注意礼貌,对老师的说教要用求教的态度。
5、不要强答狡辩,对于老师提出来的问题,自己知道就要把知道的说出来;对于自己不明白的问题,要敢于承认
精馏塔设计答辩问题:1、最小回流比应该如何确定?2、如何求取塔顶或塔底处的相对挥发度?如何求全塔的平均相对挥发度?3、分析回流比对精馏过程的影响,如何确定适宜的回流比?4、实际的进料板位置应该如何确定?5、如何确定实际塔板效率和实际塔板数目?6、塔盘可以分为几个区?各区的作用分别是什么?7、在塔板上,溢流堰的作用是什么?底隙高度怎么确定?8、为什么塔板会有液面落差?9、流体力学核算包括哪些内容?10、板式精馏塔会有哪些不正常的操作现象,如何避免?11、塔板负荷性能图分别由那些线组成?(作图说明)12、在精馏操作中,若发现塔顶组成下降到合格线以下,应该采取什么措施来使塔顶馏出产品合格?13、设计时,若设计操作点很靠近液泛线或液沫夹带线,应该怎么调整设计参数?14、如何确定塔板的液相上限线和下限线?15、什么叫塔板的操作弹性?16、如何确定塔板的漏液线和液泛线?17、塔板有哪些种类?你选择塔板的理由是什么?
如何对论文进行答辩如下:
1、对自己所写论文要十分熟悉。
2、针对答辩提出问题的方向,在答辩前做些准备。
论文答辩的流程如下:
1、在毕业论文答辩时,答辩老师首先要求你简要叙述你的毕业论文的内容。叙述中要表述清楚你写这篇论文的构思(提纲),论点、论据,论述方式(方法)。一般约5分钟左右。答辩老师通过你的叙述,了解你对所写论文的思考过程,考察你的分析和综合归纳能力。
2、第二步,进行现场答辩。答辩老师向你提出2-3个问题后,做即兴答辩。其中一个问题一般针对你的论文中涉及的基本概念、基本原理提出问题,考察学生对引用的基本概念基本原理的理解是否准确。
第二个问题,一般针对你的论文中所涉及的某一方面的论点,要求结合工作实际或专业实务进行讲(论)述。考察你学习的专业基础知识对你实务(实际)工作的联系及帮助,即理论联系实际的能力。
毕业论文答辩的目的,就是检查毕业生是否是认真独立完成的毕业论文,考察毕业生综合分析能力,理论联系实际能力,专业方面的潜在能力。答辩老师结合毕业生现场答辩情况评定答辩成绩。重点在是提前做好准备。
精馏塔设计型计算就是在给定生产任务的情况下确定塔板数或填料层高度。本题可先由全塔物料横算确定操作回流比,再将再沸器看做一块理论板,确定提馏段操作线方程,由相平衡关系求出再沸器液体组成,最后进行逐板法或图解法计算该塔理论板数。尚需给定板效率或等板高度方能确定实际塔板数。ps:赶时间,具体计算有空再说吧,先算算看,进料量、Xf、Xd、Xw什么的一眼就看出了,没什么难度吧,有问题再提出来
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四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔(脱醚塔)冷凝器采用二级冷凝,系统中增设了排气冷凝器,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度,并回收夹带的部分甲醇。在该温度下,几乎所有的低沸点馏份都在气相,并排出系统,不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液,通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点,使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热,减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要,可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上,能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液,被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收,最终从底部排出装置。
沙角C电厂厂用电结线分析1 方案选择沙角C电厂(简称沙角C厂)有3台660MW机组,每台机组发出的电能都是经各自的主变压器升压至500kV,由500kV变电站进入广东省主网。发电机机端电压为19kV,主变压器为Yo/△接线,每台机有2台容量各为44MVA的△/Yo接线高压厂用工作变压器,2台高压厂用工作变压器各带一10kV机组段。全厂设1台容量为44MVA的高压厂用备用变压器及设高压厂用公用段10kV两段。厂用电接线如图1所示。对于这样一种结线,在工程谈判阶段业主和设计院曾就电厂的厂用电结线作了两个方案比较。方案一:全厂设高压厂用起动/备用变压器,而不设发电机开关;方案二:每台机装设发电机开关,而全厂只设1台容量较小的高压厂用备用变压器。方案二的优点是:a)机组正常起、停不需切换厂用电,只需操作发电机开关,厂用电可靠性高。b)机组在发生发电机开关以内故障时(如发电机、汽机、锅炉故障),只需跳开发电机开关,厂用电源不会消失,也不需切换,提高了厂用电的可靠性,同时减轻了操作人员的工作量和紧张度。这一点在沙角C厂的调试过程中,表现非常突出。同时对于国内大型机组采用一机只配一主操作员和一副操作员的值班方式非常有益。c)对保护主变压器、高压厂用工作变压器有利。对于主变压器、高压厂用工作变压器发生内部故障时,由于发电机励磁电流衰减需要一定时间,在发电机-变压器组保护动作切除主变压器高压侧断路器后,发电机在励磁电流衰减阶段仍向故障点供电,而装设发电机开关后由于能快速切开发电机开关,而使主变压器受到更好的保护,这一点对于大型机组非常有利。d)发电机开关以内故障只需跳开发电机开关,不需跳主变压器高压侧500kV开关,对系统的电网结构影响较小,对电网有利。方案一无上述优点。对于方案二,当时我们主要担心发电机开关价格昂贵,增加工程投资,以及发电机开关质量不可靠,增加故障机会。对于工程投资的比较是如果不装设发电机开关,按目前国内大型火力发电厂设计规程要求的2台600MW机组需配2台高压厂用起动/备用变压器的原则,沙角C厂则要配4台较大容量起动/备用变压器,且由于条件所限,起动/备用变压器的电源只能从沙角A厂220kV系统引接。因而,方案一需增加220kVGIS间隔4个,220kV电缆4根,220kV级的较大容量起动/备用变压器4台;方案二需增加33kV电缆1根,33kV级的较小备用变压器1台,发电机开关3台。方案一的投资可能超过方案二。对发电机开关质量问题,经调查了解,当时GEC-ALSTHOM公司法国里昂开关厂生产的空气断路器,额定电流,额定开断电流180kA,这种断路器已供应美国、法国许多大型核电站使用,运行良好。因此,我们最终选择了方案二,并选用了GEC-ALSTHOM公司的PKG2C空气断路器。目前这种断路器经在沙角C厂多年的运行,上百次的动作,证明其性能良好。沙角C厂发电机开关的主要技术参数:型号灭弧介质额定电流额定电压额定频率额定对称开断电流额定不对称开断电流额定短路关合电流额定短时承受电流对地工频耐压雷电冲击耐压峰值额定开断时间额定负载下操作顺序正常操作压力最低操作压力 PKG2C压缩空气—30min— 设计原则 高压厂用工作变压器的容量设计GEC-ALSTHOM公司对高压厂用工作变压器容量的设计原则为:a)带单机负荷的一半,加1台电动给水泵再加公用厂用负荷的一半;b)提供单机辅助负荷一半,再加2台电动给水泵。 备用变压器容量设计备用变压器的容量选择同高压厂用工作变压器容量。 10kV厂用电系统运行方式的设计由于受备用变压器容量所限,备用变压器在同一时间内只能带1段10kV公用段及1段10kV机组段,因此要求在正常情况下公用段尽量由某2台正常运行机组的高压厂用工作变压器各带1段。同时为防止不同机组的10kV段ü��枚尾⒘校�诟骰�榛�槎沃凉�枚蔚牧�缈�厣嫌械缙�账�?br> 10kV厂用电源事故切换10kV厂用电源事故切换采用自动慢切换,当正在向1段10kV公用段供电的10kV机组段由电压继电器判断为失压,且保护是反应非10kV母线段上故障时,在确认10kV机组段进线开关已跳开后,将会起动自动慢切换,经5s延时,将备用变压器低压侧10kV开关合上,从而恢复该机组段和原由它供电的公用段的供电。当保护是反应10kV母线段上故障时,则不起动自动慢切换。自动慢切换是采用传统的中间继电器和时间继电器通过硬接线来实现的。虽然备用变压器下接10kV公用段A和10kV公用段B,但由于备用变压器容量有限,在同一时间内备用变压器只能带1段公用段,从备用变压器来的10kV公用段A进线开关和10kV公用段B进线开关之间有电气闭锁,防止2个开关同时合上。同样,虽然各机组的10kV机组段各段与相应的10kV公用段各段都有联络断路器连接,但为防止正常情况下不同机组的10kV机组段通过10kV公用段并列,相互之间设有闭锁,防止同一时间2台机的10kV机组段向同一10kV公用段供电。正常情况下,厂用电源的手动切换及由备用变压器供电转为正常供电时厂用电的短时并列供电,要通过手动经同期装置进行,并经200ms延时自动跳开另一开关。由上可知,由于备用变压器受容量及上述运行方式的限制,在事故情况下只能向1段公用段及当时向该公用段供电的机组段供电,因而事故情况下后备电源只能保证机组50%的负荷。而且,如果当时该机组段未带1段公用段,则后备电源将不能向机组提供厂用电源。如果该机组又失去全部厂用电,则需要靠柴油机组来保障机组的安全。因此,该种接线对柴油机组要求较高,而目前沙角C厂使用的柴油机组质量较好,经受了很多次起动的考验。由上可见,备用变压器主要是作为全厂的1个由系统来供电的用于机组停机或停机后的安全电源,且对其中的1台机组起不到提供后备电源的作用。3 厂用电系统电压等级及切换 厂用电系统电压等级目前沙角C厂厂用电有3个电压等级:10kV电压,3kV电压,380V电压。其中10kV系统、3kV系统为中阻接地,380V系统为不接地系统。380V的照明用电和其他需要中性点接地的380V/220V系统,采用△/Yo的变压器来产生。 各级电压的切换10kV系统如前所述有电源自动慢速切换。3kV系统机组2段之间、3kV系统公用2段之间有联络开关,联络开关之间不带同期和自动切换。当需要切换电源时只能通过手动切换。380V系统机组锅炉、汽机、除尘各有2段,公用段也有2段,2段之间有联络开关,联络开关之间不带同期和自动切换。当需要切换电源时只能通过手动切换。4 开关设备型式10kV系统开关全部采用真空开关,型号HWX。3kV系统的进线开关采用真空开关,馈线采用F-C回路,型号HMC1172。380V系统的进线开关采用空气开关,接触器、熔断器。5 结束语沙角C厂厂用电结线采用装设发电机开关的接线型式,机组正常启停不需要切换厂用电,在遇到发电机开关以内的故障如发电机、汽轮机、锅炉故障时,只须跳开发电机开关,不需要切换厂用电,厂用电扰动小,可靠性提高,减轻运行人员的工作量,特别是故障情况下的工作量,给运行人员带来极大便利,受到电厂运行人员欢迎。尤其是机组在调试过程中,大部分的机组跳机都是来自锅炉和汽机,这一点在沙角C厂表现非常突出。沙角C厂调试过程中上百次的跳机绝大部分都是锅炉和汽厂调试过程中上百次的跳机绝大部分都是锅炉和汽机引起的。沙角C厂由于后备电源作用较组的正确起动要求较高,应选用高可靠起动的柴油机。目前,沙角C厂厂用电结线的缺点是由于只有1台备用变压器且自动投入只对带公用段的机组,而使第3台机的10kV段不能得到后备电源,降低了该台机厂用电的可靠性。在装设发电机出口开关下采用2台机组和1台后备变压器,该台备用变压器容量大于或等于1台高压厂用变压器的容量,或改善备用电源自动切换回路或设专门备用段较为合适。目前台山电厂的评标方案就是采用前一方案的。
电气自动化应用逐渐深入人们日常的工作与生活之中,使人们的生活方式发生了巨大的变化,电气自动化就是电气信息及其自动化工程,常见的家用电器都与电气自动化息息相关。下面是我为大家整理的电气自动化专业 毕业 论文 范文 ,供大家参考。
《 电气自动化技术在电气工程的运用 》
【摘要】所谓电气工程内部自动化应用技术,就是希望透过不同类型自动检测途径,以及专属控制器具,进行远程性电力系统精准调试和监管,进一步确保对周边不同区域企业、居民的电力供应质量,同步处理好内部各项经济、安全类事务。尤其最近阶段,我国不管是经济或是高新技术研发实力,都产生本质性的变化结果,这对于后期一线技术人员专业技能、素质等,更提出较为严格的规范要求。笔者的核心任务,便是依据如今我国电气自动化控制系统设计规范要求和发展态势,进行后期各项全新应用方案筹备,希望能够为相关领域工作人员,提供些许指导性建议。
【关键词】电气工程;自动化;系统功能;应用 措施
电气工程,在当今高新科技领域中的支撑地位毋庸置疑,其主张时刻以计算机网络为主导媒介,透过本质层面上整改基层人员生活、工作模式。而电气自动化涉足行业类型繁多,如电气开关设计和航天科技研究等,毕竟电力才是全方位提升人民生活质量的物质基础,针对电气工程中自动化技术应用细节,加以充分论证解析,绝对是迎合时代发展步伐的必要途径。
1目前我国电气工程内部电气自动化技术设
计规划的核心原则论述(1)其主张利用有限地资源,进行不同产品工艺制备流程电气自动化改造诉求满足。(2)电气自动化应用方案切勿过于复杂,旨在清晰划分处置机械、电气之间的关联特性。截至至今,大多数民用或是高新科技产品,都主张借助电气自动化技术予以改造,不可避免地牵涉到工艺形式创新、制造成本缩减、维护便捷性控制等问题。归根结底,技术人员在进行电气自动化方案布置应用过程中,需要精准地控制不同类型电器部件,确保现场施工的安全可靠状况,以及人工智能操作维护的简单、人性特征。
2电气自动化技术在电气工程中灵活拓展沿
用的措施内容解析在电气工程领域内部改良延展自动化应用技术,其优势特征包括:①大幅度提升电气设备全程运行的安全、稳定水准。②全面深入地克制以往定期故障检修方式下遗留的诸多弊端,同步提升电力系统日常工作绩效,获取更多企业的广泛认知和大力推广沿用成就。尤其是透过技术应用层面观察,全新时代背景下的电气工程,有关内部状态检修技术,具体倾向于在电气工程中应用资产管理系统事务,将其在工程状态监测、故障诊断等方面的功能如数发挥,届时提供状态检修过程所需中的状态数据信息;同时,结合相应的数据,准确预测电气工程中各种电气设备的实际运行状态、存在的安全故障以及故障出现的因素等。有关诸多应用控制细节表现为:
电网调度层面
处理电气工程内部的电网调度自动化改造事务,需要快速集合调度中心内的 显示器 、打印装置、计算机网络、服务终端等,其核心动机在于针对电网运营质量加以经济化调度,使得电网运行细节,都能够得到细致地监控、验证解析,方便在任何时间范围内,快速搜集电力生产期间的数据,使得发电控制、电力系统状态科学评估、合理调度、电力负荷预测等工序,都能够自动交接。如若当中衍生任何事故,电气自动化系统会快速追踪发生源,辅助技术人员在当下制定实施合理对策,尽量防止事故扩散,节省合理数目的成本资金。
发电厂分散测控系统应用层面
此类系统主要包括以太网、工程师工作站等分层分布结构单元,可以直接接受热电阻、电气量、开关量,以及脉冲量等信号,经过自行处理过后,针对既有设备运行参数加以实时显示,稳定内部信号输出效率,并将最终结果予以打印,妥善的处理设备与设备,线路与设备,线路与线路之间的关联,长此以往,对于快速贯彻电气生产中各类细节的实时监、保护指标,辅助功效异常深刻。
变电站、配电工程层面
就是说在变电站透过不同类型自动化设备和计算机系统,替代过往复杂的人工作业,顺势提升变电站整体运作实效。透过此类角度观察验证,变电站内部自动化技术,主要是用以多层次、全方位地监控相关设备安全运行状况。技术人员需要全程利用微机设备,进行电磁式装置替代,顺势衔接自动测量、远程监控、事故信息自动记录等设备,完成操作监视图像、智能化改造指标,使得最终变电站能够顺利朝着综合自动化方向过渡扭转。
3结语
按照以上内容论述,电气自动化在电气工程中的应用结果,是一类国家综合式经济、科研实力的象征产物,特别是经过全球化、现代化科学技术发展过后,我国电气工程内部自动化应用功能获得全面新生,开始朝着不同学科领域内自由扩散。今后,相关工作人员要做的便是,主动联合不同实际状况进行思维创新,争取为我国电气自动化技术全面改造沿用,创设应有的支撑辅助贡献。
作者:张诗淋 赵新亚 单位:沈阳职业技术学院电气工程学院
参考文献
[1]王伟.浅谈电气自动化技术在电气工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,38(36):123~130.
[2]牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用,2013,14(01):88~91.
[3]乔荣耀.电气自动化技术在电气工程中的应用研究[J].黑龙江科技信息,2014,19(17):123~138.
《 电气自动化技术在供电系统中的运用 》
1供电系统中电气自动化技术应用设计的原则
电气自动化技术在我国供电系统中的应用设计占据有重要的地位,极大的提高了我国供电系统技术的现代化水平,增强了其运行的稳定性和可靠性。因此,在对供电系统中电气自动化技术进行应用设计的过程中,要严格遵循以下原则,以提高供电系统中电气自动化技术应用设计的效果。
应用选型原则
选择恰当的自动化设备是确保电气自动化技术在供电系统中有效应用的重要物质性前提。因此,在供电系统电气自动化技术应用设计的过程中,首先要遵循相应的选型原则,即主要从远程调动及自动化系统监控的角度进行自动化设备功能选型,亦要注重自动化设备选型接线的简便性以及性能的稳定性、价格的合理性,以便于日常运行过程中的维护。
应用设计原则
在将自动化技术应用到供电系统的过程中,要遵循以下方面的应用设计原则:一是开关设计原则,即在供电系统中,对于需要远程操控的计算机监控系统开关,必须选用同时具有远程分闸和合闸功能的智能开关,以便于计算机监控系统远程操作功能的顺利实现;二是继电保护原则,即在供电系统规划设计中,要综合考虑变压保护和综合电气自动化技术在机电保护装置中的应用,以便于实现继电保护装置效用发挥的最大化。
2供电系统中电气自动化技术应用设计的重要性
供电系统中电气自动化技术应用设计的重要性主要体现在以下方面。
有利于供电系统电力管理目标的实现
将电气自动化技术应用到供电系统中,不仅可以有效提高供电系统的信息化技术水平,亦可以实现对供电系统运行的连续性、自动化和智能化监控,从而使得相关工作人员可以随时掌握供电系统的运行状态,使整个电力系统形成一个完整的有机整体,从而更好的实行对供电系统的管理控制工作,实现供电系统的电力管理目标。
有利于实现供电系统中设备运行的高效率、低成本
在供电系统规划设计中应用电气自动化技术,不仅可以将无功补偿技术、节能结束等相关技术与电气自动化技术进行有机结合,亦可通过节能机械设备的选用实现供电系统运行的低损耗,并有效对供电系统中的超负荷运行进行调整,实现供电系统中设备运行的高效率、低成本。
3电气自动化技术在供电系统中的应用设计方向
供电系统综合自动化技术与智能保护的应用设计方向
随着我国电气自动化技术以及供电系统自动化保护理论的不断发展,微机技术、综合自动控制技术以及网络通信技术等相关技术在供电系统中的电气自动化保护装置中得到了广泛的应用,不仅实现了供电系统电气自动化保护装置控制的智能化,亦有效提高了供电系统电气自动化保护装置运行的安全性和效用性,而基于综合自动化技术的综合自动化保护装置则在不同电压等级的变电站中得到了广泛应用。
供电系统自动化实时仿真系统的应用设计方向
供电系统自动化实时仿真系统是电气自动化技术在供电系统中应用的重要方向之一,其是在实时仿真建模以及负荷动态特性监测等相关研究的基础上发展起来的,并随着电气自动化技术在供电系统中应用的逐渐成熟而引入了实时数字模拟仿真系统,为供电系统的暂态试验、稳态实验等营造了良好的实验环境,并经过实验提供了更加接近供电系统真实运行状态的实验数据,为新装置的实验测试提供了安全、稳定以及可靠的实验条件。
供电系统人工智能的应用设计方向
专家系统、模糊逻辑等都是供电系统人工智能的应用设计方向,并随着电气自动化技术的逐步发展和完善,并广泛应用在供电系统及其相关元件中,主要包括供电系统的运行分析以及元件故障诊断等;与此同时,随着供电系统中相关智能控制理论研究的日益成熟和完善,人工智能逐渐与机械智能等结合在一起,不仅有效提高了供电系统的智能化和自动化水平,亦大大提高了供电系统的稳定性。
供电系统配电网电气自动化的应用设计方向
电气自动化技术在供电系统配电网中的应用设计相对而言,比较成熟,且截止到目前,已达到国际的标准规范。电气自动化技术是实现供电系统配电网电气自动化的关键性技术,该技术在配电网电气自动化中应用的最大创新之处在于,其将高级现代化软件、配电网信息一体化技术以及数字化技术等相关技术进行有机融合,克服了传统配电网系统技术路由以及载波消耗等技术的缺点,有效提高了供电系统载波接收的精准度。
4供电系统中电气自动化技术主要的应用设计
就目前我国电气自动化技术在供电系统中的应用设计主要体现在以下方面。
供电系统电气自动化集中监控的应用设计
电气自动化技术在供电系统中应用的最大优势在于其具有操作灵敏性、远程跨界操作方便等方面的特点,且以电气自动化技术为基础的供电系统电气自动化集中监控系统设计相对较为简单。但值得注意的是,电气自动化集中监控系统是由统一处理器对相关数据进行搜集和整理,这就导致处理器的功能处理任务较为繁重,且速度较为缓慢;与此同时,由于要对供电系统运行过程中的电气设备运行状态进行全面的监控,不仅会造成主机冗余下降,亦会导致电缆数量的增加,加大投资成本;此外,长距离电缆亦会影响影响到电气自动化集中监控效用的发挥。因此,在供电系统电气自动化集中监控系统设计的过程中,要考虑到相关因素对系统功能发挥的影响,以便于保障电气自动化集中监控系统运行的稳定性、可靠性以及安全性。基于此,电气自动化集中监控系统被常用在小型电气自动化监控中,并没有在全场供电系统中得到广泛的应用。
外电缆设计和电力监控器的选择
基于电气自动化技术在供电系统应用的逐渐成熟,变配电站中的外部电缆设计越来越简便,不仅能满足变配电站的功能需求,亦降低了设计成本。就目前我国变配电站外部电缆线的设计来讲,一般只有两部分构成:一是额定电源为220V的交流电源线;二是通信电缆,常用的主要有两种类型,即屏蔽电缆和双芯屏蔽双绞线。值得注意的是,在进行选型的过程中,一般每种类型的通信电缆都需要选用两对,其中一对正常使用,而另一对则用于备用,以备不时之需。而在对电力监控器进行选择的过程中,要着重考虑两方面的因素:一是电力监控器的抗干扰性;二是电力监控器运行的稳定性和可靠性;此外,在供电系统电力监控器具体选型的过程中,要根据供电系统的电源类型进行选型,具体表现在:一是当供电系统为220V的直流电源时,一般选择直流屏作为电力监控器,以便于供电系统进行集中供电;二是当供电系统为10kV以下时,在进行电力监控器选型的过程中,既要考虑到供电的集中性,亦要考虑到设备的监控功能。
变压电站综合电气自动化系统的选用
就目前电力市场的生产状况来看,存在众多变压电站综合电气自动化系统设备的生产商,且各生产商所设计和生产出的电气自动化系统设备标准、参数等各有不同,如国外比较好的西门子等。但是值得注意的是,在进行电气自动化系统设备选型的过程中,一定要考虑到我国供电系统的具体情况以及其对电气自动化系统设备的功能性需求以及相关参数要求,以便于所选用的设备能够正常应用在我国供电系统中,满足网络互联、数据库建设等方面的功能需求,以为供电系统中电气自动化技术的进一步应用提供相应的参考和支持。
5电气自动化技术在供电系统中应用设计的发展前景
随着电气自动化技术在我国供电系统中应用设计的逐渐成熟以及领域的不断扩大,其具有广阔的发展前景,体现出以下方面的发展趋势:一是电气自动化技术在我国供电系统中应用设计的国际标准化,如IED在我国供电系统中应用的兼容性和信息共享性等已达到国家标准;二是以太网技术的应用,该技术具有数据传播速度快、数据载量大等方面的特点,其在满足供电系统通信实时性方面具有较大的优势,在供电系统中的应用前景较为广阔;三是电气自动化技术与数字化、信息化等相关技术的有机结合,并在基于大量信息的基础之上,组合成由多维空间信息、动态变化信息以及高分率信息共同构成的电气自动化数字地球,创新了电气自动化技术在供电系统中的应用。
6结语
综合上述可知,电气自动化技术在供电系统中占据着重要地位,极大的提高了供电系统运行的智能化和自动化,推动我国供电系统技术与国际的接轨。因此,在进行供电系统规划设计的过程中,要 种植 电气自动化技术在其中的应用,并在遵循相关应用原则的前提下,将人工智能、仿真设计、实时监控等电气自动化技术应用在供电系统的配电网、变电站等中,提高供电系统运行的稳定性、可靠性和安全性。
《 电气自动化控制在建筑工程中的应用 》
1现代建筑中电气技术的应用特点
电气自动化应用于现代建筑的背景
改革开放以来,随着国民经济的发展,以及人们生活水平的不断提高,生活质量有了很大的飞跃,生活环境的舒适度、信息交流的简便性、服务设备的完善性等等,备受人们的关注和青睐。这就给建筑设施的健全性以及电气设备的功能带来了巨大的挑战。除此之外,随着建筑物高度的不断增加,给照明控制系统,供配电系统,以及消防控制系统等的管理和运行带来了严峻的考验。在这种情况下,以电气自动化技术为支撑的智能建筑设计是我国建筑行业发展的必经途径。
电气自动化控制的特点与技术优势
电气自动化控制系统是由电力、空调、防灾、防盗、运输设备等构成综合系统。智能楼宇自动化是自动化技术应用在现代化楼宇方面的技术,其子系统之间相辅相成,缺一不可,通过子系统之间的相互作用,可以对建筑整体的进行楼宇温度控制、湿度控制、电梯控制、照明电气控制等。随着全球智能化的发展,可以预见,楼宇建筑的自动化性将会越来越高。电气自动化技术主要包括电力电子技术和微机控制技术等高新技术,广泛用于供配电、各种电气设备、电气控制及自动化系统的安装调试、方案设计、设备维护、技术改进、产品的开发及管理中。主要具有以下几方面的优势:首先,联动性较高。电气自动化控制技术采用电子传感技术、计算机与现代通讯技术对包括采暖、通风、电梯、空调监控,给排水监控,配变电与自备电源监控,火灾自动报警与消防联动,安全保卫等系统实行全自动的综合管理,各个子系统之间可以通过信息进行沟通和互动。其次,有很强的安全性。由于电气系统本身就具有危险性,设备出现故障、操作不规范,以及环境突变等都可能是导致系统产生严重安全风险的原因。通过自动化控制可以使系统在发生危险时快速发现并解决,另外,在一定程度上通过远程遥控还可避免故障对维修工作人员产生直接的危害。最后,具有健全的数据以及精准的计算。自动化系统可以根据自身的操作流程、故障处理等数据建立完善健全的数据库以及精准的计算,为后期进行信息优化决策提供条件。
2现代智能建筑中自动化系统的组成及其功能的实现
现代智能建筑中自动化系统的工作原理如下:实时的数据采集;实时的控制决策;实时的控制输出。其系统包括自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系统等。其中,给排水系统包含生活给水系统、生活排水系统、市政给排水管网系统、市政水处理(包括给水处理以及废水处理)建筑给排水、 雨水 系统、消火栓系统、喷淋系统等。照明控制系统能够满足和实现不同的灯光效果,而且还能改善工作环境,提高工作效率,节约能源,延长灯具寿命,减少用户维护费用等等。供配电系统先从发电厂发出经过升压变压器(升压)到线路,中枢变电所这一部分为供电系统从中枢变电所经线路到用户变压器,开关柜这一部分完成大的配电系统从用户变电所到各个厂区或用电负荷,最后完成全部的配电。消防控制系统是指接到火警后,发出信号,相关设备自动转到到消防状态。例如电梯,在接到火警信号后,电梯自动关门转为下行至首层,由进入轿厢的消防员控制运行。除了以上所说的控制系统之外,为了满足不同人群对不同功能的需求,可以相应的根据建筑环境设置一些特定的子系统,如停车场管理系统、智能家居服务系统、物业管理应用系统等,实现个性化的自动管理。在现实生活中,为了实现现代智能建筑电气自动化系统功能的丰富性,必须建立一套完善健全的数字化控制体系,这是实现控制技术应用的基本条件,与此同时,建立远程控制管理中心,这样可以对本地控制台出现的故障及时进行处理,以此提高数字控制体系的安全性与可靠性。
3电气自动化控制在智能楼宇中的应用
随着我国综合国力以及经济实力的迅猛发展,建筑智能化在我国得到了全面的推广,它的出现为人们的生活和工作带来了极大的便利,这就加快了智能楼宇进程的日新月异。智能楼宇主要包括安防系统、计算机网络、通讯系统、楼宇自控系统等等,在很大程度上满足了人们的需求,电气自动化控制是智能楼宇功能发挥的技术保障,在智能楼宇中有着不可替代的地位。
建筑电气设备自动化系统安装前,制定科学的计划
建筑电气设备自动化系统质量的好坏直接不仅影响建筑物功能是否正常运行,而且还影响该建筑的环境效益与经济效益。因此,在施工前,相关工作人员不能盲目地按照图纸进行施工,全面了解设计方案,及时对设计图纸中的不足提出改进建议,避免工程返工的情况。此外,还要依照业主的需求及利益,制定出科学合理的安装计划,严格按照操作程序进行施工,以此满足建筑本身以及业主的相关需求。
电气设备的安装
电气设备的正常运行是保证建筑电气设备自动化系统功能充分发挥的前提。电气设备的安装调试是保证其正常运行的基本条件,需进行以下步骤:首先,一定要理解整个设备的工艺流程、控制流程,熟练掌握电气设备要用到的各种仪表。其次,仔细研究设计方案及施工图纸。最后,根据设计图纸对电气设备内部的接线了解清晰,接着就可以对设备进行实际的接线。在所有设备调试完毕后,再对其进行安装施工。在设备安装时,必须严格根据设备的安装要求与规范进行安装。这里需要注意的是,在接线前一定要先进行校线,在确定设备外观完好、接线正确、外来信号正常的基础上,方可让使用方开始带电调试,在送电之前,要将所有断路器保持断电状态。
4结束语
众所周知,世界经济一体化、全球化是当今世界经济发展的主流,要想增强我国的综合国力,就要大力发展作为支柱性产业之一的建筑行业。然而,由于人们对建筑设计的要求逐渐增加,以往的传统性建筑已经满足不了人们的需求,于是智能楼宇出现在人们的视野之中,其带来的高品质生活享受,令人们向往不已。而智能建筑的建立又离不开电气自动化控制技术的支持。换句话说,智能建筑的出现,给电气自动化工程的发展带来了很好的平台,被广泛应用于很多领域及专业,其技术具有更新速度快,复杂程度高等特点,因此,需要相关工作人员不断地学习及积累 经验 ,与时俱进。
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能提供低成本风电的新型风力机 - 【摘要】第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT)在新西兰刚开始两年试运行,如果开发者的预期结果得以实现,这种新设计的风力机可促使风电成本大幅度降低。 在距新西兰奥克兰南约100km的Waikaretu的一座小山顶上,一台革命性的新型风力机正在进行为期两年的试运行。这座风力机的外观与常规风力机相比完全不同,其高度为17m,很象一巨物蹲在山顶上,而常规风力机则为一细长体,高高地矗立在山顶上。 这是投入运行的第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT: diffuser augmented wind turbine),如果开发者的预期结果得以实现,将导致风力发电成本大幅度降低。在试验新的风力机技术的同时,也可以试验扩散体环罩的新材料、高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。此种风力机在当地被称为"混凝土风力机"。在商业上,它被称为Vortec7型风力机,因为它有一个7m直径的转子。 风力机由近100家小型投资商组建的私人公司-Vortec能源有限公司负责设计和建设,该公司筹集了350万美元开发原型机。Vortec能源有限公司目前正在进一步筹集约700万美元,拟建设两台转子直径为20m的机组。其中一台新机组将在高风速地区试验,很可能在新西兰的惠灵顿附近,另一台在平均风速区。南澳大利亚州政府已对设计表示了很大的兴趣并将在Adelaide附近加速安装平均风速机组,因为州政府认为风力是一种少有的可再生能源,需要从技术上突破来带动州内占优势的较低平均风速资源的开发。 两台新型的转子直径20m的机组成功地运行后,Vortec能源有限公司将考虑在Nasdaq股票交易所上市的可能性。Vortec7机组的性能数据表明,转子直径20m的设计能够以低于美元/kWh的价格上网,它将使风力发电可与新西兰现有的电厂相竞争,与其它新的发电方式相比,更具竞争力。如果Vortec型风力机能以这种价格水平发电,在风电开发中它将迅速成为一股强大的新生力量。 Vortec能源有限公司的后盾是企业家Robin Johannink,他成功地经营着一系列业务,也是Pacific Lithium公司(一家从海水中提取锂的公司)的后盾。Johannink先生讲Vortec技术是一项国际产品,但该技术在新西兰股票市场上所获得的认可和重视还不太高,难以在此上市。因此Vortec能源有限公司正在考虑在纽约的Nasdaq交易所上市,很可能在1999年实现。 1 扩散体技术 美国的航天巨头Grumman空间公司(现在的Northrop Grumman公司)花费了8年时间开发扩散体技术并拥有扩散体增强型风力机技术的专利。它进行了扩散体流体动力学的详细分析,并使用一5m的模型在风洞中证实了分析结果。扩散体位于风力机转子的下游,其作用就象一个机翼,在转子后部产生低压部位。这种"抽吸效应"有效地使转子周围的风速成倍增加。常规的风力机只能有效地利用转子周围风速的60%左右。<图01>示出了扩散体的流态。 扩散体经济性的关键在于以最低成本获得最大的尺寸。风洞研究表明在45度扩散体结构中,内壁附面流可由两级风槽射流所维持。在该原型中,扩散体的总尺寸进一步减少,通过采用总长与出口直径比为30%的弧形结构,环罩硬度增强。使已选择的设计以最低的材料用量获得了最大的扩散体尺寸。 Vortec能源有限公司获得了Northrop Grumman公司颁发的拥有扩散体技术、为期20年的全球专利权及此后20年专利更新权的许可证。Northrop Grumman公司保留了它们自己内部使用扩散体增强技术而不用于风能商业市场的权利。Kenneth Foreman,原Grumman空间公司研究小组的领导者,为Vortec Energy公司的技术咨询,Vortec能源有限公司获得了Grumman空间公司研究小组8年研究的所有记录、试验报告及专利。 2 材料技术 Grumman空间研究小组在开发扩散体增强技术中所遇到的一个问题是商业规模风力机材料必须具有强度高、寿命长、成本低的特点。曾对铝、玻璃纤维、钢和传统钢筋混凝土进行过评估和核算,但都不能满足风力机经济开发的要求。在所有评估的材料中,最可取的是钢筋混凝土,但使用传统的钢筋混凝土,扩散体尺寸使风力机额定出力只能达到70kW。由于机组规模太小无法对扩散体增强技术进行商业开发。 新西兰在使用钢筋混凝土建造水塔和远洋快艇之类设备方面有悠久历史。在此基础上,结构工程师Alexander和Associates在20年中开发了一种新型的产品-高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。这种新材料的抗弯强度是低碳钢的3倍,基本上不需要维修。这种新材料可以经济地建造较大的扩散体,从而使风力机有足够的出力和常规风力机相竞争。 原型机转子直径为7m,高度为17m,最高出力为1MW。将要建设的两台机组使用20m直径的转子,高52m,出力为3MW。 扩散体使用两层3m×1m×30mm的高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土板复合而成。第一层板沿着复杂的框架弯成所需的双向曲面,并固定就位。第二层板放在顶部,弯曲成形,然后在基础板上灌浆锁定双向曲面。再将这些曲面板粘结到一起,并对其边缘进行硬化处理构成扩散体扇形段。完整的扩散体装配好之前,在奥克兰大学工程院对单块板和装配好的扩散体扇形段样品进行了应力测试。 3 设备平衡 除了扩散体增强技术和材料技术外,风力机全部是常规的。转子配备有定节距的4个叶片,该叶片内为焊接钢架构,表面材料为玻璃纤维。转子通过一David Brown升速变速箱驱动一常规的1 200min-1、400V的ABB公司生产的同步发电机,发电机变频运行。转子、变速箱和发电机(<图02>)由美国的新世界电力公司(New World Power)提供。 变频交流电先整流成直流电,然后逆变为50Hz的交流电,经升压变压器送入当地电力公司的11kV电网。整流器/换流器设备由奥克兰公司Santon技术有限公司设计和制造,该公司对电池充电器和变速驱动器的制造有多年经验。 考虑到扩散体的尺寸,需要一大型稳定的地基防止在大风载荷下和地震时倒伏。设备被安装到一大直径环行轨道上,风力机可以沿它旋转360度,轨道上的旋转装置装有迎风控制系统的电动装置(<图03>)。这种布置提供了稳定的基础。 由于该种风力机可以避开大风且扩散体罩具有保护转子不受大风影响的能力,因而转子设计简单不需要控制叶片节距。这使得该种风力机非常适合在大风地区使用,且维修量很小。 4 设计的优点 扩散体增强型风力机与常规风力机相比有许多优点,包括: 噪音低。常规风力机噪音来自速度最高的转子顶部,并通过叶片传向支柱。在Vortec机组中,转子被一种高密度材料所覆盖(扩散体),它防止了噪音从转子末端向外辐射,因此没有像用常规设备时大的支柱产生的噪音。 用地少。就同样的能源输出而言,Vortec机组与常规风力机相比需要较少的用地,减少了土地购置和租用费用。 不影响景观。Vortec机组很容易地涂上各种颜色,当从远距离观看时能与各种背景相融合,设备蹲坐的外形与起伏的山村很协调。 可衰减阵风。扩散体在增加出力的同时,也作为阻风门,衰减阵风的峰值,因而减少了转子所承受的转距波动和驱动器上的应力。 鸟类撞击少。尽管风力机能涂上不同的颜色降低了视觉影响,但对于飞到附近的鸟类却很醒目,不会出现鸟类撞击快速旋转的风力机叶片的事故。 基建费用和发电成本低。风力机使用了非常简单的定节距叶片,不需要节距控制制动器或控制系统。这将大幅度降低维修费用,特别是在新西兰的大风地区,并将确保很高的设备可用率。 5 发展前景 转子直径为7m的原型风力机将要进行6个月的试运行,对控制系统进行仔细调试并验证设计参数。初步测量数据表明,风力机转子风速增强了约倍,这与Grumman空间公司研究小组的计算和它们在模型上进行的风洞试验结果相吻合。 Vortec Energy公司已获得新西兰科学与技术研究基金业务发展部的资助约350000美元,用以支付6个月试验期的费用。 监视和试验方案的技术支持由工业研究有限公司(Industrial Research Ltd.)和奥克兰大学咨询小组(Auckland Uniservices)提供,另外还邀请了英国国际风能咨询专家Garrad Hassan独立检验和监督Vortec7机组的试运行计划。 表1给出了Vortec机组未来的开发方案。 如果试验方案产生的结果与预期的相吻合,将来扩散体增强型风力机将成为全球风电开发方案的一个主要部分,可广泛用于其它待开发的地区。支持该技术的投资者虽承受高风险,但它可能获得高的回报。
600MW的机组直接连到升压变,就是发电机——升压变压器组接线
升压变压器高压侧一般是3/2接线
一般所说的进出线,进线是电源线、出线是负荷线
2×600MW,那就是2回进线了,出线要看你是几回线路接入电力系统
三比值法气体分析在变压器故障判断中的应用论文
摘要: 变压器故障条件下在绝缘油中产生大量气体,三比值法气体分析能根据各组分的含量、比值、产气速率判断变压器的故障原因及性质,在解决各类变压器故障中发挥了十分重要的作用。本文对三比值法气体分析在变压器故障判断中的应用做了介绍,供广大电力人员作参考。
关键词: 三比值法 气体分析变压器故障判断应用
电力变压器内部故障主要有过热性故障、放电性故障及绝缘受潮等多种类型。据有关资料介绍,对359台故障变压器统计表明:过热性故障占63%;高能量放电故障占%;过热兼高能量放电故障占10%;火花放电故障占7%;受潮或局部放电故障占%。电气测量不能发现以上很多隐性故障,如何找到一种能早期发现这些隐性故障的检测手段和方法以快速判断变压器故障的原因、性质和发展趋势是十分必要的。而三比值法气体分析就是在变压器故障分析中被大量采用的有效的化学测量方法。
一、绝缘油产气原理
1、 产品老化及故障条件下温度上升与放电导致绝缘油分解并产生气体
绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物,分子中含有CH3、CH2和CH化学基团并由C-C键键合在一起。由于电或热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂,伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基如:CH3*、CH2*CH*,或C*(其中包括许多更复杂的形式),这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合,形成氢气和低分子烃类气体,如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等,也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物(X-蜡)。
故障初期,所形成的气体溶解于油中;当故障能量较大时,也可能聚集成自由气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备的内部。 低能量故障,如局部放电,通过离子反应促使最弱的键C-H键(338 kJ/mol)断裂,大部分氢离子将重新化合成氢气而积累。对C-C键的断裂需要较高的温度(较多的能量),然后迅速以C-C键(607 kJ/mol)、C=C键(720 kJ/mol)和C 三C(960 kJ/mol)键的.形式重新化合成烃类气体,依次需要越来越高的温度和越来越多的能量。 乙烯是在大约为500℃(高于甲烷和乙烷的生成温度)下生成的。乙炔的生成一般在800℃~1200℃的温度。因此,大量乙炔是在电弧的弧道中产生的(低于800℃也会有少量的乙炔生成)。油起氧化反应时伴随生成少量的CO和CO2。油碳化生成碳粒的温度在500℃~800℃。
2、 固体绝缘材料分解产生气体
纸、层压纸板或木块等固体绝缘材料分子内含有大量的无水右旋糖环和弱的C-O键及葡萄糖甙键,它们的热稳定性比油中的碳氢键要弱,并能在较低的温度下重新化合。聚合物裂解的有效温度高于105℃,完全裂解和碳化高于300℃,在生成水的同时生成大量的CO和CO2以及少量烃类气体和呋喃化合物,同时油被氧化。CO和CO2的形成不仅随温度而且随油中氧的含量和纸的湿度增加而增加。
二、产气与故障关系
故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重程度有密切关系。在变压器里,当产气速率大于溶解速率时,会有一部分气体进入气体继电器或储油柜中。当变压器气体继电器内出现气体时,分析其中的气体,同样有助于对设备的状况做出判断。
不同的故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体可归纳为表1。
变压器内部是否正常或存在故障,常用气相色谱分析结果的三项主要指标(总烃、已炔、氢)来判断。油中气体含量正常值和注意值见表2。
仅根据表3所列气体含量的绝对值很难对故障的严重程度作出正确判断,还必须考察故障的发展趋势,这与故障的产气速率密切相关。产气速率分为绝对产气速率和相对产气速率两种。规范规定对于密封式(隔膜式)变压器,总烃产气速率的注意值为;总烃的相对产气速率大于10%时应引起注意。
三、判断故障性质的三比值法
三比值法是利用气相色谱分析结果中五种特征气体含量的三个比值(C2H2 /C2H4、CH4/ H2 、C2H4 /C2H6)来判断变压器内部故障性质。实践表明,这一方法判断故障性质的准确率相当高。由于当采用不完全脱气方法脱气时,各组分的脱气速率可能相差很大;但三比值法中,每一对比值之两种气体脱气速率之比都接近于1。所以采用三比值法克服了因脱气速率的差异所带来的不利影响。
三比值法按照比值范围,把三个比值以不同的编码来表示,编码规则如表4。
四、故障判断的步骤
1、气相色谱分析结果的三项指标(总烃、乙炔、氢)与规程的注意值进行比较,并分析CO、CO2的含量。
2、当主要指标达到或超过注意值时,应进行追踪分析、查明原因,结合产气速率估计是否存在故障或故障严重程度及发展趋势。有一项或几项主要指标超过注意值时,说明设备存异常情况,要引起注意。但规程推荐注意值是指导性,它不是划分设备是否异常唯一判据,不应当作强制性标准执行;而应进行跟踪分析,加强监视,注意观察其产生速率变化。有设备特征气体低于注意值,但增长速度很高,也应追踪分析,查明原因;有设备因某种原因使气体含量超过注意值,能立即判定有故障,而应查阅原始资料,若无资料,则应考虑一定时间内进行追踪分析;当增长率低于产气速率注意值,仍可认为是正常。判断设备是否存故障时,不能只一次结果来判定,而应多次分析以后,将分析结果绝对值与导则注意值作比较,将产气速率与产气速率参考值作比较,当两者都超过时,才判定为故障。当确定设备存潜伏性故障时,就要对故障严重性作出正确判断。判断设备故障严重程度,除分析结果绝对值外,必须用产气速率来考虑故障发展趋势,计算故障产气速率可确定设备内部有无故障,又可估计故障严重程度。当有意识用产气速率考察设备故障程度时,必须考察期间变压器不要停运而尽量保持负荷稳定性,考察时间以1~3个月为宜。考察期间,对油进行脱气处理或较短运行期间及油中含气量很低时进行产气速率考察,会带来较大误差。
3、可能发生故障时,用特征气体法或三比值法对故障类型作初步判断,一般用三比值法更准确。但用三比值法应注意有关问题有:
(1)采用三比值法来判断故障性质时必须符合条件:
1)色谱分析气体成分浓度应不少于分析方法灵敏度极根值10倍。
2)应排除非故障原因引入数值干扰。
3)一定时间间隔内(1~3个月)产气速率超过10%/月。
(2)注意三比值表以外比值应用,如122、121、222等组合形式表中找不到相应比值组合,对这类情况要进行对应分析和分解处理。如有认为122组合可以分解为102+020,即说明故障是高能放电兼过热。另外,追踪监视中,要认真分析含气成分变化规律,找出故障类型变化、发展过程,例如三比值组合方式由102—122,则可判断故障是先过热,后发展为电弧放电兼过热。当然,分析比值组合方式时,还要结合设备历史状况、运行检修和电气试验等资料,最后作出正确结论。
(3)注意对低温过热涉及固体绝缘老化正确判断。绝缘纸150˙C以下热裂解时,主要产生CO2外,还会产生一定量CO、乙烯和甲烷,此时,成分三比值会出现001、002、021、022等组合,这样就可能造成误判断。这种情况下,必须首先考虑各气体成分产气速率,CO2始终占主要成分,产气速率一直比其他气体高,则对001--002及021--022等组合,应认为是固体绝缘老化或低温过热。
(4)注意设备结构与运行情况。三比值法引用色谱数据是针对典型故障设备,而不涉及故障设备各种具体情况,如设备保护方式、运行情况等。如开放式变压器,应考虑到气体逸散损失,特别是甲烷和氢气损失率,引用三比值时,应对甲烷、H2比值作些修正。另外,引用三比值是各成分气体超过注意值,特别是产气速率,有理由判断可能存故障时才应用三比值进一步判断其故障性质,用三比值监视设备故障性质应故障不断产气过程中进行。设备停运,故障产气停止,油中各成分能会逐渐散失,成分比值也会发生变化,,不宜应用三比值法。
(5)目前对尚没有列入三比值法某些组合判断正研究之中。例如121或122对应于某些过热与放电同时存情况,202或212装有载调压开关变压器应考虑开关油箱油可能渗漏到本体油中情况。
4、气体继电器内出现气体时,应将其中气体分析结果与油中气体分析结果作比较。比较时应将气、液两相气体进行换算。若故障气体含量均很少,说明设备是正常的。若溶解气体略高于气体继电器,说明设备存在产气较慢的潜伏性故障;若气体继电器明显超过油内气体含量,则说明设备存在产气较快的故障。
5、结合其他检查性试验(直流电阻、空载试验、绝缘试验、局部放电试验和测量微量水分、外部检查等)及设备结构、运行、检修等情况作综合性分析,可相应采取红外检测、超声波检测和其它带电检测等技术手段加以综合诊断判断故障的性质和部位,采取相应措施如缩短试验周期、加强监视、限制负荷、近期安排内部检查或立即停运检查等。综合分析诊断应注意问题:
1)变压器内部故障形式和发展是比较复杂,往往与多种因素有关,这就特别需要进行全面分析。首先要历史情况和设备特点以及环境等因素,确定所分析气体究竟是来自外部还是内部。所谓外部原因,包括冷却系统潜油泵故障、油箱带油补焊、油流继电器接点火花,注入油本身未脱净气等。排除外部可能,分析内部故障时,也要进行综合分析。例如,绝缘预防性试验结果和检修历史档案、设备当时运行情况,包括温升、过负荷、过励磁、过电压等,及设备结构特点,制造厂同类产品有无故障先例、设计和工艺有无缺陷等。
2)油中气体分析结果,对设备进行诊断时,还应从安全和经济两方面考虑。某些过热故障,一般不应盲目建议吊罩、吊心,进行内部检查修理,而应首先考虑这种故障是否可以采取其他措施,如改善冷却条件、限制负荷等来予以缓和或控制其发展,有些过热性故障吊罩、吊心也难以找到故障源。这一类设备,应采用临时对策来限制故障发展,油中溶解气体未达到饱和,不吊罩、吊心修理,仍有可能安全运行一段时间,观察其发展情况,再考虑进一步处理方案。这样处理方法,既能避免热性损坏,又能避免人力、物力浪费。
3)油脱气处理必要性,要分几种情况区别对待:当油中溶解气体接近饱和时,应进行油脱气处理,避免气体继电器动作或油中析出气泡发生局部放电;当油中含气量较高而不便于监视产气速率时,也可考虑脱气处理后,从起始值进行监测。但需要明确是,油脱气并非处理故障必须手段,少量可燃性气体油中并不危及安全运行,监视故障过程中,过分频繁脱气处理是不必要。
4)分析故障同时,应广泛采用新测试技术,例如电气或超声波法局部放电测量和定位、红外成像技术检测、油及固体绝缘材料中微量水分测定,以及油中金属微粒测定等,以利于寻找故障线索,分析故障原因,并进行准确诊断。
五、按国家规定的气体分析检测周期对变压器加强检测,保障变压器的正常稳定运行,减少故障的发生。
1、 出厂设备的检测
220KV变压器在出厂试验全部完成后要做一次色谱分析。制造过程中的色谱分析由用户和制造厂协商决定。
2、 投运前的检测
定期检测的新设备及大修后的设备,投运前应至少做一次检测。如果在现场进行感应耐压和局部放电试验,则应在试验后停放一段时间再做一次检测。
3、投运时的检测
新的或大修后的变压器至少应在投运后4天、10天、30天各做一次检测,若无异常,可转为定期检测。
4、运行中的定期检测
220 kV及以上定期检测 6个月一次。
5、特殊情况下的检测
当设备出现异常情况时(如气体继电器动作,受大电流冲击或过励磁等),或对测试结果有怀疑时,应立即取油样进行检测,并根据检测出的气体含量情况,适当缩短检测周期。
结语: 变压器油气体色谱分析是预防性试验和故障分析判断的重要方法,已得到广泛应用。在用气体特征值和注意值及产气速率估计已存在故障的条件下,三比值法分析能较准确地做出故障分析、判断故障类型、性质和严重程度,采用三比值法时要注意结合其他检测试验和新式先进在线监测工具及设备结构、运行、检修情况,经综合分析和判断后对故障准确定位并采取相应措施。变压器故障原因可能十分复杂,往往同时有多种故障存在,并在发展中。加强预防性试验和定期分析检测对保障变压器的正常运行十分必要。三比值法也在实践中被人们不断探索中,必将在电力应用中发挥更大作用。
变压器零序保护存在的问题分析论文
摘要:在分析变压器零序保护配置的基础上,对110 kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨,提出拆除部分中性点棒间隙,改善变压器零序保护配合的措施。
关键词:变压器 接地方式 分析
1 变压器的零序保护配置
变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式,称为零序互跳。2台主变并列运行,1号主变中性点接地,当K2点发生接地故障时,1号主变中性点零序过流保护动作,第一时限跳2号主变高低压侧开关,K2故障点被隔离,1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处,当第一时限跳开2号主变后,零序过流保护第二时限跳本变压器,切除故障。零序互跳保护显而易见的缺点是:①有选择性切除故障的概率只有50%;②母线故障时没有选择性,会扩大停电范围;③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合,对保护整定配合不利;④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验,条件苛刻,二次接线容易错误。
2 统接线与保护配置特点
110 kV系统接线特点是以放射状为主,以220 kV变电站为电源点,通过110 kV线路向各终端变电站辐射。110kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式,低压侧无电源。
内桥接线变电站,在正常运行方式下,100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此,内桥接线变电站通常只有两种运行方式:1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下,2台主变只要有1台中性点接地即可,但必须由靠110kV供电线路侧的变压器中性点接地运行,这一点很重要。内桥接线变电站目前的变压器零序保护配置为:中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分;第二时限跳本变压器;同时,变压器中性点装设棒间隙,但没有配置间隙TA以及开三角电压保护。
为了节省投资、占地,节约110kV线路空中走廊等原因,新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线,而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器,变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护,没有配置中性点间隙电流保护以及110kV TV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。由于零序保护配置不够完整,在多台“T”接的线路-变压器组接线中,各变压器中性点仍全部接地运行。但是,变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的.负面影响。
在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变化时,零序网络及零序阻抗值发生较大的变化,各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。从保护整定配合出发,则要求保持变电站零序阻抗基本不变。
在变压器投入运行或线路重合闸过程中,有时会使在同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的,幅值较大而且衰减较慢,并带有较大直流分量的零序电流。较容易造成送电不成功或重合闸不成功。
变压器中性点全部接地,使系统零序阻抗大幅度降低,由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。因为雷击、不对称接地故障干扰二次设备,造成保护装置误动以及损坏通信设备的事故仍时有发生。因此,有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式,以限制单相接地短路电流,降低对通信系统的干扰。
3 变压器零序保护存在的问题
在有效接地系统中,变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平,中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的,是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障,有关的中性点直接接地变压器全部跳闸,而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时,放电间隙才放电,以降低对地电压,避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波,对变压器匝间绝缘不利,因此,在单相接地故障引起零序电压升高时,我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反,间隙电流保护则存在一定程度的偶然性,可能因种种原因使间隙电流保护失去作用,从这个意义讲,对于保护变压器中性点绝缘而言,零序过电压保护比间隙电流保护更重要,零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的,特别是当间歇性击穿时,放电电流无法持续,间隙电流保护将不起作用。
目前已经投运的110kV变电站,大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护,这种配置有弊无利,当电网零序电压升高到接近额定相电压时,所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电,当无法持续放电时,则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此,对于低压侧无电源的终端变压器,如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护,应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离,避免间隙抢先放电。
对于内桥接线的变电站,中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时,跳900开关后多损失一段母线,同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行,在目前没有零序过电压保护的情况下,若因10kV转电等原因存在临时低压电源,则不接地变压器就存在过电压的危险。因此,在110kV侧已装设。
首先是要确保110kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法,保证电源端变压器110kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可,可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。
带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统,因此,对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器,在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护,包括中性点零序过电流保护,中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。
在110kV馈出线路上,不论并接几台变压器,在电源侧中性点接地的情况下,各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中,为防止可能出现的不安全因素,可安排其中一台中性点接地,在选择接地中性点时,可按以下顺序考虑:首先选择低压侧临时带电源的变压器,其次考虑高压侧没有断路器的变压器,最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。
已经投入运行的大部分110kV终端变电站,由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护,为避免中性点间隙抢先放电,应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。
今后设计的110kV变电站,高压侧宜考虑采用三相电压互感器,设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式,适应将来电网结构的变化。
对于内桥接线变电站,主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器,避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。