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35kv降压变电所论文开题报告

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35kv降压变电所论文开题报告

给你说个大概吧:1. 你先画个主接线图啊,基本框架是35kV单母分段,分别带两主变为10kV,主变容量照手册上选,考虑好余量。10kV段也是单母分段,所有馈电出线直接挂在两段10kV母线上就可以了。补偿电容器柜每段母线上挂一个;计算容量公式手册上有。且每段挂个所用变。所用电一次配电图,图集上有。 2. 选择设备的话,你把短路电流计算了,得出的数据就可以选择了,也可以进行设备的检验。 3. 平面布置图:那你把选好的设备布置好就行了,参照35kV变电所图集,室内室外都有的。35kV断面图图集上也有,注意安装尺寸需要厂家资料核实。 4. 考虑防雷保护设计:有了平面布置图那就好办了,装一到两个避雷针来保护,计算公式自己找。 5. 设计说明书:那你吧所有的东西怎么定的,数据怎么来的,东西怎么摆的,余量怎么考虑的,等等都写上就好了。 6. 最好再添两张弱电的图纸,还有就是照明和火灾报警的图纸。 7. 别忘记,你选的所有设备都需要保护装置来实现对其的保护噢。在设计说明书中详细说明。

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35kV变电站继电保护设计(开题报告+论文+DWG) 摘 要随着电力电网事业的发展,全国联网的格局已基本形成。科技水平得到提高,电力环境保护得以加强,使中国电力工业的科技水平与世界先进水平日渐接近。电力管理水平和服务水平不断得到提高,电力发展的战略规划管理、生产运行管理、电力市场营销管理以及电力企业信息管理水平、优质服务水平等普遍得到提高。进一步扩大了对外开放,积极实施国际化战略。本论文围绕35kV变电站的保护整定计算展开分析和讨论,重点设计了电力系统基本常识以及需要系数法计算负荷、电力网接线方案的选择原则、短路电流的计算、变压器和线路的继电保护配置以及无功功率补偿等。同时详细介绍了主设备差动保护的整定算法,电气主接线的设计、做出短路点的等效电路图,对设备保护进行了相应的选择与校验。通过比较各个接线方式的优缺点,确定变电站的主接线方式。关键字 短路电流计算,继电保护,整定计算,电网接线方案,无功功率补偿目录1 绪 论 11.1 变电站继电保护的发展 11.2 继电保护装置的基本要求 11.3 继电保护整定 11.4 本文的主要工作 22 设计概述 32.1设计依据 32.2设计规模 32.3设计原始资料 33 主接线方案的选择与负荷计算 53.1主接线设计要求 53.2变电站主接线的选择原则 63.3接线方案选择 63.3.1一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图 63.3.2 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图 73.3.3一次侧采用内桥式接线,二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图 73.3.4 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图 73.4 35kV变电所主接线简图 83.5 负荷计算 83.5.1 负荷计算的内容和目的 83.5.2 负荷计算的方法 93.5.3 本次设计的负荷计算 94 短路电流计算 114.1引言 114.2基准参数选定 114.3阻抗计算(均为标幺值) 124.4短路电流计算 134.5 短路电流计算结果 185 变电所继电保护及故障分析 195.1本系统故障分析 195.2 线路继电保护装置 195.3主变压器继电保护装置 195.4本设计继电保护原理概述 206 主变继电保护整定计算及继电器选择 216.1概述 216.2瓦斯保护 226.3差动保护:(主保护) 236.3.1 计算Ie及电流互感器变比,列表如下(表6.1): 236.3.2 确定基本侧动作电流: 246.3.3确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流 256.3.4确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数 266.3.5计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza 266.3.6初步确定短路线圈的抽头 266.3.7保护装置灵敏度校验 266.4过电流保护:(后备保护) 276.4.1过电流继电器的整定及继电器选择: 276.5 过负荷保护:(后备保护) 286.6冷却风扇自起动: 287 线路保护整定计算 297.1 概述 297.1.1对 3~63kV 线路的下列故障或异常运行,应装设相应的保护装置: 297.1.2 对 3~10kV 线路装设相间短路保护装置,应符合下列要求: 297.1.3 在 3~10kV 线路装设的相间短路保护装置,应符合下列规定: 297.1.4 对 35~63kV 线路,可按下列要求装设相间短路保护装置: 307.2 线路保护的原理: 307.3 35kV线路三段式电流保护整定计算 317.3.1 第一段 无时限电流速断保护 317.3.2 第二段 带时限电流速断保护 327.3.3 第三段 过电流保护 327.4 10kV线路保护整定计算 337.4.1 电流速断保护的整定 337.4.2 过电流保护的整定 358 结 论 37谢 辞 38参考文献 39附录1:外文资料翻译 40A1.1 Substation and Power System Protection 40A1.2 变电站与电力系统继电保护 45

煤矿变电所论文开题报告

电气工程及其自动化毕业论文:220KV降压变电所电气一次部分设计(220降为110和10kV),有开题报告PPT、论文、答辩报告PPT、设计图纸(CAD)QQ:1159407631前言. 1第一章概述. 21. 待建变电所基本资料. 22. 220KV、110KV和10KV用户负荷统计资料. 22.1 110KV和10KV用户负荷统计资料见表1和表2. 22.2 系统阻抗. 23.设计任务. 3第二章 电气主接线的设计. 41.电气主接线的基本要求. 41.1安全性. 41.2可靠性. 41.3灵活性. 41.4经济性. 42.母线接线方式. 52.1单母线接线. 52.2单母线分段接线. 52.3单母线分段带旁路母线的接线. 52.4双母线接线. 52.5双母线分段接线. 52.6双母线带旁路母线的接线. 62.7桥形接线. 63.电气主接线的选择. 6第三章 主变压器的选择. 91.主变压器的选择原则. 91.1相数的选择. 91.2绕组数的选择. 91.3绕组接线组别的选择. 91.4调压方式的选择. 91.5冷却方式的选择. 101.6负荷规划. 102.变电所主变压器台数的选择. 103.变电所主变压器容量的选择. 10第四章 短路电流计算. 121.短路电流计算的内容. 122.短路电流计算目的. 123.短路电流计算方法. 124短路电流的计算和结果. 124.1计算各元件参数标幺值,作出等值电路。. 124.2计算各短路选取点的短路电流. 14第五章 导体和电气设备的选择. 191.一般原则. 192.选择导体和电器的技术条件. 192.1按长期工作条件选择. 192.2按短路状态校验. 203.断路器的选择. 213.1 220kV线路侧及变压器侧. 213.2 110kV线路侧及变压器侧. 213.3 10kV线路侧及变压器侧. 224.隔离开关的选择. 235.电流互感器的选择. 255.1 220kV侧电流互感器的选择. 255.2 110kV侧电流互感器的选择. 265.3 10kV侧电流互感器的选择. 276电压互感器的选择. 286.1 220kV母线侧电压互感器选择. 286.2 110母线侧电压互感器选择. 286.3 10母线侧电压互感器选择. 29第六章 配电室设计. 301.概述. 302.配电装置设计的原则. 303. 型式选择. 304.配电装置类型及应用. 304.1屋内配电装置的特点. 314.2屋外配电装置的特点. 314.3成套配电装置的特点. 314.4各电压等级配电设置. 31第七章 防雷保护的配置. 341.概述. 342防雷保护设计原则. 342.1变电所的雷害可能来自两个方面. 342.2对直击雷、侵入波防护的主要措施. 342.3避雷针的配置. 342.4避雷器的作用. 363.避雷器的选择. 36参考文献. 40致谢. 41

一个类似题目借你参考~~~题目 某化工企业35KV变电站继电保护系统设计设计(论文)类型(划“√”) 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它 √ 一、本课题的研究目的和意义电力在现代社会各方面起着重大的作用,没有电力的支持,社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性,对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护,则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转,技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性,是电力系统应该着重关注的,也是社会各界所关注的问题。变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。继电保护对我国电力系统的安全运行,起着不可替代的作用。本课题研究的目的主要是通过对35KV 变电站继电保护系统设计,提高设计者对所学课程进行系统复习和再学习,巩固和加深以往的学习内容并和现场实际相结合,使得理论知识能真正用于现场实际应用。二 设计主要内容1.电气主接线的选择与负荷计算1.1主接线的设计要求1.2变电站主接线的选择原则1.3主接线方案选择1.4 35KV变电所主接线简图1.5 负荷计算2.短路电流的计算2.1基准参数选定2.2 阻抗计算2.3短路电流计算3 变电站继电保护及故障分析3.1系统的故障分析3.2线路继电保护装置3.3主变压器继电保护装置设置三 主要设备选择. 1. 1 主变压器选择本次此化工企业35 kV 变电站工程,为确保动力电源的可靠性,变压器考虑采用10 MVA35/10 kV 有载调压变压器。设备名称:三相双绕组风冷式有载调压电力变压器规格型号:SFZ9- 16000/35;规格型号:SFZ9- 16000/35;容量:Se=16000 kVA;变比:35±3×2.5%/10.5 kV;组别:YN,d11;阻抗:Ud%=8。. 1.2 35 kV 开关柜选用箱形固定金属封闭真空断路器型高压开关柜,真空断路器采用弹簧储能机构。采用微机综合保柜,真空断路器采用弹簧储能机构。采用微机综合保护器保护。合闸及控制信号回路采用免维护直流屏供电,直流电压220 V1.3 10 kV 开关柜选用湿热型金属铠装封闭中置式真空断路器型高压开关柜,采用固封式高压真空断路器,弹簧储能机构。采用微机综合保护器保护。合闸及控制信号回路采用免维护直流屏供电,直流电压220 V。3.2自变电所110 kV总降变电站,35 kV 和10 kV 均采用单母线分段接线方式。为确保动力电源的可靠性,变压器采用两台16 MVA 35/10 kV 有载调压变压器,系统以10 kV16 MVA 35/10 kV 有载调压变压器,系统以10 kV电压等级经主变电室变至380V供电,充分满足380V 用电设备的安全可靠供电要求。供电范围包括700区、800区、900区无菌车间等厂房四、拟解决的关键问题本设计主要完成硬件部分的设计和实现,需要解决的关键问题如下:(1) 电网的相间电流、电压保护(2) 电网接地故障的电流、电压保护(3)电网的距离保护(4)电力变压器的继电保护(5) 母线保护五、课题的进度安排1:确定毕业设计课题(第一周2.28-3.06)2、布置设计任务,了解设计内容,阅读参考资料,收集有关资料(第二、三周3.07-3.20)。3:继电保护原理介绍(第四、五周3.21—4.03))4:一周时间做调整(第六周4.04-4.10)4:确定控制方案(第七周4.11-4.175:画出35KV变电站线路图。(第八周4.18-4.24):6、画出继电保护原理图(第九周4.25—5.01)7:编写设计说明书(第十、十一周5.02-5.15)8:整理实习报告(第十二周5.16-5.22)9:修改、定型毕业设计论文、实习报告(第十三、十四周5.23-6.03)六参考文献[1] 王梅义。高压电网继电保护运行技术【S】.北京电力工业出版社.1981[2]韩笑。电气工程专业毕业设计设计指南—继电保护分册【S】北京.中国水利水电出版社.2003[3] 许建安、连晶晶。继电保护技术【S】北京.中国水利水电出版社.2004[4] 李火元。电力继电保护与自动装置(第二版)【S】北京.中国电力出版社.2006[5] 何仰赞、温增银.电力系统分析(上)【S】.华中理工大学出版社.1996[6]贺家李、宋从矩、电力继电保护原理【S】.北京水利电力出版社.1985[7] 崔家佩、孟庆炎、熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算. 【S】.北京水利水电出版社.2002[8] 尹项根、曾克娥、电力系统继电保护原理与应用(上)【S】.武汉.华中科技大学出版社.2001

1 IEC 61850通讯规约在农村变电站自动化系统中的应用 王其红 农业工程学报 2007/12 2 数字化变电站自动化系统方案探讨 孙司正 继电器 2007/22 3 基于Hypersim的变电站自动化系统闭环测试环境的建立 杨洪涛 电力自动化设备 2007/11 4 变电站自动化系统中规约转换的分层结构 郑蔚 继电器 2007/17 5 变电站自动化系统无缝通信体系的研究及实现 陈祥华 电站系统工程 2007/05 6 新一代变电站自动化技术——集成变电站自动化系统(ISAS) 王财勇 电气应用 2007/09 7 SCL在变电站自动化系统的应用 周文瑜 继电器 2007/15 8 500kV斗山变电站自动化系统的改造 杨国庆 华东电力 2007/08 9 遵循IEC 61850实现变电站自动化系统时间同步的频率调节算法设计 易娜 电网技术 2007/16 10 基于点对点通信的变电站自动化系统双总线通信方案 李惠宇 电力系统自动化 2007/16 11 基于嵌入式以太网的变电站自动化系统无缝通信体系结构 孙鸣 电网技术 2007/09 12 接地方式对变电站自动化系统的影响 陆鸿禧 电力自动化设备 2007/06 13 变电站自动化系统实时仿真装置的设计与实现 黄曙 继电器 2007/04 14 变电站自动化系统通信网关的设计 徐云松 继电器 2007/03 15 基于IEC 61850标准的智能电子设备及变电站自动化系统的测试 吴俊兴 电网技术 2007/02 16 分布式内存数据库在变电站自动化系统中应用 钟昀 电力自动化设备 2007/03 17 变电站自动化系统遥信去抖方法分析 郭建 继电器 2007/01 18 基于IEC 62351安全体系的变电站自动化系统 丁杰 电网技术 2006/S2 19 变电站自动化系统遥信去抖方法分析 欧阳永坚 电网技术 2006/S2 20 双嵌入式以太网技术在变电站自动化系统中的应用 程臣 电网技术 2006/S1 21 多Agent分层分布式变电站自动化系统的研究 郑顾平 微计算机信息 2006/35 22 新型开放式变电站自动化系统研究 刘国民 电气应用 2006/10 23 国内首套应用IEC 61850标准的500 kV变电站自动化系统在南瑞出厂 电力系统自动化 2006/22 24 程序化操作在变电站自动化系统中的实现 叶锋 电力系统自动化 2006/21 25 智能通信服务器在变电站自动化系统中应用 眭碧霞 电力自动化设备 2006/10 26 嵌入式网关在变电站自动化系统中的应用 樊晓虹 工矿自动化 2006/04 27 以太网在变电站自动化系统通信中的应用前景 冯邦成 电力自动化设备 2006/07 28 西门子全球第100个IEC 61850项目——南桥500kV变电站自动化系统顺利投入运行 濮群方 电力自动化设备 2006/06 29 电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心远动(方)终端、变电站自动化系统及智能单元委托、型式检验质检公告(第五号) 电网技术 2006/07

变电所论文开题报告知识

电气工程及其自动化毕业论文:220KV降压变电所电气一次部分设计(220降为110和10kV),有开题报告PPT、论文、答辩报告PPT、设计图纸(CAD)QQ:1159407631前言. 1第一章概述. 21. 待建变电所基本资料. 22. 220KV、110KV和10KV用户负荷统计资料. 22.1 110KV和10KV用户负荷统计资料见表1和表2. 22.2 系统阻抗. 23.设计任务. 3第二章 电气主接线的设计. 41.电气主接线的基本要求. 41.1安全性. 41.2可靠性. 41.3灵活性. 41.4经济性. 42.母线接线方式. 52.1单母线接线. 52.2单母线分段接线. 52.3单母线分段带旁路母线的接线. 52.4双母线接线. 52.5双母线分段接线. 52.6双母线带旁路母线的接线. 62.7桥形接线. 63.电气主接线的选择. 6第三章 主变压器的选择. 91.主变压器的选择原则. 91.1相数的选择. 91.2绕组数的选择. 91.3绕组接线组别的选择. 91.4调压方式的选择. 91.5冷却方式的选择. 101.6负荷规划. 102.变电所主变压器台数的选择. 103.变电所主变压器容量的选择. 10第四章 短路电流计算. 121.短路电流计算的内容. 122.短路电流计算目的. 123.短路电流计算方法. 124短路电流的计算和结果. 124.1计算各元件参数标幺值,作出等值电路。. 124.2计算各短路选取点的短路电流. 14第五章 导体和电气设备的选择. 191.一般原则. 192.选择导体和电器的技术条件. 192.1按长期工作条件选择. 192.2按短路状态校验. 203.断路器的选择. 213.1 220kV线路侧及变压器侧. 213.2 110kV线路侧及变压器侧. 213.3 10kV线路侧及变压器侧. 224.隔离开关的选择. 235.电流互感器的选择. 255.1 220kV侧电流互感器的选择. 255.2 110kV侧电流互感器的选择. 265.3 10kV侧电流互感器的选择. 276电压互感器的选择. 286.1 220kV母线侧电压互感器选择. 286.2 110母线侧电压互感器选择. 286.3 10母线侧电压互感器选择. 29第六章 配电室设计. 301.概述. 302.配电装置设计的原则. 303. 型式选择. 304.配电装置类型及应用. 304.1屋内配电装置的特点. 314.2屋外配电装置的特点. 314.3成套配电装置的特点. 314.4各电压等级配电设置. 31第七章 防雷保护的配置. 341.概述. 342防雷保护设计原则. 342.1变电所的雷害可能来自两个方面. 342.2对直击雷、侵入波防护的主要措施. 342.3避雷针的配置. 342.4避雷器的作用. 363.避雷器的选择. 36参考文献. 40致谢. 41

低压配电由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成1. 低压断路器 :低压断路器又称自动开关,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,一获得了广泛的应用。1) 断路器附件2) 微型断路器 :微型断路器,简称MCB,是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器3) 塑壳断路器 :塑壳断路器能够自动切断电流在电流超过跳脱设定后。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳,用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元,而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。4) 框架断路器5) 智能型万能断路器2. 智能配电 :1) 低压无功补偿成套装置2) 复合开关3) 操作手柄4) 无功补偿控制器3. 低压配电开关 :1) 负荷开关 :负荷开关,顾名思义就是能切断负荷电流的开关,要区别于高压断路器,负荷开关没有灭弧能力,不能开断故障电流,只能开断系统正常运行情况下的负荷电流,负荷开关由此而得名2) 隔离开关 :隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使 用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路3) 刀开关4. 熔断器 :熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中,作为短路和过电流保护,是应用最普遍的保护器件之一。熔断器是一种过电流保护电器。熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。使用时,将熔断器串联于被保护电路中,当被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开,起到保护的作用。1) 熔芯2) 熔断器底座3) 低压熔断器5. 变压器 :1) 电子变压器 :电子变压器,输入为AC220V,输出为AC12V,功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路,其性能稳定,体积小,功率大,因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点2) 控制变压器3) 隔离变压器 : 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1:1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。隔离变压器不全是1:1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机,电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的离变压器。隔离变压器是使用比较多的,在空调中也是使用的。6. 漏电保护装置 : 用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附加保护。加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的安全防护措施。

相关范文: 智能化低压配电系统的发展与应用 摘要:现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高,使智能化低压电器元件得到快速发展,智能化低压电气管理系统应运而生。 关键词:智能化低压配电系统 现场总线技术 1. 概 述 现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高,使智能化低压电器元件得到快速发展,智能化低压电气管理系统应运而生。相对于6kV及以上中高压系统的综合保护及系统监控(SCADA系统)的发展及其在电力系统中的应用,作为直接面向终端用户的低压开关设备,其智能化研究与应用起步较晚。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在SCADA系统基础上进行修改,可以满足基本的监控功能,但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此,开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性的智能化低压电器及其管理系统,成了低压电器产品制造商们持续提高其竞争力的迫切任务。 智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。系统中的低压智能化元件就其功能而言总体上可分为:电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等。由于现场总线技术的应用,系统中智能化元件可不依赖计算机网络而独立运行,极大地提高系统运行的实时性和可靠性,满足低压电器设备运行管理的需要及工厂生产过程控制的要求。 2. 现场总线技术的应用 现场总线是应用在生产现场、在微处理器测控设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字式多点通信的底层网络。20世纪80年代中期,随着微处理器技术和网络技术的发展,DCS系统4~20mA的模拟量传输方式逐渐被数字网络传输方式所取代,现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS),迅速发展并在自动化领域得到广泛应用。 FCS既是一个开放式通信网络,又是一种全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本的控制、计算、参数设置、报警、显示、监控及系统管理等综合自动化功能。在FCS中,各种部件用通信网络连接起来,数据传输采用总线方式,系统信号的传输完全数字化。系统内不存在严格意义上的主控部件,资源共享,各智能化部件可以不依赖计算机而独立运行。 FCS完全淘汰了4~20mA的模拟量传输方式,减少了大量的现场敷线;FCS的控制调节过程在现场部件,有效地提高了系统控制的实时性和可靠性,并避免了系统因主机故障而陷入瘫痪。 ISO国际标准化组织在ISO IEC7498标准中的OSI参考模型定义了网络互联的7层框架,详细规定了每一层的功能,以实现开放性系统环境中的互联性、互操作性与应用的可移植性。 考虑到工业生产现场大量的智能化装置零散地分布在一个较大的范围内,而单个节点面向控制的信息量不大,但实时性、快速性要求较高,为减少中间环节,满足实时性要求及降低工业网络的成本,现场总线采用的通信模型大都在OSI参考模型的基础上进行了不同程度的简化。它采用OSI模型中的3个典型层:物理层、数据链路层和应用层,省去了3~6层,具有结构简单、执行协作简单、成本低等优点,同时满足工业现场应用的性能要求(如图1所示)。通过一致性与互操作性测试,满足现场总线技术要求的不同制造商的产品即可实现在同一总线上的互联,为用户的系统集成带来极大的好处。 图1OSI与典型现场总线模型 几种有影响的现场总线技术包括FF、Profibus、LonWorks、CAN、DeviceNet等。它们的通信模型各不相同,其应用具有各自的特点,已形成统一标准并在特定的应用领域显示了自己的优势。现场总线技术的优点主要有: (1)节省硬件投资。现场总线系统的智能设备分散在现场,能直接执行控制和计算功能,可减少大量的变送器及调节器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号传输处理单元及其大量复杂的硬线连接,节省了可观的硬件投资,并可减少控制室的占地面积。 (2)节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单,一条通信总线上可挂接几个甚至上百个设备,节省安装附件,安装工作量大大减少,设计及接线校对的工作量也大大减少。资料显示,与DCS相比,现场总线系统的安装费用可节省60%以上。 (3)减少维护费用。由于现场控制设备具有自诊断及一定的故障处理能力,并通过数字通信将相关信息送往控制室,用户可实时监测及查询所有设备的运行,及时了解维护信息,以便早期分析与排除故障,缩短维护停工时间。同时,由于系统结构简化、接线简单,减少了维护工作量。 (4)系统集成更简单、灵活。用户可选择不同制造商的产品来集成系统,避免或减少系统集成中因不兼容的协议和接口带来的麻烦。 (5)提高了系统的准确性和可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化,与模拟信号相比,它从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。同时,由于系统结构简化,现场智能化设备内部功能加强,减少了信号的往返传输,设备可不依赖网络而工作,提高了整个系统工作的可靠性。 现场总线系统是自动化领域的发展热点,应用现场总线技术也是智能化低压电器的发展趋向。在低压电气设备中,现场总线技术已在电动机控制、综合测控仪表及开关保护等智能化元件上广泛应用,并正在不断发展与完善。 3. ABB公司智能化低压配电系统气解决方案 智能化低压配电系统是ABB公司自动化产品的重要组成部分。根据低压电气成套开关设备的特点和要求,ABB公司先后推出了INSUM智能化电动机管理系统和ESD2000变电站监控系统。其中INSUM系统采用LonWorks现场总线,主要用于生产过程控制的电动机运行管理;ESD 2000则是集成变电站低压开关设备、变压器及中压开关设备的一体化分布式智能化管理系统。下面以ESD 2000系统模型(见图2)简述ABB智能化低压配电系统的应用。 图2ESD 2000系统模型 ESD 2000系统主机是变电站一体化监控平台,提供系统集中监控功能。系统现场层面配置前端机,经内部以太网与监控主机连接;前端机往下是设备层开放的现场总线网络,连接变电站设备的智能化装置。前端机为工业PC机,具有很强的通信处理功能及抗干扰能力,取消了路由器和网关,简化了网络结构,同时实现底层变电站设备的无缝连接。目前,大部分现场智能化装置虽具有数字通信功能,但不是严格经一致性和互操作性测试过的现场总线设备,协议不统一,通信兼容性差。而ESD 2000前端机灵活的通信处理功能很好地满足了系统开放性的要求,即可连接标准的现场总线产品,也兼容其他智能化装置,扩展灵活,可充分满足用户变电站内不同设备系统集成的要求。 低压开关设备智能化装置主要包括电能质量监测、开关控制及电动机控制等。连接ESD 2000系统具有代表性的实现上述功能的智能化装置有:S系列开关、PR1、F系列开关、PR212、E系列开关、PR112 PR113等智能化万能式断路器;INSUM及M101 M102智能化电动机控制单元;PMC915综合测控仪表等。智能化万能式断路器经现场总线与计算机系统连接实现开关保护定值设置、电参量测量与显示、故障与维护信息管理等功能;PMC915可实现电能质量综合监测、远程控制及参数越限告警等功能;M101 M102智能化电动机控制装置采用现场总线技术,具有强大的电动机控制和保护功能及参数测量与显示功能。控制功能包括直接起动、正反转、双速、星三角、阀门控制等;保护功能覆盖了过载保护、欠压保护、堵转保护、三相不平衡与断相保护、漏电保护、电动机热保护等;可测量与显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因素、电度量及报告故障类型、电动机运行维护信息等。同时M101 M102提供电动机自动重起动及故障预测功能,具有双冗余通信接口,通过装置的USB接口可进行软件升级。智能化低压电器集成了保护、控制、测量与显示等功能,有效地提高了开关设备运行的可靠性和准确性,实时为用户提供所需要的信息,是用户生产过程信息集成的重要组成部分,为系统的智能化管理提供了极大的便利。 智能化低压配电系统正在向小型化、多功能方向发展,现场总线技术的发展与应用将提高智能化低压电器产品在网络上的兼容性和系统运行的可靠性,并最终给用户带来实惠。 由于篇幅限制,请参照原文: 仅供参考,请自借鉴 希望对您有帮助

电力变压器保护论文开题报告

关于变压器的保护措施分析论文

摘要:文章分析了换流变压器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对换流变压器保护带来的影响。提出了换流变压器保护的总体设计思想。

关键词:换流变压器 保护 分析

0 引言

超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状态等。

1 换流变压器的特点

1.1 短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。

1.2 直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生变化,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移。如果此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加。因此,要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。

1.3 谐波 由于换流器的非线性,在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即p*n+1次谐波电流(p为脉波数,n为任意正整数)。在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使交流电网中的发电机和电容器过热,对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑,以免对保护装置造成影响。

1.4 调压分接头 为了使直流系统运行在最优的工况,减少交流系统电压扰动对直流系统的影响,换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能。例如:三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25/-5,每档调节范围1.25%。因此保护设计时要考虑分接头调整带来的影响,如正常运行时变比的变化等。

1.5 直流系统的特殊运行工况 由于直流控制系统的特殊调节作用,使换流变压器遇到的运行工况以及故障情况不同于普通变压器。这些不同主要包括以下几点:

1.5.1 直流系统的故障相当于换流变压器的区外故障,一般短路电流都不会太大。对于整流侧,穿越换流变的'电流会增大,但由于直流控制保护系统的快速作用,很快会减小。对于逆变侧,直流系统的故障会造成直流电流无法传变至交流侧,反而会使穿越电流减小。

1.5.2 对于换流变压器保护来说,直流系统造成的最严酷的区外故障为整流侧的阀短路故障,相当于换流变出口的两相或三相短路故障。但由于直流保护的干预,实际只会出现半个周波的两相短路。对于逆变侧,由于触发角很大,阀短路时流过换流变压器的电流较整流侧小很多。

1.5.3 换流变压器发生区内故障时,直流系统一般不会提供短路电流。这是由直流控制系统的作用造成的。在整流侧,功率由交流侧转换至直流侧,换流变压器的故障只会造成这种转换的停止,而不会使功率反向,因此直流侧不会提供短路电流;在逆变侧,当故障轻微换相可以正常进行时,由于直流系统的定电流控制特性,直流侧不会提供额外的短路电流。如果故障严重,必然造成换相无法进行(交流电压降低),直流侧更不会提供短路电流。

1.5.4 由于直流控制系统快速的调节作用,在需要的时候,可以快速的将功率传输由一个方向反至另一个方向,对于换流变压器来说,就会出现快速的潮流反向。

1.5.5 换流变压器保护区内发生接地故障时,实际造成了阀的短路。由于阀的单向导电性,故障电流半周电流大,半周电流小,导致差电流中含有较大的二次谐波。

1.5.6 对于逆变侧的换流变压器的区内故障,往往会导致换相失败的发生,从而在穿越电流电流中产生很大的谐波,但差电流(即提供给故障点的电流)仍主要为工频分量。

1.5.7 由于换流变压器的特殊运行方式以及较大的漏抗(作为换相电抗),二次侧故障一般不会造成各侧TA的饱和,即使饱和造成保护的“误动作”也是正确的(换流变的区外即阀的区内故障,都会造成直流的停运)。但对于一个半开关的接线方式,交流系统区外故障时高压侧TA存在饱和的可能。。这种情况下的误动作是不可接受的,必须防止。

1.5.8 在阀未解锁前,当阀侧交流连线存在接地故障时,并不产生接地电流,也不会对变压器造成损害。但如此时不发现故障,阀一解锁后,就会造成阀的短路。因此要设置保护检测这种情况下的接地故障。

2 换流变压器的保护措施

2.1 保护的配置原则 为了保证既可靠又安全,在既简单又经济的情况下,可以这样配置换流变压器保护:每台换流变压器保护装设两台保护装置,每台保护装置的电源、输入独立,每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流控制的两个系统。每台装置采取措施防止自身误动作,而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作。 2.2 保护的配置及原理 为了避免换流站特有的谐波对保护的影响,保护装置应从硬件和软件上采取措施,使保护只针对工频分量。

主保护包括稳态比率差动、差动速断、工频变化量比率差动、零序比率差动、过激磁保护。后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

2.2.1 稳态比率差动保护 由于变比和联接组的不同,电力变压器在运行时,各侧电流大小及相位也不同。在构成继电器前必须消除这些影响。换流变压器的TA一般装在各侧绕组上,因此原、副边绕组电流相位相同,因此只需要对变比的影响进行补偿。以下的叙述的前提均为已消除了变压器各侧幅值和相位的差异。

稳态比例差动保护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是不平衡输出(特别是外部故障时)引起。装置采用初始带制动的变斜率比率制动特性,稳态比率差动元件由低值比率差动(灵敏)和高值比率差动(不灵敏)两个元件构成。为了保证区内故障的快速切除,只有低值比率差动元件(灵敏)设有TA饱和判据,高值比率差动元件(不灵敏)不设TA饱和判据。

对于换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡,可用三种方法来解决:一是通过整定值躲开;二是利用浮动门槛自适应调整;三是利用分接头位置来调整。方法一、二简单实用,三实现起来复杂。

2.2.2 工频变化量比率差动保护 装置中依次按相判别,当满足 一定条件时,工频变化量比率差动动作。工频变化量比率差动保护经过涌流判别元件、过激磁闭锁元件闭锁后出口。

由于工频变化量比率差动的制动系数可取较高的数值,其本身的特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和能力较强。工频变化量比率差动元件提高了装置在变压器正常运行时内部发生轻微匝间故障的灵敏度。且工频变化量比率差动保护不会受换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡的影响。

2.2.3 后备保护 后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

3 小结

分析换流变压器与交流系统的主变压器比较所具有特点,阐述了这些特点以及直流输电的各种特殊运行工况对换流变压器保护带来的影响,并提出了相应的保护方案。

变压器 开题报告

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯),是利用电磁感应原理制成的静止用电器。

1 、国内外对变压器差动保护的研究现状

变压器常有的保护有过电流保护、电流速断保护、瓦斯保护等。但他们有一些不足之处,过电流保护动作时限比较长,切除故障不迅速;电流速断保护由于“死区”的影响使保护范围受到限制;瓦斯保护只反映变压器的内部故障,但不反映外部故障。而变压器差动保护就是为了解决这问题的。

差动保护分为纵差动保护和横差动保护,纵差动保护用于单回路,横差动保护用于双回路。变压器差动保护是纵差保护。变压器差动保护是根据基尔霍夫定律产生的,保护原理简单,易实现,是变压器的主保护之一。一般容量在6.3mva以上应装设纵差动保护,差动保护是利用故障时产生的不平衡电流来动作,保护灵敏度很高,动作迅速。经过许多人的研究,变压器差动保护已经得到很好的发展,保护的正确动作率有了很大的提高。

由于变压器自身的原因、互感器的误差、保护装置等方面的因素,造成变压器不平衡电流,它是引起差动保护误动作的一个重要原因。为了解决这个问题,现在的差动保护装置都采用比率动作曲线,传统的基于ct变压器比率制动曲线,由于ct饱和等因素,斜率一般都较大,曲线较高,改用ect后,由于ect不饱和且具有良好的线性,因此比率制动作曲线不需要制定太高,甚至可以指定成水平线。

另外,励磁涌流也是在研究变压器差动保护是不可避免的问题,这个问题通过加励磁涌流闭锁来消除,经过大量研究,现在主要闭锁原理有以下几种:

二次谐波闭锁原理,利用励磁涌流时存在大量的二次谐波,而非励磁涌流时二次谐波很小的原理,形成了二次谐波闭锁,在实际中使用最多的方法之一。但是,随着电力系统的发展,这种方法出现了越来越大的问题,突出的表现就是由于电力系统各种电容的影响,变压器内部故障下二次谐波含量可能变得很高,但在励磁涌流时二次谐波又可能变得很低(当变压器饱和磁通较低时),所以这种方法需要进一步改进。

间断角原理和波形对称原理,是观察励磁涌流波形,发现涌流存在很小波变化方法。此方法解决了傅里叶算法不能完全提出暂态信号的特征的'缺点,适合于电力系统的暂态分析。由于需要较高的采样率,装置的硬件成本变高,同时,电力系统正常情况下也存在高次谐波可能影响判断,所以此方法也需要发展完善。

神经网络方法以及模糊控制理论等识别方法是比较新兴的方法。神经网络方法过程比较繁琐,需要大量的数据,但它充分发挥了人脑计算能力强、自学能力强、容错性、自适应性等优点,

是研究和发展的一个重要方向。模糊控制理论是将多个输入量及相关的保护判据给予不同的置信度,通过模糊理论得到最终的跳闸决策,提高了判断的准确性。间断角原理是一种清晰、直观、抗过励磁能力强的方法,但需配置相应的a/d芯片级cpu,提高了硬件成本,同时观擦波形可以发现励磁涌流还存在非对称性,因此形成波形对称原理。它比间断角原理更易实现,但在对称涌流时无法判别,因此,这两种方法都需要大量实验来确定,实现比较复杂。 差有功法、磁通判别法及基于变压器模型的判别法,利用了电流信号和电压信号,比只使用电流信号更有优势。差有功功率的理论基础是:变压器故障时主要增加有功功率,而其他情况下主要增加无功功率。磁通判别法的理论基础是:非内部故障时,变压器运行在正常的磁化曲线上;而故障时偏离磁化曲线运行。基于变压器模型的判别方法是根据变压器模型得出的变压器恒等式,在故障时恒等式关系不成立,而判别故障与否,可利用电流、电压信号计算出变压器的漏感、电阻以及励磁阻抗,利用他们的变化与否判断是否涌流,这三种方法都是从物理机理出发,原理简单,准确性高,但受多方面因素影响,整定较困难,还有待进一步研究。

目前,针对电力变压器励磁涌流的判别,国内外学者提出了许多新原理和新方法,但这些方法都由不足之处且还处在实验阶段,需要进一步验证才能采用。实际中最多的还是二次谐波检测,这种检测方法会在变压器空载合闸时出现差动保护动作或是在发生内部故障时出现保护拒动的情况。因此,需要进一步探索快速、准确的区分变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法,提高变压器差动保护的性能。

国外早在1941年就有和应涌流现象的报导。当时在查找变压器差动保护误动原因过程中,发现较大暂态激励电流不仅出现在刚合闸的变压器中,也出现在已并网运行的变压器中。通过现场波形记录、实验测试和电流表达式的数学推导对合应涌流现象进行了深入的分析,并讨论了和应涌流对变压器差动保护及过电流保护的影响。saied通过数值仿真一台变压器空投充电,另外一台空载、负荷或有并联电容器的变压器正在并联运行时,两台变压器的电流、磁链和公共连接点的电压变化,对影响和应涌流的部分因素进行分析。bronzeado h s等通过仿真分析并联和串联变压器两种系统结构形式,指出空投一台变压器时,励磁涌流在系统与变压器间产生了一种暂态和应作用,不仅使空投变压器的励磁涌流的幅值和持续时间发生变化,而且在运行变压器中将产生和应涌流,结果导致运行变压器差动保护误动和长时间的谐波过电压。随着变压器线圈中的电阻值减小,和应涌流现象将增多。王怀智等通过对220kv系统中两台主变的空投试验再次说明了和应涌流的存在,并指出了它对变压器差动保护的影响。试验记录表明采用二次谐波“或”门制动可防止和应涌流导致差动保护误动。

2 研究的背景、目的及意义电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备,它的安全运行与否直接关系到系统能否稳定正常地工作。随着电力容量及电压等级的增加,变压器造价越来越昂贵,如果因故障遭到破坏,其检修度大,检修时间长,经济损失惨重。因此要有一个安全、可靠、灵敏的变压器保护方案,这一直是国内外电力系统学者们研究的热点。变压器差动保护的关键问题是如何鉴别励磁涌流和内部故障,国内外许多专家和学者对此进行了大量的研究,也取得了很多有益的成果。

近些年来,在操作过程中引起的多次变压器差动保护误动情况引起广泛注意。2003年11月7日华能井冈山电厂发生一起机组非计划停运故障,在合#2主变出口断路器的过程中,#2主变差动保护动作导致#1发电机与系统解列停运,后查明是由于和应涌流导致变压器差动保护误动引起的。目前由于电网分层分区级大容量变压器的逐步投运,局部电网结构发生了根本性的变化,电力系统中和应涌流引起变压器差动保护误动的事故不断增加,因此和应涌流问题引起人们的关注。

和应涌流与合闸励磁涌流特征不完全相同,运行变压器本身没有故障,方向与空投变压器相反,和应涌流的峰值是先增大后减小,峰值出现的时刻与相邻变压器交相呼应,并且误动发

生在相邻变压器空投完成一段时间后,持续很长时间都不衰减,易导致电流互感器暂态饱和,误动原因更具有隐蔽性。前人的研究工作针对空载合闸或外部故障切除后电压恢复时变压器本身励磁涌流的产生机理、波形特征与变化特点进行的,而对并联或串联运行中变压器的和应涌流对变压器差动保护的影响分析并不多。因此有必要对和应涌流的产生机理和特点进行深入研究,揭示其本质,进而提出可行的措施,消除隐患,提高供电可靠性。

综述资料

变压器保护的发展历史,1931年r·e·cordray提出出比率差动的变压器保护标志着差动保护为变压器主保护时代的到来,1941年,c·d·hayward首次提出了利用谐波制动的差动保护,1958年,r.l.sharp和w.e.glassburn提出了利用二次谐波鉴别变压器励磁涌流的方法,并在模拟式保护中加以实现,同时还提出差动加速的方案,以差动加速、比率差动、二次谐波制动来构成整个谐波制动式保护的主体,延续至今。微机变压器保护的研究开始于60年代末70年代初。1969年,rockerfeller首次提出数字式变压器保护的概念,揭开了数字式变压器保护研究的序幕,之后o.p.malik和degens研究了变压器保护的数字处理和数字滤波分析;1972年,skyes发表了计算机变压器谐波制动方案,使得微机变压器保护的发展向前迈进。近年来,出现了数字信号处理器dsp,不仅提高了微机保护数据采样与计算的速度和精度,甚至改变了微机保护装置的设计方案,在保护装置中实现复杂的算法。

电力变压器是电力系统中最重要的电气主设备之一,作为电能的传输枢纽。大型变压器结构复杂、造价昂贵,一旦发生故障损坏,维修工作难度大,经济上损失重大。近年来,随着电力系统的发展,电压等级的升高,大容量变压器的应用不断增多。大容量变压器采用纠结式绕组,易于产生匝间短路,因此,故障率相对较高。为了保障变压器安全、可靠地运行,电力工作者不断深入分析其运行特性,研究新原理与方法,提高变压器保护的性能。针对差动保护中的励磁涌流问题,国内外积极研究各种方法予以解决,例如,二次谐波制动、间断角、电压制动、磁通特性原理和等值电路法等。还有一些新兴学科和方法运用到变压器的保护中进行研究。随着计算机及网络技术的迅速发展,高性能的微处理器芯片的不断产生,微机变压器保护装置的性能不断得到改善,整个微机保护系统正向集成化,人工智能化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化,标准化方向发展。

3 论文的主要研究内容

1 对变压器差动保护的基本原理进行阐述,分析了可能引起差动保护继电器误动作的原因,并简单介绍了一些防范措施。

2 对变压器励磁涌流的产生机理及其性质进行分析和研究,综述了变压器差动保护的现状和发展趋势。研究了变压器励磁涌流的各种鉴别方法,并对其进行分析和评价。提出了消除产生励磁涌流,实现对励磁涌流的抑制方法。

3 利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流的产生机理及其变化特点,指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其他变压器工作母线电压偏移,导致铁芯饱和造成的。讨论了和应涌流对变压器差动保护的危害并提出相应的一些防范措施。

高低压变电系统论文开题报告

相关范文: 智能化低压配电系统的发展与应用 摘要:现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高,使智能化低压电器元件得到快速发展,智能化低压电气管理系统应运而生。 关键词:智能化低压配电系统 现场总线技术 1. 概 述 现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高,使智能化低压电器元件得到快速发展,智能化低压电气管理系统应运而生。相对于6kV及以上中高压系统的综合保护及系统监控(SCADA系统)的发展及其在电力系统中的应用,作为直接面向终端用户的低压开关设备,其智能化研究与应用起步较晚。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在SCADA系统基础上进行修改,可以满足基本的监控功能,但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此,开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性的智能化低压电器及其管理系统,成了低压电器产品制造商们持续提高其竞争力的迫切任务。 智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。系统中的低压智能化元件就其功能而言总体上可分为:电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等。由于现场总线技术的应用,系统中智能化元件可不依赖计算机网络而独立运行,极大地提高系统运行的实时性和可靠性,满足低压电器设备运行管理的需要及工厂生产过程控制的要求。 2. 现场总线技术的应用 现场总线是应用在生产现场、在微处理器测控设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字式多点通信的底层网络。20世纪80年代中期,随着微处理器技术和网络技术的发展,DCS系统4~20mA的模拟量传输方式逐渐被数字网络传输方式所取代,现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS),迅速发展并在自动化领域得到广泛应用。 FCS既是一个开放式通信网络,又是一种全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本的控制、计算、参数设置、报警、显示、监控及系统管理等综合自动化功能。在FCS中,各种部件用通信网络连接起来,数据传输采用总线方式,系统信号的传输完全数字化。系统内不存在严格意义上的主控部件,资源共享,各智能化部件可以不依赖计算机而独立运行。 FCS完全淘汰了4~20mA的模拟量传输方式,减少了大量的现场敷线;FCS的控制调节过程在现场部件,有效地提高了系统控制的实时性和可靠性,并避免了系统因主机故障而陷入瘫痪。 ISO国际标准化组织在ISO IEC7498标准中的OSI参考模型定义了网络互联的7层框架,详细规定了每一层的功能,以实现开放性系统环境中的互联性、互操作性与应用的可移植性。 考虑到工业生产现场大量的智能化装置零散地分布在一个较大的范围内,而单个节点面向控制的信息量不大,但实时性、快速性要求较高,为减少中间环节,满足实时性要求及降低工业网络的成本,现场总线采用的通信模型大都在OSI参考模型的基础上进行了不同程度的简化。它采用OSI模型中的3个典型层:物理层、数据链路层和应用层,省去了3~6层,具有结构简单、执行协作简单、成本低等优点,同时满足工业现场应用的性能要求(如图1所示)。通过一致性与互操作性测试,满足现场总线技术要求的不同制造商的产品即可实现在同一总线上的互联,为用户的系统集成带来极大的好处。 图1OSI与典型现场总线模型 几种有影响的现场总线技术包括FF、Profibus、LonWorks、CAN、DeviceNet等。它们的通信模型各不相同,其应用具有各自的特点,已形成统一标准并在特定的应用领域显示了自己的优势。现场总线技术的优点主要有: (1)节省硬件投资。现场总线系统的智能设备分散在现场,能直接执行控制和计算功能,可减少大量的变送器及调节器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号传输处理单元及其大量复杂的硬线连接,节省了可观的硬件投资,并可减少控制室的占地面积。 (2)节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单,一条通信总线上可挂接几个甚至上百个设备,节省安装附件,安装工作量大大减少,设计及接线校对的工作量也大大减少。资料显示,与DCS相比,现场总线系统的安装费用可节省60%以上。 (3)减少维护费用。由于现场控制设备具有自诊断及一定的故障处理能力,并通过数字通信将相关信息送往控制室,用户可实时监测及查询所有设备的运行,及时了解维护信息,以便早期分析与排除故障,缩短维护停工时间。同时,由于系统结构简化、接线简单,减少了维护工作量。 (4)系统集成更简单、灵活。用户可选择不同制造商的产品来集成系统,避免或减少系统集成中因不兼容的协议和接口带来的麻烦。 (5)提高了系统的准确性和可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化,与模拟信号相比,它从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。同时,由于系统结构简化,现场智能化设备内部功能加强,减少了信号的往返传输,设备可不依赖网络而工作,提高了整个系统工作的可靠性。 现场总线系统是自动化领域的发展热点,应用现场总线技术也是智能化低压电器的发展趋向。在低压电气设备中,现场总线技术已在电动机控制、综合测控仪表及开关保护等智能化元件上广泛应用,并正在不断发展与完善。 3. ABB公司智能化低压配电系统气解决方案 智能化低压配电系统是ABB公司自动化产品的重要组成部分。根据低压电气成套开关设备的特点和要求,ABB公司先后推出了INSUM智能化电动机管理系统和ESD2000变电站监控系统。其中INSUM系统采用LonWorks现场总线,主要用于生产过程控制的电动机运行管理;ESD 2000则是集成变电站低压开关设备、变压器及中压开关设备的一体化分布式智能化管理系统。下面以ESD 2000系统模型(见图2)简述ABB智能化低压配电系统的应用。 图2ESD 2000系统模型 ESD 2000系统主机是变电站一体化监控平台,提供系统集中监控功能。系统现场层面配置前端机,经内部以太网与监控主机连接;前端机往下是设备层开放的现场总线网络,连接变电站设备的智能化装置。前端机为工业PC机,具有很强的通信处理功能及抗干扰能力,取消了路由器和网关,简化了网络结构,同时实现底层变电站设备的无缝连接。目前,大部分现场智能化装置虽具有数字通信功能,但不是严格经一致性和互操作性测试过的现场总线设备,协议不统一,通信兼容性差。而ESD 2000前端机灵活的通信处理功能很好地满足了系统开放性的要求,即可连接标准的现场总线产品,也兼容其他智能化装置,扩展灵活,可充分满足用户变电站内不同设备系统集成的要求。 低压开关设备智能化装置主要包括电能质量监测、开关控制及电动机控制等。连接ESD 2000系统具有代表性的实现上述功能的智能化装置有:S系列开关、PR1、F系列开关、PR212、E系列开关、PR112 PR113等智能化万能式断路器;INSUM及M101 M102智能化电动机控制单元;PMC915综合测控仪表等。智能化万能式断路器经现场总线与计算机系统连接实现开关保护定值设置、电参量测量与显示、故障与维护信息管理等功能;PMC915可实现电能质量综合监测、远程控制及参数越限告警等功能;M101 M102智能化电动机控制装置采用现场总线技术,具有强大的电动机控制和保护功能及参数测量与显示功能。控制功能包括直接起动、正反转、双速、星三角、阀门控制等;保护功能覆盖了过载保护、欠压保护、堵转保护、三相不平衡与断相保护、漏电保护、电动机热保护等;可测量与显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因素、电度量及报告故障类型、电动机运行维护信息等。同时M101 M102提供电动机自动重起动及故障预测功能,具有双冗余通信接口,通过装置的USB接口可进行软件升级。智能化低压电器集成了保护、控制、测量与显示等功能,有效地提高了开关设备运行的可靠性和准确性,实时为用户提供所需要的信息,是用户生产过程信息集成的重要组成部分,为系统的智能化管理提供了极大的便利。 智能化低压配电系统正在向小型化、多功能方向发展,现场总线技术的发展与应用将提高智能化低压电器产品在网络上的兼容性和系统运行的可靠性,并最终给用户带来实惠。 由于篇幅限制,请参照原文: 仅供参考,请自借鉴 希望对您有帮助

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低压配电由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成1. 低压断路器 :低压断路器又称自动开关,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,一获得了广泛的应用。1) 断路器附件2) 微型断路器 :微型断路器,简称MCB,是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器3) 塑壳断路器 :塑壳断路器能够自动切断电流在电流超过跳脱设定后。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳,用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元,而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。4) 框架断路器5) 智能型万能断路器2. 智能配电 :1) 低压无功补偿成套装置2) 复合开关3) 操作手柄4) 无功补偿控制器3. 低压配电开关 :1) 负荷开关 :负荷开关,顾名思义就是能切断负荷电流的开关,要区别于高压断路器,负荷开关没有灭弧能力,不能开断故障电流,只能开断系统正常运行情况下的负荷电流,负荷开关由此而得名2) 隔离开关 :隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使 用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路3) 刀开关4. 熔断器 :熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中,作为短路和过电流保护,是应用最普遍的保护器件之一。熔断器是一种过电流保护电器。熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。使用时,将熔断器串联于被保护电路中,当被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开,起到保护的作用。1) 熔芯2) 熔断器底座3) 低压熔断器5. 变压器 :1) 电子变压器 :电子变压器,输入为AC220V,输出为AC12V,功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路,其性能稳定,体积小,功率大,因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点2) 控制变压器3) 隔离变压器 : 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1:1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。隔离变压器不全是1:1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机,电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的离变压器。隔离变压器是使用比较多的,在空调中也是使用的。6. 漏电保护装置 : 用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附加保护。加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的安全防护措施。

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