第一篇:繼電保護(hù)發(fā)展史及其應(yīng)用方面
試論我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)電力維護(hù)起著至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)亦成功運(yùn)用到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,為繼電保護(hù)技術(shù)注入了新的活力,繼電保護(hù)技術(shù)向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向進(jìn)一步的發(fā)展。
電力系統(tǒng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電等多個(gè)環(huán)節(jié),地域分布廣,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大,其中任何一點(diǎn)發(fā)生的故障,往往都會(huì)在瞬間影響和波及全系統(tǒng),引起連鎖反應(yīng),造成大面積停電,可能直接造成設(shè)備損壞,人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)是在上述背景下應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生的,它是當(dāng)電網(wǎng)或電力設(shè)備發(fā)生故障,或出現(xiàn)影響安全運(yùn)行的異常情況時(shí),能夠自動(dòng)切除故障設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備,其特點(diǎn)是動(dòng)作速度快,其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的。
一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.起步較晚發(fā)展迅速
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)主要研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況,國(guó)內(nèi)的研究開(kāi)始于 2O世紀(jì)70年代后期,起步較晚,但發(fā)展迅速。在我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中,1984 年以保護(hù)電腦的樣機(jī)試運(yùn)行后,通過(guò)鑒定和大規(guī)模生產(chǎn)。目前,線路保護(hù)產(chǎn)品已形成并得到廣泛應(yīng)用。微機(jī)保護(hù)取得多年的實(shí)際操作,依靠?jī)?yōu)良的先進(jìn)技術(shù)和極為良好的原則性,則進(jìn)程已經(jīng)超越了進(jìn)口保護(hù)。從 20世紀(jì) 8O 年代及以上的 220kV 高壓電力系統(tǒng),以保護(hù)使用進(jìn)口,到現(xiàn)在的基本國(guó)內(nèi) 220kV 系統(tǒng)的繼電保護(hù),反映了國(guó)內(nèi)繼電保護(hù)設(shè)備和具有明顯優(yōu)勢(shì)。
2.微機(jī)繼電不斷發(fā)展
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,繼電保護(hù)電力技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展迅猛。在繼電保護(hù)領(lǐng)域,成熟的微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展是最重大的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和實(shí)踐,證實(shí)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要作用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)飛速發(fā)展過(guò)程中,微機(jī)繼電取得了新的成就。微機(jī)保護(hù)是電力繼電保護(hù)的發(fā)展方向,它具有自我測(cè)試功能,邏輯的強(qiáng)大處
理能力,數(shù)值計(jì)算能力和記憶能力,其高可靠性、高選擇性、高靈敏度,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁繼電器和晶體管。另外,由于微機(jī)保護(hù)是用微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的繼電保護(hù),它充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化,使得微機(jī)繼電的性能更優(yōu),數(shù)字更準(zhǔn)確。
二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
繼電保護(hù)作為保障電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要組成部分,其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)明顯呈現(xiàn)出四個(gè)特征,即繼電保護(hù)技術(shù)計(jì)算機(jī)化、繼電保護(hù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、繼電保護(hù)技術(shù)一體化和繼電保護(hù)技術(shù)智能化。
1.繼電保護(hù)技術(shù)計(jì)算機(jī)化隨著電力工業(yè)與計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展,從初期的8位單 GPU結(jié)構(gòu)問(wèn)世,不到 5年時(shí)間就發(fā)展到多 CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大規(guī)模結(jié)構(gòu)。除了具備保護(hù)的基本功能外,還具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等。在微機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過(guò)用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)做成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這設(shè)想沒(méi)能實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速斷、存儲(chǔ)容量都大大超過(guò)當(dāng)年的小型機(jī),因此,微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì),即高速的運(yùn)算能力和完備的存貯記憶能力,計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)高可靠性和靈活性的通用軟硬件平臺(tái)創(chuàng)造了更有利的條件。
2.繼電保護(hù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化,它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域并為之提供了強(qiáng)有力的通信手段。多年來(lái),繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件、縮小事故影響范圍,這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。隨著電力系統(tǒng)發(fā)展的要求及通信技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的深人,繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍,還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。
3.繼電保護(hù)技術(shù)一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,繼電保護(hù)裝置實(shí)際上就是高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息,也可將自身所獲得的被保護(hù)元件的任何信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心,或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可以完成繼電保護(hù)功能,而且在正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信等功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
4.繼電保護(hù)技術(shù)智能化
近年來(lái),人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開(kāi)始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜非線性問(wèn)題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可迎刃而解。距離保護(hù)很難正確做出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng)。如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過(guò)大量故障樣本的訓(xùn)練,集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。
三、結(jié)語(yǔ)
總之,隨著電力容量的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,而繼電保護(hù)系統(tǒng)需要進(jìn)一步的發(fā)展并不斷增強(qiáng),從而使得繼電保護(hù)技術(shù)不斷創(chuàng)新,繼電保護(hù)系統(tǒng)也將進(jìn)行全面的改革并提高其技術(shù)含量,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)也將向著計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù),控制,測(cè)量,數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化等方向邁進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]賀家李,李詠麗等主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理(第四版)[M].北京:中國(guó)電力出版社 2010年月 8第四版.
[2]張保會(huì),尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出版社.2005年 5月第一版.
[3]張耀天.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J].現(xiàn)代商貿(mào) 工業(yè),2010(24).
第二篇:繼電保護(hù)在生活中的應(yīng)用
目錄
繼電保護(hù)在當(dāng)代生活中的運(yùn)用 ······························1 1 研究的背景與意義 ·····································1 1.1背景 ············································1 1.2繼電保護(hù)的作用與意義······························2 2 研究?jī)?nèi)容··············································2 2.1繼電保護(hù)的基本原理································2 2.2組成與分類(lèi)········································3 3.3繼電器············································4 3 繼電保護(hù)在電廠中的應(yīng)用································4 3.1繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求······················4 3.2繼電保護(hù)的維護(hù)管理································5 3.3繼電保護(hù)在電廠配置的規(guī)則和重點(diǎn)····················5 4 結(jié)論··················································7 5 心得體會(huì)··············································7 參考文獻(xiàn)··················································8繼電保護(hù)在當(dāng)代生活中的運(yùn)用 研究背景和意義
1.1研究背景
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國(guó)后,我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有,在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代,我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500 kV線路上[2],結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3],天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4],高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5],揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè),為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代
1.2繼電保護(hù)的作用與意義
改革開(kāi)放30年來(lái),中國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了舉世矚目的成就。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)電力的需求越來(lái)越大,電力供給開(kāi)始出現(xiàn)緊張,在很多地方都出現(xiàn)了供電危機(jī),使其不得不采取限電、停電等措施,以緩解電力供給的緊張。在如此嚴(yán)重的形式下,加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全維護(hù)至關(guān)重要,而繼電保護(hù)正是其中主要的保護(hù)手段之一。繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)有重大的意義。一是,繼電保護(hù)可以保障電力系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí),繼電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi),自動(dòng)從系統(tǒng)中切除故障設(shè)備,也可以向電力監(jiān)控警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出信息,提醒電力維護(hù)職員及時(shí)解決故障,這樣繼電保護(hù)不僅能有效的防止設(shè)備的損壞,還能降低相鄰地區(qū)供電受連帶故障的機(jī)率。同時(shí)還可以有效的防止電力系統(tǒng)因種種原因,而產(chǎn)生時(shí)間長(zhǎng)、面積廣的停電事故,是電力系統(tǒng)維護(hù)與保障最實(shí)用最有效的技術(shù)手段之一。二是,繼電保護(hù)的順利開(kāi)展,在消除電力故障的同時(shí),也就對(duì)社會(huì)生活秩序的正?;?,經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的正常化做出了貢獻(xiàn),不僅確保社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),還從一定程度上保證了社會(huì)的穩(wěn)定,人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。前些年北美大規(guī)模停電斷電事故,就造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,引發(fā)了社會(huì)的動(dòng)蕩,嚴(yán)重的威脅到了人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。可見(jiàn),電力系統(tǒng)的安全與否,不僅僅是照明失效的題目,更是社會(huì)安定、人們生命安全的題目。所以,繼電保護(hù)的有效性,就給社會(huì)各方面帶來(lái)了重大的影響。
2研究?jī)?nèi)容
2.1機(jī)電保護(hù)的基本原理
電力系統(tǒng)發(fā)生故障后,工頻電氣量變化的主要特征是:
1)電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過(guò)負(fù)荷電流。
2)電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí),系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降,且越靠近短路點(diǎn),電壓越低。
3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角,一般約為20°;三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定,一般為60°~85°;而在保護(hù)反方向三相短路時(shí),電流與電壓之間的限額將則是180°+(60°~85°)。
4)不對(duì)稱(chēng)短路時(shí),出現(xiàn)相序分量,如單相接地短路及兩相接地短路時(shí),出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。
利用短路故障時(shí)電氣量的變化,便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。例如,據(jù)短路故障時(shí)電流的增大,可構(gòu)成 過(guò)電流保護(hù);據(jù)短路故障時(shí)電壓的降低,可構(gòu)成 電壓保護(hù) ;據(jù)短路故障時(shí)電流與電壓之間相角的變化,可構(gòu)成功率方向保護(hù);據(jù)電壓與電流比值的變化,可構(gòu)成 距離保護(hù) ;據(jù)故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化,可構(gòu)成 差動(dòng)保護(hù); 據(jù)不對(duì)稱(chēng) 短路故障時(shí)出現(xiàn)的電流、電壓相序分量,可構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù)等。2.2組成與分類(lèi)
模擬型繼電保護(hù)裝置的種類(lèi)很多,它們都由測(cè)量回路、邏輯回路和執(zhí)行回路 三個(gè)主要部分組成。
對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求
1)選擇性
選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí),其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。
2)速動(dòng)性
速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障。對(duì)于反應(yīng)短路故障的繼電保護(hù),要求快速動(dòng)作的主要理由和必要性在于
(1)快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。
(2)快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶(hù)電壓降低的時(shí)間,加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過(guò)程。保證廠用電及用戶(hù)工作的穩(wěn)定性。
(3)快速切除故障可以減輕電氣設(shè)備和線路的損壞程度。
(4)快速切除故障可以防止故障的擴(kuò)大,提高自動(dòng)重合閘和備用電源或設(shè)備自動(dòng)投人的成功率。
對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,一般不要求快速動(dòng)作,而應(yīng)按照選擇性的條件,帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。
3)靈敏性
靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí),保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。
所謂系統(tǒng) 最大運(yùn)行方式,就是在被保護(hù)線路末端短路時(shí),系統(tǒng)等效阻抗最小,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大的運(yùn)行方式;系統(tǒng) 最小運(yùn)行方式,就是在同樣的短路故障情況下,系統(tǒng)等效阻抗為最大,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。
保護(hù)裝置的靈敏性用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。靈敏系數(shù)表示式為:
(l)對(duì)于反應(yīng)故障參數(shù)量增加(如過(guò)電流)的保護(hù)裝置:
保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值
(2)對(duì)于反應(yīng)故障參數(shù)量降低(如低電壓)的保護(hù)裝置:
保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值 4)可靠性
可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了故障該保護(hù)應(yīng)動(dòng)作時(shí),不應(yīng)由于它本身的缺陷而拒動(dòng)作;而在不屬于它動(dòng)作的任何情況 下,則應(yīng)可靠地不動(dòng)作。
以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電器保護(hù)的依據(jù),又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間,是相 互聯(lián)系的,但往往又存在著矛盾。因此,在實(shí)際工作中,要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶(hù)的性質(zhì),辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。電力系統(tǒng)保護(hù)分為主保護(hù)和后備保護(hù),后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),用來(lái)切除故障的保護(hù),后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)2種,遠(yuǎn)后備保護(hù)就是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),由相鄰的電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù),如變壓器的后備保護(hù)就是線路的遠(yuǎn)后備。近后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù),如線路的零序保護(hù)和距離保護(hù)就是相互后備的 2.3繼電器
1)電磁型繼電器
電磁繼電器的基本結(jié)構(gòu)形式有螺管線圈式、吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式三種,如圖 1 所示。電流繼電器在電流保護(hù)中用作測(cè)量和起動(dòng)元件,它是反應(yīng)電流超過(guò)一整定值而動(dòng)作的繼電器。電磁繼電器是利用電磁原理工作的。
螺管線圈式;
吸引銜鐵式;
轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式
圖 1 電磁型繼電器的結(jié)構(gòu)原理
2)集成電路型繼電器
3)抗TA飽和、抗暫態(tài)超越的集成電路型電流繼電器
3繼電保護(hù)在電廠中的應(yīng)用
3.1繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求
繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求:繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求:這四 “性” 之間緊密聯(lián)系, 既矛盾又統(tǒng)一。
(一)繼電保護(hù)的可靠性可靠性是指保護(hù)該動(dòng)體時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作。不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本要求。繼電保護(hù)的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證。任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等)都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。220kV 及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨(dú)立, 并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí), 能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除故障。在所有情況下, 要求這購(gòu)套繼電保護(hù)裝置和斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電。
(二)繼電保護(hù)的選擇性:選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障, 當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí), 才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件(如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件)的選擇性, 其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間, 在一般情況下應(yīng)相互配合。
(三)繼電保護(hù)的靈敏性:靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí), 保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù), 各類(lèi)保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求, 通過(guò)繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。
(四)繼電保護(hù)的速動(dòng)性:速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障, 其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性, 減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度, 縮小故障波及范圍, 提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)(如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù))、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。
3.2繼電保護(hù)的維護(hù)管理
(一)防誤措施
微機(jī)保護(hù)的一些定值設(shè)定以及重要參數(shù)修改在硬件設(shè)計(jì)上設(shè)置操作鎖,操作時(shí)必須正確輸入操作員的密碼和監(jiān)護(hù)人的密碼時(shí),方可進(jìn)行正常操作,并將操作人和監(jiān)護(hù)人的姓名等信息予以記錄和保存。
(二)繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)
1.當(dāng)班運(yùn)行人員定時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡視和檢查,對(duì)運(yùn)行情況要做好運(yùn)行記錄。
2.建立崗位責(zé)任制,做到人人有崗,每崗有人。
3.做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行,防止誤碰運(yùn)行設(shè)備,注意與帶電設(shè)備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。
4.對(duì)微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次,對(duì)差動(dòng)保護(hù)要記錄差動(dòng)電流值。
5.定期對(duì)保護(hù)裝置端子排進(jìn)行紅外測(cè)溫,盡早發(fā)現(xiàn)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱。6.每月對(duì)微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行檢查并打印。
7.每月定期檢查保護(hù)裝置時(shí)間是否正確,方便故障發(fā)生后的故障分析。8.定期核對(duì)保護(hù)定值運(yùn)行區(qū)和打印出定值單進(jìn)行核對(duì)。
3.3繼電保護(hù)在電廠配置中的規(guī)則和重點(diǎn)
(一)220kV系統(tǒng)雙重化的保護(hù),保護(hù)Ⅰ接于保護(hù)小母線Ⅰ(BMⅠ),保護(hù)Ⅱ接于保護(hù)小母線Ⅱ(BMⅡ)。獨(dú)立組屏的斷路器保護(hù)直流電源接入兩組保護(hù)小母線之一。非電量保護(hù)、失靈保護(hù)、3/2接線斷路器保護(hù)和短引線保護(hù)用直流電源,按均勻分布的原則,接入兩組保護(hù)小母線之一。兩組跳閘線圈的斷路器控制回路,控制電源Ⅰ接于控制小母線Ⅰ(KMⅠ),控制電源Ⅱ接于控制小母線Ⅱ(KMⅡ)。
(二)220kV系統(tǒng)雙重化的兩套保護(hù)與斷路器的兩組跳閘線圈一一對(duì)應(yīng)時(shí),其保護(hù)直流和控制直流必須取自同一組直流電源。對(duì)于220kV斷路器只有一組跳閘線圈的情況,失靈保護(hù)工作電源應(yīng)與相應(yīng)的斷路器控制電源取自不同的直流電源系統(tǒng)。故障錄波器、保護(hù)和故障信息系統(tǒng)設(shè)備采集柜的直流電源按電壓等級(jí)(主變錄波器按高壓系統(tǒng)歸類(lèi))分類(lèi)接于相應(yīng)的直流分電屏保護(hù)小母線。測(cè)控裝置電源按電壓等級(jí)分類(lèi)(主變各側(cè)測(cè)控裝置按高壓側(cè)歸類(lèi))接于相應(yīng)的直流分電屏控制小母線。
(三)3/2斷路器在每個(gè)線路、變壓器間隔配三相電壓互感器;為了檢查同期和檢電壓,在母線上配單相電壓互感器;變壓器間隔上母線的情況下,母線上配備三相電壓互感器。并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的電壓互感器(包括放電線圈兼電壓互感器)的設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足電容器組內(nèi)、外部故障繼電保護(hù)原理的需求。失壓保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)使用母線電壓互感器;開(kāi)口三角電壓保護(hù)和電壓差動(dòng)保護(hù)使用電容器組電壓互感器。
(四)電壓互感器二次繞組:110kV~220kV電壓等級(jí)電壓互感器應(yīng)有三組保護(hù)專(zhuān)用的二次繞組。其中兩組星型接線的二次繞組分別供兩套主保護(hù)用,開(kāi)口三角形接線的二次繞組接零序電壓回路。按照“《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)實(shí)施要求”,雙重化的主保護(hù)的電壓回路宜分別接入電壓互感器的不同二次繞組。來(lái)自開(kāi)關(guān)場(chǎng)電壓互感器的二次的四根引入線和開(kāi)口三角繞組的兩根引入線應(yīng)使用各自獨(dú)立的電纜。
(五)雙重化配置的兩套保護(hù)應(yīng)配置相互獨(dú)立的電壓切換裝置。雙母線接線電壓切換裝置,由隔離開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)控制。保護(hù)用電流互感器的配置,應(yīng)使電站內(nèi)各主保護(hù)的保護(hù)區(qū)之間互相覆蓋或銜接,消除保護(hù)死區(qū)。在采用罐式斷路器的情況下,電流互感器布置在斷路器的斷口兩側(cè)。
(六)雙母線主接線以及3/2斷路器接線的母線側(cè)斷路器,電流互感器布置在斷路器的外側(cè)(非母線側(cè))。發(fā)生斷路器和電流互感器之間死區(qū)故障、斷路器內(nèi)部故障時(shí),由母差保護(hù)動(dòng)作快速切除故障,避免了因依賴(lài)斷路器失靈保護(hù)而延長(zhǎng)故障切除時(shí)間。
(七)雙重化配置的兩套保護(hù)的跳閘回路與斷路器的兩組跳閘線圈分別一一對(duì)應(yīng)。單套配置的保護(hù)和220kV母差保護(hù)同時(shí)作用于斷路器的兩組跳閘線圈。雙母線接線斷路器隨線路保護(hù)而雙重化配置的重合閘,“壓力低閉鎖重合閘”回路應(yīng)分別接入。
(八)SF6斷路器的SF6氣體壓力低應(yīng)接入閉鎖合、分閘的回路,但不接入閉鎖重合閘的回路。若設(shè)置了SF6氣體壓力低閉鎖重合閘,則在線路發(fā)生健全斷路器相別的故障時(shí),線路保護(hù)由于重合閘被閉鎖而三相跳閘,單相故障增加誤啟動(dòng)失靈保護(hù)2/3的概率??紤]到SF6氣體壓力低該種缺陷的不可自愈性,基于簡(jiǎn)化二次回路的原則,并計(jì)及分相閉鎖合、分閘回路時(shí)SF6氣體壓力低閉鎖重合閘帶來(lái)的上述負(fù)面影響,SF6氣體壓力低不接入閉鎖重合閘的回路。
(九)失靈保護(hù)回路:220kV母線保護(hù)、線路、變壓器、發(fā)變組的電氣量保護(hù)、母聯(lián)和分段斷路器的充電和過(guò)流保護(hù)應(yīng)啟動(dòng)斷路器的失靈保護(hù)。主變或發(fā)變組動(dòng)作于母聯(lián)或分段斷路器的后備段保護(hù)不啟動(dòng)母聯(lián)或分段斷路器的失靈保護(hù)。非電量保護(hù)不允許啟動(dòng)失靈保護(hù)。斷路器三相不一致保護(hù)不啟動(dòng)失靈保護(hù),單斷路器接線及單斷路器運(yùn)行的發(fā)變組保護(hù)中的非全相保護(hù)應(yīng)該投跳閘并啟動(dòng)失靈保護(hù)。
(十)單斷路器接線發(fā)變組保護(hù)非全相運(yùn)行,負(fù)序電流將造成發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱和振動(dòng),危害發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行,因此其三相不一致保護(hù)應(yīng)啟動(dòng)失靈保護(hù)。3/2接線母線側(cè)斷路器失靈出口跳所在母線其它斷路器,可以采用經(jīng)母線保護(hù)出口的方式。通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入回路實(shí)現(xiàn)失靈經(jīng)母差直跳功能時(shí),經(jīng)過(guò)強(qiáng)電中間繼電器轉(zhuǎn)換,應(yīng)設(shè)置雙開(kāi)入、與邏輯,提高失靈經(jīng)母差直跳功能的安全性。失靈啟動(dòng)回路(含發(fā)變組保護(hù)解除失靈電壓閉鎖)的二次電纜跨保護(hù)小室連接時(shí)(分小室布置電站的保護(hù)小室之間,發(fā)電廠升壓站網(wǎng)控室和機(jī)組主控室之間),該回路應(yīng)在失靈保護(hù)側(cè)應(yīng)經(jīng)強(qiáng)電中間繼電器轉(zhuǎn)接。
(十一)母差保護(hù)回路:雙母線接線母線保護(hù)屏的刀閘信息宜直接取自刀閘的輔助接點(diǎn)。一方面保證了兩套保護(hù)回路的獨(dú)立性,另一方面避免了取自各間隔電壓切換繼電器接點(diǎn)時(shí)受該間隔保護(hù)檢修等的影響。每套母差保護(hù)應(yīng)接入獨(dú)立的電流互感器二次線圈。母聯(lián)、分段斷路器保護(hù),3/2接線斷路器保護(hù)應(yīng)獨(dú)立組屏。3/2斷路器主接線短引線保護(hù)宜與相應(yīng)的母線側(cè)斷路器保護(hù)共同組屏。
結(jié)論
繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的研究與探索,應(yīng)以進(jìn)一步提高保護(hù)的性能和安全可靠性為目的。繼電保護(hù)在功能實(shí)現(xiàn)上,是統(tǒng)一的整體,需要一次設(shè)備、二次回路、通道、保護(hù)裝置之間的配合協(xié)調(diào),才能發(fā)揮其整體性能。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展,這對(duì)繼電保護(hù)工作提出了新的挑戰(zhàn)。只有對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查和維護(hù),按時(shí)巡檢其運(yùn)行狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做好處理,保證系統(tǒng)無(wú)故障設(shè)備正常運(yùn)行,這對(duì)防止繼電保護(hù)不正確動(dòng)作,提高繼電保護(hù)的安全運(yùn)行,提高供電可靠性,具有十分重要的意義。
繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
心得體會(huì)
時(shí)間飛逝,還沒(méi)來(lái)得及畫(huà)上圓滿(mǎn)的句號(hào),電力系統(tǒng)機(jī)電保護(hù)的課程已經(jīng)結(jié)束了。14周授課內(nèi)容豐富了很多以前沒(méi)有學(xué)到的新知識(shí),讓我逐步了解自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。這篇小論文寫(xiě)作能夠順利地進(jìn)行,歸功于老師您上課傳授給我的知識(shí),使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí),把專(zhuān)業(yè)課程系統(tǒng)的結(jié)合起來(lái),并在實(shí)踐中得以體現(xiàn)。過(guò)去忙碌的14周里,總會(huì)覺(jué)得自己碌碌無(wú)為,但這份小論文見(jiàn)證了我的碩果。一份耕耘一分收獲,也許我的收獲并沒(méi)有其他學(xué)霸那么多,但至少我從辛勤耕耘過(guò)。
參考文獻(xiàn)
[1]周希章等.起重機(jī)電氣設(shè)備的故障診斷與修理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7.[2]孫桂林等.龍門(mén)起重機(jī)檢修[M].北京:人民鐵道出版社,1980.2.[3]胡冬星.抓斗起重機(jī)控制系統(tǒng)研究[J].中國(guó)科技信息,2005(20):67-68.[4]時(shí)新建.發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)起重機(jī)的變頻調(diào)速方案[J].繼電器,2003(9):86-87.[5]段蘇振.交流變頻調(diào)速技術(shù)在門(mén)式起重機(jī)中的應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng),2005(1):57-64.
第三篇:繼電保護(hù)名詞解釋
繼電保護(hù)名詞解釋
1、主保護(hù):滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。
2、高頻閉鎖距離保護(hù):利用距離保護(hù)的啟動(dòng)元件和距離方向元件控制收發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號(hào),閉鎖兩
側(cè)保護(hù)的原理構(gòu)成的高頻保護(hù)。
3、二次設(shè)備:是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或
生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。
4、重復(fù)接地:將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn),與大地進(jìn)行再一次的連接叫重復(fù)接地。
5、距離保護(hù):是利用阻抗元件來(lái)反應(yīng)短路故障的保護(hù)裝置。因阻抗元件反應(yīng)接入該元件的電壓與電流的比值(U/I=Z),即反應(yīng)短路故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗值,而線路的阻抗與距離成正比,所以稱(chēng)這種保護(hù)為
距離保護(hù)或阻抗保護(hù)。
6、零序保護(hù):在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后,就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn),利用這些電量構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱(chēng)為零序保護(hù)。零序電流保護(hù)就是常用的一種。
7、后備保護(hù):是指當(dāng)某一元件的主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),能夠以較長(zhǎng)時(shí)限(相對(duì)于主保護(hù))切除故障
元件的保護(hù)元件。
8、高頻保護(hù):就是故障后將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào),然后利用輸電線路本身構(gòu)成一高頻電流通道,將此信號(hào)送至對(duì)端,以比較兩端電流相位或功率方向的一種保護(hù)。
9、電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置:是指防止電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定和避免電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電的自動(dòng)保護(hù)裝置。
10、電力系統(tǒng)事故:是指電力系統(tǒng)設(shè)備故障或人員工作失誤,影響電能供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量并超過(guò)規(guī)定范圍的事件。
11、諧振過(guò)電壓:電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路,在一定的能源下,會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)電壓。
12、斷路器失靈保護(hù):當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障,故障元件的保護(hù)動(dòng)作而斷路器操作失靈拒絕跳閘時(shí),通過(guò)故障元件的保護(hù)作用于本變電站相鄰斷路器跳閘,有條件的還可以利用通道,使遠(yuǎn)端有關(guān)斷路器同時(shí)跳閘的接線
稱(chēng)為斷路器失靈保護(hù)。
13、諧振:由電阻、電感和電容組成的電路,若電源的頻率和電路的參數(shù)符合一定的條件,電抗將等于零,電路呈電阻性,電壓與電流同相位,這種現(xiàn)象稱(chēng)為諧振。
14、綜合重合閘:當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),采用單相重合閘方式;當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí),采用三相重合閘方式。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱(chēng)為綜合重合閘裝置。綜合重合閘裝置經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換,一般都具有單相重合閘,三相重合閘,綜合重合閘和直跳(即線路上發(fā)生任何類(lèi)型的故障,保護(hù)可通過(guò)重合閘裝置的出口,斷開(kāi)三相,不進(jìn)行重合閘)等四種運(yùn)行方式。
15、自動(dòng)重合閘:是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。
16、運(yùn)用中的電氣設(shè)備:是指全部帶有電壓或一部分帶有電壓及一經(jīng)操作即帶有電壓的電氣設(shè)備。
17、遠(yuǎn)后備:是指當(dāng)元件故障而其保護(hù)裝置或開(kāi)關(guān)拒絕動(dòng)作時(shí),由各電源側(cè)的相鄰元件保護(hù)裝置動(dòng)作將故
障切開(kāi)。
18、能量管理系統(tǒng)(EMS):是現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的總稱(chēng)。其主要功能由基礎(chǔ)功能和應(yīng)用功能兩個(gè)
部分組成。
19、近后備保護(hù):用雙重化配置方式加繼電保護(hù)名詞解釋
1、主保護(hù):滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。
2、高頻閉鎖距離保護(hù):利用距離保護(hù)的啟動(dòng)元件和距離方向元件控制收發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號(hào),閉鎖兩側(cè)保護(hù)的原理構(gòu)成的高頻保護(hù)。
3、二次設(shè)備:是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。
4、重復(fù)接地:將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn),與大地進(jìn)行再一次的連接叫重復(fù)接地。
5、距離保護(hù):是利用阻抗元件來(lái)反應(yīng)短路故障的保護(hù)裝置。因阻抗元件反應(yīng)接入該元件的電壓與電流的比值(U/I=Z),即反應(yīng)短路故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗值,而線路的阻抗與距離成正比,所以稱(chēng)這種保護(hù)為距離保護(hù)或阻抗保護(hù)。
6、零序保護(hù):在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后,就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn),利用這些電量構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱(chēng)為零序保護(hù)。零序電流保護(hù)就是常用的一種。
7、后備保護(hù):是指當(dāng)某一元件的主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),能夠以較長(zhǎng)時(shí)限(相對(duì)于主保護(hù))切除故障元件的保護(hù)元件。
8、高頻保護(hù):就是故障后將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào),然后利用輸電線路本身構(gòu)成一高頻電流通道,將此信號(hào)送至對(duì)端,以比較兩端電流相位或功率方向的一種保護(hù)。
9、電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置:是指防止電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定和避免電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電的自動(dòng)保護(hù)裝置。
10、電力系統(tǒng)事故:是指電力系統(tǒng)設(shè)備故障或人員工作失誤,影響電能供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量并超過(guò)規(guī)定范圍的事件。
11、諧振過(guò)電壓:電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路,在一定的能源下,會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)電壓。
12、斷路器失靈保護(hù):當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障,故障元件的保護(hù)動(dòng)作而斷路器操作失靈拒絕跳閘時(shí),通過(guò)故障元件的保護(hù)作用于本變電站相鄰斷路器跳閘,有條件的還可以利用通道,使遠(yuǎn)端有關(guān)斷路器同時(shí)跳閘的接線稱(chēng)為斷路器失靈保護(hù)。
13、諧振:由電阻、電感和電容組成的電路,若電源的頻率和電路的參數(shù)符合一定的條件,電抗將等于零,電路呈電阻性,電壓與電流同相位,這種現(xiàn)象稱(chēng)為諧振。
14、綜合重合閘:當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),采用單相重合閘方式;當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí),采用三相重合閘方式。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱(chēng)為綜合重合閘裝置。綜合重合閘裝置經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換,一般都具有單相重合閘,三相重合閘,綜合重合閘和直跳(即線路上發(fā)生任何類(lèi)型的故障,保護(hù)可通過(guò)重合閘裝置的出口,斷開(kāi)三相,不進(jìn)行重合閘)等四種運(yùn)行方式。
15、自動(dòng)重合閘:是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。
16、運(yùn)用中的電氣設(shè)備:是指全部帶有電壓或一部分帶有電壓及一經(jīng)操作即帶有電壓的電氣設(shè)備。
17、遠(yuǎn)后備:是指當(dāng)元件故障而其保護(hù)裝置或開(kāi)關(guān)拒絕動(dòng)作時(shí),由各電源側(cè)的相鄰元件保護(hù)裝置動(dòng)作將故障切開(kāi)。
18、能量管理系統(tǒng)(EMS):是現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的總稱(chēng)。其主要功能由基礎(chǔ)功能和應(yīng)用功能兩個(gè)部分組成。
19、近后備保護(hù):用雙重化配置方式加強(qiáng)元件本身的保護(hù),使之在區(qū)內(nèi)故障時(shí),保護(hù)無(wú)拒動(dòng)的裝
強(qiáng)元件本身的保護(hù),使之在區(qū)內(nèi)故障時(shí),保護(hù)無(wú)拒動(dòng)的可能,同時(shí)裝設(shè)開(kāi)關(guān)失靈保護(hù),以便當(dāng)開(kāi)關(guān)拒絕跳閘時(shí)啟動(dòng)它來(lái)切開(kāi)同一變電所母線的高壓開(kāi)關(guān),或搖切對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)。
20、復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù):是由一個(gè)負(fù)序電壓繼電器和一個(gè)接在相間電壓上的低電壓繼電器共同組成的電壓復(fù)合元件,兩個(gè)繼電器只要有一個(gè)動(dòng)作,同時(shí)過(guò)電流繼電器也動(dòng)作,整套裝置即能啟動(dòng)。
21、自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置:為了提高供電質(zhì)量,保證重要用戶(hù)供電的可靠性,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額引起頻率下降時(shí),根據(jù)頻率下降的程度,自動(dòng)斷開(kāi)一部分不重要的用戶(hù),阻止頻率下降,以使頻率迅速恢復(fù)到正常值,這種裝置叫自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置。
22、線路的縱聯(lián)保護(hù):當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),使兩側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置,是線路的主保護(hù)。它以線路兩側(cè)判別量的特定關(guān)系作為判據(jù)。即兩側(cè)均將判別量借助通道傳輸?shù)綄?duì)側(cè),然后,兩側(cè)分別安裝對(duì)側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來(lái)判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。
23、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定:是指電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后,在自動(dòng)調(diào)節(jié)器和控制裝置的作用下,保持長(zhǎng)過(guò)程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力。
24、調(diào)度術(shù)語(yǔ)中“許可” 的含義: 在改變電氣設(shè)備的狀態(tài)和電網(wǎng)運(yùn)行方式前,根據(jù)有關(guān)規(guī)定,由有關(guān)人員提出操作項(xiàng)目,值班調(diào)度員同意其操作。
25、綜合指令:是值班調(diào)度員對(duì)一個(gè)單位下達(dá)的一個(gè)綜合操作任務(wù),具體操作項(xiàng)目、順序由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員按規(guī)定自行填寫(xiě)操作票,在得到值班調(diào)度員允許之后即可進(jìn)行操作。
26、頻率的一次調(diào)整:由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的不改變變速機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)過(guò)程就是頻率的一次調(diào)整。這一調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié),是對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差進(jìn)行的調(diào)整。
27、頻率的二次調(diào)整:在電力負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),僅靠發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)頻率特性而引起的一次調(diào)頻是不能恢復(fù)原運(yùn)行頻率的,為使頻率保持不變,需運(yùn)行人員手動(dòng)或自動(dòng)操作調(diào)速器,使發(fā)電機(jī)的頻率特性平行地上下移動(dòng),進(jìn)而調(diào)整負(fù)荷,使頻率不變。保持系統(tǒng)頻率不變是由一次調(diào)整和二次調(diào)整共同完成的。
28、頻率的三次調(diào)整:即有功功率的經(jīng)濟(jì)分配。按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配預(yù)計(jì)負(fù)荷中的持續(xù)分量部分,安排系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)各有關(guān)發(fā)電廠按給定的負(fù)荷曲線發(fā)電,在各發(fā)電廠、各發(fā)電機(jī)組之間最優(yōu)分配有功功率負(fù)荷。
29、發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性:當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí),發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)將自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量,以增減發(fā)電機(jī)組的出力,這種反映由頻率變化而引發(fā)發(fā)電機(jī)組出力變化的關(guān)系,叫發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性。
30、逆調(diào)壓方式:在最大負(fù)荷時(shí)提高中樞點(diǎn)電壓以抵償因線路上最大負(fù)荷而增大的電壓損耗,在最小負(fù)荷時(shí)將中樞點(diǎn)電壓降低一些以防止負(fù)荷點(diǎn)的電壓過(guò)高。這種中樞點(diǎn)的調(diào)壓方法稱(chēng)為逆調(diào)壓。在最大負(fù)荷時(shí),使中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓高5%,在最低負(fù)荷時(shí),使中樞點(diǎn)電壓下降至線路的額定電壓,大多能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。
31、恒調(diào)壓:如果負(fù)荷變動(dòng)較小,即將中樞點(diǎn)電壓保持在較線路額定電壓高(2%--5%)的數(shù)值,不必隨負(fù)荷變化來(lái)調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓仍可保證負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量,這種調(diào)壓方法叫恒調(diào)壓或常調(diào)壓。
32、順調(diào)壓:如負(fù)荷變化甚小,或用戶(hù)處于允許電壓偏移較大的農(nóng)業(yè)電網(wǎng),在最大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些(不得低于線路額定電壓的102.5%),在最小負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓高一些(不得高于線路額定電壓的107.5%)。在無(wú)功調(diào)整手段不足時(shí),可采取這種調(diào)壓方式,但一般應(yīng)避免采用。
33、電力調(diào)度計(jì)劃的變更權(quán):是指電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)在電網(wǎng)出現(xiàn)特殊情況下,變更日調(diào)度計(jì)劃的一種權(quán)利。這種權(quán)利是有限的,不能借此權(quán)利濫變調(diào)度計(jì)劃而使其失去嚴(yán)肅性。
34、變壓器空載損耗:變壓器運(yùn)行時(shí),一次側(cè)在額定電壓下變壓器所消耗的功率。其近似等于鐵損。
35、變壓器連接組別的時(shí)鐘表示法:以變壓器高壓側(cè)線電壓的向量作為分針,并固定指向“12”,以低壓側(cè)同名線電壓的向量作為時(shí)針,它所指向的時(shí)數(shù),即為該接線組別的組號(hào)。
36、變壓器過(guò)勵(lì)磁:當(dāng)變壓器在電壓升高或頻率下降時(shí)都將造成工作磁通密度增加,變壓器的鐵芯飽和稱(chēng)為變壓器過(guò)勵(lì)磁。
37、變壓器勵(lì)磁涌流:是指變壓器全電壓充電時(shí)在其繞組產(chǎn)生的暫態(tài)電流。其最大值可達(dá)變壓器額定電流值的6—8倍。最大涌流出現(xiàn)在變壓器投入時(shí)電壓經(jīng)過(guò)零點(diǎn)瞬間。
38、電力系統(tǒng):把由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的電能生產(chǎn)、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱(chēng)為電力系統(tǒng)。
39、電力網(wǎng):把輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱(chēng)為電力網(wǎng)。40、輸電能力:是指在電力系統(tǒng)之間,或在電力系統(tǒng)中從一個(gè)局部系統(tǒng)(或發(fā)電廠)到另一個(gè)局部系統(tǒng)(或變電所)之間的輸電系統(tǒng)容許的最大送電功率(一般按受端計(jì))。
41、主網(wǎng):是指最高電壓輸電網(wǎng),在形成初期也包括次一級(jí)電壓網(wǎng),共同構(gòu)成電網(wǎng)的骨架。
42、電網(wǎng)結(jié)構(gòu):主要是指主網(wǎng)的接線方式、區(qū)域電網(wǎng)電源和負(fù)荷大小及聯(lián)絡(luò)線功率交換量的大小等。
43、線路充電功率:由線路的對(duì)地電容電流所產(chǎn)生的無(wú)功功率,稱(chēng)為線路的充電功率。
44、潛供電流:當(dāng)故障相(線路)自?xún)蓚?cè)切除后,非故障相(線路)與斷開(kāi)相(線路)之間存在的電感耦合和電容耦合,繼續(xù)向故障相(線路)提供的電流稱(chēng)為潛供電流。如其值較大時(shí)可使重合閘失敗。
45、波阻抗:電磁波沿線路單方向傳播時(shí),行波電壓與行波電流絕對(duì)值之比稱(chēng)為波阻抗。其值為單位長(zhǎng)度線路電感與電容之比的平方根。
46、自然功率:輸電線路既會(huì)因其具有的分布電容產(chǎn)生無(wú)功功率,又會(huì)因其串聯(lián)阻抗消耗無(wú)功功率,當(dāng)沿線路傳送某一固定有功功率,線路上的這兩種無(wú)功功率適能相互平衡時(shí),這個(gè)有功功率叫線路的自然功率。如傳輸?shù)挠泄β实陀诖酥担€路將向系統(tǒng)送出無(wú)功功率;而高于此值時(shí),則將吸收系統(tǒng)的無(wú)功功率。
47、大接地電流系統(tǒng):中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,發(fā)生單相接地故障時(shí),接地短路電流很大,這種系統(tǒng)稱(chēng)為大接地電流系統(tǒng)。
48、電壓崩潰:電力系統(tǒng)無(wú)功電源的電壓特性曲線與無(wú)功負(fù)荷的電壓特性曲線的切點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行電壓,稱(chēng)為臨界電壓。當(dāng)電力系統(tǒng)所有無(wú)功電源容量已調(diào)至最大,系統(tǒng)運(yùn)行電壓會(huì)因無(wú)功負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)而不斷降低,如運(yùn)行電壓降至臨界電壓時(shí),會(huì)因擾動(dòng)使負(fù)荷的電壓下降,將使無(wú)功電源永遠(yuǎn)小于無(wú)功負(fù)荷,從而導(dǎo)致電壓不斷下降最終到零,這種電壓不斷下降最終到零的現(xiàn)象稱(chēng)為電壓崩潰。電壓崩潰會(huì)導(dǎo)致大量損失負(fù)荷,甚至大面積停電或使系統(tǒng)瓦解。
49、頻率崩潰:發(fā)電機(jī)的頻率特性曲線與負(fù)荷的頻率特性曲線的切點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率稱(chēng)為臨界頻率。電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率等于(或低與)臨界頻率時(shí),如擾動(dòng)使系統(tǒng)頻率下降,將迫使發(fā)電機(jī)出力減少,從而使系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降,有功不平衡加劇,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致頻率不斷下降最終到零,這種頻率不斷下降最終到零的現(xiàn)象稱(chēng)為頻率崩潰。
50、重合閘后加速:當(dāng)線路發(fā)生故障后,保護(hù)有選擇性地動(dòng)作切除故障,然后重合閘進(jìn)行一次重合,如重合于永久性故障時(shí),保護(hù)裝置不帶時(shí)限地動(dòng)作斷開(kāi)短路器。
51、變壓器復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù):該保護(hù)通常作為變壓器的后備保護(hù),它是由一個(gè)負(fù)序電壓繼電器和接在相間電壓上的低電壓繼電器共同組成的電壓復(fù)合元件,兩個(gè)繼電器只要有一個(gè)動(dòng)作,同時(shí)過(guò)流繼電器也動(dòng)作,整套裝置既能啟動(dòng)。
52、跨步過(guò)電壓:通過(guò)接地體或接地網(wǎng)流到地中的電流,會(huì)在地表及地下深處形成一個(gè)空間分布的電流場(chǎng),并在離接地體不同距離的位置產(chǎn)生一個(gè)電位差,這個(gè)電位差叫跨步電壓??绮诫妷号c入地電流強(qiáng)度成正比,與接地體的距離的平方成反比??绮诫妷狠^高時(shí),易造成對(duì)人、蓄的傷害。
53、反擊過(guò)電壓:在變電站中,如雷擊到避雷針上,雷電流則通過(guò)架構(gòu)接地引下線流散到地中,由于架構(gòu)電感和接地電阻的存在,在架構(gòu)上會(huì)產(chǎn)生很高的對(duì)地電位,高電位對(duì)附近的電氣設(shè)備或帶電的導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生很大的電位差。如兩者距離較近,就會(huì)導(dǎo)致避雷針對(duì)其它設(shè)備或?qū)Ь€放電,引起反擊閃落而造成事故。
54、系統(tǒng)瓦解:由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞、頻率崩潰、電壓崩潰、連鎖反映或自然災(zāi)害等原因所造成的四分五裂的大面積停電事故狀態(tài)。
55、聯(lián)鎖反映:是指由于一條輸電線路(或一組變壓器)的過(guò)負(fù)荷或事故跳閘而引起其它輸電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的相繼跳閘(包括防止設(shè)備損壞而進(jìn)行的人員操作在內(nèi))。聯(lián)鎖反映是事故擴(kuò)大的一個(gè)重要原因。
56、三道防線:是指在電力系統(tǒng)受到不同擾動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)保證穩(wěn)定可靠供電方面提出的要求。(1)當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生常見(jiàn)的概率高的單一故障時(shí),電力系統(tǒng)應(yīng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)保持對(duì)用戶(hù)的正常供電。(2)當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生了性質(zhì)嚴(yán)重但概率較低的單一故障時(shí),要求電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,但允許失去部分負(fù)荷(或直接切除某些負(fù)荷,或因系統(tǒng)頻率下降,負(fù)荷自然降低)。(3)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了罕見(jiàn)的多重故障(包括單一故障同時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作不正確等),電力系統(tǒng)可能不能保持穩(wěn)定運(yùn)行,但必須有預(yù)定的措施以盡可能縮小事故影響范圍和縮短影響時(shí)間。
57、差動(dòng)速斷保護(hù):在變壓器內(nèi)部發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障時(shí),差動(dòng)電流中產(chǎn)生較大的二次諧波分量,使變壓器微機(jī)縱差保護(hù)被制動(dòng),直至二次諧波分量衰減后,縱差保護(hù)才能動(dòng)作。為加速保護(hù)動(dòng)作行為,規(guī)定當(dāng)差動(dòng)電流大于可能出現(xiàn)的最大勵(lì)磁涌流時(shí),縱差保護(hù)應(yīng)立即動(dòng)作跳閘,按次原理而整定的保護(hù)即為差動(dòng)速斷保護(hù)
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36、發(fā)電機(jī)定子接地零序電壓保護(hù)有幾種?
零序電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓互感器的電壓或消弧線圈的二次電壓或機(jī)端三相電流互感器的開(kāi)口三角。(1)反應(yīng)零序電壓的定子接地保護(hù):保護(hù)裝置的動(dòng)作電壓一般取15V,保護(hù)范圍為85%。
(2)反應(yīng)基波零序電壓的定子接地保護(hù):帶有三次諧波濾過(guò)器,反應(yīng)基波零序電壓的定子接地保護(hù)動(dòng)作電壓取5~15V,保護(hù)范圍為90~95%,死區(qū)5~10V。
(3)帶有制動(dòng)量的反映基波零序電壓的定子接地保護(hù):高壓系統(tǒng)中性點(diǎn)不直接接地,為防止高壓側(cè)發(fā)生接地故障而誤動(dòng),因此裝設(shè)以高壓側(cè)零序電壓為制動(dòng)量、以發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓為動(dòng)作量的基波零序電壓型定子接地保護(hù),也可采用高壓側(cè)零序電壓閉鎖的方式。
(4)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間:一般取1.5S動(dòng)作于信號(hào);2.0S動(dòng)作于跳閘。
37、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù):
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地,勵(lì)磁電壓仍然正常,對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)直接危害。但改變勵(lì)磁電壓的分布,在勵(lì)磁繞組一端接地時(shí),其另一端勵(lì)磁電壓將升高為全部勵(lì)磁電壓,比正常時(shí)增大一倍,在勵(lì)磁繞組絕緣薄弱處可能發(fā)生第二點(diǎn)接地。
勵(lì)磁繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí),部分勵(lì)磁繞組被短接,使其鐵心氣隙磁通畸變,造成機(jī)組振動(dòng)。故障點(diǎn)的電弧將燒傷轉(zhuǎn)子繞組與鐵心。接地電流可能使軸系和汽輪機(jī)汽缸磁化。故勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地的后果是嚴(yán)重的。
(1)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地保護(hù): ①絕緣檢查裝置
組成:將兩電壓表串聯(lián)后接在轉(zhuǎn)子回路正、負(fù)極之間,兩電壓表之間連線接地。根據(jù)兩電壓表讀數(shù)不同,判斷正極或負(fù)極絕緣降低。轉(zhuǎn)子繞組中點(diǎn)接地,存在死區(qū)。②直流電橋式勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù):
保護(hù)原理:轉(zhuǎn)子偏心和磁路不對(duì)稱(chēng)等原因產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子繞組(疊加在直流勵(lì)磁電壓上)的交流電壓,使轉(zhuǎn)子繞組中點(diǎn)對(duì)地電壓不保持為零,而在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。利用這個(gè)波動(dòng)的電壓,可使保護(hù)具有較高的靈敏性。
由電阻R1、R2、非線性元件穩(wěn)壓管3WY為直流電橋的兩個(gè)臂,勵(lì)磁繞組的電阻構(gòu)成直流電橋的另兩個(gè)臂。直流電橋?qū)蔷€P——地(轉(zhuǎn)子軸)之間串入整流橋BZ和繼電器J。正常情況下,調(diào)節(jié)R1、R2使通過(guò)繼電器J中的電流最小,使繼電器不動(dòng)作。若轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地,電橋平衡被破壞,流過(guò)繼電器J的電流大于其動(dòng)作電流,保護(hù)動(dòng)作。裝設(shè)穩(wěn)壓管3WY后,即使轉(zhuǎn)子繞組中點(diǎn)接地,保護(hù)也能動(dòng)作,消除了動(dòng)作死區(qū)。(2)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地保護(hù):
①直流電橋原理構(gòu)成的勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù):
由轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成直流電橋的兩個(gè)臂、滑動(dòng)變阻器構(gòu)成兩個(gè)臂組成直流電橋,其對(duì)角線-滑動(dòng)電阻器的滑動(dòng)端與地(轉(zhuǎn)子軸)之間接入mV表和電流繼電器。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地后,投入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù),調(diào)整滑動(dòng)變阻器使mV表指示為零,此時(shí)電橋平衡。斷開(kāi)mV表,合上刀閘投入電流繼電器LJ。當(dāng)發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí),電橋平衡遭到破壞,流過(guò)繼電器LJ的電流大于其動(dòng)作電流,保護(hù)動(dòng)作跳閘發(fā)電機(jī)。應(yīng)用于小型機(jī)組。②反應(yīng)定子繞組二次諧波電壓的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù):
發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子磁通密度曲線對(duì)稱(chēng)于橫坐標(biāo)軸,不存在偶次諧波。當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地或匝間短路時(shí),由于部分勵(lì)磁繞組被短接只要兩個(gè)接地點(diǎn)不完全對(duì)稱(chēng)于勵(lì)磁磁極,那么兩個(gè)磁極的磁通密度曲線的對(duì)稱(chēng)性就被破壞,因而勵(lì)磁繞組中就產(chǎn)生二次及以上的各種偶次諧波電流,于是定子繞組中也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的偶次諧波電勢(shì)。利用定子繞組中的二次諧波電壓,可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)。
為區(qū)分勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地與匝間短路,將二次諧波電壓繼電器與一點(diǎn)接地保護(hù)繼電器常開(kāi)接點(diǎn)串聯(lián),構(gòu)成轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的出口回路。僅二次諧波電壓繼電器動(dòng)作可判斷為轉(zhuǎn)子繞組匝間短路。
38、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù):
(1)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行及其影響:
發(fā)電機(jī)失磁是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流下降到低于靜態(tài)穩(wěn)定極限所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流值或勵(lì)磁電流完全消失。失磁的主要原因:轉(zhuǎn)子繞組故障、勵(lì)磁回路開(kāi)路、半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)故障、滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置故障、運(yùn)行人員誤操作等。發(fā)電機(jī)失磁后,18 由同步運(yùn)行過(guò)渡到異步運(yùn)行,轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)差頻電流,定子電壓降低,定子電流增大,有功功率下降,無(wú)功功率反向并增大,系統(tǒng)電壓降低和某些電源回路過(guò)電流。在一定條件下,破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,影響發(fā)電機(jī)的安全。
(一)失磁運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)本身的影響:
①由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)子表面出現(xiàn)差頻電流。該電流產(chǎn)生附加損耗,使轉(zhuǎn)子過(guò)熱,將轉(zhuǎn)子本體與槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面燒傷。②失磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行后,其等值電抗降低,從系統(tǒng)吸取的無(wú)功功率增大。失磁前所帶的有功功率越大,異步運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差越大,等值電抗越小,吸取的無(wú)功功率就越大,造成定子繞組過(guò)電流,定子過(guò)熱。
③異步運(yùn)行中,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、有功功率將有劇烈的周期性擺動(dòng),使定子、轉(zhuǎn)子和基座受到異常機(jī)械沖擊。④失磁運(yùn)行中,發(fā)電機(jī)定子端部的漏磁增大,使定子端部的部件和邊段鐵心過(guò)熱。
(二)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響
發(fā)電機(jī)失磁后,從系統(tǒng)吸取相當(dāng)于額定容量的無(wú)功功率,使系統(tǒng)電壓降低。若系統(tǒng)的無(wú)功功率儲(chǔ)備不足,將使鄰近失磁發(fā)電機(jī)的部分系統(tǒng)電壓低于允許值,這將威脅負(fù)荷和各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。這是發(fā)電機(jī)失磁最嚴(yán)重的后果。發(fā)電機(jī)的容量越大,失磁后引起的無(wú)功功率缺額越大;電力系統(tǒng)的容量越小,補(bǔ)償失磁引起的無(wú)功缺額的能力越小。因此,發(fā)電機(jī)單機(jī)容量占系統(tǒng)容量比例越大,發(fā)電機(jī)失磁對(duì)系統(tǒng)的影響越嚴(yán)重。
(2)失磁保護(hù)的構(gòu)成方式
①利用滅磁開(kāi)關(guān)聯(lián)跳發(fā)電機(jī)斷路器。一般用于100MVA以下的發(fā)電機(jī)。不能反應(yīng)除滅磁開(kāi)關(guān)誤跳外的其它原因引起的失磁故障。②利用失磁后有關(guān)參數(shù)的變化構(gòu)成的失磁保護(hù):阻抗元件Z——反映發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗的變化;低電壓元件Uf<——反應(yīng)機(jī)端電壓的變化;勵(lì)磁低電壓元件Ufd<——反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓。
若發(fā)電機(jī)失磁,阻抗元件Z動(dòng)作,而勵(lì)磁電壓降低,Ufd<動(dòng)作,“與”門(mén)Y2有輸出,發(fā)出失步信號(hào)。表示發(fā)電機(jī)已失步,但不能確定是系統(tǒng)振蕩還是失磁引起的失步,由延時(shí)t2來(lái)判斷,如果是失磁,經(jīng)t2動(dòng)作于停機(jī)。T2按躲開(kāi)系統(tǒng)振蕩整定,t2=0.5~1.5S。如果機(jī)端電壓降到系統(tǒng)安全運(yùn)行最低允許電壓值之下,低電壓元件Uf<動(dòng)作“與”門(mén)Y1有輸出,經(jīng)t1延時(shí),通過(guò)“或”門(mén)H作用于停機(jī)。t1按躲開(kāi)振蕩影響的條件整定,t1=0.5~1.0S。
39、發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)
發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電壓加單相電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù),也可采用阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)。負(fù)序電流保護(hù)采用兩段式,即負(fù)序過(guò)負(fù)荷信號(hào)和負(fù)序過(guò)電流跳閘。前者動(dòng)作電流按躲開(kāi)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期容許的負(fù)序電流整定,通常取0.1Ie.f發(fā)電機(jī)額定電流。其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于發(fā)電機(jī)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限5~10S。后者的動(dòng)作電流應(yīng)按發(fā)電機(jī)短時(shí)容許的負(fù)序電流整定。對(duì)表面式冷卻的發(fā)電機(jī)取0.5~0.6 Ie.f發(fā)電機(jī)額定電流,其動(dòng)作時(shí)限與后備保護(hù)逐級(jí)配合,取3~5S。
反時(shí)限負(fù)序過(guò)流保護(hù):
發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)或發(fā)電機(jī)三相定子繞組發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí),定子繞組中的負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100Hz的電流,使轉(zhuǎn)子附加發(fā)熱。其發(fā)熱量正比于負(fù)序電流的平方與所持續(xù)時(shí)間的乘積。因兩段式負(fù)序電流保護(hù)時(shí)限特性不能與轉(zhuǎn)子發(fā)熱特性配合,定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)不能充分利用發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力,有時(shí)負(fù)序電流很大,因時(shí)間短,保護(hù)不動(dòng)作,也不利于發(fā)電機(jī)安全。因此裝設(shè)與允許負(fù)序電流曲線配合的反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)是動(dòng)作時(shí)間隨負(fù)序電流的增大而減小的保護(hù)。
40、為什么大型發(fā)電機(jī)配置逆功率保護(hù):
當(dāng)汽輪機(jī)主汽門(mén)誤關(guān)閉,在發(fā)電機(jī)斷路器跳開(kāi)前,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,從系統(tǒng)吸取有功功率。此時(shí)逆功率對(duì)發(fā)電機(jī)本身無(wú)害,但是由于殘留在汽輪機(jī)尾部的蒸汽與尾部葉片摩擦,使葉片過(guò)熱。因此逆功率不能超過(guò)3MIN,裝設(shè)逆功率保護(hù)。
鄒縣600MW發(fā)電機(jī)逆功率定值:2.5%Pe ;動(dòng)作時(shí)限:5S。
41、發(fā)電機(jī)為什么要裝設(shè)頻率異常保護(hù)?
汽輪機(jī)的葉片都有一個(gè)自振頻率,如果發(fā)電機(jī)運(yùn)行頻率低于或高于額定值,在接近或等于葉片自振頻率時(shí),將導(dǎo)致共振,使材料疲勞,達(dá)到材料不允許的程度時(shí),葉片就可能斷裂,造成嚴(yán)重故障,材料的疲勞是一個(gè)不可逆的積累過(guò)程,所以汽輪機(jī)給出了在規(guī)定頻率下允許的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。低頻運(yùn)行多發(fā)生在重負(fù)荷下,對(duì)汽輪機(jī)威脅更為嚴(yán)重,另外,對(duì)極低頻工況,還將威脅廠用電的安全。因此發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)低頻保護(hù)。
42、大型發(fā)電機(jī)組要裝設(shè)失步保護(hù)?
發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)發(fā)生失步時(shí),將出現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械量和電氣量與系統(tǒng)之間的振蕩,這種持續(xù)的振蕩將對(duì)發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)產(chǎn)生有破壞力的影響。
(1)單元接線的大型發(fā)電機(jī)組電抗較大,而系統(tǒng)規(guī)模的增大將使系統(tǒng)等效電抗減小,因此震蕩中心往往落在發(fā)電機(jī)端附近或
升壓變壓器范圍內(nèi),使振蕩過(guò)程對(duì)機(jī)組的影響大為加重。由于機(jī)端電壓周期性地嚴(yán)重下降,使廠用輔機(jī)工作穩(wěn)定性遭到破壞,甚至導(dǎo)致全廠停機(jī)、停爐、停電的重大事故。
(2)失步運(yùn)行時(shí),當(dāng)發(fā)電機(jī)電勢(shì)與系統(tǒng)等效電勢(shì)的相位差為180o 的瞬間,振蕩電流的幅值接近機(jī)端三相短路時(shí)流經(jīng)發(fā)電機(jī)的電流,使定子繞組遭受熱損傷或端部遭受機(jī)械損傷。(3)振蕩過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)軸系的周期性扭力,可能造成大軸嚴(yán)重機(jī)械損傷。
(4)在振蕩過(guò)程中由于周期性轉(zhuǎn)差變化在轉(zhuǎn)子繞組中引起感生電流,引起轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱。(5)大型機(jī)組與系統(tǒng)失步,還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列甚至崩潰事故。因此大型發(fā)電機(jī)需要裝設(shè)失步保護(hù),以保障機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全。
43、意外加電壓保護(hù):(1)定義:發(fā)電機(jī)在盤(pán)車(chē)過(guò)程中,發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)誤合閘,突然加上電壓,使發(fā)電機(jī)異步啟動(dòng)造成機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞。針對(duì)這 種異常運(yùn)行而設(shè)置突然加電壓保護(hù),以迅速切除電源。(3)突然加電壓的危害:
盤(pán)車(chē)中的發(fā)電機(jī)突然加電壓后,其電抗接近Xd”,并在啟動(dòng)過(guò)程中基本不變。計(jì)及升壓變壓器的電抗Xb和系統(tǒng)連接電抗Xs,并且在Xs較小時(shí)流過(guò)發(fā)電機(jī)定子繞組的電流可達(dá)3~4倍額定電流值。定子電流所建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),將在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生差頻電流(頻率在變),如果不及時(shí)切除電源,使流過(guò)的電流持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的熱效應(yīng)I2t將超過(guò)允許值,引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱而遭到損壞;此外,還可能因潤(rùn)滑油壓低而使軸瓦遭受損壞。(4)保護(hù)構(gòu)成及動(dòng)作過(guò)程:
突然加電壓后的異步啟動(dòng)過(guò)程,一般流過(guò)發(fā)電機(jī)的電流總是大于額定電流,意外加電壓保護(hù)可以用一個(gè)低頻組件F和一個(gè)過(guò) 電流組件I組成。
當(dāng)頻率降到可能的最低運(yùn)行頻率之下時(shí),低頻元件F輸出邏輯1,啟動(dòng)一延時(shí)返回的時(shí)間元件t,t和電流元件I經(jīng)“與”門(mén) 輸出啟動(dòng)保護(hù)出口元件。頻率元件F用于正常運(yùn)行時(shí)把電流元件的輸出回路解除,使之只在低頻時(shí)才起作用。突然加電壓后,由于外加電壓的頻率是額定頻率,頻率元件將立即返回,輸出1變?yōu)?;為保證電流元件I動(dòng)作后完成跳閘過(guò)程,設(shè)置時(shí)間元件t,其返回延時(shí)應(yīng)保證跳閘過(guò)程的完成。當(dāng)發(fā)電機(jī)停機(jī)(發(fā)變組出口刀閘未拉開(kāi)前)時(shí),應(yīng)保持意外加電壓保護(hù)始終投入。此外,逆功率保護(hù)、失磁保護(hù)、阻抗保護(hù)也能反應(yīng)突然加電壓工況,但需附加下列措施:(1)設(shè)置無(wú)延時(shí)出口元件,并在盤(pán) 車(chē)時(shí)投入,(2)盤(pán)車(chē)時(shí)接該保護(hù)的電壓互感器、電流互感器、直流電源回路均不應(yīng)解除。較復(fù)雜,不可取。
4)、600MW發(fā)電機(jī)意外加電壓保護(hù)構(gòu)成:
44、啟動(dòng)保護(hù): 1)、定義:發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中有勵(lì)磁電流流過(guò)勵(lì)磁繞組,(因誤操作、機(jī)組低轉(zhuǎn)速下并列、盤(pán)車(chē)狀態(tài)利用勵(lì)磁繞組
對(duì)轉(zhuǎn)子預(yù)熱),此時(shí)定子電壓的頻率很低,許多保護(hù)在低頻下不起作用,通常要裝設(shè)反應(yīng)定子接地故障和相間故障、由電磁式繼電器構(gòu)成的保護(hù)裝置,這種保護(hù)稱(chēng)為啟停機(jī)保護(hù)或啟動(dòng)保護(hù),也稱(chēng)為低頻運(yùn)行保護(hù)。2)、保護(hù)構(gòu)成:
一般啟停保護(hù)中,用一只電磁式電壓互感器接入零序電壓3Uo,裝在機(jī)端或中性點(diǎn)側(cè),反映定子接地故障;在發(fā)電機(jī)、升壓 變壓器和機(jī)端引出的廠用變壓器的差動(dòng)保護(hù)回路中,各接入一組電磁式電流繼電器,一般接于差動(dòng)回路中,用于反應(yīng)相間短路故障。
3)、600MW發(fā)電機(jī)啟動(dòng)保護(hù):
45、非全相運(yùn)行保護(hù): 1)、定義:由于誤操作或機(jī)械方面的原因,使斷路器三相不能同時(shí)合閘或跳閘,或在正常運(yùn)行中突然一相跳閘,造成斷路器
非全相運(yùn)行,針對(duì)這種異常工況裝設(shè)的保護(hù)稱(chēng)為非全相運(yùn)行保護(hù)。2)、非全相運(yùn)行的危害:
發(fā)電機(jī)-變壓器組的出口斷路器發(fā)生非全相運(yùn)行時(shí),發(fā)電機(jī)定子繞組中流過(guò)負(fù)序電流。該負(fù)序電流產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),相對(duì)轉(zhuǎn)子為兩倍同步轉(zhuǎn)速,因此在轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)100Hz的倍頻電流,它會(huì)使轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面等電流密度很大的部位過(guò)熱,造成轉(zhuǎn)子局灼傷,而反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng),可能造成相鄰線路誤動(dòng)作,使故障擴(kuò)大,裝設(shè)斷路器非全相運(yùn)行保護(hù)可以快速切除故障。3)、非全相運(yùn)行保護(hù)的構(gòu)成:
一般由靈敏的負(fù)序電流元件I2和非全相判別回路組成。
經(jīng)短延時(shí)(T=0.2~0.5S)動(dòng)作跳開(kāi)其他健全相。如果是操作機(jī)構(gòu)故障斷開(kāi)其他健全相不能成功,則應(yīng)動(dòng)作于母線失靈保護(hù),切斷與本回路有關(guān)的母線上的其他有源回路。4)、500KV斷路器非全相運(yùn)行保護(hù)構(gòu)成:
46、斷路器閃絡(luò)保護(hù): 1)、定義:在進(jìn)行同期合閘的過(guò)程中,斷路器合閘之前,作用于斷口上的電壓,隨待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)電勢(shì)之間角度差δ
的變化而不斷變化,當(dāng)δ=180o 時(shí),其值最大,為兩者電勢(shì)之和。當(dāng)兩者電勢(shì)相等時(shí),則有兩倍的運(yùn)行電壓作用于斷口上,有時(shí)造成斷口閃絡(luò)事故。2)、斷路器閃絡(luò)保護(hù)的危害:
斷口閃絡(luò)要造成斷路器損壞,還可能由此引起事故擴(kuò)大,破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;閃絡(luò)時(shí)一般是一相或兩相閃絡(luò),一是要產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩作用于發(fā)電機(jī)上,二是產(chǎn)生負(fù)序電流,在轉(zhuǎn)子上引起附加損耗,威脅發(fā)電機(jī)的安全。3)、閃絡(luò)保護(hù)的構(gòu)成:斷路器三相斷開(kāi)位置時(shí)有負(fù)序電流。
保護(hù)原理:(1)、利用負(fù)序電流元件I2和斷路器的輔助觸電DLA、DLB、DLC、、構(gòu)成。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)序電流后,如果斷路器有一相或兩相是斷開(kāi)的,則說(shuō)明是非全相運(yùn)行,則動(dòng)作于跳閘,斷路器拒動(dòng)時(shí),啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù);如果斷路器三相是斷開(kāi)的,則說(shuō)明是斷口閃絡(luò),此時(shí)應(yīng)首先動(dòng)作本發(fā)電機(jī)滅磁,以降低斷口電壓,無(wú)效時(shí),再啟動(dòng)失靈保護(hù)。(2)、用比較三相電流的方法構(gòu)成的閃絡(luò)保護(hù): 因斷路器閃絡(luò)不會(huì)三相同時(shí)發(fā)生,三相斷路器都處于斷開(kāi)狀態(tài),有一相或兩相中流過(guò)電流,此時(shí)電流元件IA、IB、IC中相應(yīng)的元件動(dòng)作,其肯定端輸出1,否定端(圖中涂黑端)輸出0,沒(méi)有流過(guò)電流的元件相反,這樣兩個(gè)或門(mén)1H和2H的輸出都是1,DLA、DLB、DLC又都是閉合的,則“與”門(mén)Y輸出1,使出口元件動(dòng)作。正常運(yùn)行時(shí),2H和輔助接點(diǎn)輸出都是0;斷路器跳閘后,1H輸出0,因而都不會(huì)動(dòng)作。
4)500KV斷路器閃絡(luò)保護(hù)構(gòu)成:
47、何謂同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)?作用是什么?
供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備,稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)。其作用:(1)正常運(yùn)行時(shí),供給發(fā)電機(jī)維持一定電壓及一定無(wú)功輸出所需的勵(lì)磁電流。
(2)當(dāng)電力系統(tǒng)突然短路或負(fù)荷突然增、減時(shí),對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)行勵(lì)磁或強(qiáng)行減磁,以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)短路時(shí),對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行滅磁,以避免事故擴(kuò)大。
48、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪些?
(1)同軸直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng):用于中小容量發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)與直流勵(lì)磁機(jī)同軸連接,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),不會(huì)勵(lì)磁系統(tǒng)的正 常運(yùn)行。
(2)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng):用于大型發(fā)電機(jī)。性能優(yōu)良、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、體積小、壽命大。
49、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的基本方法有哪些?(1)改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路電阻。(2)改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流。(3)改變可控硅的導(dǎo)通角。
50、何謂強(qiáng)行勵(lì)磁裝置?其作用是什么? 強(qiáng)行勵(lì)磁就是強(qiáng)迫施行勵(lì)磁(簡(jiǎn)稱(chēng)強(qiáng)勵(lì))。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故電壓嚴(yán)重降低時(shí),強(qiáng)行以最快的速度,給發(fā)電機(jī)最大的勵(lì)磁,迫
使系統(tǒng)電壓迅速恢復(fù)。用繼電器組成的這種裝置稱(chēng)為強(qiáng)行勵(lì)磁裝置。
600ME發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作電壓值:
51、為什么大型汽輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)?
當(dāng)大型汽輪發(fā)電機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行突然甩去全部負(fù)荷,電樞反應(yīng)突然消失,即使調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置運(yùn)行正常,但它們都 有慣性環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)速仍將升高,而勵(lì)磁電流不能突變,使得發(fā)電機(jī)電壓在短時(shí)間內(nèi)也要上升,其值可能達(dá)1.3額定值。持續(xù)時(shí)間可能達(dá)幾秒鐘。
大型發(fā)電機(jī)定子鐵心背部存在漏磁場(chǎng),在這一交變漏磁場(chǎng)中的定位筋,將感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。相鄰定位筋中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在相
第四篇:繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)子站的應(yīng)用
繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)子站的應(yīng)用
一、引言 在發(fā)生嚴(yán)重故障或復(fù)雜故障的情況下,調(diào)度值班人員和繼電保護(hù)運(yùn)行管理人,員需及時(shí)準(zhǔn)確地了解故障情況,快速地判斷故障發(fā)生的地點(diǎn)、性質(zhì)及嚴(yán)重程度,科學(xué)地分析故障原因,并采取及時(shí)正確的措施縮小故障范圍、避免事故擴(kuò)大、減少故障損失,這些都要求建設(shè)一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、安全性高、可靠實(shí)用、開(kāi)放性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)的繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行管理、故障分析、輔助決策等主要功能,并與現(xiàn)有的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)等互聯(lián)互通。
繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)由主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)組成,本文主要就河南南陽(yáng)220kV遮山變電站改造及運(yùn)行過(guò)程的實(shí)際情況進(jìn)行分析,對(duì)繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)子站的應(yīng)用提出一些著法。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 22OkV南陽(yáng)遮山變電站是南陽(yáng)局所屬的6座220kV變電站之一,設(shè)計(jì)規(guī)模為:OSFPS8-120000/220自耦主變2臺(tái),均為有載調(diào)壓;220kV出線4回,母聯(lián)兼旁路1回,采用雙母線帶專(zhuān)用旁路接線;1lOkV出線7回,分段1回,專(zhuān)用旁路1回,采用單母線分段帶旁路接線;35kV出線8回,分段1回,專(zhuān)用旁路1回,4回電容器,采用單母線分段帶旁路接線。
遮山變子站需接入的不同廠家保護(hù)設(shè)備種類(lèi)較多,主變保護(hù)采用南自廠的WBZ-500,220kV線(旁)路保護(hù)采用許繼的WXH-l1、WXH-
15、WXH-802、南瑞繼保的LFP-901A、北京四方的CSL-103,22OkV母線保護(hù)采用南瑞繼保的RCS-915A,1lOkV線(旁)路保護(hù)采用許繼的WXH-811和南瑞繼保的RCS-914D, 1lOkV母線保護(hù)采用南瑞繼保的RCS-915A,HOW母聯(lián)保護(hù)采用南京中德的NSP788,35kV出線分段旁路及電容器保護(hù)采用南京中德的NSP788和NSP782,錄波器分別是南京銀山的YS-8A和深圳雙合的WGL-12。
遮山變子站系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)分為站控層和間隔層兩層結(jié)構(gòu),層間傳輸介質(zhì)采用光纖。
(一)間隔層
間隔層配有保護(hù)通信管理機(jī)1臺(tái),加插MOXA多串口卡1塊,并配有RS-232/422(485)轉(zhuǎn)換器若干,獨(dú)立組屏,保護(hù)設(shè)備均分散安裝在各保護(hù)屏上,全部通過(guò)串口和管理機(jī)通信(所有保護(hù)皆不支持網(wǎng)絡(luò)功能)實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)的規(guī)約轉(zhuǎn)換(不具備串口接入的老保護(hù)、設(shè)備仍以硬接點(diǎn)接入監(jiān)控系統(tǒng))。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。
1.兩種接入模式的比較
保護(hù)裝置和故障錄波器接入子站系統(tǒng)的保護(hù)通信管理機(jī)一般有直接和間接接入兩種模式。兩種接入模式的特點(diǎn)見(jiàn)表1。
2.接入模式的選擇 考慮到遮山變子站接入的國(guó)內(nèi)外的保護(hù)種類(lèi)繁多,同一廠家的不同類(lèi)型的保護(hù)裝置都采用不同的規(guī)約,為了實(shí)現(xiàn)規(guī)約的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化,最好采用間接接入的模式,即各廠家的保護(hù)裝置都通過(guò)自己的規(guī)約轉(zhuǎn)換器與子站的保護(hù)通信管理機(jī)通信,通訊規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)的IEC60870-5-103規(guī)約,這樣可以大大降低接口的復(fù)雜程度,維護(hù)起來(lái)更加容易。但由于南陽(yáng)變是改造站,有些裝置早在1994年就已投運(yùn),要求各廠家都采用各自的規(guī)約轉(zhuǎn)換器通信的難度較大,綜合遮山變的實(shí)際情況,決定采用直接接入模式。
另外,由于故障錄波數(shù)據(jù)量較大,所以調(diào)試時(shí)曾希望與故障錄波器通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信,但YS-8A是1996年投運(yùn)的老產(chǎn)品,不支持網(wǎng)絡(luò)功能,只能通過(guò)串口進(jìn)行通信,這就大大增加了錄波數(shù)據(jù)讀取的時(shí)間,子站系統(tǒng)的性能受到影響。而據(jù)WGL-12廠家介紹錄波數(shù)據(jù)目前只能保存在裝置中不能送出,所以暫時(shí)無(wú)法取到WGL-12的錄波數(shù)據(jù)。
3.與主站的通信
為了能夠使故障發(fā)生后將所有的信息快速地傳送到主站端,遮山變子站與主站端采用了以太網(wǎng)方式進(jìn)行通信,通信規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)的103規(guī)約,由于目前國(guó)家對(duì)子站和主站之間通信所采用的規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有具體的定義,應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元符合((DL/T-667-1999遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5部分傳輸規(guī)約第103篇繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)),鏈路協(xié)議符合《OL/T634.5104-2002遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸子集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)》,為今后方便過(guò)渡到IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)系列標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。
第五篇:材料發(fā)展史
材料的歷史同人類(lèi)社會(huì)發(fā)展史同樣悠久。歷史上,材料被視為人類(lèi)社會(huì)進(jìn)化的里程碑。歷史學(xué)家曾把材料及其器具作為劃分時(shí)代的標(biāo)志:石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、高分子材料時(shí)代? ? ? ? ? ?。這里我們不難看到材料在社會(huì)進(jìn)步過(guò)程中的巨大作用。
制作物品的來(lái)源即原料或材料。其中“來(lái)源”指物質(zhì)。
材料:是由一種化學(xué)物質(zhì)為主要成分、并添加一定的助劑作為次要成分所組成的,可以在一定溫度和一定壓力下使之熔融,并在模具中塑制成一定形狀,冷卻后在室溫下能保持既定形狀,并可在一定條件下使用的制品,其生產(chǎn)過(guò)程必須實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)率、最低的原材料成本和能耗,最少地產(chǎn)生廢物和環(huán)境污染物,并且其廢棄物可以回收、再利用。
按組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi):金屬材料;無(wú)機(jī)非金屬材料;高分子材料;復(fù)合材料。? 按使用性能分類(lèi):利用材料力學(xué)性能的稱(chēng)為結(jié)構(gòu)材料;而利用材料物理和化學(xué)性能的則稱(chēng)為功能材料。
也可將材料分為傳統(tǒng)材料和新型材料。兩者無(wú)嚴(yán)格區(qū)別,是互相依存、互相轉(zhuǎn)化的。傳統(tǒng)材料的特征:需求量大、生產(chǎn)規(guī)模大,但環(huán)境污染嚴(yán)重;新型材料的特征:投資強(qiáng)度較高、更新?lián)Q代快、風(fēng)險(xiǎn)性大、知識(shí)和技術(shù)密集程度高,一旦成功,回報(bào)率也較高,且不以規(guī)模取勝。狹義陶瓷是陶器與瓷器的統(tǒng)稱(chēng)。? 二者的坯料都由長(zhǎng)石、硅石和礬土(氧化鋁)構(gòu)成。陶器的原料中礬土的成分多一些,是粘土質(zhì)。瓷器的坯料是礬土成分較少的礦石質(zhì)。陶瓷的概念有狹義、廣義之分。? 從狹義上說(shuō),陶瓷是用無(wú)機(jī)非金屬化合物粉體,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的,以多晶聚集體為主的固態(tài)物質(zhì)。狹義的陶瓷概念中不包括玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、金屬陶瓷等。? 從廣義上說(shuō),陶瓷泛指一切經(jīng)高溫處理而獲得的無(wú)機(jī)非金屬材料,包括人工單晶、非晶態(tài)、狹義陶瓷及其復(fù)合材料、半導(dǎo)體、耐火材料及水泥等。
公元前8000年左右,銅首次被有意識(shí)地用來(lái)作為原料。先民們發(fā)現(xiàn)并利用天然銅塊制作銅兵器和銅工具。? 到公元前5000年,人們已逐漸學(xué)會(huì)用銅礦石煉銅。? 公元前4000年,銅器及其制造就已推廣,而石頭作為材料已退居第二位。銅是人類(lèi)獲得的第二種人造材料,也是人類(lèi)獲得的第一種金屬材料。
在人類(lèi)歷史上,有過(guò)一個(gè)輝煌燦爛的青銅器時(shí)代??脊疟砻?,青銅文明的源頭在古代中國(guó)、美索不達(dá)米亞平原和埃及等。? 隨著時(shí)間的推移,先民們發(fā)現(xiàn),在銅中加入部分錫,可使原來(lái)較軟的銅制品變得更堅(jiān)韌、更耐磨。于是青銅(銅錫合金)產(chǎn)生了。
中國(guó)商代青銅器已經(jīng)盛行,并將青銅器的冶煉和鑄造技術(shù)推向了世界的頂峰。? 中國(guó)先民們掌握了6種不同銅、錫比例的青銅技術(shù)。知道含錫量1/6的青銅韌性較好,可做鐘鼎;而含錫量2/5的青銅較硬,可做刀斧。
后來(lái)的化學(xué)成分分析證明,鐵中含有百分之幾的鎳和鈷,而不含碳和其他熔渣夾雜物。這說(shuō)明它是天外來(lái)客——隕鐵; ? 天上掉下隕鐵的機(jī)會(huì)是很少的,人類(lèi)不可能大量使用隕鐵。但是,隕鐵讓人們認(rèn)識(shí)了鐵,知道它比銅更堅(jiān)韌,用它可以制成更堅(jiān)固耐用、更鋒利的砍削工具。早在2600年前的春秋時(shí)代中后期,我們的祖先就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù),比歐洲國(guó)家要早1000多年;世界上冶煉、澆鑄生鐵的最早文字,也記載于我國(guó)古代典籍名著《左傳》中; ? 最早的鋼是在大約1200oC的較低溫度下,用木炭還原出鐵礦石里的混雜鐵(含鐵、礦渣和沒(méi)燒盡的木炭混雜在一起的煉鐵塊)為原料,在炭火中反復(fù)鍛打,反復(fù)滲碳而逐步形成的。
鋼和生鐵的最大區(qū)別是含碳量的多少,前者少而后者多,以2.11%為界。? 生鐵硬而脆,韌性不好;很少作為結(jié)構(gòu)材料使用(跟碳含量有關(guān))
? 煉鋼跟煉鐵的主要區(qū)別是消耗掉多余的碳,最簡(jiǎn)單的方法是利用空氣中的氧氣去除碳,以降低碳含量;
第一次技術(shù)革命發(fā)端于18世紀(jì)后期,以蒸汽機(jī)的發(fā)明及廣泛應(yīng)用為主要標(biāo)志,由此引發(fā)的紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、造船工業(yè)等的工業(yè)大革命,是這次技術(shù)革命的產(chǎn)物,使人類(lèi)從手工工藝時(shí)期躍進(jìn)到機(jī)器工業(yè)時(shí)代,開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)社會(huì)的文明。
其主要的材料依靠是鋼鐵的飛速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了高爐、轉(zhuǎn)爐、平爐制造優(yōu)質(zhì)鋼材的工業(yè)化。第二次技術(shù)革命開(kāi)始于19世紀(jì)末,以電的發(fā)明和廣泛應(yīng)用為標(biāo)志,由于遠(yuǎn)距離送電材料以及通訊、照明用的各種材料的工業(yè)化,實(shí)現(xiàn)了電氣化。其結(jié)果是石油開(kāi)采、鋼鐵冶煉、化學(xué)工業(yè)、飛機(jī)工業(yè)、電氣工業(yè)、電報(bào)電話(huà)等迅猛發(fā)展,組成了現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)群,使人類(lèi)跨進(jìn)了一個(gè)新的時(shí)代,實(shí)現(xiàn)了向現(xiàn)代社會(huì)的轉(zhuǎn)變。
其主要材料依托是紫銅、黃銅、鋁、鎢等有色金屬以及高分子絕緣材料的迅猛發(fā)展。
第三次技術(shù)革命始于20世紀(jì)中期,以原子能應(yīng)用為主要標(biāo)志。1942年12月,意大利物理學(xué)家費(fèi)米在美國(guó)建立了第一個(gè)核反應(yīng)堆,實(shí)現(xiàn)了控制核裂變,使核能利用有了可能,實(shí)現(xiàn)了合成材料、半導(dǎo)體材料等大規(guī)模工業(yè)化、民用化,把工業(yè)文明推到頂點(diǎn),開(kāi)啟了通向信息社會(huì)文明的大門(mén)。
其主要材料依托是鈦合金、先進(jìn)合金、高溫陶瓷、先進(jìn)復(fù)合材料等材料的迅猛發(fā)展。
第四次技術(shù)革命始于20世紀(jì)70年代,它是以計(jì)算機(jī),特別是微電子技術(shù)、生物工程技術(shù)和空間技術(shù)為主要標(biāo)志,新型材料、新能源、生物工程、航天工業(yè)、海洋開(kāi)發(fā)等新興技術(shù)是主攻方向。
其主要材料依托是以硅、砷化鎵為代表的半導(dǎo)體材料、先進(jìn)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料、生物相容材料等的迅猛發(fā)展。在煉鋼時(shí)加進(jìn)金屬錳,就能煉出錳鋼。錳鋼最大的特點(diǎn)是強(qiáng)硬堅(jiān)韌,是工業(yè)建設(shè)的棟梁之材,是國(guó)防建設(shè)的“鐵甲衛(wèi)士”。錳鋼的問(wèn)世,是一位年輕的冶金學(xué)家(英國(guó)的哈德菲爾德)藐視權(quán)威,以他那錳鋼般的意志頑強(qiáng)攻關(guān)的結(jié)果。權(quán)威們告誡人們,鋼鐵中錳的含量絕不能超過(guò)1.5%,否則它就會(huì)越來(lái)越脆。在經(jīng)過(guò)了幾百次的失敗以后,他終于發(fā)現(xiàn)當(dāng)錳的含量達(dá)到13%時(shí),錳鋼一改它昔日脆弱的形象,變得既有很好的硬度,又富有韌性了。
不銹鋼,是以鐵為主體元素,加上一定比例的鉻、鎳、鉬、錳等金屬煉成的耐腐蝕合金材料。不銹鋼以其锃亮的外表、良好的機(jī)械性能和對(duì)酸性腐蝕物質(zhì)的強(qiáng)大抗御能力贏得了人們的歡迎,是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常用的金屬材料。冶金專(zhuān)家布里爾利在一次偶然發(fā)現(xiàn),由電爐煉成的含鉻8%,含碳0.24%的合金鋼經(jīng)過(guò)熱處理后,具有極好的耐腐蝕性能,特別是不怕酸性物質(zhì)的腐蝕。布里爾利把它起名為“不銹鋼”。
到1898年,美國(guó)工人技師泰勒創(chuàng)造了一個(gè)奇跡。他想研制一種耐高溫的高速刀具鋼。他分析了鎢錳鋼的成分,認(rèn)為鎢是好的,熔點(diǎn)高達(dá)3380℃,受熱肯定不會(huì)變軟,問(wèn)題一定是出在熔點(diǎn)和硬度都不夠高的錳身上。泰勒思考了很久,決定采用鉻取代錳。泰勒趕緊安排試驗(yàn)冶煉含鉻鎢鋼。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試驗(yàn),合乎要求的含鉻鎢鋼煉出來(lái)了。新材料做的車(chē)刀的切削速度比過(guò)去提高了5倍!在這之后,泰勒又對(duì)鎢鉻鋼刀做了不少改進(jìn),使它能在五六百攝氏度下也不變軟,切削速度達(dá)到每秒10米(600米/分鐘),可與奧運(yùn)會(huì)100米跑的冠軍比一比速度。
進(jìn)入20世紀(jì)以后,刀具材料又有了一次飛躍,那就是誕生了硬質(zhì)合金。1907年,德國(guó)冶金專(zhuān)家施特勒爾用碳化鎢的硬質(zhì)顆粒,加上鐵和鈷的粉末,先壓制成型,再以高溫?zé)Y(jié),讓鐵和鈷熔化而成為粘結(jié)材料,使碳化鎢緊緊地“團(tuán)結(jié)”起來(lái),制成了硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金一經(jīng)問(wèn)世,便受到了熱烈歡迎。人們發(fā)現(xiàn)用它制作的刀具,在1000℃的高溫下也不會(huì)變軟,切削速度可達(dá)到每分鐘2000米以上,比普通碳素鋼刀高出100多倍。
鋁是地殼中含量最多,分布最廣的金屬元素。我們腳下的粘土,就是鋁的藏身之處、所以人們稱(chēng)鋁是“來(lái)自粘土的白銀”。
在今天,鋁是產(chǎn)量?jī)H次于鐵的第二金屬。生活中隨處可見(jiàn)。但在100多年前,鋁比黃金還要貴幾倍,是王公貴族才能賞玩的珍寶。
說(shuō)明:炭沒(méi)有從鋁手里奪取氧的能力,那就換一種思路,讓氯氣從氧那里把鋁奪過(guò)來(lái)。
他向燒得發(fā)紅的礬土里通入氯氣,發(fā)現(xiàn)有一些液體流出來(lái),得到了應(yīng)該是氯化鋁。他仔細(xì)地把這些液體收集好,再加熱并加入還原能力強(qiáng)大的鉀汞劑(合金),讓它代替炭去把鋁還原出來(lái)。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果告訴他,有氯化鉀生成。鉀汞劑已經(jīng)變成了鋁汞劑,加熱以后汞蒸發(fā)掉了,可鋁也再一次變成了白色的礬土。
由于鋁的需求量越來(lái)越大,原料礬土的供應(yīng)也變得緊張。自然界純礬土礦很有限,大部分的礦石含有一半的鐵硅和其它雜質(zhì),不能直接用來(lái)煉鋁。有必要尋求一種廉價(jià)的方法將氧化鋁提取出來(lái)。
奧地利化學(xué)家拜爾采用煅燒礦石,然后粉碎,再加入氫氧化鈉,使其與氧化鋁反應(yīng),生成氫氧化鋁。然后分離出氫氧化鋁,最后加熱使氫氧化鋁分解,就可以得到純凈的礬土了。他們研究發(fā)現(xiàn):
1.具有形狀記憶能力的合金并不只是鎳鈦合金一種,還有銅鋁合金、銅鋅合金、銅鎳臺(tái)金、鎳鋁合金等;
2.不同的組成,甚至是組成雖然相同,但熱處理方法不同的合金,被“喚醒記憶”恢復(fù)原有形狀的溫度就有所不風(fēng)
3.這些合金變形能力是無(wú)疲勞的,即使反復(fù)變形上百萬(wàn)次也不會(huì)斷裂。
氫是一種高效的燃料,它的比熱是航空煤油的三倍,也就是說(shuō)1公斤的氫可以代替3公斤煤油,目前任何化學(xué)燃料都無(wú)法和它相比。更重要的是它是一種潔凈的、無(wú)污染的燃料。因?yàn)闅淙紵龝r(shí)與氧結(jié)合,剩下的只是水,避免了產(chǎn)生有害的廢棄物。
通常,人們只是把易與氫氣結(jié)合成金屬氫化物的合金才稱(chēng)為“儲(chǔ)氫合金”。金屬為什么具有儲(chǔ)氫的本領(lǐng)呢? 因?yàn)闅涫且环N很活潑的元素,能與許多金屬起化學(xué)反應(yīng)。一個(gè)金屬原子能與兩個(gè)、三個(gè)或更多的氫原子結(jié)合,生成穩(wěn)定的金屬氫化物,同時(shí)放出熱量。當(dāng)稍微加熱,金屬氫化物吸收熱量后,就會(huì)分解出高純度的氫氣。研究表明,能滿(mǎn)足儲(chǔ)氫材料基本條件的合金,其成分中的主要元素有鎂、鈦、鈮、釩、鋯和稀土類(lèi)金屬,添加元素有鉻、鐵、錳、鈷、鎳、銅等。
現(xiàn)在研究開(kāi)發(fā)的合金,有鑭鎳、鈦鐵、鎂鎳、混合稀土、非晶態(tài)類(lèi)儲(chǔ)氫合金。儲(chǔ)氫合金有很好的吸附性能,不需要高壓高溫就能貯存氫和釋放氫,并且兩者的數(shù)量很大,而且吸附性能也不會(huì)因反復(fù)貯藏、釋放而減弱,因而特別適用于貯藏和運(yùn)輸氫,其理論貯氫量可為同體積高壓貯氣瓶的1000—1300倍,為液態(tài)氫單位容積貯氣量的1.5倍,而且不會(huì)形成氫氣壓力,使之成為可靠的貯氫手段。
晶須是一種直徑為幾微米到幾十微米、長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)厘米的單晶體,可以在自然界生成,也可由人工制成。它強(qiáng)度極高,接近晶體的理論強(qiáng)度。因晶須十分細(xì)小,故一般不能獨(dú)立使用,但可編織成線材或與其他聚合物復(fù)合成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
經(jīng)現(xiàn)代的X射線衍射技術(shù)顯示,晶須內(nèi)部的原子完全按照同樣的方向和部位排列。這是一種沒(méi)有任何缺陷的理想晶體。而在一般金屬中,雖說(shuō)總體上原子是有規(guī)則排列的,但局部地方,一些原子的排列并不規(guī)則,因而,晶體構(gòu)造中產(chǎn)生了缺陷。
設(shè)想:將硝化纖維薄膜夾在兩層玻璃中間,設(shè)法把它們粘成一體,就可以做成不傷人的安全玻璃。
困難:硝化纖維“脾氣暴躁”,見(jiàn)火就燒.有時(shí)溫度一高還會(huì)自己燒起來(lái)。怎樣使它與玻璃緊密結(jié)合起來(lái)? 方案:
1.用膠水?——粘合牢度太低。
2.把玻璃燒軟了,再趁軟把硝化纖維壓在一起?——實(shí)驗(yàn)不是著火就是爆炸,太危險(xiǎn)。
所謂先進(jìn)陶瓷,是以高純、超細(xì)的人工合成的無(wú)機(jī)化合物為原料,采用精密控制的制備工藝燒結(jié)而成的,比傳統(tǒng)陶瓷性能更加優(yōu)異的新一代陶瓷。先進(jìn)陶瓷又稱(chēng)為高性能陶瓷、精細(xì)陶瓷、新型陶瓷或高科技陶瓷。
先進(jìn)陶瓷按化學(xué)成分可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。
(1)陶瓷的耐熱性好,這可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)效率大大提高。例如,對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)說(shuō),目前作為其制造材料的鎳基耐熱合金,工作溫度在1000℃左右;若采用陶瓷材料,工作溫度可達(dá)1300℃,使發(fā)動(dòng)機(jī).效率提高30%左右。
(2)工作溫度高,可使燃料充分燃燒,尾氣中的污染成分大大減少。這不僅降低了能源消耗,而且減少了環(huán)境污染。
(3)陶瓷的熱傳導(dǎo)性比金屬低,這使發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量不易散發(fā),可節(jié)省能源。
(4)陶瓷具有較高的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,這可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。目前,這種陶瓷滾動(dòng)軸承已經(jīng)問(wèn)世。陶瓷滾動(dòng)軸承具有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)陶瓷的耐蝕性好,所以陶瓷滾動(dòng)軸承適合于在有腐蝕性介質(zhì)的惡劣環(huán)境中工作;
(2)陶瓷滾動(dòng)體的密度比鋼低,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)外圈的離心作用力可降低40%,故使用壽命長(zhǎng);(3)陶瓷的熱膨脹系數(shù)比鋼小,在軸承的間隙一定時(shí),允許在溫差變化較大的環(huán)境中工作;(4)陶瓷的彈性模量比鋼高,具有較好的剛度,有利于提高工作速度,達(dá)到較高的精度。人造金剛石:金剛石是大家熟悉的高級(jí)裝飾品,又是已知材料中最硬的,由于天然金剛石礦床不多,故價(jià)格很貴。而商業(yè)上、工業(yè)上都有很大需求,于是人們希望能夠人工合成。金剛石和石墨都是有碳元素組成,但是兩者的性能卻千差萬(wàn)別,一個(gè)很硬,一個(gè)很軟。這為我們?nèi)斯ず铣商峁┝司€索。塑料、合成纖維和合成橡膠,是合成高分子化合物的三大家族。纖維和橡膠都有天然的存在,惟有塑料沒(méi)有天然的存在,是人類(lèi)創(chuàng)造力的產(chǎn)物。雖說(shuō)塑料的誕生是受自然界的樹(shù)脂類(lèi)物質(zhì)啟發(fā)而起步的,但在塑料的發(fā)展過(guò)程中,完全是人類(lèi)以豐富的想象力和艱苦卓絕的努力,才創(chuàng)造出這一個(gè)嶄新的材料領(lǐng)域。
聚乙烯是由乙烯單體聚合而成,為發(fā)展最快、產(chǎn)量最大的一種熱塑性聚合物。聚乙烯質(zhì)感類(lèi)似石蠟狀,無(wú)味無(wú)毒,有良好的耐低溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性、電絕緣性,但耐熱性不高,只可在80℃下使用。
由高壓法所得的聚乙烯,分子質(zhì)量較低,分子的支鏈較多,密度較小,所以又稱(chēng)低密度聚乙烯(LDPE),為半透明狀,質(zhì)地柔軟,耐沖擊,常用于制作薄膜、軟管、瓶類(lèi)等包裝材料及電絕緣護(hù)套等。
超高分子量聚乙烯(簡(jiǎn)稱(chēng)UHMPE)的分子質(zhì)量達(dá)上百萬(wàn),使結(jié)晶困難。
與普通PE相比,耐磨性、抗沖擊性、自潤(rùn)滑性、生理相容性、耐蝕性更好,但其硬度、強(qiáng)度、耐熱性低些??捎糜谀湍ポ斔凸艿馈C(jī)床耐磨導(dǎo)軌、小齒輪、人工關(guān)節(jié)、防彈衣、滑雪板等。
最輕且價(jià)低的塑料:聚丙烯(PP)
聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物,常用的PP,耐蝕性、電絕緣性?xún)?yōu)良,力學(xué)性能、耐熱性(可達(dá)150 ℃)在通用熱塑性塑料中最高,耐疲勞性好,是常見(jiàn)塑料中密度最低、價(jià)格最低的塑料,但低溫脆性大及耐老化性不好。其無(wú)味無(wú)毒,是可進(jìn)行高溫?zé)崴镜纳贁?shù)塑料品種之一。
最鮮艷且成形性特好的塑料:聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯為苯乙烯單體聚合而成的典型線型無(wú)定形熱塑性塑料。
PS極易染成鮮艷色彩,透明度僅次于有機(jī)玻璃,制品表面富有光澤;幾乎可用各種成形方法進(jìn)行成形加工,成形收縮特小,可成形性非常突出;電絕緣性(特別是高頻絕緣性)極好,剛性好、脆性大,為敲擊時(shí)惟一有清脆的類(lèi)似金屬聲的塑料;其無(wú)味無(wú)毒,但抗沖擊強(qiáng)度低,易脆裂;不耐高溫(100 ℃以下使用),戶(hù)外長(zhǎng)期使用易變黃變脆。與“尼龍—66”相比,聚酯纖維的優(yōu)點(diǎn):
1.保型性好。
它彈性足,尤其是彈性模量要比尼龍-66高2~3倍,不容易產(chǎn)生折皺,經(jīng)熨燙后有“一朝定型,永不變形”的功效。
1.耐溫性能好。
聚酯纖維既不怕高溫又耐得低溫。將其在150℃的熱空氣中加熱1000小時(shí),還能保持50%以上的強(qiáng)度,而尼龍-66在此溫度下差不多已經(jīng)“毀尸滅跡”了。聚酯纖維的熔化溫度高達(dá)250℃、但在零下100℃的低溫環(huán)境中也不會(huì)降低性能。
3.強(qiáng)度高;
它在干燥情況下強(qiáng)度與尼龍-66不相上下、而且在潮濕條件下依然如故。尼龍-66受潮后強(qiáng)度會(huì)下降10%~15%,聚酯的抗沖擊能力比尼龍要強(qiáng)整整4倍。
3.“生命力”旺盛。
把它放在玻璃瓶里曬上一年,強(qiáng)度并沒(méi)有太大的降低,而如果換成尼龍,同樣曬一年,強(qiáng)度會(huì)有大幅度的下降。
3.聚酯還不怕酒精、汽油等有機(jī)溶劑,不怕含氯的氧化劑,不怕稀酸、稀堿溶液的腐蝕作用。
橡膠、人稱(chēng)“彈性之王”,最大的特點(diǎn)是富有彈性,可以在外力作用下伸長(zhǎng)七八倍。但外力一消失,又迅速恢復(fù)其原來(lái)的長(zhǎng)度。除了彈性好以外,橡膠還有防水、絕緣、氣密、抗震、耐磨等一系列優(yōu)良性能。橡膠是當(dāng)今社會(huì)不可缺少的重要戰(zhàn)略物資,是現(xiàn)代人生活中非常熟悉的材料之一。
橡膠家族分為天然的和人工合成的兩大分支。無(wú)論是天然橡膠,還是合成橡膠,都是化學(xué)家們付出了大量辛勤的勞動(dòng)后,才得以進(jìn)入人類(lèi)生活的。
人造“大然橡膠”與真正天然的橡膠相比,可以說(shuō)是“巧手勝天成”的杰作。
它的彈性、耐磨性、耐溫性、氣密性等各項(xiàng)性能指標(biāo)都與天然橡膠相同,甚至它的缺點(diǎn)也和天然橡膠一樣——耐油性不太好。不同在于它在合成時(shí)的原料特別純,所以產(chǎn)品中不含天然橡膠里常有的植物蛋白及脂肪等雜質(zhì),電絕緣性能比天然橡膠好,耐老化的時(shí)間也更長(zhǎng)。