60kV厂用电进线电源二次回路设计1DOC.docx
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60kV厂用电进线电源二次回路设计1DOC
辽宁工业大学
变电站二次部分课程设计(论文)
题目:
60kV厂用电进线电源二次回路设计
(1)
院(系):
光伏学院
专业班级:
?
学号:
xxx
学生姓名:
指导教师:
起止时间:
2012.12.31—2013.01.11
课程设计(论文)报告的内容及其文本格式
1、课程设计(论文)报告要求用A4纸排版,单面打印,并装订成册,内容包括:
①封面(包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等)
②设计(论文)任务及评语
③中文摘要(黑体小二,居中,不少于200字)
④目录
⑤正文(设计计算说明书、研究报告、研究论文等)
⑥参考文献
2、课程设计(论文)正文参考字数:
2000字周数。
3、封面格式
4、设计(论文)任务及评语格式
5、目录格式
①标题“目录”(小二号、黑体、居中)
6、正文格式
①页边距:
上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订;
②字体:
一级标题,小二号字、黑体、居中;二级,黑体小三、居左;三级标题,黑体四号;正文文字,小四号字、宋体;
③行距:
20磅行距;
④页码:
底部居中,五号、黑体;
7、参考文献格式
①标题:
“参考文献”,小二,黑体,居中。
②示例:
(五号宋体)
期刊类:
[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名(版本).出版年,卷次(期次):
页次.
图书类:
[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:
出版社,出版年:
页次.
课程设计(论文)任务及评语
院(系):
光伏学院教研室:
电气工程及其自动化
学号
学生姓名
专业班级
课程设计题目
60kV厂用电进线电源二次回路设计
(1)
课程设计(论文)任务
1设计任务
●采用SF3断路器;
●设计直流电源及操作电源(110V电源系统);
●闪光装置设计;
●绝缘监察装置设计;
●电流电压检测回路设计;
●设计断路器的控制回路:
要求采用三相操作;具有灯光监视、防跳、就地和远方分合闸、低电压保护、电源自投等功能。
2设计要求
●设计意义及发展概况;
●完成设计任务;
●对设计进行总结;
●字数不少于4000字;
●格式符合辽宁工业大学课程设计要求。
进度计划
●布置任务,查阅资料。
(1天)
●设计直流电源及操作电源。
(2天)
●断路器的控制回路设计(3天)
●闪光装置设计(1天)
●绝缘监察装置设计(1天)
●电流电压检测回路设计(1天)
●撰写、打印设计说明书(1天)
指导教师评语及成绩
平时:
论文质量:
答辩:
总成绩:
指导教师签字:
年月日
注:
成绩:
平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算
摘要
随着我国国民经济的飞速发展,电网等级也在不断地提高。
国家电网的这种发展趋势,使得对发电厂和变电所电气设备的监控复杂化。
首先掌握二次回路的基本知识,二次回路本身具有设备种类多、原理复杂、涉及面广等特点,是发电厂和变电所安全、优质、经济、环保运行的前提保证。
本文研究60kv厂用电进线电源二次回路设计,进行电源、蓄电池、断路器选择,电路图设计等步骤。
从而完成设计内容。
关键字:
二次回路;断路器;蓄电池
目录
第1章绪论1
1.1二次回路概况1
1.2本文主要内容1
第2章设计直流电源及操作电源2
2.1直流电源及操作电源的定义2
2.2铅酸蓄电池3
2.2.1铅酸蓄电池的分类4
2.2.2铅酸蓄电池的结构4
2.2.3铅酸蓄电池原理5
2.3铅酸蓄电池组的直流电源5
第3章断路器的控制回路设计9
3.1断路器的原理9
3.1.160kv厂用电断路器控制回路9
3.2闪光装置设计10
3.3绝缘监察装置设计12
3.3.1直流绝缘监察装置工作原理12
3.3.2WZJ微机型直流系统绝缘检查装置14
3.4电流电压检测回路设计15
第4章课程设计总结18
参考文献19
第1章绪论
二次回路概况
二次设备是用于对电力系统的工况进行监测、控制、测量、调节和保护的低压电气设备,包括测量仪表、一次设备的控制、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。
二次设备之间按一定的功能要求连接在一起所构成的电气回路统称为二次接线或称为二次回路,它是确保电力系统安全生产、经济运行和可靠供电不可缺少的重要组成部分。
本文主要内容
本文主要设计60kv厂用电进线电源二次回路设计,其中:
●采用SF3断路器;
●设计直流电源及操作电源(110V电源系统);
●闪光装置设计;
●绝缘监察装置设计;
●电流电压检测回路设计;
设计断路器的控制回路:
要求采用三相操作;具有灯光监视、防跳、就地和远方分合闸、低电压保护、电源自投等功能
第2章设计直流电源及操作电源
直流电源及操作电源的定义
直流电源(DCpower)有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。
与此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流,而借助于直流电源,就可以利用非静电作用(简称为“非静电力”)使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处,以维持两个电极之间的电位差,从而形成稳恒的电流。
因此,直流电源是一种能量转换装置,它把其他形式的能量转换为电能供给电路,以维持电流的稳恒流动。
变电所中为二次设备供电的电源,称为操作电源。
操作电源的供电应十分可靠,它应保证正常和故障情况下都不间断供电。
操作电源有直流和交流两种,除一些小型变(配)电所采用交流操作电源外,一般变电所均采用直流操作电源。
交流操作电源取自电压互感器和电流互感器。
它加大了电流互感器的负荷,有时误差不能满足要求,亦不能满足复杂的继电保护和自动装置的要求。
所以,交流操作电源适用于小型变电所,这种变电所一般采用手动合闸、电动脱扣。
随着经济和技术的快速发展,对电力供电提出了更高的要求,新型自动化配网设备逐步投入应用:
储能式电动分合闸、微机继电保护、网络化远程监控等,这些设备的可靠供电是系统安全运行的前提条件。
采用科技合理的高效电源系统,可提高供电的可靠性和效能,降低运行维护工作量,针对电力系统高可靠和高性能要求而设计的直流操作电源是新一代的直流电源设备,主要应用于小型开关站和用户终端,为二次控制线路(如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等)提供可靠的不间断工作电源,避免交流失电时导致微机保护失去保护作用,解决因操作过程电压及谐波等因素使UPS失效从而导致微机保护失效的问题。
同时还可为符合直流操作电源功率要求的一次开关设备(弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负荷开关等)提供直流操作电源。
直流操作电源具有市电输入和PT输入两种方式,输出方式从DC24V至DC220V各种规格,可以满足各种使用场合。
直流操作电源最大输出功率为600W,可以满足不同负载的需求。
直流操作电源体积小,安装接线方便,适合分散安装于各种型号的开关设备内。
使之比一般直流屏系统更可靠,更经济(对小型用户终端更明显),又节省占地空间,降低线路损耗及安装工程量,且维护方便,为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。
直流操作电源采用高频电源技术,蓄电池采用自动充电管理模块进行维护,大大延长蓄电池的使用寿命,使得直流操作电源运行更加安全可靠。
操作电源的分类,按其供电电源的性质可分为直流操作电源和交流操作电源两种
对直流电源的要求;
(1)保证供电的可靠性。
(2)具有充足的容量。
(3)保证供电质量。
(4)操作、运行维护使用方便;使用寿命长。
(5)经济性能合理。
设备投资、占地面积等方面合理性。
本设计采用蓄电池组(铅酸蓄电池)直流电源
图2-1蓄电池组带端电池的直流电源系统
铅酸蓄电池
铅蓄电池由含有二氧化铅成分的正极板、金属铅负极板、硫酸电解液、隔板、测温及防爆元件、外壳等组成;正、负极板经引线输出直流电源。
铅酸蓄电池的分类
我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类,分别为普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池三种。
1)普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。
2)干荷蓄电池:
它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用。
3)免维护蓄电池:
免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种:
第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液.
铅酸电池有2伏,4伏,6伏,8伏,12伏,24伏等系列,容量从200毫安时到3000安时。
VRLA电池是基于AGM(吸液玻璃纤维板)技术和钙栅板的可充电电池,具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命。
它在使用中不需加水。
VRLA电池用途广泛,可用在电动工具,应急灯,UPS,电动轮椅,计算机和通讯设备等方面
铅酸蓄电池的结构
(1)铅酸蓄电池的正负极板。
依构造和活性物质化成方法可分为四类:
涂膏式极板、管式极板、化成式极板、半化成式极板。
涂膏式极板由板栅和活性物质构成。
板栅的作用为支撑活性物质和传导电流、使电流分布均匀,板栅的材料一般采用铅锑合金,免维护电池采用铅钙合金;正极活性物质主要成分为二氧化铅,负极活性物质主要成分分为绒态铅。
(2)隔板。
电池用隔板是由微孔橡胶、颜料玻璃纤维等材料制成的。
其主要作用是:
防止正负极板短路:
使电解液中正负离子顺利通过;阻缓正负极板活性物质的脱落,防止正负极板因震动而损伤。
(3)电解液。
它的作用是传导电流和参加化学反应。
电解液是由浓硫酸和纯净水配制而成的,其纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响。
(4)电池壳、盖。
一般由塑料和橡胶材料制成,它是装正、负极板和电解液的容器。
(5)排气栓。
一般由塑料材料制成,对电池起密封作用,阻止空气进入,防止极板氧化,同时可以将充电时电池内的气体排出电池,避免电池产生危险。
电池使用前,必须将排气栓上的盲空用铁丝刺穿,以保证气体溢出通畅。
铅酸蓄电池原理
当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml时应停止使用进行充电
充电:
2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4(电解池)
放电:
PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(原电池)
阳极:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-
阴极:
PbSO4+2e-===Pb+SO42-
负极:
Pb+SO42--2e-===PbSO4
正极:
PbO2+4H+SO4-+2e-===PbSO4+2H2O
铅酸蓄电池组的直流电源
1.铅酸蓄电池组的直流电源组成
直流系统为双母线接线的蓄电池带端电池的直流系统如
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