供配电实习 精品Word文件下载.docx
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2.锻炼与提高实践动手能力与自学能力;
3.了解常用高低压电器及成套开关柜的生产工艺过程及其新产品、新工艺,拓宽知识面。
二、实习要求
(一)知识
1.熟悉常用高低压开关柜的结构、性能特点;
2.了解成套设备元器件的装配、调试过程及要求。
(二)技能
1.能熟练阅读二次接线的安装图,掌握二次接线的安装、调试工艺;
2.能正确选用高低压电器及成套开关柜。
(三)能力
1.能独立完成一般开关柜二次安装图的设计与配线工作;
2.具备组织高低压电器及成套开关柜的订货、安装、调试及验收的初步能力。
三、实习内容与日程安排
1.实习内容及地点
①高低压电器及成套开关柜的生产工艺、变电站电气安装认识实习,地点校外电气设备生产厂家、变电站;
②成套设备电气安装工艺操作实习,地点校内教学实验中心四楼供配电实习室。
2.实习日程安排(见下表)
校内外电气生产安装认识实习1周、校内电气安装工艺操作实习1周。
共2周。
表1实习日程总体安排
班级日期
6.3~6.9
6.10~6.16
6.17~6.23
6.24~6.26
电气1001
供配电工程
课程设计
校外电气生产安装
认识实习
校内电气安装
工艺实习
电气1002
校内电气安装
表2校内电气安装工艺实习日程具体安排(1周)
时间
地点
实习内容
第一天
上午
四楼供配电实习室
布置实习任务,熟悉开关柜及各电器元件结构性能
断路器控制二次接线图设计与安装工艺讲座
下午
整理断路器控制箱,熟悉断路器控制二次原理图。
第二天
校外认识实习(时间根据联系情况安排)
完成展开式原理图、屏面布置图、屏背面二次接线图、端子接线图的绘制。
第三天
全天
验收二次接线安装图,领实习工具、材料,断路器控制箱二次接线。
第四天
断路器控制箱二次接线。
断路器控制箱二次接线。
通电调试验收。
第五天
撰写实习报告
注:
校外认识实习日程安排根据联系情况另行通知。
四、实习考核
按实习期间表现、实习考核和实习报告综合评分,成绩为五级分制。
五、实习指导教师
翁双安李新兵于照蒋步军
高低压电器的制造与应用
1高低压电器的结构与生产工艺过程
1)高低压电器
1、开关电器:
断路器:
高压断路器的主要结构大体分为:
导流部分,灭弧部分,绝缘部分,操作机构部分。
高压开关的主要类型按灭弧介质分为:
油断路器,空气断路器,真空断路器,六氟化硫断路器,固体产气断路器,磁吹断路器。
按操作性质可分为:
电动机构,气动机构,液压机构,弹簧储能机构,手动机构。
(1)油断路器。
利用变压器油作为灭弧介质,分多油和少油两种类型。
(2)六氟化硫断路器。
采用惰性气体六氟化硫来灭弧,并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘。
(3)真空断路器。
触头密封在高真空的灭弧室内,利用真空的高绝缘性能来灭弧。
(4)空气断路器。
利用高速流动的压缩空气来灭弧。
(5)固体产气断路器。
利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出来的气体来灭弧。
(6)磁吹断路器。
断路时,利用本身流过的大电流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸人磁性灭弧室内冷却熄灭
下图为断路器:
熔断器
在3~66kV的电站和变电所常用的高压熔断器有两大类:
一类是户内高压限流熔断器,额定电压等级分3、6、10、20、35、66kV,常用的型号有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型,主要用于保护电力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路;
RN2和RN4型额定电流均为0.5~10A,为保护电压互感器的专用熔断器。
另一类是户外高压喷射式熔断器,此类熔断器在熔体熔断产生电弧时,电弧烧损反白纸产气吹拉长电弧,弧感抗改变相位,正好电流过零时产生零休,才能开断电路,限流作用不明显。
常用的为跌落式熔断器,型号有RW3、RW4、RW7、RW9、RW10、RW11、RW12、RW13和PRW系列型等,其作用除与RN1型相同外,在一定条件下还可以分断和关合空载架空线路、空载变压器和小负荷电流。
户外瓷套式限流熔断器RW10-35/0.5~50-2000MVA型中RW10-35/0.5~1-2000MVA为保护35kV电压互感器专用的户外产品。
所以根据熔断器的型式和不同的保护对象来选择。
下图为熔断器:
负荷开关
1.固体产气式:
借电弧的能量使固体产气材料分解,产生高压气体;
2.压气式:
借活塞在开断过程中的运动去压缩气体,形成高压气体吹灭电弧;
3.油浸式:
借电弧自身的能量来使油分解汽化,以冷却和熄灭电弧;
(以基本趋于淘汰。
)
4.SF6式:
以SF6气体作为灭弧介质,能开断较大的电流35kv及以上;
5.真空式:
真空中灭弧,寿命长,220kv以下高压线路
下图为负荷开关:
④隔离开关
(1)户内式(GN型)、户外式(GW)(绝缘要求较高,机械强度较高,破冰作用。
(2)一般用、快速型、变压器中性点接地用隔离开关之分。
(3)水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式。
(4)手动、电动、气动操作。
下图为隔离开关:
⑤接地开关
接地开关是装设在降压变压器的高压侧、供人为制造接地短路的一种高压开关电器。
是供短路电流较小的支路及终端变电所变压器内部故障保护用的,不设灭弧装置。
接地开关按结构可分为敞开式和封闭式。
敞开式:
其导电部件敞露于大气,断口距离大、合闸时间长;
封闭式:
其导电部件被封装于充有油或SF6气体的箱体内,断口距离小、合闸时间快。
接地开关按其极数可分为:
单极、二极和三极。
下图为接地开关:
2、测量电路:
电压互感器、电流互感器
电压互感器
电力系统中的电压及电流,数值相差范围极大。
为了减少测量仪表的规格,简化其生产过程,保证测量人员的安全操作,对于高电压、大电流均采用互感器降压、变流后在进行测量。
同时互感器也可以作为继电保护和信号装置的电源,以使控制和保护装置与高压回路隔开。
高压互感器包含电压互感器和电流互感器两大类:
前者将交流高电压变换为低电压以供测量和继电保护用;
后者则将交流大电流变换为小电流以供测量和继电保护用。
下图为电压互感器:
电流互感器
电流互感器与电压互感器相似,其特点:
绕组匝数很少,特别是一次绕组仅有一至数匝,有时甚至将母线穿入互感器作为一匝的一次绕组。
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊,从几安到几万安都有。
为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
对于指针式的电流表,电流互感器的二次电流大多数是安培级的。
对于数字化仪表,采样的信号一般为毫安级。
微型电流互感器二次电流为毫安级,主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。
微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。
(“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器,一般用于扩大仪表量程。
电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。
电流互感器接被测电流的绕组(匝数为N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);
接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。
电流互感器)的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。
如变比为400/5的电流互感器,可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。
下图为电流互感器:
3、限流和限压电器:
电抗器、避雷器
电抗器
电抗器是个电感值小、且不随所通过电流而改变的空心线圈。
它通常设在出线端与母线以及母线与母线之间,以限制短路电流并防止母线电压于发生短路故障时过份降低。
空心电抗器过去一般采用混凝土结构。
当线圈在金属模具中绕毕后,即以混凝土将它浇装成一个坚牢的整体。
待混凝土硬化后,卸除模具,并作修整、养生、下操、防潮及绝缘处理。
它具有结构简单、成本低、运行可靠等特点。
由于新材料及新工艺的出现和发展,目前已研制出了干式空芯电抗器。
它以铜、铝导线为导体,以聚脂薄膜作为匝间绝缘,以浸渍环氧树脂的玻璃丝纤维包扎高温封固。
体积小、重量轻、成本低,具有较高的机械强度及绝缘强度,提高了寿命和可靠性。
正在取代水泥空心电抗器和油浸铁心电抗器。
下图为电抗器:
避雷器
避雷器是变电站被保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。
当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时,避雷器首先放电,并将雷电流经过良导体安全的引入大地,利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下,使电气设备受到保护。
避雷器按其发展的先后可分为:
保护间隙——是最简单形式的避雷器;
管型避雷器——也是一个保护间隙,但它能在放电后自行灭弧;
阀型避雷器——是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙,同时增加了非线性电阻,提高了保护性能;
磁吹避雷器——利用了磁吹式火花间隙,提高了灭弧能力,同时还具有限制内部过电压能力;
氧化锌避雷器——利用了氧化锌阀片理想的伏安特性(非线性极高,即在大电流时呈低电阻特性,限制了避雷器上的电压,在正常工频电压下呈高电阻特性),具有无间隙、无续流残压低等优点,也能限制内部过电压,被广泛使用。
下图为避雷器:
2)高低压组合电器
1、负荷开关—限流熔断器组合电器
负荷开关与限流熔断器串联组合成一体的负荷开关一般称为组合式负荷开关,在国家标淮中称为负荷开关—熔断器组合电器。
熔断器可以装在负荷开关的电源侧,也可以装在负荷开关的受电侧。
当不需要经常更换熔断器时,宜采用前一种布置、这样可以用熔断器保护负荷开关本身引起的短路事故。
反之,则宜采用后一种布置,以便利用负荷开关兼作隔离开关的功能,用它来隔离加在限流熔断器上的电压。
高压负荷开关—熔断器组合由熔断器来承担过载电流和短路电流的开断;
由高压负荷开关来承担正常工作电流和较小的过载电流(此过载电流对高压负荷开关来说仍在高压负荷开关额定开断电流的范围内)的关合和开断,带由过流继电器脱扣装置的组合电器由过流继电器脱扣装置控制负荷开关来开断较小的过载电流。
高压负荷开关还要承担“转移电流”的开断。
转移电流是在第一相熔断器熔断后发生的。
负荷开关—熔断器组合电器在工作性能上虽可代替断路器,但由于限流熔断器为一次性动作使用的电器,所以只能用在不经常出现短路事故和不十分重要的场合。
然而,负荷开关熔断器组合电器的价格比断路器低得多。
且具有显著限流作用的独特优点,这样可以在短路事故时大大减低电网动稳定性和热稳定性要求,从而可有效地减少设备的投资费用,在三相环网供电单元中和箱式变电站组成的开关柜中,多数采用了这种组合电器来代替传统的断路器。
2、下图为负荷开关—限流熔断器组合电器:
2、环网供电单元
新一代环网供电单元由SF6绝缘。
由三个间隔组成:
两个环网进出间隔和一个变压器回路间隔
3、箱式变电站
箱式变电站就是一种把高压开关设备,配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排步成一体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。
适用于城网建设和改造,具有成套性强、体积小、占地少、深入负荷中心、选址灵活、对环境适应性强,安装使用方便,运行可靠等优点。
箱式变电站的三个主要部分—高压开关设备,变压器及低压配电装置的布置方式。
总体布置是指箱式站的三个主要部分—高压开关设备,变压器及低压配电装置的布置方式。
一般两种布置方式:
(1)“目”字形接线方便
(2)“品”字形接线紧凑
4、GIS(SF6全封闭式组合电器)
GIS将断路器,隔离开关,接地开关,电流互感器,电压互感器,避雷器等封闭在接地的金属壳体内,充以SF6气体。
既封闭又组合,占地面积少,占用空间少,不受外界条件的影响,不产生噪音和无线电干扰运行安全可靠且维护工作量少。
3)高压成套电器
制造厂家根据电气主接线的技术要求和控制对象及主要电气元件的特点,将高压电器、测量仪表、保护装置及辅助设备,按照一定的接线方式装配组合在一起形成成套配电装置。
又称为高压开关柜。
按柜体结构分:
开启式和封闭式。
按断路器的安装方式分为固定式和手车式。
高压断路器的置放有两种型式:
落地式:
断路器手车本身落地,推入柜内。
如KYN1-10型和JYN2-10型。
中置式:
手车装于柜子中部,如KYN1B-10型中置柜。
手车的装卸需要装卸车。
目前中置式开关柜越来越多。
4)高低压电器的生产工艺过程
1、产品工艺工作程序
2、装配工艺流程:
高压开关设备的生产,尤其是超高压、特高压一般都是单件小批量生产,其装配方式也大都是采用固定式装配方式,装配工艺流程也因此有所不同。
对总体装配出厂试验,其装配工艺流程为:
零部件清洗---分装配---单元装配---总装配---出厂试验---检漏---解体---包装。
对单元装配出厂,其装配工艺流程为:
零部件清洗---分装配---单元装配---出厂试验---检漏---包装。
3、气体检漏与水份测试:
高纯氮水分处理程序如下:
抽真空40Pa---停滞20min---抽真空40Pa---立即充入高纯氮至额定压力(氮气水分低于3PPm体积比)---试验后放掉(GIS根据经停滞6~24H检氨气水份,如不合格重复以上程序)---抽真空至4OPa并延续20min---立即充入SF6气体至额定压力---停滞24H---测水份(如不合格重复以上程序)。
装填吸附剂干燥法的水分处理程序如下:
将吸附剂即F-03-H分子筛进行活化处理(加热至20O~300度,保温不小于4H)---出烘箱后立即(5min内)装入产品---立即抽真空4H(以上程序反复2~3次)---冲入高纯氮气或SF6气体---测水份。
4、板金焊接工艺:
GIS壳体制造技术:
壳体是GIS的主要零部件,在GIS设备中,导电体通过绝缘支撑均匀地装配于壳体内,壳体之间各零部件通过密封法兰可靠地连接成一体,壳体内充有压力0.4~0.6MPa的SF6气体,年漏气率小于1%,属于金属低压压力容器(压力1.6MPa以下为低压、1.6~10MPa为中压、10~100MPa为高压、100MPa以上为超高压)。
自引进日本东芝公司SF6GIS生产技术以来,经近年的技术改造,冷作厂已具备5000件的年生产能力。
壳体主要由筒体、支管筒体焊装、法兰等组戍,并经板金加工和组焊完成,具体制造工艺为:
筒体加工:
筒体加工主要包括成型和焊接两大工艺,材料主要有Q235~A和LF2M两种。
成型加工工艺流程:
剪板---刨直缝坡口---(冲孔)---压槽头---卷筒---直缝焊接---割孔---拉孔---镗加工筒体两端坡口---焊接两端大法兰---镗加工筒体两端翻边坡口。
箱体制造:
开关设备中的箱体主要有:
汇控柜箱体、液压和电动机构箱体。
机构箱体加工工艺为:
剪板---切口---加工---折弯---焊接---再加工---表面处理。
箱体孔系由普通钻床成铣床加工,焊接工艺为手工焊接。
5、漆工艺
涂漆前处理
涂漆前处理根据零件材质不同其漆前处理工艺不同,主要包括:
黑色金属、镀锌件、黑色铸件、有色金属、焊簿件、筒体类零部件的漆前处理。
漆前处理工艺:
酸洗——用于黑色金属涂漆前或磷化前的处理。
酸洗材料:
硫酸、盐酸、去油液。
去油槽、冷水槽、酸洗槽、热水槽(长×
宽×
高)3600×
1600×
1500。
工艺过程:
去油→冷水洗→酸洗→冷水洗→热水干燥
带有氧化皮的零件磷化工艺过程:
盐酸酸洗→冷水洗→80℃热水洗→磷化→热水洗→皂化→热水洗→成品检查→烘干或压缩空气吹干→浸油、空油(单独防腐时进行)。
经抛丸、喷砂防锈的零件磷化工艺过程:
80℃左右热水洗→磷化→热水洗→皂化→热水洗→成品检查→烘干或压缩空气吹干→浸油、空油(单独防腐时进行)。
涂漆
涂漆根据产品使用环境及零部件类型分为:
普通产品涂漆、湿热带或出口产品涂漆、筒体类零部件涂漆、机构箱涂漆、密封面涂漆、黑色铸件和焊接件涂漆、镀锌件和有色金属涂漆、产品总装或分装后涂漆等。
普通产品涂漆一般采用一底两面的涂漆层次,湿热带或出口产品一般采用二底两面的涂漆层次。
工艺过程如下:
前处理→涂磷化底漆(或磷化)→一遍底漆→干燥→砂纸打磨→一边面漆→(普温产品涂漆无二遍底漆、干燥、砂纸打磨工序)→干燥→砂纸打磨→一边面漆→砂纸打磨→二遍面漆→干燥→检查
2高低压电器在供配电工程中的应用
断路器的作用在于在电力系统的正常运行工作条件下和故障条件下接通与开断电路。
熔断器的用途是对线路及其中的设备提供过载和短路保护。
隔离开关用于母线与其他高压电器之间建立必要的绝缘间隙。
以保障维修时的安全。
避雷器的用途是为高压线路提供过电压保护。
电抗器用于限制短路电流以减轻断路器等的工作并在出现短路故障时使母线电压能维持一定的水平。
电压和电流互感器将高压侧的电压和电流变换为与它们成正比的低压和小电流便于安全测量。
并为继电保护装置和自动控制线路提供信号。
低压断路器是一种多功能的保护电器当线路出现过载、短路、失压或欠压故障时能自动切断故障线路。
接触器用于正常工作条件下频繁的接通或分断线路但不能分断短路电流。
低压熔断器主要起过载及短路保护作用刀开关用于维修线路时隔离电源用以保证维修时非故障线路的安全运行。
热继电器主要用于电动机的过载保护。
电气盘、柜二次回路接线安装
1实习配电屏二次接线原理
1.1二次接线的概念
二次接线图是表示二次设备连接的电气接线图,通常分为“原理接线图”和“安装接线图”。
二次接线图包括:
归总式原理图、展开式原理图、安装接线图。
原理接线图是用来表示继电保护、监视测量和自动控制等二次设备或系统的工作原理,它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。
图1所示为6kV~10kV线路保护原理接线图,途中每个元器件以整体形式绘出,它对整个装置的构成有一个明确的概念,便于掌控其互相关系和工作原理。
其优点是较为直观;
缺点是当元器件较多时电路的交叉多,交、直流回路、控制与信号回路均混合在一起,清晰度差。
图16kV~10kV线路保护原理接线图
原理接线图通常又分为“归总式原理接线图”和“展开式原理接线图”。
1)归总式原理接线图:
简称原理图,它以整体的形式表示各二次设备之间的电气联接,一般与一次回路的有关部分画在一起,设备的接点与线圈是集中画在一起的,能综合出交流电压、电流回路和直流回路间的联系,使读图者对二次回路的构成及动作过程有一个明确的整体概念。
归总式原理图有两个特点:
(1)二次设备(仪表、继电器、控制开关等)以整体的形式画出。
(2)二次接线的交流电流回路、交流电压回路、直流回路和一次回路的有关部分画在一起。
归总式原理图的优点是:
整体观念清楚明确,表示和叙述电气联系和动作原理方便。
常用于继电保护和自动装置的原理分析和二次回路的初步设计。
归总式原理图的缺点是:
元件和连线较多时,线条相互交叉,显得凌乱;
同时,标记不全,有些细节在图上没有表示出来,因而不能用于施工、安装和运行。
图2表示了10千伏线路保护和测量的归总式原理图。
当线路上发生相间短路时,短路电流流过1TAa或1TAc,使过电流保护起动:
电源“+”→1KA(或2KA)常开接点→KT线圈→电源“—”;
电源“+”→KT延时闭合的常开接点→KS线圈→XB→QF辅助接点→Yoff线圈→电源“—”,使断路器QF跳闸。
(注:
常开触点又称动合触点,常闭触点又称动断触点)。
图210kV线路保护测量归总式原理图
2)展开式原理接线图:
以分散的形式表示二次设备之间的连接。
展开图中二次设备的接点与线圈分散布置,交流电压、交流电流、直流回路分别绘制。
这种绘制方式容易跟踪回路的动作顺序,便于二次回路的设计,也容易在读图时发现回路中的错误。
展开式原理图的规则和特点如下:
(1)二次设备按统一规定的图形符号和文字符号画出。
(2)按供给二次设备的各个独立电源划分回路,各回路在图上分开表示。
各种回路说明如下:
交流回路:
分为
交流电流回路(保护、测量、自动装置等)
交流电压回路(保护、测量、自动装置、同期等)
直流电路:
操作回路(断路器、隔离开关、灭磁开关、机组及其辅助设备、闸门等)
信号回路(位置、事故、预告、指挥信号等)
保护回路(发电机、变压器、线路、母线、电动机保护等)
(3)继电器和接触器的线圈和触点、仪表的电流和电压线圈、控制开关的各对触点、断路器和隔离开关的各个辅助触点,都分开画在所属的回路中,但同一设备的文字符号必须相同。
(4)二次设备的连接次序从左到右,动作顺序从上到下,接线图的右侧有相应的文字说明。
(5)开关电器的触点采用开关断开时的状态,继电器的接点采用线圈不通电时的状态。
(6)二次设备之间的连接按等电位原则和规定的数字进行标号。
(7)继电器的线圈和触点不在同一张图上时,要注明引来或引出处。
安装接线图:
包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图等。
屏面布置图:
表示二次设备在屏面(及屏
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