供电实习设备认识

1、贯彻理论联系实际的培养方针,培养学生实践动手能力和独立工作能力,加强国情、社情和专业背景的教育,增强劳动观念和创业、敬业和团队协作精神,使之成为具有较高综合素质和专业能力的、适应社会需要的高级人才。

2、通过供电实习,巩固和加深学生对工业与民用电力用户供电系统的基本原理、工程设计方法和运行管理基本知识的理解和掌握,培养学生对工厂供电系统的操作和运行管理能力,以及对电力工程领域进行一定的了解。

二、实习要求

1、通过供电实习,要求学生了解所实习的工厂的电力负荷情况,负荷类别,了解工厂的变配电系统,认识变配电的电气设备,了解工厂供电系统继电保护的实施情况,了解工厂在节约电能与提高功率因数方面应用新技术的情况。

2、在实习中,每位同学要服从带队老师的领导,严格遵守实习单位的规章制度,尊重工人、技术人员的劳动,虚心向他们学习,严格执行请假制度。

三、实习内容

(三)微机型继电保护

微机继电保护

应用微型计算机或微处理机构成的继电保护。1965年已开始计算机保护的研究工作,但由于在价格、计算速度和可靠性方面的原因,发展缓慢。70年代初、中期,大规模集成电路技术的飞速发展,微型计算机和微处理机问世,价格大幅度下降,计算速度不断加快,可靠性也大为提高,微机继电保护的研制随之出现高潮,到70年代后期已趋于实用。

微机继电保护的输入信号是电力系统的模拟量,而计算机只能对数字量进行计算和判断,因此由电力系统经电压互感器和/或电流互感器输入的模拟量必先经过预处理继电保护在大部分情况下取用输入信号中的基波模拟量。根据采样定理,如被测信号频率(或要求保留的最高次谐波频率)为,则采样频率必须大于2,[kg1]否则由采样值不可能拟合还原成原来的曲线。对于那些大于0.5频率的谐波分量,必须在进入采样器之前,利用模拟式低通滤波器(前置模拟滤波)将其滤掉。

由于输入信号常常有多个,故设置多路转换器将输入模拟信号逐个交与A/D变换器转化成数字量这些数字量应在存储器中按先后顺序排列,以便后续功能处理程序取用。

为了保证计算机计算和判断的正确,实现以某种频率的正弦电量为基础的继电保护原理,必须将经A/D变换后的数字量再经一次滤波。由于数字滤波器精度高、可靠而且调整灵活,通过时分复用可使装置简化,因此微机保护中普遍采用数字滤波器。数字滤波器本身可理解为一个计算程序或算法,它将代表输入信号的数字时间序列转换为代表输出信号的数字时间序列,使信号按照预定的形式变化。微机继电保护中应根据电力系统信号的特点和保护原理的要求设计、选择相应的数字滤波器。数学滤波器的主要性能指标是频域特性、时延和计算量。

算法问题对离散和量化的数字式采样序列,用数学运算方法实现故障量的测量,这就是微机保护的算法问题。要求运算精度满足保护的实际需要,同时计算时间又尽可能短。微机继电保护的研究初期,一些算法是基于被采样的电压、电流均系纯正弦波的,为此应将输

入信号进行预处理。稍后,相继提出傅里叶算法和沃尔什函数算法。它们假定输入信号中含有非周期分量、基波和高次谐波。这些算法本身具有很强的滤去高次谐波的功能,因此无需另设数字滤波器,但对非周期分量必须采取其他措施。由于电力系统中大量应用铁磁非线性元件,输电线路分布电容和串联、并联电容,以及电压互感器、电流互感器的暂态特性等因素的影响,使微机继电保护输入信号中还含有许多随机高频分量,它们起着干扰或噪声的作用。对此,可采用最小二乘曲线拟合算

法或对计算结果采取平滑措施。上述种种算法都是先算出电压、电流的大小和相位,然后根据保护的动作判据作进一步的运算,最终实现其保护功能。也有一些算法将电量运算与保护动作判据运算直接结合在一起,例如用离散值直接实现的方向阻抗继电器的算法。

优点与应用前景由于计算机的优越存储能力,可以方便地得到保护需要的故障分量并准确地予以保持,这是模拟式保护装置难以达到的。由于计算机的强大运算能力,可以实现一些以往模拟式保护装置无法实现的复杂保护动作特性、自适应性的定值或特性改变以及良好的自检功能。同常规继电保护相比,微机继电保护的抗电磁干扰能力较弱,因此,它的广泛应用受到一定的限制。应用微机继电保护时,应特别注意解决好电磁兼容性问题

(一)设备认识

1、断路器

断路器按其使用范围分为高压断路器,和低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的成为高压电器。

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。

分类:按操作方式分有:电动操作、储能操作和手动操作。按结构分有:万能式和塑壳式。按使用类别分有:选择型和非选择型。按灭弧介质分有:油浸式、真空式和空气式。按动作速度分有:快速型和普通型。按极数分有:单级、二级、三级和四级等。按安装方式分有:插入式、固定式和抽屉式等。

高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围.因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行;高压断路器种类很多,按其灭弧的不同,可分为:油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、真空断路器、压缩空气断路器等

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。主要作用是:

1)分闸后,建立可靠的绝缘间隙,将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开,以保证检修人员和设备的安全。

2)根据运行需要,换接线路。

3)可用来分、合线路中的小电流,如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流,开关均

压电容的电容电流,双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。

4)根据不同结构类型的具体情况,可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。

户外刀闸按其绝缘支柱结构的不同可分为单柱式,双柱式和三柱式。其中单柱式刀闸在架空母线下面直接将垂直空间用作断口的电气绝缘,因此,具有的明显优点,就是节约占地面积,减少引接导线,同时分合闸状态特别清晰。在超高压输电情况下,变电所采用单柱式刀闸后,节约占地面积的效果更为显著。

在低压设备中主要适用于民宅、建筑等低压终端配电系统。主要功能:带负荷分断和接通线路隔离功能。

3、互感器

互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。

互感器原理

在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。

互感器作用

电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器,是一次系统和二次系统的联络元件,其一次绕组接入电网,二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合,可以测量一次系统的电压、电流和电能;与继电保护和自动装置配合,可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器性能的好坏,直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。

互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值)、小电流(标准值),使测量、计量仪表和继电器等装置标

准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全。

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。

以金属导体作为熔体而分断电路的电器。串联于电路中,当过载或短路电流通过熔体时,熔体自身将发热而熔断,从而对电力系统、各种电工设备及家用电器起到保护作用。具有反时延特性,当过载电流小时,熔断时间长;过载电流大时,熔断时间短。因此,在一定过载电流范围内至电流恢复正常,熔断器不会熔断,可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成,其中熔体是控制熔断特性的关键元件。

低压熔断器的使用和维护

低压配电系统中熔断器是起安全保护作用的一种电器,熔断器广泛应用于电网保护和用电设备保护,当电网或用电设备发生短路故障或过载时,可自动切断电路,避免电器设备损坏,防止事故蔓延。

熔断器由绝缘底座(或支持件)、触头、熔体等组成,熔体是熔断器的主要工作部分,熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线,当电路发生短路或过载时,电流过大,熔体因过热而熔化,从而切断电路。熔体常做成丝状、栅状或片状。熔体材料

具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点。一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。

在熔体熔断切断电路的过程中会产生电弧,为了安全有效地熄灭电弧,一般均将熔体安装在熔断器壳体内,采取措施,快速熄灭电弧。

熔断器具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点,在低压系统中广泛被应用。

熔断器特点和分类

熔断器的特点:熔体额定电流不等于熔断器额定电流,熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择,熔断器额定电流应大于熔体额定电流,与主电器配合确定。

熔断器分类:螺旋式熔断器RL;有填料管式熔断器RT;无填料管式熔断器RM;有填料封闭管式快速熔断器RS。

5、避雷器

能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电工设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间,与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电。

避雷器有管式和阀式两大类。阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器(又称氧化锌避雷器)。管式避雷器主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。碳化硅避雷器广泛应用于交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘。氧化锌避雷器由于保护性能优于碳化硅避雷器,正在逐步取代后者,广泛应用于交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘,尤其适用于中性点有效接地的110千伏及以上电网。

避雷器的作用及特点:避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。

6、绝缘子

高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子的作用是有方向性的。

为了防止浮尘等污秽在绝缘子表面附着,形成通路被绝缘子两端电压击穿,即爬电.故增大表面距离,即爬距,沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离叫爬距.爬距=表面距离/系统最高电压.根据污秽程度不同,重污秽地区一般采用爬距为31毫米/每千伏。

零值绝缘子指的是在运行中绝缘子两端的电位分布接近零或等于零的绝缘子。

零值或低值绝缘子的影响:线路导线的绝缘依赖于绝缘子串,由于制造缺陷或外界的作用,绝缘子的绝缘性能会不断劣化,当绝缘电阻降低或为零时称为低值或零值绝缘子.我们曾对线路进行检测,零值或低值绝缘子的比例竟高达9%左右.这是本公司线路雷击跳闸率高的另一主要绝缘子是光滑的,可以减少电线之间的容抗作用,以减少电流的流失。

绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。

架空线路中所用绝缘子,常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。

现在常用的绝缘子有:\"陶瓷绝缘子\玻璃钢绝缘子\合成绝缘子\半导体绝缘子\"

7、开关柜

开关柜是一种电设备,外线先进入柜内主控开关,然后进入分控开关,各分路按其需要设置。如仪表,自控,电动机磁力开关,各种交流接触器等,有的还设高压室与低压室开关柜,设有高压母线,如发电厂等,有的还设有为保主要设备的低周减载.

高压开关柜的“五防”

(1)高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后,小车断路器无法进入工作位置。(防止带负荷合闸)

(2)、高压开关柜内的接地刀在合位时,小车断路器无法进合闸。(防止带接地线合闸)

(3)、高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时,盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。(防止误入带电间隔).

(4)、高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸,合接地刀无法投入。(防止带电挂接地线)

(5)、高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时,无法退出小车断路器的工作位置。(防止带负荷拉刀闸)

开关柜常见分类:低压抽出式开关柜;交流低压配电柜;金属铠装移开式开关柜;低压固定分隔式开关柜;高压电容器柜;高压开关柜。