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电气专业基本知识分享

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电气类专业(包括电气工程和自动化等相关)就是关于电气控制方面的专业; 专业的目标就是怎么让机器自动运行,就是人们常说的“智能化”,机器能够自己根据环境变化调整工作。PS:电气并不是电器,它包括了所有的用电的设备。这个概念相当的广泛,只要是用电的就是电气,只要是用电控制的就是电气控制。电气包含电器。

“电气和电器有什么区别?”这个问题恰恰能够一定程度上解释温州这个千亿产业的发展方向。电气包括电器产品,也包含了成套设备和控制系统,从产业链到产业圈,打开的是一幅更为广阔的制造产业蓝图。

电气:是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论、应用技术、设施设备等。

电气工程:是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺少的关键学科。正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活、工作模式。电气工程的发展前景同样很有潜力,使得当今的学生就业比率一直很高。电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路,不同的设备有不同的控制回路,而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。

主要功能:

为了保证一次设备运行的可靠与安全,需要有许多辅助电气设备为之服务,能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合,称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能:

1、自动控制功能:高压和大电流开关设备的体积是很大的 ,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制;

2、保护功能:电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备;

3、监视功能:电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视;

4、测量功能:灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数,如电压、电流、频率和功率的大小等。

在设备操作与监视当中,传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代,但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。

系统组成:

常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成:

1、电源供电回路:供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种;

2、保护回路:保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成;

3、信号回路:能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备等;

4、自动与手动回路:电气设备为了提高工作效率,一般都设有自动环节,但在安装、调试及紧急事故的处理中,控制线路中还需要设置手动环节,通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换;

5、制动停车回路:切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等;

6、自锁及闭锁同路:启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

运行原理:

电气系统微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。数字核心的主流为嵌入式微控制器(MCU),即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道(模拟量输入变换回路(将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量,±2.5V、±5V或±10V)、低通滤波器及采样、A/D转换)和数字量输入输出通道(人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等)。

保护装置:

电气系统微机保护装置是用微型计算机构成的继电保护,是电力系统继电保护的发展方向(现已基本实现,尚需发展),它具有高可靠性,高选择性,高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的,而保护的性能和功能是由软件决定。

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电气工程是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式等等。

1. 重要地位

电能作为当下传输效果最好,最高效的次级能源,除非有什么可获诺贝尔的重大技术突破去取代电力,电力在可预见的未来还是会保持能源系统的骨干地位的。

2. 技术革新

电力系统的整体运行和规划正受到各种科学技术发展的冲击,面临着各种各样的问题。而这不正是攻城狮们大展拳脚的好机会么?

新能源并网可能是电力系统当下面临的最大挑战。怎样在以保证系统安全为第一要务的前提下尽可能的使用“清洁”电能(我承认此处清洁有歧义),而不是简单粗暴的弃风弃光。比如爱尔兰的系统管理者就在不断做着尝试,把原先40%左右的风力并网限制提升至了55%。

从发电到用电优化的关注点改变是产业结构调整后电力系统发展无法避免的一步。原因主要有两点:电力需求的增长停滞和新能源发电的不稳定性。因此传统的发电追随用电的时代很可能要慢慢转变成根据发电状态来用电(电池现阶段成本高)。关于电力需求,除非找到新的增长点,例如Heating and cooling(供冷暖)和transportation(通勤)这两个能耗领域的大规模electrification(电气化),否则长期的高比例用电增长是很难实现的。而目前从英国的经验可以看到,在没有足够经济激励的情况下,民众电气化的意愿还是不高的。比如大力推广的electric heat pump, National grid原本乐观预测到2035年能有一千万个EHP装机,但是现在看起来更像是个不可能完成的任务。而混动汽车的市场目前来看也比纯电动汽车要大得多。

混合能源网络(或者称为能源互联网)会成为未来发展的主流方向。以后不应再单一的从电力系统的角度看问题。供暖网络,天然气网络等能源网络会以电网为主干网络进行联动,这样一来电力系统的运行和扩张也就有了新思路。举个两个能源联动的栗子:1. 多余的风力发电可以进行电解水生成氢气,再合成甲烷或直接混入天然气网络进行供暖。2. 英国居民现在普遍装备了燃气热水器,在未来如果电气化成功的前提下,居民可以根据电价和燃气价格对比决定是使用EHP还是燃气热水器产热,也能减轻电网压力。

3. 资产投资

电气设备进入一轮更新换代的周期,新设备的投资又要考虑到未来技术的发展。再拿英国举个栗子,目前很多的电力设备都是上世纪60-70年代建造的,已经开始进入新一轮更新换代的周期了。而发电侧和用电侧的各种革新设计也要求工程师和电力资产管理者在配置新硬件时做出更多“前瞻性”的考量。

4. 电力改革

为什么说电改而不是中国电改,因为国外的规章制度也是在不断改革的呀,英国的ofgem和DECC也经常需要讨论更改现行的规章制度。当然在系统运行的商业模式上他们已经有了一个较为成熟的框架。可以理解各位对于电改的担忧,个人觉得电改对于有能力的电力攻城狮来说会是一个非常不错的机遇,毕竟只有改革才能造就各种机会洼地。大家还是不断扩展自己的知识面,多充充电。

电工人手一份的关于单相、互感器、三相电能表实物接线对比图

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单相电表,互感器电能表、三相电表实物接线图对比图,初学电工看了应该都会接。有了这篇文章基本所有简单的电表接线都能搞定了,不过小编在这提醒大家,安全一定要放在首位,任何不安全的情况下都不要去尝试,电是无情的,生命是宝贵的,不要有任何的侥幸心理,记住安全最重要!!!

电工必备的二百多种电路符号 开关 插座 电机 回路接线图

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电路图大全 接线不求人,有了这篇文章基本所有的电路都能搞定了,希望看完多多转发,多多收藏,让更多的人也能学习到一些专业知识,谢谢。自己动手时一定要确保安全的情况下进行,建议旁边有人帮忙看着。

注意,开关选双控开关,不是双开!

注意,开关的选择,不是所有开关都符合要求。

电机的启动停止就那么简单,适用所以电机

电机的正反转也就是相序的简单转换

有了它就不用担心蓄水池的水位问题了

电机的调速就是它搞的鬼

单相电机的正反转有没难倒你?

瞧这控制水位多方便

☆电路图的文字符号及标识

1.基本文字符号

种类 字母符号 对应中文名称
单字母 双字母
组件、部件 A 分立元件放大器
激光器
调节器
AB 电桥
AD 晶体管放大器
AF 频率调节器
AG 给定积分器
AJ 集成电路放大器
AM 磁放大器
AV 电子管放大器
AP 印制电路板、脉冲放大器
AT 抽屉柜、触发器
ATR 转矩调节器
AR 支架盘、电动机扩大机、反好奇
AVR 电压调节器
变换器(从非电量到电量或从电量到非电量) B 热电传感器、热电池、光电池、测功计、晶体转换器
送话器
拾音器
扬声器
耳机
自整角机
旋转变压器
模拟和多级数字
变换器或传感器
BC 电流变换器
BO 光电耦合器
BP 压力变换器
BPF 触发器
BQ 位置变换器
BR 旋转变换器
BT 温度变换器
BU 电压变换器
BUF 电压—频率变换器
BV 速度变换器
电容器 C 电容器
CD 电流微分环节
CH 斩波器
二进制单元延迟器件、存储器件 D 数字集成电路和器件、延迟线、双稳态元件、单稳态元件、磁芯存储器、寄存器、磁带记录机、盘式记录机、光器件、热器件
DA 与门
D(A)N 与非门
DN 非门
DO 或门
DPS 数字信号处理器
杂项 E 本表其他地方未提及的元件续表
EH 发热器件
EL 照明灯
EV 空气调节器
保护器件 F 过电压放电器件、避雷器
FA 具有瞬时动作的限流保护器件
FB 反馈环节
FF 快速熔断器
FR 具有延时动作的限流保护器件
FS 具有延时和瞬时动作的限流保护器件
FU 熔断器
FV 限压保护器件
发电机电源 G 旋转发电机、振荡器
GS 发生器、同步发电机
GA 异步发电机
GB 蓄电池
GF 旋转式或固定式变频机、函数发生器
GD 驱动器
G-M 发电机—电动机组
GT 触发器(装置)
信号器件 H 信号器件
HA 声响指示器
HL 光指示器、指示灯
HR 热脱口器
继电器、接触器 K 继电器
KA 瞬时接触继电器、瞬时有或无继电器、交流接触器、电流继电器
KC 控制继电器
KG 气体继电器
KL 闭锁接触继电器、双稳态继电器
KM 接触器、中间继电器
KMF 正向接触器
KMR 反向接触器
KP 极化继电器、簧片继电器、功率继电器
KT 延时有或无继电器、时间继电器
KTP 温度继电器、跳闸继电器
KR 逆流继电器
KVC 欠电流继电器
KVV 欠电压继电器
电感器、电抗器 L 感应线圈、线路陷波器,电抗器(并联和串联)
LA 桥臂电抗器
LB 平衡电抗器
电动机 M 电动机
MC 笼型电动机
MD 直流电动机
MS 同步电动机
MG 可做发电机或电动用的电动机
MT 力矩电动机
MW(R) 绕线转子电动机
模拟集成电路 N 运算放大器、模拟/数字混合器件
测量设备试验设备 P 指示器件、记录器件、计算测量器件、信号发生器
PA 电流表
PC (脉冲)计数器
PJ 电度表(电能表)
PLC 可编程控制器
PRC 环型计数器
PS 记录仪器、信号发生器
PT 时钟、操作时间表
PV 电压表
PWM 脉冲调制器
电力电路的开关 Q QF 断路器
QK 刀开关
QL 负荷开关
QM 电动机保护开关
QS 隔离开关
电阻器 R 电阻器
变阻器
RP 电位器
RS 测量分路表
RT 热敏电阻器
RV 压敏电阻器
控制电路的开关选择器 S 拨号接触器、连接极
SA 控制开关、选择开关、电子模拟开关
SB 按钮开关、停止按钮
机电式有或无传感器
SL 液体标高传感器
SM 主令开关、伺服电动机
SP 压力传感器
SQ 位置传感器
SR 转数传感器
ST 温度传感器
变压器 T TA 电流互感器
TAN 零序电流互感器
TC 控制电路电源用变压器
TI 逆变变压器
TM 电力变压器
TP 脉冲变压器
TR 整流变压器
TS 磁稳压器
TU 自耦变压器
TV 电压互感器
调制器变换器 U 鉴频器、编码器、、交流器、电报译码器
UR 变流器、整流器
UI 逆变器
UPW 脉冲调制器
UD 解调器
UF 变频器
电真空器件半导体器件 V 气体放电管、二极管、晶体管、晶闸管
VC 控制电路用电源的整流器
VD 二极管
VE 电子管
VZ 稳压二极管
VT 晶体三极管、场效应晶体管
VS 晶闸管
VTO 门极关断晶闸管
传输通道波导、天线 W 导线、电缆、波导、波导定向耦合器、偶极天线、抛物面天线
WB 母线
WF 闪光信号小母线
端子插头插座 X 连接插头和插座、接线柱、电缆封端和接头、焊接端子板
XB 连接片
XJ 测试塞孔
XP 插头
XS 插座
XT 端子板
电气操作的机械装置 Y 气阀
YA 电磁铁
YB 电磁制动器
YC 电磁离合器
YH 电磁吸盘
YM 电动阀
YV 电磁阀
终端设备混合变压器滤波器、均衡器限幅器 Z 电缆平衡网络、压缩扩展器、晶体滤波器、网络

2.辅助文字符号

符号 名称 符号 名称 符号 名称
A 电流 F 快速 PU 不接地保护
A 模拟 FB 反馈 R 记录
AC 交流 FW 正,向前 R
A,AUT 自动 GN 绿 R
ACC 加速 H RD
ADD 附加 IN 输入 R,RST 复位
ADJ 可调 INC RES 备用
AUX 辅助 IND 感应 RUN 运转
ASY 异步 L S 信号
B,BRK 制动 L 限制 ST 起动
BK L S,SET 置位,定位
BL LA 闭锁 SAT 饱和
BW 向后 M STE 步进
C 控制 M STP 停止
CW 顺时针 M 中间线 SYN 同步
CCW 逆时针 M,MAN 手动 T 温度
D 延时(延迟) N 中性线 T 时间
D 差动 OFF 断开 TE 无噪声(防干扰)接地
D 数字 ON 闭合 V 真空
D OUT 输出 V 速度
DC 直流 P 压力 V 电压
DEC P 保护 WH
E 接地 PE 保护接地 YE
EM 紧急 PEN 保护接地与中性线共用

3.特殊用途的专用文字符号

名称 文字符号 名称 文字符号
新符号 旧符号 新符号 旧符号
交流系统中电源第一相 L1 A 接地 E D
交流系统中电源第二相 L2 B 保护接地 PE ——
交流系统中电源第三相 L3 C 不接地保护 PU ——
中性线 N 0 保护接地线和中性线共用 PEN ——
交流系统中设备第一相 U A 无噪声接地 TE ——
交流系统中设备第二相 V B 机壳或机架 MM ——
交流系统中设备第三相 W C 等电位 CC ——
直流系统电源正极 L+ —— 交流电 AC JL
直流系统电源负极 L- —— 直流电 DC ZL
直流系统电源中间线 M Z

4.常见的表示颜色的字母代号

颜色 标记代号 颜色 标记代号
RD BN
YE OG
绿 GN 绿黄 GNYE
蓝(包括浅蓝) BU 银白 SR
紫、紫红 VT 青绿 TQ
WH 金黄 GD
灰、蓝灰 GY 粉红 PK
BK

5.表示电气仪表类型及名称的文字符号

名称 文字符号 名称 文字符号
安培表(电流表) A 频率表 Hz
毫安表 mA 波长表 λ
微安表 μA 功率因数表 cosφ
千安表 kA 相位表 φ
安培小时表 Ah 欧姆表 Ω
伏特表(电压表) V 兆欧表
毫伏表 mV 转速表 n
千伏表 kV 小时表 h
瓦特表(功率表) W 温度表(计) θ(t°)
千瓦表 kW 极性表 ±
乏表(无功功率表) var 和量仪表(如电量和量表) ΣA
电能表(瓦时表) Wh
乏时表 varh

6.典型电气仪表上表示量程、用途的文字符号(万用表)

文字符号 含义 用途 备注
DCV 直流电压 直流电压测量 用V或V-表示
DCA 直流电流 直流电流测量 用A或A-表示
ACV 交流电压 交流电压测量 用V或V~表示
OHM(OHMS) 欧姆 阻值的测量 用Ω或R表示
BATT 电池 用于检测表内电池电压 国产7050、7001、7002、7005、7007等指针万用表设有该量程
OFF 关、关机 关机 ——
MDOEL 型号 该仪表的型号 ——
HEF 晶体三极管直流电流放大倍数测量插孔与挡位 ——
COM 模拟地公共插口 ——
ON/OFF 开/关 ——
HOLD 数据保持 ——
MADE IN CHINA 中国制造

☆电路图的图形符号及标识

1.常见的几种限定符号

2.常见的几种符号要素

3.常见的几种机械控制和操作件的基本图形符号

4.常用电子元器件的名称和图形符号

5.常见低压电气部件的图形符号

6.常见高压电器部件的图形符号

7.常用功能部件的图形符号

8.其他常用的图形符号

看完之后觉得对大家有帮助的话麻烦多多转发,收藏,让更多的人能学到这些专业知识,非常感谢大家,如果有更好的建议意见麻烦评论区留言,我会挨个回复,谢谢大家。

消弧消谐柜

wangzw阅读(682)

HM-XHG 消弧消谐选线及过电压保护综合装置

HM-XHG消弧消谐选线及过电压保护综合装置适用于3~35KV中压电力系统,该产品广泛适用于3~35KV中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或中性点经高阻接地的电力系统,能对上述系统中的各类过电压加以限制,有效地提高了上述系统的运行安全性及供电可靠性。
一、现行消弧技术概述
长期以来,我国3~35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。此类电网在发生单相接地时,非故障相的对地电压将升高到线电压(UL),但系统的线电压保持不变,所以我国国家标准规定,3~35KV(66KV)的电网在发生单相接地故障后允许短时间带故障运行,因而这类电网的各类电气设备,如变压器、电压/电流互感器、断路器、线路等一次设备的对地绝缘水平,都应满足长期承受线电压而不损坏的要求。
传统观念认为,3~35KV(含66KV)电网属于中低压的变压配电网,此类电网中的内部过电压的绝对值不高,所以危及电网绝缘安全水平的主要因素不是内部过电压,而是大气过电压(即雷电过电压),因而长期以来采取的过电压保护措施仅是以防止大气过电压对设备的侵害。主要技术措施仅限于装设各类避雷器,避雷器的放电电压为相电压的4倍以上,按躲过内部过电压设计,因而仅对保护雷电侵害有效,对于内部过电压不起任何保护作用。
然而,运行经验证明,当这类电网发展到一定规模时,内部过电压,特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及特殊条件下产生的铁磁谐振过电压已成为这类电网设备安全运行的一大威胁,其中以单相弧光接地过电压最为严重。
随着我国对城市及农村电网的大规模技术改造,城市、农村的配电网必定向电缆化发展,系统对地电容电流在逐渐增大,弧光接地过电压问题也日夜严重起来。为了解决上述问题,不少电网采用了谐振接地方式,即在电网中性点装设消弧线圈,当系统发生单相弧光接地时,利用消弧线圈产生的感性电流对故障点电容电流进行补偿,使流经故障点残流减小,从而达到自然熄弧。运行经验表明,虽然消弧线圈对抑制间歇性弧光接地过电压有一定作用,但在使用中也发现消弧线圈存在的一些问题。
⑴ 由于电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性,消弧线圈要对电容电流进行有效补偿确有难度,且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流,而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流,而且包含大量的高频电流及阻性电流,严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧。
⑵ 当电网发生断线、非全相、同杆线路的电容耦合等非接地故障,使电网的不对称电压升高,可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判电网发生接地而动作,这时将会在电网中产生很高的中性点位移电压,造成系统中一相或两相电压升高很多,以致损坏电网中的其它设备。
⑶ 消弧线圈体积大,组件多,成本高,安装所占场地较大,运行维护复杂。
⑷ 随着电网的扩大,消弧线圈也要随之更换,不利于电网的远景规划。
目前国外对3~35KV电网采取中性点直接接地的方式,国内也有少数地区采取了经小电阻接地的方式,虽然抑制了弧光接地过电压,克服了消弧线圈存在的问题,但却牺牲了对用户供电的可靠性。这种系统发生单相接地时,人为增加短路电流使断路器动作,不论负荷性质及重要性,一律切除故障线路而且也不能分辨出金属性或弧光接地。使并不存在弧光接地过电压危害的金属性接地故障线路也被切除,扩大了停电范围和时间。由于加大了故障电流,对于弧光接地则加剧了故障点的烧损。
二、装置的基本功能及特点
⒈能将系统的大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平,保证了电网及电气设备的绝缘安全。
⒉装置动作速度快,可在30ms~40ms之内动作,能快速消除间歇性弧光及稳定性弧光接地故障,抑制弧光接地过电压,防止事故进一步扩大,降低线路的事故跳闸率。
⒊能够快速、有效地消除系统的谐振过电压,防止长时间谐振过电压对系统绝缘破坏,防止谐振过电压对电网中装设的避雷器及小感性负载的损伤。
⒋装置动作后,允许200A的电容电流连续通过至少2小时以上,用户可以在完成转移负荷的倒闸操作之后再处理故障线路。
⒌能够准确查找单相接地故障线路,对防止事故的进一步扩大,对减轻运行和维护人员的工作量有重要意义。
⒍由装置的工作原理可知,其限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小无关,因而其保护性能不随电网运行方式的改变而改变,大小电网均可使用,电网扩容也没有影响。
⒎本装置中的电压互感器可以向计量仪表和继电保护等装置提供系统的电压信号,能够替代常规的PT柜。
⒏能够测量系统的单相接地电容电流。
⒐装置设备简单,体积小,安装、调试方便,即适用变电站,同样适用于发电厂的高压厂用电系统;既适用于新建站,也适用于老电站的改造。
⒑性价比高,相对于消弧线圈系统而言,性能价格比很高。
三、装置主要组成部件及其功能
HM-XHG消弧消谐选线及过电压保护综合装置组成原理如图1所示,其主要有以下六个部件组成:
⒈大容量ZNO非线性元件组成的组合式过电压保护器 TBP
TBP是一种特殊的高能容的氧化锌过电压保护器,与一般的氧化锌避雷器(MOA)相比,具有以下优点:
⑴ TBP组合式过电压保护器采用的是大能容的ZNO非线性电阻和放电间隙相组合的结构,由于间隙元件与ZNO阀片的配合,解决了保护器的荷电率及工频老化问题。
⑵ TBP组合式过电压保护器的冲击系数为1,各种电压波形下的放电电压值相等,不受过电压波形影响,过电压保护值准确,保护性能优良。
⑶ TBP组合式过电压保护器采用四星型接法,可将相间过电压大大降低,与常规避雷器相比,相间过电压降低了60-70%,保护可靠性大大提高。
TBP组合式过电压保护器是本装置中限制各类过电压的第一器件,主要用来限制大气过电压和操作过电压。
⒉可分相控制的高压真空接触器(KA-KC)
这是一种特殊的高压真空交流接触器,其三相分体,各相一端分别接至母线,另一端接地。正常运行时真空开关处于断开状态,受微机控制器控制而动作,各相之间闭锁,当其中任一相闭合使该相母线接地后,其他两相中的任何一相绝对不会动作闭合。

KA-KC的作用是,当系统发生弧光接地时,使其由不稳定的弧光接地故障转变成稳定的金属性接地,从而保护了系统中的设备。
图1 HM-XHG消弧消谐选线及过电压保护综合装置电气原理图
⒊多功能微机控制器WZK(核心技术)
多功能微机控制器是本装置的技术核心部件,它以高抗干扰能力的PIC单片机为核心处理器,核心处理器由两块单片机组成,故障处理速度极快,主要具有以下功能和特点:
⑴ 自动化程度高。微机控制器的所有功能均为自动执行,无需人工操作,维护和操作简便。
⑵ 抗干扰性能好,可靠性高。微机控制器采用二次电源技术,可抵御各种电磁干扰,所有接口均采用光/电隔离,可消除电源及一次系统对控制器的干扰,控制器还设置了Watchdog自复位电路,可实现装置的自动复位,完全避免了外界的各种电磁干扰。
⑶ 完善的保护功能。由于微机控制器采用双处理器作为处理单元,所以能同时完成对消弧、消谐及选线的综合控制,而且速度很快。并且装置能够完成堆电压互感器高压保险熔断报警及电压互感器二次电压信号回路故障报警功能。
⑷ 电压测量功能。微机控制器能对系统的电压进行测量,并以数字形式显示出来。
⑸ 数据远传功能。微机控制器设有RS485/232通讯接口,能将系统的实时故障信息及装置的工作情况上报控制中心。
⑹ 故障记录查询功能。微机控制器带有存储器,能将系统的故障信息(包括故障类型\故障时间等等信息)长期保存,用户可根据需要查询系统的故障记录。
⑺ 准确的选线功能。WZK微机控制器设计了选线模块、可完成多路出线(每段母线32路)的单相接地选线,采用独创的“增量突变法”的选线原理,无论系统发生的是什么性质的接地,均能够准确选出接地线路。
⒋高压限流熔断器FU2
高压限流熔断器是整个装置的后备保护器件,具有以下特殊功能:
◇ 开断容量大,可达63KA;
◇ 开断迅速,开断时间小于0.3ms;
◇ 限流效果好,可使故障电流限制在最大短路电流冲击电流的1/5以下。
◇ 开断电弧电压低,在熔断器分断过程中电弧电压很低,并当用于低于额定电压系统时,电弧电压将进一步减小,所以可将12Kv的熔断器用于7.2Kv系统而没有损坏系统绝缘的危险。
⒌电压互感器(PT)
电压互感器可将系统的高压三相信号转变成可供微机控制器WZK处理的三相电压信号(Ua、Ub、Uc)及中性点信号(Uo)。
⒍高压隔离开关QS
安装与本装置与电网主母线的连接处,用于本装置安装和维护时的投切。
四、装置的基本工作原理
⒈消弧原理
⑴ 系统发生弧光接地时,微机控制器WZK判断接地的相别及弧光接地类型,同时发出指令使故障相的真空接触器闭合,把系统由不稳定的弧光接地故障变为稳定的金属性接地故障,故障相的对地电压降为零,原接地故障点的弧光消失,其他两相的对地电压升高至线电压。这种状态是现行运行规程所允许的。
⑵ 真空开关动作后数秒后(根据接地性质不同,动作时间不同),微机控制器WZK令故障相的真空开关断开,若真空开关断开后,再无弧光接地故障现象,说明这一接地故障是暂时性的,系统恢复正常运行;若真空开关断开后,再次出现弧光接地故障,则微机控制器WZK认定这一故障为永久性弧光接地,此时再次发出指令使故障相的真空开关闭合,WZK将按照预先设定的程序发出报警信号,告知值班人员故障发生的相别。在真空开关接地点过程中出现的短暂的过电压,由TBP进行限制。
⑶ 故障相真空开关第二次闭合接地后不再分开,只有当故障线路自动或人工切除后,由中央控制室或当地给WZK发出复位指令,WZK收到复位指令后,让故障相真空开关断开,系统恢复正常运行。
⒉消谐原理
本装置采用的是微机二次消谐技术,当系统发生谐振时,微机控制器WZK在PT的开口三角绕组瞬间接入大功率的消谐电阻,利用消谐电阻破坏系统的谐振参数,消耗谐振功率,从而消除系统的谐振故障。主要具有以下特点:
⑴ 采用的是微机二次消谐技术,响应时间非常快,消谐效果远远优于传统的消谐装置;
⑵ 对电压互感器保护绕组(开口三角)的电压输出无任何影响,避免了传统消谐技术影响电压互感器保护绕组电压输出的影响的缺点。
⒊选线原理
中性点非有效接地系统发生单相接地故障后,故障线路的查找成为长期困扰该类电力系统的一大技术难题,国内目前生产的小电流选线设备对系统发生单相接地故障,选线准确率很低,特别是当系统的接地故障是单相弧光接地时,装置根本无法进行选择。目前国内的小电流选线设备的采用点大多为20点/20ms左右,又大多采用傅立叶算法,所以只能采集到五次谐波以内的信号,而弧光接地时的电流信号多在几千赫兹,故此类设备根本无法进行判断。本装置配备了专用的小电流接地选线模块,该选线模块与消弧装置配合使用,无论系统发生的是何种类型的接地故障,均能够对接地线路进行准确地选择。
◇ 当系统发生金属性接地时,装置采用“群体比幅比相”的选线原理,根据线路零序电流的幅值和相位进行选线;
◇ 当系统发生弧光接地时,选线模块根据消弧装置动作前后的线路零序电流的突变量进行选线;
◇ 由于本装置采用的“故障放大法”、“最大增量法”选线原理,克服了传统选线装置选线速度慢和弧光接地时选线准确率低的缺点。
五、额定参数
⒈额定频率:50Hz
⒉额定电压: 6 10 35(KV)
⒊额定电流:10 16 20 31.5 50 63 100 200
六、选型及要求
⒈装置的额定电压等于系统的额定电压。
⒉装置的额定电流不小于保护线路的最大电容电流。
七、结构、外形及安装尺寸 (图1)
装置的标准尺寸:1000×1500×2300(KYN28-12)
也可根据用户要求,特殊生产。
八、使用环境
⒈环境温度:-30°C ~+40°C
⒉海拔高度:海拔2000m及以下(2000m以上需特殊设计)
⒊相对湿度:月平均相对湿度不大于90%,日平均相对湿度不大于95%
⒋周围不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性的混合物


图2 消弧消谐选线及过电压保护综合装置结构图(侧视)
九、包装、运输、储存
⒈一般采用木箱包装。柜体底座应固定在包装箱底板上。
⒉建议不要长距离在三级以下公路运输,必要时可以拆散包装。
⒊不要长期在户外存储,长期不用时,应储存在干燥、通风的户内仓库内。
十、安装、调试、维护
⒈本公司负责根据用户的要求进行图纸设计和参数选择,由本公司技术人员组装、调试,设备组装调试完毕后,由专业检测人员检测后方能出厂。如客户需要,我公司为客户提供现场安装及调试服务。
⒉装置运行应由专人负责,操作人员应熟悉微机控制器的操作方法,每次操作应有记录。
⒊设备正常工作时不需维护和检修,但在受到大的故障电流冲击后必须进行仔细检查,检查熔断器是否损坏,检查接触器触头是否接触良好,进行设备的绝缘耐压试验。
十一、订货须知
⒈用户订货时应向我公司提供:系统电压等级、电网电容电流、柜体尺寸。
⒉如用户有特殊要求应在订货时提出。
⒊需要其他额外附件或备件,应在订货时注明所需的种类及数量。
十二、售后服务
我公司对出产的产品在售后服务方面有以下承诺:
⒈对出产的设备负责现场安装与调试;
⒉自安装使用之日起,18个月内,如因质量问题不能正常使用,无偿为用户更换或维修;
⒊长期以优惠的价格提供备品备件,对产品提供终生维修;
⒋负责对用户进行技术和使用方面的培训。
十三、标准方案

LXQ一次消谐器

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产品概述
LXQ35KV型电压互感器中性点用非线性电阻消谐阻尼器(简称消谐器),是安装在6~35KV电压互感器(以下简称压变或PT)一次绕组Y。结线中性点与地之间的一种非线性电阻消谐阻尼器件。长沙中汇电气有限公司增对一次消谐器的产品型号–LXQ表示按传统外形设计的长方形的消谐器;LXQ表示第三次改型设计的、电阻器外表裸露的、无须绝缘外套保护的、圆柱外形的消谐器。两者只是外形不同,电气性能完全相同。
现在市场上的一次消谐器主要材料为SiC,型号为LXQ、RXQ系列。L代表裸露,XQ代表消谐。裸露的消谐器具有体积小,尤其适合在开关柜中安装。有三代产品LXQⅠ、LXQⅡ、LXQⅢ,其中Ⅰ是第一代,为方柱形。第二代和第三代是中空圆柱形结构。除电气参数不同外。还有就是Ⅱ代6、10kv是通用的,Ⅲ的不通用,针对性更强。

产品选型


根据系统电压分类,LXQ系列一次消谐器系统电压等级分为6kV、10kV、35kV三种;根据设计序号分类,消谐器分为LXQⅠ、LXQⅡ、LXQⅢ型,其中LXQⅠ型为长方形的消谐器,LXQⅡ、LXQⅢ型为圆柱形的消谐器。LXQⅠ、LXQⅡ型消谐器为6kV、10kV系统通用型;LXQⅢ型把6kV系统和10kV系统用的消谐器细分开,针对性更强。
如:LXQ(35KV为35kV系统用、全绝缘、圆柱形一次消谐器。

1、适用于户内及户外,环境温度-40℃~+60℃;

2、额定频率:48Hz~62Hz;

3、海拔高度不大于3000m,地震裂度8度及以下地区;

4、大气中无严重污秽及浸蚀性介质的场所;

5、串接于交流6~35kV非有效接地系统PT一次绕阻中性点与地之间, 在一个系统中接有多台电压互感器时,在每台互感器的三相高压绕阻中性点装一台消谐器, 才能有效地限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振。

接线示意图

1.安装方式:

一次消谐器必须安装在压变中性点与地之间,下端固定接地,上端接中性点,如下图所示。若安装在压变柜内,消谐器与周围接地体的距离建议≥2cm。消谐器上端与压变中性点采用绝缘导线连接。消协器不分正负极,一般垂直安装,也可以水平安装。安装原理图如下:

订货须知
(1) 消谐器在运输、储存、开箱过程中免受冲击、碰撞。安装使用前,应放在清洁干燥的房间内,不要受腐蚀性气体或液体侵蚀。
(2) 在日常运行中,由于单相接地或负载不对称等其它原因造成三相电压不对称,此时消谐器上有一定电压,运行人员勿直接接触。
(3) 消谐器串接于交流6~35kV非有效接地系统PT一次绕组中性点与地之间,在一个系统中接有多台PT时,应每台PT的三相高压绕组中性点装一台消谐器,才能有效地限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振。
(4) 用户不得随意拆开产品。

10KV配电系统的电流互感器2CT、3CT的比较

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10KV配电系统的电流互感器2CT、3CT的比较

摘要:本文简要的分析了10KV民用配电系统中,常用继电保护的必要元器件—

电流互感器数量的选择在单相接地故障的情况,比较了二个和三个电流互感器的继电保护的优缺点,以及关于误动的补充解决方案的探讨。 关键词:继电保护、电流互感器、单相接地故障

我国10KV民用配电系统中,主要采用中性点非直接接地的方式,其中又分中性点不接地方式、经消弧线圈接地方式、经电阻接地方式。均属于小电流接地系统。比较常见的故障主要是单相接地故障。

市场上的配电产品中有二个电流互感器和三个电流互感器两种,而大部分的情况是采用较为经济的做法,只安装二个电流互感器,均安装在A、C两相上。电流互感器主要用来测量电流,由于三相三线供电,只需要测其中两相电流,即可以通过计算矢量和得出另一相的电流。在小电流接地系统中,无论是2CT,还是3CT,从测量和计量两方面来看,均能很好的满足供电要求。实际电网的保护并不是电流决定一切,有时时间/方向更重要,这里不讨论这些方面的问题。

一、电流互感器接线方式

一般线路保护的电流互感器接法为星形接法。

2CT为非全星形接法;3CT为全星形接法。如下图:

2CT 非全星形接法 3CT 全星形接法

非全星形接线方式广泛在中性点不接地的系统中应用。因为在这种系统中,当网路发生一点接地时,还允许继续运行一段时间,如果两条并联线路各有一点发生接地故障,这时故障电流很大,则要求只跳开一条故障线路。

全星形接线方式对各种故障都能起保护作用,当短路电流相同时,对所有故障都同样灵敏,对相间短路动作很可靠,至少有两个继电器动作。因此它主要用于高压大电流接地系统,以及大型发电机、变压器、电动机等作为相间和单相接地的保护。

二、2CT的出发点

对于中性点非直接接地系统,此类系统发生单相接地故障时,故障点的电流比较小,而且三相之间的线电压基本保持对称,对负荷的供电影响不大,在一般情况下允许继续运行1~2小时。当线路发生相间短路故障时,短路电流很大,必须跳掉线路。此时,无论是2CT还是3CT均能很好的跳掉线路。

2CT的做法实际是以尽量保障“中性点非直接接地系统发生单相接地故障时仍可继续运行1~2小时”为基本出发点的。这是采用中性点非直接接地运行的主要优点。

在发生单相接地故障后,其他两相的对地电压要升高√3倍,对设备的绝缘造成了威胁,若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路,弧光放电,引起全系统过电压。因此,在单相接地故障时,一般只要求选择性地发出信号,而不必立即跳闸。但当单相接地对人身和设备的安全有危险时,则应动作于跳闸。 严格地说,在中性点非直接接地系统的放射式的线路上,才更多地采用2CT保护。因为在不同并联支路中发生2点异相接地故障时,为了保障供电可靠性,希望只切除其中的一个故障点。一旦此时采用3CT,那么显然保护都将启动,从而2个故障点均被切除,不能满足继续运行2小时之要求。而采用2CT时,虽然也不是100%的保证只切任一故障点,但它可以有2/3的机会只切除任一线路。剩下1/3的机会依然是把2点故障都切除了。

三、两支路异相接地故障的分析

两支路发生接地故障的情况分同相和异相接地故障。同相的情况实际就是一个系统的单相接地,同样适用上面的出发点。这里针对异相接地情况展开分析。

1、两条并联支路发生异相接地故障(图1)

(图1 两条并联线路各有一点发生异相接地故障)

从图1可以看出,当L1的B相、L2的C相发生接地故障(Db及Dc),对全星形接法两条线路可以同时跳开。而对非全星形接法,只有L2断开、L1不断开。从而能满足中性点不接地系统运行的要求。当并联支路L1、L2分别发生A、C异相2点接地故障时,因为2CT是安装于A、C二相上的,因此这时保护都会动作,同时跳掉支路L1和L2。

两条并联线路两点接地时不完全星形接法的保护动作情况,同时跳掉两条支路的概率是2/6=1/3,剩下的异相2点接地故障占2/3机会,则因与B相(未装CT)有联系,因此B相这一点不会跳掉,可以继续运行一段时间。若为全星形接法时,任何两相接地故障均会跳掉LI和L2线路。

2、两条串联支路发生异相接地故障(图2)

(图2 两条串联线路各有一点发生异相接地故障)

同样可分析如下:

当L3的B相、L2的C相发生接地故障(Db及Dc),对全星形接法(3CT)两条线路都会跳开;而非全星形接法(2CT),只有L2断开L3不断开,能满足中性点不接地系统运行的要求。若并联支路L2、L3分别发生A、C异相2点接地故障时,由于2CT是安装于A、C二相上的,因此这时保护都会动作,同时跳掉支路L2和L3。 两条串联线路两点接地时不完全星形接法的保护动作情况如表2:

 

以上表格依然是正常动作率2/3,误动率1/3。

根据以上分析,全面考虑,可得出一个结论:非全星形接法(2CT),设备较省,更重要的是对中性点不接地系统的某些接地故障只断开一条线路,能满足运行要求,故在工厂供电系统6~35KV网路中普遍使用,但电流互感器必须一致地装设在A、C两相才能达到上述效果。

从表2也可以看到,串联时,L3作为L2的上级电源,当L3发生A相或C相接地,而L2发生B相接地时,通常情况只是想切除离电源比较远的L2线路,B相无电流互感器,切除不了L2,只能跳L3上级电源来切除L1,造成了越级跳闸,扩大了停电范围。为了弥补2CT接法的缺陷,目前采用了零序差动来解决。

四、 1/3误动的解决方案

由于存在1/3的误动率,目前主要采用上下级变电所的零序差动来解决1/3误动问题。零序差动可以更加精确的进行小电流接地选线。

1. 作为首级变电所的总降压变,其中压进线(即变压器——进线柜)多采用裸铜导线或箱型(管型)母线桥,绝少使用电缆。因此该处发生单相接地的故障率较电缆低的多得多,加之经常有人巡视维护,该故障率可忽略不计。首级变仅存在并列支路出现单相接地故障,因此必须选择2CT模式。在每个馈出线加装零序电流互感器。

2. 电缆进线的二级变,则完全存在1/3误动问题。在二级变进线回路加装一个零序CT,该CT与首级变的馈线CT做差动保护,用以准确选线。传统的小电流接地选线的准确率在消弧线圈投入过补偿后,选线的准确率都不高。而零序差动可以更加精确的选线,精确率非常高。这样二级变的进线电缆如果出现单相接地故障,就可以及时被发现。二级变的馈线也加装零序CT,它可以和三级变的进线做零序差动,由于接地选线的精确,基本杜绝1/3的误动问题。

五、 总结

目前,我国10KV~36KV民用配电设备中大量的采用了2CT,这是较为经济合理的做法,能很好的满足测量和计量的要求。而3CT则用在110KV及以上的中性点直接接地的大电流接地系统中。根据接地系统来选择电流互感器的数量,是有很必要的。

参考文献:

Q/GDW 369-2009 《小电流接地系统单相接地故障选线装臵技术规范》

GB50052-95 《供配电设计规范》

GB50062-92 《电力装置的继电保护和自动装臵设计规范》

JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》

高压柜4大发热隐患分析就预防帮您远离高压开关柜爆炸事件

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1、高压开关柜出线室底板发热导致电缆故障

案例:某110kV变电站仅有1台主变压器。某日,报出“35kV母线接地”信号, 检查为A相故障;接着35kV出线PD线和PW线同时由过流I段保护动作跳闸。现场检査设备,发现PD线开关柜后下门冒出黑烟,打开柜门,发现A相电缆终端严重烧损,电缆终端绝缘层几乎被电弧完全烧熔,露出电缆内部导体(见图1)。经用户查线,PW线C相发生接地故障。

专业人员检査PD线开关柜内设备,除看到A相电缆终端严重烧损以外,其余无异常。柜内无弧光短路迹象,电缆终端线夹无烧熔现象。

 

图1  PD线开关柜A相电缆终端烧损情况
 

在开关柜下面的电缆隧道内,PD线A相电缆穿板处,检查发现有电弧烧穿的孔洞(见图2)。发现PD线开关柜出线室底板是铁板,PD线电缆分相穿过电缆孔,柜底两块铁板之间没有缝隙,相互重叠压在一起,形成了闭合磁路(在A相电缆一侧)。A相电缆终端流过大负荷电流时,形成闭合磁路的铁板上有感应电流,产生热量对电缆终端的外绝缘构成严重威胁。

图2  PD线A相电缆穿板处的铁板上有电弧烧穿的孔洞
 

依据以上现象分析,PD线A相电缆终端,在穿板处受热损伤,形成绝缘薄弱点,逐步发展到铁板穿孔部位的绝缘被烧穿,A相电缆终端对柜底铁板电弧放电,形成单相接地故障。发生故障时,由于系统B、C相对地电压升高, PW线C相绝缘薄弱点击穿而形成不同线路两点接地短路,两条线路保护装置同时动作跳闸。

PD线A相电缆的绝缘薄弱点,可能是电缆敷设时的施工质量或维护质量问题。

预防措施
(1)规范电缆终端制作工艺,提高电缆终端制作质量,杜绝“野蛮施工”。电缆分相穿过底板的敷设方式,开关柜出线室底部铁板不允许形成闭合磁路。
(2)开关柜出线室底板应采用非导磁材料制作。
(3)开关柜出线室的底板采用铁板时,铁板必须固定安装,防止所留缝隙因变位形成闭合磁路。
 
2、10kV高压开关柜手车动、静触头接触不良发热

案例:某日,晴,环境温度25℃。某110kV变电站10kV开关柜进行红外测温时,发现10kV甲开关柜前门处温度达34.5℃(见图3),当时负荷电流350A。而乙开关柜在负荷电流330A的情况下,同一部位温度为28.4℃(见图4), 两开关柜前门温度相差6.1℃。

图3 甲开关柜前门红外测温图谱
 
图4 乙开关柜前门红外测温图谱
 
随后多次追踪测温,发现甲开关柜温度持续升高,且比其他开关柜温度偏高。2年后某日,晴,环境温度30℃,负荷电流360A;检测该开关柜前门处温度最高为55℃(见图5)。将该开关柜后柜门拆掉进行测温,发现手车母线侧静触头盒温度最高为69.1℃(见图6)。由此怀疑手车动、静触头可能接触不良。
图5 甲开关柜前门红外测温图谱
 
图6  乙关柜母线侧静触头盒红外测温图谱
 
将手车拉至开关柜外检查,发现手车上、下动触头臂绝缘筒烧损变形,动触头基座复合材料已受热损坏(见图7)。
图7手车幵关受损情况
 
经母线停电检查,发现故障原因是静触头座与母线连接固定螺栓松动,造成接触不良导致发热。故障部位首先起于静触头座与母线排连接处,受热传导作用,造成动触头烧损。动触头上的压紧弹簧受热后逐步退火,紧固力下降,接触电阻进一步增大,触指局部烧熔。过热的静触头如图8所示。
图8过热的静触头
 
发热缺陷应有一个逐步发展的过程。长期的大电流作用,使原本较轻微的发热逐步发展,使接触电阻逐渐增大,形成恶性循环;如不能及时发现,将造成严重的设备事故。
预防措施
(1)坚持定期对开关柜内主导流接触部位进行红外测温。
(2)断路器手车拉出柜外检修时,应更换老化、疲劳的压紧弹簧和锈蚀的螺栓,并采取防锈措施。
(3)规范设备安装调试工艺,保障手车动、静触头接触行程符合标准。设备安装调试时,必须测量动、静触头接触行程。
(4)安装调试和检修时,应测量手车动、静触头接触电阻符合规定。
(5)利用母线停电机会,检查各手车动、静触头接触行程,检查静触头座连接螺栓压紧有无松动,及时发现并消除隐患。
(6)开展开关柜运行温度检测,对温度异常的开关柜强化监测、分析和处理,防止导电回路过热引发的柜内短路故障。
(7)开关柜内有很多有机绝缘部件,受热后绝缘性能会不可逆的逐步丧失,可能引起火灾。因此,其主导流接触部位的最髙允许温度、发热缺陷定性方面的规定,应与裸露的金属导体的接触部位最高允许温度、发热缺陷定性规定有区别。建议开关柜内主导流接触部位的最高允许温度值、发热缺陷定性温度值降低10℃。
(8)制造厂应严格把好产品质量关,规范装配工艺,特别要提高厂内装配质量。所有螺栓的紧固力矩,应作出明确规定并达到要求。
 
3、高压开关柜内母线排与手车触头座接触部位发热

案例:某日,晴,高压室内环境温度10℃。某110kV变电站对10kV开关柜进行红外测温时,发现10kV 1号主进线柜后门处温度达34.8℃(见图9),比其他开关柜柜体表面温度髙出14.8℃,比环境温度高24.8℃;1号主进线柜前门处温度达27.0℃(见10),比其他开关柜柜体表面温度高出6.0℃,比环境温度高17.0℃。由此分析1号主进线柜内有发热缺陷,具体发热部位需要进一步查证。测温时,10kV 1主进线柜负荷电流1152A。

图9  10kV 1号主进线柜后门处红外测温图谱
 
图10 10kV 1号主进线柜前门处红外测温图谱
 
接着测量10kV 1号主进线封闭母线桥(开关柜端)表面温度达31.0℃(见图11),比其他开关柜柜体表面温度高出与该开关柜后门处温度相比低3.8℃,说明发热点不在封闭母线桥,可能在开关柜内手车动、静触头及其母线排连接部位。
3日后,10kV 1号主进线柜停电检查。将手车拉出柜外,立即对手车进行红外测温(余温),手车B相动触头整体温度42.7℃(余温)(见图12),B相动触头前部温度为46℃(余温)(见图13),手车母线侧静触头温度为48.5℃(余温)(见图14),开关柜后的穿板套管处温度39.2℃(余温)(见图15),在开关柜内后部的手车母线侧静触头盒附近的母线排温度64.6℃(余温)(见图16)。由此证明手车动、静触头接触部位不是发热点,开关柜后的穿板套管处也不是发热点;1号主进线柜手车母线侧静触头座与母线排连接触部位是发热点。
图11 10kV 1号进线封闭母线桥表面发热红外测温图谱
 
图13 1号主进线柜手车B相动触头前部红外测温图谱
 
图14 1号主进线柜手车母线侧静触头红外测温图谱
 
图15 1号主进线柜后的穿板套管红外测温图谱
 
图16 1号主进线柜后部的静触头盒附近的母线排红外测温图谱
 
通过分析红外测温图谱,可以清晰地看到10kV 1号主进线柜体后部发热。停电检查时,发现主变压器10kV 1号主进开关柜后门内B相母线排绝缘热缩管因受热烧开裂纹、变黑,母线排与手车母线侧静触头座连接处螺栓松动,接触不良,导致运行中发热。
预防措施
(1)修改有关检修维护规程,规范、完善设备检修维护作业指导书,防止必要的作业流程被遗漏。
(2)规范设备小修项目工艺,规定主导流部位螺栓紧固力矩。
(3)除运维人员正常按周期对设备进行红外测温以外,在大负荷情况下应进行有重点的测温,检修人员应进行专业化的测温。
(4)开关柜内铝母线排更换为铜母线排。
(5) 高压开关柜运行中,使用红外热成像仪测温,只能对柜体外部检测,很难直接发现发热点,需要进行对比分析。对开关柜各部位检测后,再与环境温度对比,高出环 境温度较多,证明柜内有发热点。相同环境温度下,负荷电流相差不大的各开关柜表面温度,若相差较多,温度高的开关柜内部有发热点。对于有发热现象的开关 柜,可以在加强安全监护的情况下,打开柜门进行测温,检查具体的发热点。设备停电操作后,立即测量各部位的余温,也是检查具体发热点的方法。
 
4、10kV手车动触头压紧弹簧损坏引起接触部位发热

案例:某日,晴,高压室内环境温度14℃。某110kV变电站对10kV开关柜进行红外测温时,发现10kV 1号主进线柜后门处温度达27.8℃,比环境温度高 13.8℃;1号主进线柜前门处温度达26.0℃,比环境温度高12.0℃。由此分析1 号主进线柜内有发热缺陷,具体发热部位需要进一步查证。测温 时,10kV 1号主进线柜负荷电流1252A。

经专业人员检查,判定开关柜母线室、后下柜没有发热情况,手车A、B相母线侧动、静触头和A相下动、静触头接触部位发热。开关柜停电检查,将手车拉出柜外,发现手车A相母线侧(上部)动触头端部缺少1根压紧弹簧,手车A相下动触头和B相母线侧动触头导电杆绝缘护筒侧各缺少1根压紧弹簧(见图17)。检查手车静触头情况时,发现相应的静触头盒内遗留有脱落的压紧弹簧(见图18)。
图17 手车动触头缺失压紧弹簧情况图
 
图18 遗留在静触头盒内的压紧弹簧
 
检查静触头盒内脱落的压紧弹簧,发现弹簧有断裂痕迹但没有烧蚀情况。更换压紧弹簧,消除缺陷,10kV 1号主进线柜恢复运行正常。
此后,利用停电机会进行隐患排查,共发现该变电站先后有7个10kV出线开关柜手车动触头压紧弹簧出现上述断裂隐患(见图19),由此判定属于家族性缺陷。
同一变电站、同一型号开关柜出现相同的设备隐患,应该是压紧弹簧质量问题。由于手车在上次推入运行位置操作后,动触头压紧弹簧断裂,紧固力下降,触指与静触头的接触压力下降,接触电阻进一步增大,接触部位发热。手车A相下动触头和B相母线侧动触头导电杆绝缘护筒侧压紧弹簧断裂,使动触头与手车导电杆之间发热。手车动触头压紧弹簧断裂,可能造成10kV母线接地、弧光短路,也可能因手车动、静触头放电拉弧而造成母线短路事故。该变电站10kV开关柜内多次发生压紧弹簧断裂,均未造成事故,很值得庆幸。
图19  断裂的手车动触头压紧弹簧
 
预防措施
(1)坚持定期对开关柜内主导流接触部位进行红外测温。
(1)断路器手车拉出柜外检修时,应更换老化、疲劳的压紧弹簧。
(3)设备停电检修时,认真检查手车动触头装配有无缺陷,检查手车动触头压紧弹簧有无变形、变色和松脱,检查有无受热退火隐患。
(4)对同批次、同型号开关柜进行排查,消除同类隐患。
(5)制造厂应严格把好产品质量关,规范装配工艺,提高压紧弹簧的制造质量,特别要提高厂内装配质量。设备质量验收时,严格检查手车操作的灵活性、准确性,防止动、静触头接触位置偏差,导致手车操作中压紧弹簧受机械损伤。

图文解读电气控制柜二次回路布线工艺

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二次回路是任何电气设备必不可少的重要组成部分,二次回路的电气性能好坏直接影响到整台电气设备的性能和可靠性、安全性。同时,其二次元件的装配、标号,导线的选择、敷设以及排列组合等项目,构成二次回路布线工艺的重要内容。
 
二次布线工艺水平的高低将对产品质量产生直接的影响。过去企业只注重产品的结构性设计及电气性能的改进,而忽视了二次布线工作,造成了二次回路布线工艺落后,方法陈旧。在新的形势下,原来的二次布线工艺已远不能适应新产品开发以及市场发展的需要。
因此,采用新工艺、新技术,使用合适的新型电气附件等,已成为十分迫切的问题。
基本要求
 
1、按图施工、连线正确。
 
2、二次线的连接(包括螺栓连接、插接、焊接等)均应牢固可靠,线束应横平 竖直,配置坚牢,层次分明,整齐美观。
 
3、采用线束布线时固定线束应横平竖直布置并应捆扎和固定,捆扎间距不宜大于100mm,水平线束固定间距不宜大于300mm,垂直线束固定间距不宜大于400mm。
 
4、同一列器件的线号读向尽量保持一致。惯例为从左到右,从下到上,从内到外。
 
5、二次线截面积要求:
单股导线 不小于1.5mm2,
多股导线 不小于1.0mm2,
弱电回路 不小于0.5mm2,
电流回路 不小于2.5mm2,
保护接地线 不小于2.5mm2;
 
6、所有二次回路连接导线中间不应有接头,连接头只能位于器件的接线端子或接线端子排上。
 
7、每个电器元件的接点最多允许接2根线。每个端子的接线点一般不宜接二根导线,特殊情况时如果必须接两根导线,则连接必须可靠。
 
8、二次线应远离飞弧元件(指断路器、接触器等元件),并不得防碍电器的操作 。
 
9、电流表与分流器的连线之间不得经过端子,其线长不得超过3米。
 
10、电流回路宜经过试验端子(作用可以不拆线直接测电流)接至测量仪表。
 
11、多股导线端部应加冷压端头接线。弱电回路中截面面积小于1mm2的单股导线应采用锡焊或其它合适的方式接线。
 
12、二次线不得从母线相间穿过。
 
13、回拉式弹簧端子的联接:
1)硬导线的剥线长度:10 mm左右
2)软导线应套上线鼻子压紧后后再插到端子,注意铜线芯不要露出线鼻子且要压实。
 
3)合格压接。
 
4)不合格
 
5)导线插入端子中,直到感觉到导线已插到底部,上部不能露铜。
 
14、屏蔽电缆的连接:
1)拧紧屏蔽线至约15 mm 长为上;
2)用线鼻子把导线与屏蔽压在一起;
3)压过的线回折在绝缘导线外层上;
4)屏蔽线采用单端接地。
 
15、用热缩管固定导线连接的部分。

电工常用计算公式(口诀)

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低压验电笔是电工常用的一种辅助安全用具。用于检查500V以下导体或各种用电设备的外壳是否带电。一支普通的低压验电笔,可随身携带,只要掌握验电笔的原理,结合熟知的电工原理,灵活运用技巧很多。
(1)判断交流电与直流电口诀
电笔判断交直流,交流明亮直流暗,
交流氖管通身亮,直流氖管亮一端。
说明:
首先告知读者一点,使用低压验电笔之前,必须在已确认的带电体上验测;在未确认验电笔正常之前,不得使用。判别交、直流电时,最好在“两电”之间作比较,这样就很明显。测交流电时氖管两端同时发亮,测直流电时氖管里只有一端极发亮。
(2)判断直流电正负极口诀:
电笔判断正负极,观察氖管要心细,
前端明亮是负极,后端明亮为正极。
说明:
氖管的前端指验电笔笔尖一端,氖管后端指手握的一端,前端明亮为负极,反之为正极。测试时要注意:电源电压为110V及以上;若人与大地绝缘,一只手摸电源任一极,另一只手持测民笔,电笔金属头触及被测电源另一极,氖管前端极发亮,所测触的电源是负极;若是氖管的后端极发亮,所测触的电源是正极,这是根据直流单向流动和电子由负极向正极流动的原理。
(3)判断直流电源有无接地,正负极接地的区别口诀
变电所直流系数,电笔触及不发亮;
若亮靠近笔尖端,正极有接地故障;
若亮靠近手指端,接地故障在负极。
说明:
发电厂和变电所的直流系数,是对地绝缘的,人站在地上,用验电笔去触及正极或负极,氖管是不应当发亮的,如果发亮,则说明直流系统有接地现象;如果发亮在靠近笔尖的一端,则是正极接地;如果发亮在靠近手指的一端,则是负极接地。
(4)判断同相与异相口诀
判断两线相同异,两手各持一支笔,
两脚与地相绝缘,两笔各触一要线,
用眼观看一支笔,不亮同相亮为异。
说明:
此项测试时,切记两脚与地必须绝缘。因为我国大部分是380/220V供电,且变压器普遍采用中性点直接接地,所以做测试时,人体与大地之间一定要绝缘,避免构成回路,以免误判断;测试时,两笔亮与不亮显示一样,故只看一支则可。
(5)判断380/220V三相三线制供电线路相线接地故障口诀
星形接法三相线,电笔触及两根亮,
剩余一根亮度弱,该相导线已接地;
若是几乎不见亮  ,金属接地的故障。
说明:
电力变压器的二次侧一般都接成Y形,在中性点不接地的三相三线制系统中,用验电笔触及三根相线时,有两根比通常稍亮,而另一根上的亮度要弱一些,则表示这根亮度弱的相线有接地现象,但还不太严重;如果两根很亮,而剩余一根几乎看不见亮,则是这根相线有金属接地故障。