2023年下半年软考软件设计师考试真题(上午).docx
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1、高压开关柜的种类及常见故障一、高压开关柜的种类(一)户外式及户内式从高压开关柜的安置来分,可分为户外式和户内式两种,10KV及以下多采纳户内式。依据一次线路方案的不同,可 分为进出线开关柜、联络油开关柜、母线分段柜等。10KV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器,断路器 所配的操动机构多为弹簧操动机构或电磁操动机构,也有配手动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上 有较大差别,这将影响到传感器的选择和安装。(二)固定式及移开式从高压开关柜的运用来分,可分为固定式和移开式。以前,发电厂的厂用电系统习惯采纳移开式开关柜,而供电系 统用固定柜较多。随着科学技术的进步和新产品的不断开发胜
2、利,很多习惯用法也在发生改变。例如金属铠装移开 式开关柜就是在固定式开关柜的基础上发展起来的。金属铠装移开式开关柜为全封闭结构,各功能小室相互隔开, 正常操作性能和防误操作功能百加完善和合理,检修便利,其运行的平安牢靠性大为提高。(三)高压开关柜的发展近年来,随着小型真空断路器技术的开发和推广,中置式开关柜作为金属封闭铠装移开式开关设备的新开发得到了 很快发展。中置柜的优点比较多,最重要的是手车小型化和制作工艺的机械化,使手车与导轨的制作更精确。甚至 有不少厂家的产品,其手车包括主断路器和柜体不必在厂内一对一调试,出厂时分别发货到现场后,也很简洁调试 胜利,同样可保证手车进出敏捷便利。因该产品
3、互换性好,受现场地面水平条件的影响很小。这种金属铠装移开式 开关柜运行平安牢靠,检修维护便利。因此供电系统采纳的也越来越多了。二、高压开关柜常见故障分析分析其缘由高压开关柜故障缘由,多发生在绝缘、导电和机械方面。(-)拒动、误动故障这种故障是高压开关柜最主要的故障,其缘由可分为两类。一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成,详细表 现为机构卡涩,部件变形、位移或损坏,分合闸铁芯松动、卡涩,轴销松断,脱扣失灵等。另一类是因电气限制和 协助回路造成,表现为二次接线接触不良,端子松动,接线错误,分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损, 协助开关切换不灵,以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。(
4、二)开断与关合故障这类故障是由断路器本体造成的,对少油断路器而言,主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断实力不足、关合时 爆炸等。对于真空断路器而言,表现为灭弧室及水纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管裂开等。(三)绝原因障绝缘水平是要正确处理作用在绝缘上的各种电压(包括运行电压和各种过电压)、各种限压措施、绝缘强度这三者之 间的关系。力求使产品做到既平安又经济,得到最佳的经济效益。在绝缘方面的故障主要表现为外绝缘对地闪络击 穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆 炸,提升杆闪络,CT闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。(四)载流故
5、障7212KV电压等级发生的载流故障主要缘由是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。(五)外力及其他故障包括异物撞击,自然灾难,小动物短路等不行知的其他外力及意外故障的发生。三、高压开关柜的运用和故障检测虽然在购买运用高压开关柜之前,相应的验收检查工作已经绽开,但是在现实中难免有先天性质量问题的设备投入 运行,另外,由于外力及机器老化的缘由,高压开关柜也很难保持永久的平安运用状态。作为补救措施,用户必需 加强对高压开关柜的检测工作。只要刚好发觉和检出异样所在,就能避开事故的发生。(-)机械故障的检测、运用是单母线分段,对于单母线不分段,有二路电源进线的,其运行方式可一供一备或互为备用,如要具有B
6、ZT 功能的,作为备用进线电源侧,必需装设电压互感器以供检测备用电源是否具有足够高的三相电源电压值。 作为工作电源母线侧,必需检测母线三相电压值,确已下降到足够低或全部消逝,二者随着运行方式的不 同,一次接线方案也有不同要求。同样,对于单母线分段系统,也有不同的运行方式,如二段分别由二路 进线电源供电,母联作备自投;亦可平常由一路电源供电,母联在投运状态,当主母线失电时,备用电源 能自动投入运行。所以系统运行方式与一次接线方案有亲密关系,用户在订货时必需明确系统运行方式和 供应相应的一次系统图。变压器油的试验项目及要求序号项目要求说明投入运行前的油运行油1外观透亮、无杂质或悬浮物将油样注入试管
7、中冷却至5在光线足够的地方视察2水溶性酸pH值25.424.2按GB7598进行试验3酸值mgKOH/gW0. 03W0. 1按GB264或GB7599进行试验4闪点(闭口) 2140(10 号、25 号油) 135(45 号油)1)不应比左栏要求低52)不应比上次测定值低5按GB261进行试验5水分mg/L66-110kV W20220kV W15330500kV 1066llOkV W35220kV -25330500kV W15运行中设备,测量时应留意 温度的影响,尽量在顶层油温 高于50时采样,按GB7600 或GB7601进行试验6击穿电压 kV15kV 以下 23015-35kV
8、23566220kV N40330kV 250500kV 26015kV 以下 22515-35kV 23066220kV 235330kV 245500kV -50按 GB/T507 和 DL/T429. 9方法进行试验7界面张力(25) mN/m235219按GB/T6541进行试验8tg5 (90) %330kV及以下500kV0.7300kV及以下W4500kV2按GB5654进行试验9体积电阻率 (90) Q m26X1(/。5OOkVlXlO10330kV 及以下N3X 10)按 DL/T421 或 GB5654 进行试验10油中含气量(体积分数)%330kV500kV)一般不大于
9、3按 DL/T423 或 DL/T450 进行试验11油泥与沉淀物(质量分数)%一般不大于0. 02按GB/T511试验,若只测定 油泥含量,试验最终采纳乙醇 一苯(1 : 4)将油泥洗于恒重容器中,称重12油中溶解气体色谱分析变压器、电抗器互感器套管电力电缆取样、试验和推断方法分别按GB7597、SD304和GB7252的规定进行配电变压器接地电阻上升的危害与预防措施依据电力设备试验规程规定,lOOkVA以下的变压器接地点接地电阻不大于IOC, lOOkVA以上的 变压器接地点接地电阻不大于4C。但由于设计施工技术的过失或外力的破坏,经常导致变压器接地点接 地电阻上升和接地线断线故障发生,造
10、成供电异样,用户电器设备烧毁,给供电单位的运行管理带来肯定 困难。为此我们必需实行肯定的措施,预防变压器中性线与接地线断线和接地电阻上升造成的危害。1、变压器接地线和中性线断线及接地电阻上升的缘由:(1)由于接地体埋设不规范,安装工艺马虎,接地体与接地线接头松动,大地过于干燥等,均有可能造 成接地电阻的上升。(2)由于变压器设计安装时,对接地线的作用及重要性相识不足,中性线截面选择过小,当三相负荷不 平衡时,中性线电流过大而导致烧断。另外由于外力的破坏或接地线被盗等缘由都有可能导致接地线或中 性线断线。2、上升的现象及危害(1)变压器接地线接地电阻上升,同时伴有相线绝缘损坏而接地,例如,B相接
11、地,这时变压器接地线 中将有一个电流流过,B相电压加在大地和接地电阻上,当接地电阻越大,那么接地电阻上的分压就越大。 这时,假如有人误触变压器接地线或中性线以及变压器外壳,人体将和接地电阻形成并联,假如接地电阻 足够大,那么加在人体上的电压就会很高,导致人触电。假如人体误触A相或C相,加在人体上的电压将 是线电压380V,那么对人身平安将造成更大的威逼。另外,由于有的用户将变压器中性线与用电设备外 壳相连,作爱护接地用,而设备又不对地绝缘。当B相接地,大地就和B相等电位,相电压就加于大地和 中性线之间,这时用电设备如取用A相或C相电源,外壳对地电压将上升到220V,设备相对地电压将为 380V
12、o这时人假如接触用电设备外壳,同样会引起触电。另外,B相接地时,将有一个电流从大地流入机 壳回到中性线,对于有的要求较高的用电设备将无法运行。(2)接地线断线,变压器旁边接地线断线,就如同接地电阻上升到无穷大,这时的大地电位就是接地相 电位,一切现象就同接地电阻上升时一样,只是危害更大,这里不再重述。(3)当三相四线供电变压器中性线断线时,此时由于三相负载的不平衡,负载接地点将发生偏移,接地 点电位不为零,使得有的相电压上升,烧毁用电设备。当接地线断线或接地电阻上升时,由于变压器避雷 器接地线断开或接地电阻上升。雷击过电压时,避雷器不能正常对地放电,致使避雷器或变压器损坏。3、预防措施(1)严
13、格施工工艺,规范接地体的埋设。按规程选取接地线的截面及种类,正确选取中性线截面积。(2)在用户电能表后装设剩余电流淌作爱护器。当我们在用户装设了爱护器后,假如用户后的导线或用 电设备绝缘损坏,形成对地放电。此时假如变压器接地点接地电阻过高,大地电位将不再为零,这时将有 一个电流经爱护器、大地流入变压器接地点,此电流将使爱护器动作,而将接地点切除,防止了大地电位 的上升。另外,加装爱护器后,当人接触相线时,爱护器也会动作,从而保障了人员的人身平安。(3)在变压器的中性线上选取适当的位置将变压器的中性线多点重复接地。当变压器中性线在某点断线 时,由于多点接地,中性线电流仍可经大地回到变压器中性点,
14、中性线的电位始终为零,每相负载的电压 始终为正常的相电压。另一方面,当变压器接地点接地电阻上升或接地线断线相线接地,由于有了多点的 重复接地,也能保证大地的电位为零,不会对人生平安和设备的正常运行造成威逼。在实行以上防范措施 的同时,也要加强对广阔人民群众进行电力法规的广泛宣扬,让更多的人来关切电力设施。一经发觉设备 障碍,能刚好向供电部门反映,以求尽快将电力设备故障歼灭在萌芽状态,确保平安牢靠地供电。浪涌爱护器的作用雷电放电可能发生在云层之间或云层内部,或云层对地之间;另外很多大容量电气设备的运用带来的内部 浪涌,对供电系统(中国低压供电系统标准:AC 50Hz 220/380V)和用电设备
15、的影响以及防雷和防浪涌 的爱护,已成为人们关注的焦点。云层与地之间的雷击放电,由一次或若干次单独的闪电组成,每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很 短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电,每次闪电之间大约相隔二特别之一秒的时间。 大多数闪电电流在10, 000至100, 000安培的范围之间着陆,其持续时间一般小于100微秒。供电系统内部由于大容量设备和变频设备等的运用,带来日益严峻的内部浪涌问题。我们将其归结为瞬态 过电压(TVS)的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。有时即便是很窄的过电压冲击也 会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压(TVS)破坏作用就是这样。特殊
16、是对一些敏感的微电子设备, 有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。供电系统浪涌的影响供电系统浪涌的来源分为外部(雷电缘由)和内部(电气设备启停和故障等)。雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上:(1)干脆雷击:雷电放电干脆击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。(2)间接雷击:雷电放电击中设备旁边的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。内部浪涌发生的缘由同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关:供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等缘由,都会带来内部浪涌, 给用电设备带来不利影响。特殊是计算机、通讯等微电子设备带来致命的
17、冲击。即便是没有造成永久的设 备损坏,但系统运行的异样和停顿都会带来很严峻的后果。比如核电站、医疗系统、大型工厂自动化系统、 证券交易系统、电信局用交换机、网络枢纽等。干脆雷击是最严峻的事务,尤其是假如雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事务时,架空输 电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在 雷击点旁边的峰值电流可达lOOkA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA至ij lOkAo 在雷电活动常见的区域,电力设施每年可能有好几次遭遇雷电直击事务引起严峻雷电电流。而对于采纳地 下电力电缆供电或在雷电活动不常见的地区,上述
18、事务是很少发生的。间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这 部分浪涌能量的汲取和抑制。对于低压供电系统,浪涌引起的瞬态过电压(TVS)爱护,最好采纳分级爱护的方式来完成。从供电系统 的入口(比如大厦的总配电房)起先逐步进行浪涌能量的汲取,对瞬态过电压进行分阶段抑制。第一道防线应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌爱护器。一般要求该 级电源爱护器具备100KA/相以上的最大冲击容量,要求的限制电压应小于2800V。我们称为CLASS I级 电源防浪涌爱护器(简称SPD)。这些电源防浪涌爱护器是专为承受雷电和感应雷击的大电
19、流和高能 量浪涌能量汲取而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅供应限制电压(冲击电流流过SPD时, 线路上出现的最大电压成为限制电压)为中等级别的爱护,因为CLASSI级的爱护器主要是对大浪涌电流 的汲取。仅靠它们是不能完全爱护供电系统内部的敏感用电设备。其次道防线应当是安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电设备处的电源防浪涌爱护器。这些 SPD对于通过了用户供电入口浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的汲取,对于瞬态过电压具有极好的 抑制作用。该处运用的电源防浪涌爱护器要求的最大冲击容量为40KA/相以上,要求的限制电压应小于 2000Vo我们称为CLASS H级电源防浪涌爱护器。一
20、般的用户供电系统作到其次级爱护就可以达到用电 设备运行的要求了。最终的防线可在用电设备内部电源部分运用一个内置式的电源防浪涌爱护器,以达到完全消退微小瞬态 的瞬态过电压的目的。该处运用的电源防浪涌爱护器要求的最大冲击容量为20KA/相或更低一些,要求的 限制电压应小于1800V。对于一些特殊重要或特殊敏感的电子设备,具备第三级的爱护是必要的。同时也 可以爱护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。防止涌流引起误动作的方法励磁涌流有一明显的特征,就是它含有大量的二次谐波,在主变压器主爱护中就利用这个特性,来防止励磁涌流引起爱护误动作,但假如用在10 kV线路爱护,必需对爱护装置进行改造,会大大
21、增加装置的困难 性,因此好用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间而衰减,一起先涌流很大,一段时间后涌 流衰减为零,流过爱护装置的电流为线路负荷电流,利用涌流这个特点,在电流速断爱护加入一短时间延 时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造爱护装置(或只作简洁改造),虽然 会增加故障时间,但对于像10 kV这种对系统稳定运行影响较小之处还是适用。为了保证牢靠地躲过励磁 涌流,爱护装置中加速回路同样要加入延时。通过几年的摸索,在10 kV线路电流速断爱护及加速回路中 加入了 0.150.2 s的时限,就近几年运行来看,运行平安,并能很好的避开由于线路中励磁涌流造成爱 护
22、。短路电流计算方法供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电 压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消退或减轻短路的后果,就须要计算短路电流,以 正确地选择电器设备、设计继电爱护和选用限制短路电流的元件.一.计算条件L假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.详细规定:对于335KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大只要 计算35KV及以下网络元件的阻抗.2 .在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽视其电阻;对于
23、架空线和 电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽视电阻.3 .短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件,因为单相短路或二相短路时的短路电流都小 于三相短路电流,能够分断三相短路电流的电器,肯定能够分断单相短路电流或二相短路电流.二.简化计算法即使设定了一些假设条件,耍正确计算短路电流还是特别困难,对于一般用户也没有必要,一些设计手册供应 了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较便利.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一 种口诀式的计算方法,只要记牢7句口诀,就可驾驭短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必需先了解一些基本概念.1 .主要参数S
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