变电站直流系统的分析和改进设计说明.docx
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1、变电站DC系统的分析与改进毕业设计任命书变电站DC系统的分析与改进职称:工程设计J技术专题研究、理论研究、软硬件产品开发一、 设计任务和要求L电力工业是国民经济的基础产业,不断向社会提供清洁高效的能源。2 .随着电网的不断完善和开展,变电站作为电网的枢纽,起着承上启下的关键作用。在变电站中 间,DC系统是变电站非常重要的二次设备。为继电保护、高压断路器的分合闸、控制电源、交流 不间断电源等提供可靠的电源。3 .变电站DC系统是影响电力系统平安稳定运行的薄弱环节。提高DC系统的平安性和可靠性,防 患于未然是非常重要的。二、 已完成的硬件或软件实验没有三、 待移交的设计文件和实物(包括设计文件、程
2、序清单或磁盘、实验装置或产品等。)毕业设计论文,毕业设计图纸四、 讲师提供的设计材料。设计原材料,毕业设计函要求学生提供的技术资料(注明收集资料的技术领域)1 .变电站DC系统现状分析.变电站现有DC系统模式护与断路器的控制回路相熔,也不允许将几组断路器的控制回路相熔。对于线路、变压 器、装有双主保护、一套主保护和一套后备保护等的母线的特殊熔断器配置。应实施相 关的应对措施。因此,只有当保护负荷侧的熔断器配置合理时,才能根据级差配置DC系 统的各控制馈出。4.2.4 DC检验方法的改进目前绝缘监测试验装置仅采用平衡电桥技术原理,与现场实际情况有一定差距。它不能 对DC接地搜索做出及时准确的判断
3、,这将使装置的功能难以完全满足现场的实际需要。 我们可以采用以下方法:(1)平衡电桥和不平衡电桥相结合,可以有效检测。(2)通过将桥 分别改为两段母线,DC系统I、II段母线是否并列运行不会影响本装置的检测和系统对 地绝缘电阻,自动满足DC系统运行方式变化的要求。这样,在同一时间,两条母线只有 一段有平衡电阻,采集的数据是按照桥的哪一段投入使用来记录的。这样,无论系统的 两条母线是否并列运行,都不会影响对绝缘的监视,也不会降低DC系统的接地电阻,从 而自动满足DC系统运行方式变化的要求。正负极同时接地或继续开展正负极,接地电阻 不受正负极接地电阻是否相同或接近的影响。(3)高灵敏度(精度可达0
4、. 1mA)的DC传感器 结合不平衡电桥,可检测多条支路同时接地或同时平衡接地,并可直接显示接地泄漏电 流值。不需要信号注入。通过屡次实验,提高了 DC传感器的抗过载能力,过载恢复后可 立即恢复其检测性能。当系统绝缘良好时,每月进行一次零点扫描,以消除传感器的零 点误差。(4)在设备中设置固定的检查模式。报警支路的泄漏电流由传感器高速检测和监 测,直接显示在装置的液晶屏上。通过匹配报警支路的支路保险丝,有助于找到具体的 接地支路,尤其是多路多点接地。(5)对于支路电流的采集,由于信号小且易受环境的影 响,我们采用采集母线对地电压的方法。因为电压是一个比拟强的信号量,检测不容易 受外界影响,如果
5、母线电压计算出的阻抗正常,支路就不会报警。我们在软件中阻塞支 路报警的输出,但同时计算支路的信号电压值与零值之间的误差。如果误差过大,那么给 出分支检测元件故障的报警信息并显示在屏幕上,以便随时间消除。4. 3新DC体系的理解和应用新型DC系统GZDW-M30/220由高频智能开关电源模块组成,是一种速度快、可靠性 高的人机界面设备,具有资源管理、任务调度、异常处理等功能。在平安优先的服务状 态下。适用于通断开关、二次回路中的仪器仪表、继电保护和故障照明等场合。系统运行方式:系统采用两路交流输入,其中一路通过交流切换控制面板选择,另一 路电源输入作为备用电源。输入电压通过交流配电单元向各充电模
6、块供电。充电模块将 输入的单相交流电转换成直流电,经隔离二极管隔离后输出,一方面给电池充电,另一 方面给合闸负载供电。止匕外,合闸总线还通过降压硅链装置与控制模块形成备份系统, 为控制总线提供电源。系统的监控局部管理和控制系统。信号经采集单元分散采集处理后,由监控模块统一管理,并在显示屏上提供人机界面,还可以连接到远程监控系统。 该系统还配有微机绝缘监测器,以监测母线分支的绝缘情况。整个电路见图4-1。充电模块一充电模块路交流输入充电模块卜丹充电模块降压硅链 .组 池合闸输出控制输出绝缘模块开关量采集单元图47 :直流操作电源的基本细成形式GZDW-M30/220系统的特点1、充电模块可以热插
7、拔,平均维护时间大大减少。2、合闸母线、控制母线和信号母线可由充电模块单独直接供电,并可由降压装置热 备。3、可靠的防雷和电气绝缘措施,可选的绝缘监测装置可以实时监测系统的绝缘情况, 确保系统和人员的平安。4、该模块具有平滑调节输出电压和电流、补偿电池充电温度的功能。5、能自动管理和保护电池,自动实时监测电池端电压和充放电电流,智能控制电池 浮充。它配有电池过压和充电过流的声光报警器八6、分散式多级监控系统,实现监控系统的简单性和可靠性。7、模块化结构,屏幕组装简单,配置灵活。8、全套部件可以提供全方位的解决方案。4.3.2 GZDW-M30/220系统部主要组成及功能介绍1 DC系统的连接方
8、式新DC屏采用GZDW32单电池单母线带降压装置的连接方式。参见图4-2o2交流输入模式交流自动切换单元主要实现两路交流输入电压的采样,输出交流电压的采样信号, 实现系统中两路交流电源输入的自动切换。第一电路是主电路,第二电路是辅助电路。 第一回路异常时(包括交流、失压、过压、欠压、欠压等。),它会自动切换到第二路交 流电。一旦交流回路电源恢复正常,将自动切换到交流第一回路。为了防止两路交流电 同时接入模块的输入端,设置了机械联锁机构,实行电流电气互联。参见图4-3。A1N1AAA2 AN2机械联锁N2A2 KM1#交流输入1#交流输入2#交流输入图4-3 :交流输入回路原理图.充电模块主要功
9、能是实现交流/DC交换。止匕外,还有系统控制和报警等功能。并具有自动/手 动控制功能。在自开工作模式下,充电模块接收来自监控模块的指令。正常情况下,所 有关闭模块都应工作在自动状态,以实现监控模块对电池的智能管理。在手动模式下, 模块面板上的电位计调节模块的输出电压。电压调节范围可以在输出电压的下限(通常为 198V/99V)和上限(通常为286V/143V)之间。为了使用监控模块识别每个充电模块,每个 模块都应该有一个地址,地址范围为16-31。止匕外,充电模块面板上还有电源指示灯、保 护指示灯、故障指示灯和电压/电流显示表头。这些信号表示随时监控充电模块的运行状 7(2 O.接地巡逻装置P
10、MFS-I DC系统接地检测装置用于监测DC系统母线的接地电压和系统的绝缘。其主 要功能是实时检测母线电压值和正负母线对地电压值。当正负母线对地电压差过大时, 会自动进入接地电阻检测程序。具有手动检测各支路地漏电流和绝缘电阻的功能,方便 工作人员实际排除故障。并具有自检功能,能检测总线端口和CAN通信等故障,具有RS- 485串行接口,实现与上位监控单元的数据通信。3 .监控单元的功能监控单元对电力运行系统中的充电模块、电池电导率巡检仪、DC系统接地巡检仪等 下级设备的数据进行采集、处理和显示。还可以根据系统的各种设置数据进行报警处理 和历史数据管理动作;同时可以判断这些处理的结果,根据不同情
11、况实施电池管理和输 出控制操作;止匕外,监控模块还可以实现与后台计算机的通信。监控单元采集供电系统 的各种数据和工作状态,通过整理和分析,实现对供电系统和电池充放电的全自动管理。4 .电池监控单元由高精度A/D芯片完成,各测量端口采用光耦隔离,保证了良好的高精度和平安性。 对电池过充、过放、电池老化等电池故障进行实时监控和保护,会导致电池损坏或电池 容量快速下降。电池巡检单元还能提供各种工作参数、故障类型提示,真正实现人机对 话操作。从而实现对电池单体电压和总电压的精确管理和严格控制,这是保护电池和延 长电池使用寿命的关键,自动完成电池的精确管理和维护。5总结5. 1结论本文针对旧DC制度的缺
12、乏之处,简单提出了一系列改进措施和建议。未来的DC系 统不仅要满足经济性、可靠性、技术性的要求,还要美观、易维护,这也对我们运营商 提出了更高的要求。在今后的实际运行中,我们将实时监控DC操作电源的运行情况,使 DC系统在变电站运行中发挥重要作用。本文提出的GZDW-M30/220系统装置集控制、监视、 保护和远动于一体,是一种运行维护方便的可靠供电系统,能有效保证变电站运行的可 靠性。未来变电站的开展趋势将逐渐向集约化、自动化、电子化开展,对DC系统提出了 更高的要求。是否可靠,其监控是否到位,已经成为我们衡量一个变电站是否可靠的标 准。致谢黄芷晴老师是我这次毕业设计的导师。在毕业设计的过程
13、中,它给了我很大的帮助, 对于设计中的问题给了我很好的修正,对于不懂的地方进行了细致的讲解,帮助我在宏 观上把握了设计方向;各种专业知识的微咨询,解决了很多问题。我毕业设计的顺利进 行离不开老师的悉心指导。工作中的同事,帮我找了很多资料,可以耐心解答一些关于我站DC系统不清楚的知 识点。他们也为我毕业设计的顺利完成做出了贡献。参考1国家电力调度通信中心编写的电力系统继电保护实用技术问答。2DC操作电源技术问答,国家电力编贾秀芳,凯。DC系统一点接地问题及简易搜索法J.电力信息,1999, (2):16-18o白,余崇干,白珍。电力工程DC系统设计手册M.:中国电力,1999。5中华人民共和国国
14、家经贸委电力系统蓄电池DC供电装置运行维护技术规范。卓乐友,DC系统典型设计介绍及几点建议,供电与用电,2001, 3 (3): 15 197中国电力百科全书(第2版)中国电力余、魏。高压直流输电控制保护技术的开展与现状J.高电压技术,2004, 30 (11): 8-10, 173 ,变电站环境条件等六、设计进度表第一局部是掌握课题,课题的相关资料(1周)第二局部变电站DC系统现状概述(2周)第三局部分析当前变电站DC系统存在的问题(1周)第四局部分析DC体系的改进(2周)第五局部:毕业论文文件的编写与整理(2周)审查或回复(1周)承诺一、这个设计是我独立完成的;二、这个设计没有抄袭;三、如
15、有虚假,一经查出,请辩论委员会取消我的辩论(评审)资格。承诺(待填写):年日目录1摘要52变电站直流系统现状的概述52. 1直流电源综述52.2现行局部变电站直流系统介绍62. 1硅整流电容储能直流系统装置62. 2. 2蓄电池组式直流系统63现行变电站直流系统存在问题与原因72.1 主要问题72.1.1 变电站直流系统设备比拟旧。73. 1.2蓄电池与其容量73. L 3直流系统接线方式74. 1.4熔断器、空气开关问题83. 1.5直流系统接地84变电站直流系统的改进94.1改进目标94. 2改进措施94. 2.1设备管理原那么94. 2. 2改进接线方式104. 2. 3熔断器加强配合1
16、04. 2. 4直流检察方法改进104. 3对新直流系统的认识与应用114. 3. 1 GZDW-M30/220 系统的特点 124. 3. 2 GZDW-M30/220系统部主要元件与功能的介绍125总结165. 1结论16致17参考文献18摘要电力是国民经济的基础产业,不断向社会提供清洁高效的能源。电力工业的平安经 济运行对于向社会提供稳定优质的电力供应,提高电力工业企业的经济效益具有十分重 要的作用。改革开展以来,随着我国经济的不断开展,国民经济对电力的需求逐步加强。 为了迎合其开展,我国电网规模日益扩大,电压等级也不断提高,逐渐出现了 500kV、 750kV等高电压。随着电网的不断完
17、善和开展,变电站作为电网的枢纽,起着承上启下的 关键作用,而变电站中间的DC系统是变电站非常重要的二次设备。其主要任务是为继电 保护、高压断路器的分合闸、控制电源和交流不间断电源提供可靠的电源。因此,其正 常运行与否,往往涉及到继电保护和开关能否正确切除故障,保护一次电力设备,防止 重大电网事故,尽快恢复供电,降低电能损耗。同时,它也是变电站的公共系统。与其 他控制保护装置不同,出现问题只能影响一个区间或一个回路,它的问题会影响全站甚 至全网的正常运行。在发电、供电生产设备故障的情况下,DC系统问题,尤其是DC保护 电源中断、保护设备停运,往往会导致灾难性后果,使主设备消失、拒动,造成设备严
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