论电气自动化控制系统的设计思想 【论文关键词】：电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能 【论文摘要】：文章通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想（以发电厂为例子），展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 一、电气综合自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能 为： 1．发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。 2．发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。 3．发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退。 4．220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。 5．6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。 6．380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。 7．高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。 8．柴油发电机组和保安电源控制和操作。 9．直流系统和LPS系统的监视。 对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要口求接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。 二、电气自动化控制系统的设计思想 1．集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2．远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建 3．现场总线监控方式 目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而
电力系统可以写现场管理、施工管理或者具体的电力技术。当时也是不会，还是学长给的文方网，写的《风电并网后电力系统可靠性评估和备用优化研究》，非常专业
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五 无功补偿无功补偿应根据分散补偿和集中补偿相结合原则进行配置，二次侧功率因数应根据用户性质测定。根据《电力系统电压质量和无功电力管理规定》的要求，在最大负荷时，一次侧不应低于95。《城市电力网规划设计导则》要求，110kV变电所无功补偿一般取主变容量的1/4～1/6，实际上城区内10kV线路较短，且大部分为电缆网，无功容量较充足，因此以补偿主变损耗为主。变电所无功补偿为主变容量的8%～15%即可，当采用高阻抗变压器时需取较大值，投切时，10KV电压波动约为5%，满足小于5%的要求。六 10kV中性点运行方式长期以来，我国10kV配电网大部分采用中性点不接地方式，它的最大优点是发生单相接地故障时并不中断向用户供电。随着配电网的扩大，电缆线路的增多，电网对地电容电流大幅度上升，直接威胁着电力系统的安全运行。根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，电容电流超过10A时中性点应改为消弧线圈接地。九三年起为配合变电所无人值班，国内研制了多种自动跟踪消弧线圈补偿装置，其原理大同小异，基本上都在原调匝式消弧线圈的基础上增加控制装置，由于其原理相对简单，可以运行于全补偿状态，工艺要求低，因此目前市场占有率较高，其它还有调隙式、直流偏磁式、调容式等，均由于各种原因难以进入实用状态。顺便说一下，目前有厂家在消弧线圈调谐装置中附加接地检测装置，其原理与出线保护装置中的接地检测装置是一致的，但使用时二次电缆需增加很多，不宜采用。消弧线圈的调节采用微机自动跟踪补偿装置。当主变无中性点引出时，结合变电所的所用电，在10KV母线上设置接地（曲折）变压器。近年来，国内各大城市10kV中性点改用电阻接地的越来越多。采用电阻接地，单相接地故障时动作于跳闸，健全相过电压倍数可限制在8倍以下，进一步降低弧光过电压，电网可采用绝缘水平较低的电气设备，提高设备运行条件和提高人身安全。目前中性点电阻值大致有77Ω（上海）、10Ω（北京、广州）、16Ω（深圳），电阻值大小取值各有利弊，从各地运行情况来看，都是可行的。但在以架空线为主的电网中应慎用电阻接地。七 过电压保护根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，变电所应设有防止直接雷和雷电波侵入的过电压保护措施。全户内变电所采用屋顶避雷带防直击雷，屋顶避雷带采用-40×4镀锌扁钢或8圆钢，半户内变电所设独立避雷针对主变进行保护。八 接地变电所接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，主接地网采用-50×6镀锌扁钢，布置上尽量利用配电楼以外的空地，深埋接地极。变电所主接地网的接地电阻应不大于5欧姆。考虑到微机保护监控系统对接地要求较高，二次设备室及10kV二次电缆沟接地采用25×4铜排。当110kV采用GIS时，110kV配电装置室也需采用铜排接地。九 防污等级根据《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》，户外电气设备取污秽等级2级，爬电比距5CM/kV。对于户内设备，该标准中没有规定，但参照《高压开关设备的共用订货技术导则》，可取瓷质材料8CM/kV，有机材料0CM/kV。当户外设备户内安装时，可取2CM/kV。十 保护监控无人值班变电所设计与常规变电所最大的不同点在于二次监控设备必须满足现场无人值班要求，目前采用微机保护基本上没有多大疑义了，而监控方式通常有两种模式： 采用综合自动化系统 采用常规二次保护加RTU应该说，两者都能满足无人值班的要求，后者结构简单、造价低廉，但采用综合自动化系统技术上更先进，集成化程度更高，更易于做成面向对象的层次结构，从技术上讲是发展方向。随着计算机技术、自动控制技术的不断完善和成熟，综合自动化设备性能日趋稳定，价格逐渐下调，应作为新建变电所的首选系统，而后者可以作为老变电所改造用。采用综合自动化，就应该采用分布式结构（10kV保护装置安装在开关柜上），以充分发挥其功能，减少二次电缆，降低造价，但分布式保护装置应解决配电装置室的散热通风及电磁干扰问题。作为无人值班变电所，所内不宜设置固定的计算机监视设备（后台机），但应设置能与现场维护调试用便携式计算机相适应的硬、软件接口。另外，为了运行维护方便，变电所遥测、遥信、遥控量和当地显示量应按《无人值班变电所设计规程》进行设置，加以统一化、标准化。十一 交流所用电和直流系统 交流所用电变电所宜设置二台所用变压器，容量为80～100KVA。当变电所设置三台主变时分别接入#1、#3主变低压侧母线，设置二台主变时则分别接入其低压侧母线。所用电采用中性点直接接地TN系统，额定电压380/220V，采用单母线分段接线。 直流系统直流电源宜采用一组220V蓄电池，容量应满足全所事故停电2h的放电容量，一般为100AH，单母线接线。蓄电池组宜采用性能可靠、维护量少的蓄电池，如阀控式密封铅酸蓄电池等。直流系统应具有自动调节功能，充电装置实现智能化实时管理，并应设置一套微机直流接地监测装置。十二 建筑物变电所所址标高应高于频率为2%洪水位，变电所土建应采用联合建筑并按最终规模一次建成，建筑物的建筑风格、外墙面装修与周围环境相协调，内装修应简化实用。建筑物不宜设通长窗，如城市规划要求或采光需要底层可设置假窗或高窗。变电所的防震、消防、通风应符合国家有关规定。按无人值班要求变电所附房应从简设置，110kV变电所规模为二台主变时建筑面积应控制在700M2(主变放户外)及900M2(主变放户内)，占地面积1600 M2，三台主变时建筑面积应控制在1200M2(主变放户外)及1500M2(主变放户内)，占地面积1900 M2。十三 结论 变电所主接线应力求简化，宜优先采用线路变压器组接线。 中等城市变电所宜设置二台主变，大城市可设置三台主变。 为保证10KV母线电压在合格范围内，应采用有载调压变压器。 变电所无功补偿宜取主变容量的8%～12%，当采用高阻抗变压器时需取较大值。 变电所优先采用半户内布置（主变布置在户外）。 110kV应尽量采用装配式结构，慎用GIS。 10kV以架空线为主的系统中性点应采用消弧线圈接地，消弧线圈的调节采用微机自动跟踪补偿装置。全电缆网系统中性点采用低电阻接地。 新建变电所监控装置应优先采用综合自动化系统，保护装置应采用分布式结构。 直流系统宜设一组100AH蓄电池组，交流所用电宜设置二台，所用变压器应与接地变相结合。。 建筑物装修应简单实用，布置上尽量减少占地面积和建筑面积。
发电厂厂用电设计220kV变电站电气设计防雷接地设计某钢铁企业自备电厂设计电网潮流计算与仿真电力系统继电保护基于单片机的电动机软启动器
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以后希望到我毕业的时候能跟你要 哈哈
基于PLC的xxx控制系统基于单片机的xxx系统以上最常见或是继电保护类、工厂供电类等等，变电所设计、照明设计、很多
7 S195柴油机机体三面精镗组合机床总体设计及夹具设计 8 车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计 9 机油盖注塑模具设计 10 机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计 11 5基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计 12 基于普通机床的后托架及夹具设计开发 13 减速器的整体设计 14 搅拌器的设计 15 金属粉末成型液压机PLC设计 16 精密播种机 17 可调速钢筋弯曲机的设计 18 空气压缩机V带校核和噪声处理 19 冲压拉深模设计 20 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 21 落料，拉深，冲孔复合模 22 膜片式离合器的设计 23 内螺纹管接头注塑模具设计 24 内循环式烘干机总体及卸料装置设计 25 全自动洗衣机控制系统的设计 26 生产线上运输升降机的自动化设计 27 实验用减速器的设计 28 手机充电器的模具设计 29 鼠标盖的模具设计 30 双齿减速器设计 31 双铰接剪叉式液压升降台的设计 32 水泥瓦模具设计与制造工艺分析 33 四层楼电梯自动控制系统的设计 34 塑料电话接线盒注射模设计 35 塑料模具设计 36 同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计 37 托板冲模毕业设计 38 推动架设计 。。。具体联系QQ: 1070265101
目 录摘 要………………………………………………… 设计说明…………………………………………1 主接线…………………………………………2CT、PT配置……………………………………2 2主要保护原理及整定……………………………1发电机纵差动保护……………………………1保护原理……………………………………3 2整定内容……………………………………4 2发电机定子匝间保护…………………………5 3发电机过激磁保护……………………………7 4发电机失磁保护………………………………8 5发电机反时限负序过流保护…………………6发电机逆功率保护………………………………13 7发电机两点接地…………………………………13 8主变压器差动保护………………………………14 9变压器复合电压过流保护………………………17 参考文献………………………………………………18 1 设计说明 1主接线300MW 发电机―变压器组主要保护原理设计，适用于发电机―变压器组采用单元接线，高压侧接入500kV 11/2接线系统；发电机出口侧无断路器；励磁方式为静态励磁系统；在发电机出口侧引接―台高压厂用工作变压器（采用三相分裂线圈）。接地方式：发电机中性点为经配电变压器（二次侧接电阻）接地；主变压器高压侧中性点为直接接地；高压厂用分裂变压器6kV侧中性点为中阻接地系统。2 CT、PT配置发电机的出线侧和中性点侧各装设4组CT；主变压器高压侧套管上装设3组CT；高压厂用变压器高压侧套管上（或封闭母线内）装设4组CT；发电机差动保护与主变压器差动保护，当CT不够分配时，允许共用发电机出线侧的一组CT；发电机一变压器组差动保护中，其中的一臂是差接在高压厂用变压器低压侧的CT上；发电机一变压器组差动保护装置，不接入励磁变压器的CT，其差动范围为：从500kV侧CT到发电机中性点CT及高压厂用变压器低压侧CT；CT的二次电流：500kV侧选用1A；其它各侧可为1A或5A。发电机出线侧设有2组PT，其中1组可供匝间保护用（一次侧中性点不直接接地）；2组PT均要求设有3个二次线圈。主变压器高压侧设1组PT（三相）。2 主要保护原理及整定计算1发电机纵差动保护1保护原理变数据窗式标积制动原理∣IT-IN∣2≥KbITINcosφ其中：iT――发电机机端电流 iN――发电机中性点电流 φ――iT、iN之间的相角差标积制动原理的动作量和比率差动保护一样。在区外发生故障时，该原理的表现行为和比率制动原理也完全一样。但在区内发生故障时，由于标积制动原理的制动量反应电流之间相位的余弦，当相位大于90度，制动量就变为负值，负值的制动量从概念上讲即为动作量，因此可极大地提高内部故障发生时保护反应的灵敏度。而比率制动原理的制动量总是大于0的。动作逻辑方式1：循环闭锁方式原理：当发电机内部发生相间短路时，二相或三相差动同时动作。根据这一特点，在保护跳闸逻辑上设计了循环闭锁方式。为了防止一点在区内另外一点在区外的两点接地故障的发生，当有一相差动动作且同时有负序电压时也出口跳闸。 2 整定内容（假定：TA二次额定电流为5（A））1） 比率制动系数K整定差动保护的比率制动系数。标积制动原理的Kb和K有一理论上的对应关系，装置自动完成它们之间的转换，对用户仍然整定K。无单位。一般：K＝3-52） 启动电流lq整定差动保护的启动电流。单位（A）。一般lq=6-0(A)3） TA断线解闭锁电流定值（仅保护方式Ⅱ有效）lct当发电机差电流大于该定值时，TA断线闭锁功能自动退出。单位（倍）它是以电流互感器的二次额定电流为基准的。一般：lct=8-2（倍）4） 差动速断倍数lsd当发电机差电流大于该定值时，无论制动量多大，差动均动作。单位：（倍）它是以电流互感器的二次额定电流为基准的。一般：lsd＝3－8（倍）5）负序电压定值（仅保护方式Ⅰ有效）Udz当负序电压达该定值，允许一相差动动作出口跳闸。单位（V）。一般：Udz＝4－10(V) 6)TA断线延时定值tct经该定值时间延时发TA断线信号。单位：秒。2 发电机定子匝间保护1 原理 反应发电机纵向零序电压的基波分量。“零序”电压取自机端专用电压互感器的开口三角形绕组，此互感器必须是三相五柱式或三个单相式，其中性点与发电机中性点通过高压电缆相联。“零序”电压中三次谐波不平衡量由数字付氏滤波器滤除。为准确、灵敏反应内部匝间故障，同时防止外部短路时保护误动，本方案以纵向“零序”电压中三次谐波特征量的变化来区分内部和外部故障。为防止专用电压互感器断线时保护误动作，本方案采用可靠的电压平衡继电器作为互感器断线闭锁环节。本保护能在一定负荷下反应双Y接线的定子绕组分支开焊故障。保护分两段：Ⅰ段为次灵敏段：动作值必须躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量，保护瞬时出口。Ⅱ段为灵敏段：动作值可靠射过正常运行时出现的最大基波不平衡量，并利用“零序”电压中三次谐波不平衡量的变化来进行制动。保护可带1-5秒延时出口以保证可靠性。保护引入专用电压互感器开口三角绕组零序电压，及电压平衡继电器用2组PT电压量。 2 整定内容1） 次灵敏段基波“零序”电压分量定值Uh 单位（V）2） 灵敏段基波“零序”电压分量定值U1 单位（V） 3）额定负荷下“零序”电压三次谐波不平衡量整定值U3wn 单位（V）4）灵敏段三次谐波增量制动系数K2 单位：（无） 5）灵敏段延时Tzj 单位：（秒）3 整定计算 1）Uh次灵敏段“零序”电压基波分量定值（整定范围1－10V）动作值按躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量整定Uh=KUo•bp•max式中：Uh=KUo•bp•max――外部短路故障时可能出现的“零 序”电压最大基波不平衡量。 K――可靠系数，可取2－52）U1灵敏段“零序”电压基波分量定值（整定范围1-5V）动作值按可靠躲过正常运行时出现的最大基波不平衡量整定U1=KUo•bp•n式中：U1=KUo•bp•n――额定负荷下固有的“零序”电压基 波不平衡量，由实测得到（本机有监测软件）。 K――可靠系数，可取5-2 3）U3wn额定负荷下“零序”电压三次谐波不平衡量整定值（整定范围1－10V）开始可整定4（V），开机后由实测得到准确直，然后整定。 4）灵敏段三次谐波增量制动系数（整定范围0-9）由经验决定。一般取3-55）Tzj灵敏段延时（整定范围0－1秒）为增加此段可靠性而设。一般取1-2秒。3 发电机（变压器）过激磁保护 原理发电机（变压器）会由于电压升高或者频率降低而出现过励磁，发电机的过励磁能力比变压器的能力要低一些，因此发变组保护的过盛磁特性一般应按发电机的特性整定。 过激磁保护反应过激磁倍数而动作。过激磁倍数定义如下： B U/f U*N= = =Be Ue/fe f*其中：U、f――电压、频率 Ue、fe――额定电压、额定频率 U*、f *――电压、频率标么值 B、Be――磁通量和额定磁通量过激磁电压取自机端TV线电压（如UAB电压）。出口方式Ⅰ：定时限方式 定时限t1发信或跳闸 定时限t2发信或跳闸U/f> t1/o 发信或跳闸 t2/o 发信或跳闸出口方式Ⅱ：反时限方式 定时限发信 反时限发信或跳闸反时限曲线特性由三部分组成：a)上限定时限；b)反时限;c)下限定时限。当发电机（变压器）过激磁倍数大于上限整定值时，则按上限定时限动作；如果倍数超过下限整定值，但不足以使反时限部分动作时，则按下限定时限动作；倍数在此之间则按反时限规律动作 4发电机失磁保护1原理失磁保护由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、变压器高压侧低电压判据、定子过流判据构成。一般情况下阻抗整定边界为静稳边界圆，但也可以为其它形状。当发电机须进相运行时，如按静稳边界整定圆整定不能满足要求时，一般可采用以下三种方式之一来躲开进相运行区。 a) 下移阻抗圆，按异步边界整定 b) 采用过原点的两根直线，将进相区躲开。此时，进相深度可整定。 c) 采用包含可能的进相区（圆形特性）挖去，将进相区躲开。 转子低电压动作方程 Vfd 电气工程中自动化技术的专业研究 关于电类专业毕业设计指导模式的研究浅谈电气工程及其自动化专业实践教学的创新模式 尽量写一个方向里的小点，不要把题目取得太大，太大不容易写好，以上仅供参考 例如：家居布线 节能开关 节能电路
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