北京地鐵供電第八項(xiàng)目部電力供電系統(tǒng)

1、北京地鐵供電第八項(xiàng)目部電力供電系統(tǒng)引言本文介紹的是八號(hào)線一期設(shè)備及二期設(shè)備概況，實(shí)習(xí)目的：掌握實(shí)習(xí)中的基本理論知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本技能和專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。實(shí)習(xí)時(shí)間：一年；實(shí)習(xí)地點(diǎn)：北京地鐵供電第八項(xiàng)目部第一章電力供電系統(tǒng)的概述1.1 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)從分析角度分類可分為穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析。在正常狀態(tài)下運(yùn)行的電力系統(tǒng)中，各發(fā)電、輸電和用電設(shè)備均在規(guī)定的長(zhǎng)期安全工作限額內(nèi)運(yùn)行，電力系統(tǒng)中各母線電壓和頻率均在允許的偏差范圍內(nèi)提供合格的電能。電力系統(tǒng)的所有一次設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中由于外力、絕緣老化、過(guò)電壓、誤操作、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、制造缺陷等原因會(huì)發(fā)生如短路、

2、斷線等故障。最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障時(shí)發(fā)生各種類型的短路。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下后果：（ 1 ）通過(guò)故障點(diǎn)的數(shù)值較大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；（ 2 ）短路電流通過(guò)非故障元件時(shí)，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，使絕緣遭受到破壞或縮短設(shè)備的使用壽命；（ 3 ）電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大幅度降低，將破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；（ 4 ）破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。短路電流一般為額定電流的幾倍到幾十倍，不同類型的短路發(fā)生的概率不相同，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明在高壓電網(wǎng)中，單相接地短路次數(shù)占所有短路次數(shù)的85%以上。電力系統(tǒng)中電器元件的中正常

3、工作遭到破壞，但沒(méi)有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。例如，因負(fù)荷超過(guò)電氣設(shè)備的額定值而引起的電流升高（一般又稱為過(guò)負(fù)荷 ）， 就是一種做常見(jiàn)的不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于過(guò)負(fù)荷，使元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣的老化和損壞，就有可能發(fā)展成故障。此外，系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)動(dòng)機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過(guò)電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生震蕩等，都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故就是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容忍的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞的事件。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采用各種積極措施消

4、除或減少發(fā)生故障的可能性外，故障一旦發(fā)生，必須有選擇的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效的方法之一。這種方法既能保護(hù)電力設(shè)備免遭破壞，又能提高電力運(yùn)行的穩(wěn)定性。切除故障的時(shí)間通常要就小到幾十毫秒到幾百毫秒，實(shí)踐證明只有在每個(gè)電氣元件上裝這繼電保護(hù)裝置，才有可能滿足這個(gè)要求。繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作與斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。1.2 繼電保護(hù)的基本任務(wù)（ 1 ）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，并保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（ 2 ）反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行

5、維護(hù)的條件（如有無(wú)經(jīng)常值班人員 ）， 而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而根據(jù)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。第二章二次回路識(shí)圖及異常處理1.1.1二次回路圖的分類在二次回路圖中，相應(yīng)的二次設(shè)備采用GB 4728 電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)和GB 7159 電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則中規(guī)定的統(tǒng)一圖形符號(hào)和文字符號(hào)來(lái)表示，把這些圖形符號(hào)相應(yīng)連接，從而形成控制回路、測(cè)量回路、信號(hào)回路。繼電回路及自動(dòng)裝置回路，交流電壓和交流電流回路圖等。二次回路圖按不同的繪制方法，分為原理圖、展開(kāi)圖和安裝圖，這也是我國(guó)在電力生產(chǎn)中常采用的三種形

6、式的工程圖紙。21.1.1.1原理圖二次回路的原理圖是體現(xiàn)二次設(shè)備工作原理的圖紙，是繪制展開(kāi)圖和安裝圖的基礎(chǔ)。一次設(shè)備和二次設(shè)備都是以整體的形式在圖紙中表示出來(lái)，例如相互聯(lián)結(jié)的電流回路、電壓回路、直流回路等是綜合在一起的。這種接線圖的優(yōu)點(diǎn)是能夠使看圖者對(duì)整個(gè)二次回路的構(gòu)成以及動(dòng)作過(guò)程有一個(gè)整體概念。原理圖也存在以下不足之處：（ 1 ）只能表示出保護(hù)主要元件而對(duì)細(xì)節(jié)之處則無(wú)法表示。（ 2 ）不能反映繼電器之間連接線的實(shí)際位置，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和調(diào)試工作的需要。（ 3 ）不能反映出個(gè)元件內(nèi)部的接線情況，如端子編號(hào)。（ 4 ）不能反映直流電源引自哪一組熔斷器，標(biāo)注的直流“正 ”、 “負(fù)”極比較分散。

7、（ 5 ）很難表明完整的繼電保護(hù)裝置。原理圖體現(xiàn)了構(gòu)成二次回路的所有設(shè)備及其工作原理，無(wú)法說(shuō)明各元件之間的具體連接情況，更沒(méi)有標(biāo)明具體的接線端子和回路編號(hào)，因此一般不用于現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。1.1.1.2展開(kāi)圖展開(kāi)圖是根據(jù)原理接線圖繪制的，是將二次設(shè)備按其線圈和觸點(diǎn)的接線回路展開(kāi)分別畫(huà)出的，組成多個(gè)獨(dú)立回路，是安裝、調(diào)試和檢修的重要技術(shù)圖紙，也是繪制安裝接線圖的主要依據(jù)。展開(kāi)圖的特點(diǎn)如下：（ 1 ）按不同的電源回路劃分成多個(gè)獨(dú)立回路。主要有交流電流回路和交流電壓回路、直流回路。直流回路按其作用可分為控制回路、測(cè)量回路、保護(hù)回路和信號(hào)回路等。在這些回路中，各繼電器的動(dòng)作順序是自上而下、自左而右排列的。

8、（ 2 ）展開(kāi)圖的畫(huà)圖特點(diǎn)是基于能方便的看出動(dòng)作順序，清晰地了解同類回路的連接秩序。它是將繼電器的組成部分拆分開(kāi)來(lái)表示。例如一個(gè)電流繼電器，其線圈在所屬的二次電流回路，其觸點(diǎn)在所屬的直流回路中。同一元器件的線圈、觸點(diǎn)的文字符號(hào)是一樣的。（ 3 ）繼電器和每一個(gè)小邏輯回路的作用都在展開(kāi)圖的右側(cè)注明。（ 4 ）各導(dǎo)線、端子都有統(tǒng)一規(guī)定的回路編號(hào)和標(biāo)號(hào)，便于分類查找、施工和3維修。（ 5 ）圖上畫(huà)出的觸點(diǎn)狀態(tài)是未通電、未動(dòng)作的狀態(tài)。（ 6 ）對(duì)于展開(kāi)圖中個(gè)別的繼電器，若該繼電器的觸點(diǎn)在另一張圖中表示或在其他安裝單位中有表示，都在圖紙上說(shuō)明去向，對(duì)任何觸點(diǎn)或回路也說(shuō)明來(lái)處。（ 7 ）直流正極按奇數(shù)順序

9、標(biāo)號(hào)，負(fù)極回路則按偶數(shù)順序標(biāo)號(hào)?；芈方?jīng)過(guò)元件（如線圈、電阻、電容等）后，其標(biāo)號(hào)也隨著改變。（ 8 ）常用的回路都給與固定的編號(hào)，如跳閘回路用33、 133 、 233 、 333等，合閘回路用3 、 103 等。（ 9 ）交流回路的標(biāo)號(hào)除用三位數(shù)外，前面加注文字符號(hào)。交流回路使用的數(shù)字范圍是：電壓回路為 600 799 ；電流回路為 400 599. 它們的個(gè)位數(shù)字表示不同的回路；十位數(shù)字表示互感器的組數(shù)?；芈肥褂玫臉?biāo)號(hào)組，要與互感器文字符號(hào)前的“數(shù)字序號(hào)”相對(duì)應(yīng)。如 1TA電流互感器的 A 相回路標(biāo)號(hào)應(yīng)是 A411 A419；電壓互感器 2TA 的 A 相回路標(biāo)號(hào)是 A621 A629。展開(kāi)

10、圖上凡與屏外有聯(lián)系的回路編號(hào)，均應(yīng)在端子排圖上占據(jù)一個(gè)位置。展開(kāi)圖中二次接線關(guān)系清晰，動(dòng)作順序?qū)哟畏置?，便于讀圖和分析。但現(xiàn)場(chǎng)安裝施工需要更具體的安裝接線圖。1.1.1.3安裝圖安裝圖是控制屏、保護(hù)屏制造廠生產(chǎn)加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝施工用的圖紙，也是運(yùn)行試驗(yàn)、檢修等的主要參考圖紙，是根據(jù)展開(kāi)圖繪制的。1.1.2二次回路的識(shí)圖方法二次回路圖的最大特點(diǎn)是邏輯性很強(qiáng)，在繪制時(shí)遵循著一定的規(guī)律，識(shí)圖時(shí)只要抓住這些規(guī)律，就很容易看懂圖紙，做到條理清晰?？炊巫R(shí)圖的基本技巧看圖前要清楚圖紙上所標(biāo)符號(hào)代表的設(shè)備名稱，弄懂每個(gè)元件、繼電器的動(dòng)作原理及其功能，還要掌握如下識(shí)圖技巧：先一次，后兩次；先交流，后直流；先電源

11、，后接線；先線圈，后觸點(diǎn)；先上后下；先左后右。所謂“先一次，后兩次”， 就是當(dāng)圖中有一次接線和二次接線同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)先看一次部分，弄清是什么性質(zhì)的設(shè)備，再看二次部分，具體起什么作用。4“先交流，后直流 ”， 就是當(dāng)圖中有交流和直流兩種回路同時(shí)存在時(shí)，應(yīng)先看交流回路，再看直流回路。交流回路一般由電流互感器和電壓互感器的二次繞組引出，直接反映一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，先把交流回路看懂后，根據(jù)交流回路的電氣量以及在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)這些電氣量的變化特點(diǎn)，對(duì)直流回路進(jìn)行邏輯推斷，再看直流回路就要容易一些了?！跋染€圈，后觸點(diǎn) ”， 就是要分析觸點(diǎn)的動(dòng)作情況，必須先找到繼電器或裝置的線圈，因?yàn)橹挥芯€圈通電，其相應(yīng)觸

12、點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作，由觸點(diǎn)的通斷引起回路變化，進(jìn)一步分析整個(gè)回路的動(dòng)作過(guò)程。一張圖中，線圈和其觸點(diǎn)是緊密相連的，遇線圈找觸點(diǎn)，遇觸點(diǎn)找線圈，這是迅速看圖的一大技巧?！跋壬虾笙隆焙汀跋茸蠛笥?”， 二次接線圖紙都是按照保護(hù)裝置或回路的動(dòng)作邏輯先后順序，從上到下，從左到右的畫(huà)出來(lái)的。所以看圖時(shí)，先上后下，從左至右的看，是符合保護(hù)動(dòng)作邏輯的，更容易看懂圖紙。1.1.3二次回路的異常處理（ 1 ）當(dāng)發(fā)生交流電壓回路斷線時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)；有功及無(wú)功表指示不正常；電能表停轉(zhuǎn)或走慢；斷線相的相電壓或有關(guān)線電壓下降，其他相的相電壓正常等。電壓互感器一次側(cè)熔斷器熔斷時(shí)，其現(xiàn)象與此類似，同時(shí)電壓互感器二次

13、側(cè)開(kāi)口三角形處有較高電壓。交流電壓回路斷線，首先應(yīng)停用可能引起誤動(dòng)作的保護(hù)及自動(dòng)裝置；其次，由于電壓回路斷線而是指示不正確時(shí)，應(yīng)盡可能根據(jù)其他儀器的指示，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。如空氣開(kāi)關(guān)跳閘或熔斷器熔斷，應(yīng)立即試投一次，若再次跳閘，則二次回路故障，不得在試投。若空氣開(kāi)關(guān)未跳閘、熔斷器未熔斷，則繼續(xù)查找發(fā)生斷線的原因，并及時(shí)處理。（ 2 ）當(dāng)發(fā)生交流電壓回路短路時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)該電壓二次回路的所有負(fù)荷，退出可能引起無(wú)動(dòng)的保護(hù)。將空氣開(kāi)關(guān)（熔斷器）試投一次，若再故障跳閘，則說(shuō)明短路發(fā)生在電壓互感器二次側(cè)。應(yīng)查明故障點(diǎn)，若不能查明時(shí)，應(yīng)將所帶二次負(fù)荷倒至另一電壓互感器的二次回路上。若空氣開(kāi)關(guān)試投后沒(méi)有跳閘，則

14、應(yīng)逐一地恢復(fù)所帶負(fù)荷，如在恢復(fù)過(guò)程中遇上故障跳閘，則應(yīng)停止該負(fù)荷，然后恢復(fù)其他負(fù)荷的正常運(yùn)行，并通知有關(guān)人員處理有短路故障的二次回路。第三章二次回路故障處理51.1 二次回路故障處理的內(nèi)容1 ）二次回路故障主要形式：（ 1 ）開(kāi)路故障：指二次接線不良或脫落引起的回路斷線故障。（ 2 ）短路故障：指二次回路中的電阻、電容、電壓線圈等主要降壓元件被意外短接或燒毀擊穿等引起的短路故障。（ 3 ）直流接地故障：指有絕緣監(jiān)察裝置的直流控制電源系統(tǒng)發(fā)生正極或負(fù)極接地的故障。（ 4 ）微機(jī)保護(hù)裝置或 PLC故障：主要包括死機(jī)、內(nèi)部元器件故障等。2）查找二次回路故障的主要方法：（ 1 ）測(cè)量電阻法使用萬(wàn)用表的

15、電阻檔測(cè)量懷疑斷線的回路通不通是查找二次回路開(kāi)路故障的基本方法之一。在測(cè)量前應(yīng)先將被測(cè)量線路停電，否則當(dāng)兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)跨越斷線點(diǎn)或電阻時(shí)，萬(wàn)用表可能被燒毀。然后甩開(kāi)無(wú)關(guān)線路，使測(cè)量電流只能通過(guò)被測(cè)量的線路，以防止寄生回路影響測(cè)量結(jié)果。當(dāng)要確認(rèn)北側(cè)線路通時(shí)，要將萬(wàn)用表打在電阻檔的 R × 1 檔，測(cè)量時(shí)電阻值應(yīng)該接近零。當(dāng)要確認(rèn)被測(cè)線不路通時(shí)，要選擇萬(wàn)用表電阻檔的 R × 100 ，測(cè)量時(shí)電阻值應(yīng)無(wú)窮大。當(dāng)被測(cè)線路間有電阻元件時(shí)，要知道電阻元件的阻值，單獨(dú)測(cè)量電阻元件本身是否完好，然后分別測(cè)量電阻元件兩端的接線是否完好。萬(wàn)用表打在電阻檔時(shí)，黑表筆是萬(wàn)用表內(nèi)部電池的正極，紅表筆是萬(wàn)

16、用表內(nèi)部電池的負(fù)極。測(cè)量二極管時(shí)，萬(wàn)用表打在電阻檔 R × 100 ，黑表筆接二極管的陽(yáng)極，紅表筆接二極管的陰極，電阻值應(yīng)很小，相反，電阻值很大，表示二極管的單向?qū)щ娦阅芰己?。如果二極管已經(jīng)擊穿，兩個(gè)方向測(cè)電阻均為零。在認(rèn)真分析電路的基礎(chǔ)上，可以利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢栽诓粩嚅_(kāi)接線的情況下很方便地判斷設(shè)備的狀態(tài)。（ 2 ）測(cè)量電壓法在電源兩極之間的一條回路中，必須會(huì)串聯(lián)著一些降壓元件，如電阻、繼電器或接觸器的電壓線圈等，它們是這條回路的主要功能元件，也是正負(fù)極的分界點(diǎn)。當(dāng)一條回路有幾個(gè)降壓元件串聯(lián)時(shí)，其中電阻最大的那個(gè)元件是主要降壓元件。當(dāng)這條回路未被接通前存在一個(gè)斷開(kāi)點(diǎn)，一般是主

17、令電器的接點(diǎn)，或者是繼電器的接6點(diǎn)，我們稱之為斷口。斷口的電阻值無(wú)限大，所以這時(shí)它是最大的降壓元件，電源的正極、負(fù)極分別送到了端口的兩側(cè)，一旦斷口閉合，該回路接通，主要功能元件就會(huì)啟動(dòng)，然后通過(guò)其他回路實(shí)現(xiàn)功能。（ 3 ）測(cè)量對(duì)地電位法用此方法查二次回路不通故障，也無(wú)需斷開(kāi)電源。測(cè)前應(yīng)首先分析回路各點(diǎn)的對(duì)地電位，然后再進(jìn)行測(cè)量，將分析結(jié)果和所測(cè)值及極性相比較。將電位分析和測(cè)量結(jié)果比較，所測(cè)值和極性與分析相同，誤差不大，表明各元件良好。若相反或相差很大，表明部分有問(wèn)題。測(cè)量各點(diǎn)對(duì)地電位，應(yīng)使用萬(wàn)用表直流電壓檔（量程應(yīng)大于電源電壓）， 將一支表筆接地（金屬外殼 ）， 另一表筆接被測(cè)點(diǎn)。若被測(cè)點(diǎn)應(yīng)帶

18、正電，則應(yīng)將正表筆接被測(cè)點(diǎn)，負(fù)表筆接地；反之，將負(fù)表筆接被測(cè)點(diǎn)而正表筆接地。若表計(jì)指示為直流電源電壓的一半左右（電源電壓220V時(shí)約為 110V ）， 則表明該點(diǎn)到電源正極或電源負(fù)極之間是通的。測(cè)對(duì)地電位時(shí)，讀數(shù)為電源的1/2 左右，是因?yàn)樽冸娬局绷飨到y(tǒng)中的絕緣檢查裝置的影響。用測(cè)對(duì)地法檢查回路不通的故障，方便、準(zhǔn)確，且不受個(gè)元件和端子安裝地點(diǎn)的影響，回路中有兩個(gè)不通點(diǎn)也能準(zhǔn)確查出（兩斷開(kāi)點(diǎn)之間對(duì)地電位是零）。第四章繼電器保護(hù)裝置1.1.1電磁型繼電器的基本結(jié)構(gòu)1 、構(gòu)成電磁型繼電器依據(jù)構(gòu)成原理，可分為：螺管線圈式、吸引銜鐵式、轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式，如圖：（ a ）（ b ）（ c ）（ a ）為螺管線

19、圈式71 線圈 2 銜鐵 3 電磁鐵 4 靜觸點(diǎn) 5 動(dòng)觸點(diǎn) 6 反作用彈簧（ b ）為吸引銜鐵式1 線圈 2 銜鐵 3 電磁鐵 4 止擋 5 觸點(diǎn) 6 反作用彈簧（ c ）為轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式1 線圈 2 舌片 3 電磁鐵 4 止擋 5 觸點(diǎn) 6 反作用彈簧2 、基本工作原理當(dāng)繼電器線圈中通入電流 I1 時(shí)，產(chǎn)生磁通 。經(jīng)鐵心、銜鐵和氣隙形成回路，銜鐵被磁化，產(chǎn)生電磁力 F dc 。當(dāng) F dc 克服彈簧反作用力，銜鐵被吸起，觸點(diǎn)接通，稱為繼電器動(dòng)作。動(dòng)作電流：使繼電器從釋放狀態(tài)改變至動(dòng)作后狀態(tài)的最小電流。返回電流：使繼電器從動(dòng)作后狀態(tài)改變至釋放狀態(tài)最大電流。打印機(jī)開(kāi)關(guān)量輸入回系數(shù)：返回電流與動(dòng)作電

20、流的比值，稱為返回系數(shù)。液晶顯示器1.1.2線路微機(jī)保護(hù)裝置一、微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成與原理u/i數(shù)據(jù)采1集、系微統(tǒng)機(jī)保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu)人機(jī)接口觸模按鍵微型機(jī)系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)主要是由計(jì)算機(jī)、輸入輸出接口、人機(jī)聯(lián)系、軟件等構(gòu)成。微機(jī)保護(hù)硬件構(gòu)成示意圖開(kāi)關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路繼電器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8微機(jī)系統(tǒng)只能識(shí)別數(shù)字量，保護(hù)所反應(yīng)的電流、電壓等模擬信號(hào)需轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的微機(jī)系統(tǒng)能接受的數(shù)字信號(hào)。微機(jī)系統(tǒng)用來(lái)分析計(jì)算電力系統(tǒng)的有關(guān)電量和判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后按照既定的程序動(dòng)作。這是微機(jī)保護(hù)裝置的核心，一般包括：微處理器(CPU) 、存儲(chǔ)器、定時(shí)器等。 CPU是微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)工作的指揮中樞；存儲(chǔ)器是用于保存程序和數(shù)據(jù)

21、；定時(shí)器用于觸發(fā)采樣信號(hào)，在V/F 變換中，是頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的關(guān)鍵部件。開(kāi)關(guān)量輸入 / 輸出系統(tǒng)輸入系統(tǒng)用于采集有接點(diǎn)的量（如瓦斯保護(hù)、溫度信號(hào)等）作為開(kāi)關(guān)量輸入；執(zhí)行通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出，起動(dòng)信號(hào)、跳閘繼電器等，完成保護(hù)各種功能。人機(jī)對(duì)話接口用于調(diào)試、定值整定、工作方式設(shè)定、動(dòng)作行為記錄、與系統(tǒng)通信等。包括：打印、顯示、鍵盤(pán)及信號(hào)燈、音響或語(yǔ)言告警等?？偩€電源電壓形成回路低通濾波采樣保持多變電源是微機(jī)保護(hù)裝置重要組成部分，通常采用逆變穩(wěn)壓電源。路換轉(zhuǎn)2 、微機(jī)保護(hù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)換器式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示：存儲(chǔ)器開(kāi)A/D電壓形成回路低通濾波采樣保持關(guān)電壓形成回路微機(jī)繼電保護(hù)要從被保護(hù)對(duì)象的電流

22、、電壓互感器處取得相應(yīng)信息。但這些二次數(shù)值、輸入范圍對(duì)典型的微機(jī)繼電保護(hù)電路卻不適用，需要降低和變換。一般采用變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)變換。（微機(jī)保護(hù)參數(shù)的輸入范圍：0 5V或 4 20mA）采樣保持與低通濾波9通道1通道2通道 n由于微機(jī)保護(hù)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算和判斷，所以應(yīng)將連續(xù)模擬量變?yōu)殡x散號(hào)信采樣量保。持采器樣1保持電路作用就是在一個(gè)極短的時(shí)間測(cè)出模擬量在該時(shí)刻的瞬時(shí)值；并要求在 A/D 轉(zhuǎn)換期間保持不變。0多同時(shí)采樣：繼電保護(hù)大多數(shù)原理是基于多個(gè)輸入信號(hào)，如三相電流、三相電路數(shù)沖脈Tc壓等。在每一個(gè)采樣周期對(duì)通道的量全部同時(shí)采樣。樣采樣保持器2A/D轉(zhuǎn)換器據(jù)采.轉(zhuǎn)總0Ts線號(hào).換信.樣.采.0.

23、器號(hào)和信采樣保持器3樣持采保0采樣頻率：采樣間隔的倒數(shù)稱為采樣頻率。采樣頻率的選擇是微機(jī)保護(hù)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。頻率高，采樣精確，但對(duì)A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度要求也高，投資也就越高。為了將信號(hào)波頻率限制在一定頻帶內(nèi)，一般利用低通濾波器將高頻分量濾掉，這樣可降低采樣頻率，即降低對(duì)硬件的要求。多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)EnA0A1A2A3為了保證阻抗、功率方向等不受影響，對(duì)各個(gè)模擬量要求同時(shí)采樣，以準(zhǔn)確地獲得各量之間的相位關(guān)系。同時(shí)節(jié)省硬件，可利用多路開(kāi)關(guān)輪流切換各通路，達(dá)到Upp分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的，(+15v)共用A/D 轉(zhuǎn)換器。譯碼 / 驅(qū)動(dòng)Uss(-15v)SA0SA15輸出10U 0tttt輸出 Ui0 Ui

24、15模數(shù)轉(zhuǎn)換器作用：將輸入模擬量變?yōu)榕c其成正比的數(shù)字量, 以便進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、控制和顯示。第五章電氣測(cè)量1.1.1 兆歐表的使用兆歐表在工作時(shí), 自身產(chǎn)生高電壓, 而測(cè)量對(duì)象又是電氣設(shè)備, 所以必須正確使用 , 否則就會(huì)造成人身或設(shè)備事故。使用前, 首先要做好以下各種準(zhǔn)備：（ 1 ）測(cè)量前必須將被測(cè)設(shè)備電源切斷, 并對(duì)地短路放電, 決不允許設(shè)備帶電進(jìn)行測(cè)量 , 以保證人身和設(shè)備的安全。（ 2 ）對(duì)可能感應(yīng)出高壓電的設(shè)備, 必須消除這種可能性后, 才能進(jìn)行測(cè)量。（ 3 ）被測(cè)物表面要清潔, 減少接觸電阻, 確保測(cè)量結(jié)果的正確性。（ 4 ）測(cè)量前要檢查兆歐表是否處于正常工作狀態(tài), 主要檢查其“0

25、”和“”兩點(diǎn)。即搖動(dòng)手柄, 使電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速, 兆歐表在短路時(shí)應(yīng)指在“0 ”位置 , 開(kāi)路時(shí)應(yīng)指在“”位置。（ 5 ）兆歐表使用時(shí)應(yīng)放在平穩(wěn)、牢固的地方, 且遠(yuǎn)離大的外電流導(dǎo)體和外磁場(chǎng)。做好上述準(zhǔn)備工作后就可以進(jìn)行測(cè)量了, 在測(cè)量時(shí) , 還要注意兆歐表的正確接線 , 否則將引起不必要的誤差甚至錯(cuò)誤。兆歐表的接線柱共有三個(gè)：一個(gè)為“L ”即線端 , 一個(gè)“ E ”即為地端, 再一個(gè)“ G”即屏蔽端（也叫保護(hù)環(huán)）, 一般被測(cè)絕緣電阻都接在“L ”“ E ”端之間 ,但當(dāng)被測(cè)絕緣體表面漏電嚴(yán)重時(shí), 必須將被測(cè)物的屏蔽環(huán)或不須測(cè)量的部分與“ G”端相連接。這樣漏電流就經(jīng)由屏蔽端“G”直接流回發(fā)電機(jī)的

26、負(fù)端形成回路,11而不在流過(guò)兆歐表的測(cè)量機(jī)構(gòu)（動(dòng)圈）。 這樣就從根本上消除了表面漏電流的影響,特別應(yīng)該注意的是測(cè)量電纜線芯和外表之間的絕緣電阻時(shí), 一定要接好屏蔽端鈕“ G” , 因?yàn)楫?dāng)空氣濕度大或電纜絕緣表面又不干凈時(shí), 其表面的漏電流將很大,為防止被測(cè)物因漏電而對(duì)其內(nèi)部絕緣測(cè)量所造成的影響, 一般在電纜外表加一個(gè)金屬屏蔽環(huán) , 與兆歐表的“G”端相連。當(dāng)用兆歐表?yè)u測(cè)電器設(shè)備的絕緣電阻時(shí), 一定要注意“ L ”和“ E ”端不能接反 , 正確的接法是：“ L ”線端鈕接被測(cè)設(shè)備導(dǎo)體, “ E ”地端鈕接地的設(shè)備外殼?！?G”屏蔽端接被測(cè)設(shè)備的絕緣部分。如果將“L ”和“ E ”接反了 , 流

27、過(guò)絕緣體內(nèi)及表面的漏電流經(jīng)外殼匯集到地, 由地經(jīng)“ L ”流進(jìn)測(cè)量線圈 , 使“ G”失去屏蔽作用而給測(cè)量帶來(lái)很大誤差。另外, 因?yàn)椤?E ”端內(nèi)部引線同外殼的絕緣程度比“ L ”端與外殼的絕緣程度要低, 當(dāng)兆歐表放在地上使用時(shí) , 采用正確接線方式時(shí) , “ E ”端對(duì)儀表外殼和外殼對(duì)地的絕緣電阻, 相當(dāng)于短路 , 不會(huì)造成誤差 ,而當(dāng)“ L ”與“ E ”接反時(shí) , “ E ”對(duì)地的絕緣電阻同被測(cè)絕緣電阻并聯(lián), 而使測(cè)量結(jié)果偏小 , 給測(cè)量帶來(lái)較大誤差。（ a ）測(cè)量線路的絕緣電阻（b ）測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣電阻（c ）測(cè)量電纜絕緣電阻1.1.2鉗表的使用（ 1 ）與大多數(shù)測(cè)量?jī)x器一樣，測(cè)量前要

28、機(jī)械調(diào)零。（ 2 ）選擇合適的量程，先選大，后選小量程或看銘牌值估算。12（ 3 ）當(dāng)使用最小量程測(cè)量，其讀數(shù)還不明顯時(shí)，可將被測(cè)導(dǎo)線繞幾匝，匝數(shù)要以鉗口中央的匝數(shù)為準(zhǔn)，則讀數(shù)指示值×量程/滿偏×匝數(shù)（ 4 ）測(cè)量時(shí)，應(yīng)使被測(cè)導(dǎo)線處在鉗口的中央，并使鉗口閉合緊密，以減少誤差。（ 5 ）測(cè)量完畢，要將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放在最大量程處。第六章高壓電氣設(shè)備1.1.1高壓斷路器結(jié)構(gòu)及工作原理高壓斷路器斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開(kāi)斷1500V ，電流為 1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長(zhǎng)至 2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅

29、弧是高壓斷路器必須解決的問(wèn)題。吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過(guò)吹弧拉長(zhǎng)電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。斷路器的選擇斷路器的選擇必須按正常的工作條件進(jìn)行選擇，并且按斷路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。此外，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取有效措施。對(duì)高壓斷路器有以下幾個(gè)方面的要求，這些要求在斷路器的基本技術(shù)參數(shù)上得到體現(xiàn)。(1) 斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可以長(zhǎng)期工作。(2) 應(yīng)有足夠的開(kāi)斷能力，并保證有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)

30、定（開(kāi)斷電流、額定關(guān)合電流、極限通過(guò)電流、熱穩(wěn)定電流 ）。(3) 具有盡可能短的開(kāi)斷時(shí)間，這對(duì)減少電網(wǎng)的故障時(shí)間，減輕故障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。(4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、體積小、重量輕、便于安裝。下面是幾種常用斷路器的特點(diǎn)：1. 多油斷路器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、13且易發(fā)生爆炸和火災(zāi)現(xiàn)象，一般情況下不采用。2. 少油斷路器用油少、油箱結(jié)構(gòu)小而堅(jiān)固，具有節(jié)省材料、防爆防火特點(diǎn)。少油斷路器使用安全，使配電裝置大大簡(jiǎn)化，體積小、便于運(yùn)輸、目前被大量采用。3. 空氣斷路器斷路能力大、動(dòng)作時(shí)間快、尺寸小、重量輕、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、需要裝

31、設(shè)壓縮空氣系統(tǒng)等，主要用于 110KV及以上對(duì)電氣參數(shù)及斷路時(shí)間有較高要求的系統(tǒng)中。4.SF6電氣性能好、斷口電壓可較高。設(shè)備的操作維護(hù)和檢修都很方便、檢修周期長(zhǎng)而且它的開(kāi)斷性能好、占地面積小、特別是發(fā)展SF6封閉組合電器可大大減少變電所的占地面積。SF6 斷路器廣泛應(yīng)用于 90年代，目前我國(guó)已成功生產(chǎn)和研制了220 、 330 、 500KV的 SF6斷路器。1.1.2高壓隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理THG2 400/25 型高壓隔離開(kāi)關(guān)一般安裝在機(jī)車車頂上。以底板為界，分成上、下兩個(gè)部分。上部為高壓部分，主要包括絕緣子、閘刀、刀夾等；下部為操作部分，主要包括機(jī)械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖以及操作手輪等。其結(jié)

32、構(gòu)如圖7 59所示。其工作原理為：1 分閘：當(dāng)高壓隔離開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)時(shí)，如果要分閘，則須先用鑰匙將機(jī)械聯(lián)鎖打開(kāi)，然后按標(biāo)牌指示的分閘方向轉(zhuǎn)動(dòng)操作手輪，當(dāng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，再將機(jī)械聯(lián)鎖鎖上。此時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)處于分閘狀態(tài)。2 合閘：當(dāng)高壓隔離開(kāi)關(guān)處于分閘狀態(tài)時(shí)，如果要求合閘，則其過(guò)程與分閘過(guò)程大致一樣，也須先用鑰匙將機(jī)械聯(lián)鎖打開(kāi)，然后按標(biāo)牌指示的合閘方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，當(dāng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，再將機(jī)械聯(lián)鎖鎖上。此時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)。14圖 7 59 THG2 400/25 高壓隔離開(kāi)關(guān)1 瓷瓶； 2 連接板； 3 刀夾； 4 閘刀； 5 連接板； 6 軸套； 7 底板； 8 聯(lián)鎖觸頭； 9 凸輪； 10軸

33、； 11回位盤(pán)； 12手輪； 13機(jī)械聯(lián)鎖。第七章高壓預(yù)防性實(shí)驗(yàn)1.1 交、直流耐壓試驗(yàn)一、操作要點(diǎn)（ 1 ）試驗(yàn)前，應(yīng)了解被試品的試驗(yàn)電壓，同時(shí)了解被試品的其他試驗(yàn)項(xiàng)目及以前的試驗(yàn)結(jié)果。若被試品有缺陷或異常，應(yīng)在消除后再進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。（ 2 ）試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)圍好遮攔或圍繩，掛好標(biāo)示牌，并派專人監(jiān)護(hù)。（ 3 ）試驗(yàn)前，被試品表面應(yīng)擦拭干凈，將被試品的外殼和非被試?yán)@組可靠接地。被試品為新沖油設(shè)備時(shí)，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定使油靜止一定時(shí)間再加壓，對(duì)110KV及以下的充油電力設(shè)備，在注滿油后靜置時(shí)間應(yīng)不少于24小時(shí)，對(duì) 220KV及330KV的充油電力設(shè)備，靜置時(shí)間應(yīng)不少于48小時(shí)。（ 4 ）接好試驗(yàn)接線后，

34、應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的人員檢查，確認(rèn)無(wú)誤后方可加壓。（ 5 ）加壓前，首先檢查調(diào)壓器是否在零位。調(diào)壓器在零位方可加壓，升壓時(shí)應(yīng)呼唱。15（ 6 ）升壓過(guò)程中不僅要監(jiān)視電壓表的變化，還應(yīng)監(jiān)視電流表的變化，以及被試品電流的變化。升壓時(shí)要均勻升壓，不能太快。升至規(guī)定試驗(yàn)電壓時(shí)，開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，時(shí)間到后，緩慢均勻降下電壓。絕不允許不降壓就先跳開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。（ 7 ）試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)表針擺動(dòng)或被試品有異常聲響、冒煙等應(yīng)立即降下電壓，拉開(kāi)電源，在高壓側(cè)掛上接地線后，再查明原因。（ 8 ）交流耐壓試驗(yàn)前后均應(yīng)測(cè)量被試品的絕緣電阻。二、試驗(yàn)中的異常分析（ 1 ）若給調(diào)壓器加上電源，電壓表就有指示，可能是調(diào)壓器不在零位。若此時(shí)電流

35、表也出現(xiàn)異常讀數(shù)，調(diào)壓器輸出側(cè)可能有短路，看看是不是接地棒忘記摘除。（ 2 ）調(diào)節(jié)調(diào)壓器，電壓表無(wú)指示，可能是碳刷接觸不良，或變壓器的一次繞組、測(cè)量繞組有斷線的地方。（ 3 ）試驗(yàn)中，電流表的指示忽升或忽降，電壓表指示突然下降，都是被試品擊穿的象征。（ 4 ）在升壓或耐壓階段，放電聲如果是“哧 ”， “吱嘍 ”， 或者很沉悶的響聲，電流表的指示立即超過(guò)最大偏轉(zhuǎn)指示，這往往是固體絕緣的爬電引起的。如果是炒豆般的響聲，電流表指示卻很穩(wěn)定，這可能是懸浮的金屬件對(duì)地的放電。（ 5 ）若由于空氣的濕度或被試品表面臟污等的影響，引起表面滑閃放電，不應(yīng)視為被試品不合格，應(yīng)將表面清潔干凈等處理后，再行試驗(yàn)判斷

36、是否合格。若被試品表面瓷套釉層絕緣損壞、老化或有裂紋，應(yīng)視為不合格。1.2 介質(zhì)損失的測(cè)量一、基本概念1 、介質(zhì)損耗絕緣材料在電壓作用下，總會(huì)流過(guò)一定的電流，所以都有能量損耗。我們把電介質(zhì)在電壓作用下產(chǎn)生的一切損耗稱為介質(zhì)損耗或介質(zhì)損失。如果電介質(zhì)損耗很大，會(huì)使電介質(zhì)溫度升高，促使材料發(fā)生老化。如果電介質(zhì)溫度不斷上升 , 甚至?xí)央娊橘|(zhì)熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導(dǎo)致熱擊穿，因此電介質(zhì)損耗的大小是衡量絕緣介質(zhì)電性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。2 、電介質(zhì)損耗按其物理性質(zhì)可分為下列三種基本形式：漏導(dǎo)引起的損耗；16電介質(zhì)極化引起的損耗；局部放電引起的損耗。在交流電作用下，介質(zhì)損耗主要是后兩種。3 、介質(zhì)損耗因數(shù)tan 任何介質(zhì)在交流電作用下，其電壓和電流的關(guān)系如圖所示：圖中， 為功率因數(shù)角，而其余角為介質(zhì)損耗角。根據(jù)函數(shù)關(guān)系有 tan IR/IC UIR/UIC P/Q (1)P UIR UICtan =U2 CPtan (2)式中 IR 有功電流； IC 無(wú)功電流；P 有功功率；Q 無(wú)功功率。二、測(cè)量介質(zhì)損失角的正切值1 、目的絕緣介質(zhì)損耗的大小，實(shí)際上是絕緣性能優(yōu)劣的一種表示。同一臺(tái)設(shè)備，絕緣良好，介質(zhì)損耗就小；絕緣受潮裂化，介質(zhì)損耗就大。介