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铁路牵引变压器保护毕业论文

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铁路牵引变压器保护毕业论文

安全是铁路运输永恒的主题,是改革发展的保证,是企业生存和发展的生命线,也是铁路做好一切工作的重要前提。下文是我给大家整理收集的关于2017年铁路安全管理毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!2017年铁路安全管理毕业论文篇1 浅谈高速铁路牵引供电安全管理 摘要:高铁牵引供电安全管理是一项较为复杂且系统的工作,其在确保高铁安全运营方面具有不可替代的地位和作用。因此加强对其的研究是非常有必要的,对此本文分析了高速铁路牵引供电安全管理的相关方面,从而为为高速铁路牵引供电安全技术奠定了平稳发展的安全基础。 关键词:高速铁路;牵引供电;安全管理 1、高铁牵引供电系统的负荷特性及安全管理的特点分析 1.1、高铁牵引供电系统的负荷特性 高铁牵引供电系统的负荷特性与普通铁路存在着非常明显的区别: (1)负荷波动频繁。负荷大小与供电臂运行的列车数量、线路坡度及列车运行速度等有关。高铁牵引变电所的负荷会随着两供电臂内列车的数量及其负荷状态随时出现波动。 (2)牵引负荷大。高铁列车具有速度快、高峰时段密度大等特点,而空气阻力会随着速度提高成倍增加,此时的列车牵引力需要克服空气阻力运行,这使得牵引负荷较大,高速列车单车电流可达600~1000A,而普速列车电流一般不大于300A。 (3)高铁列车在高速运行的过程中,常常需要克服空气阻力行进,如果列车想要维持高速行驶,就必须持续从接触网获取电能,这使得列车本身的负载率相对较高,并且受电时间较长。 (4)功率因数高。采用交-直-交动车组,功率因数在0.95以上。 1.2、安全管理特点 高铁牵引供电安全管理的特点主要体现在以下四个方面: (1)动态性。高铁的牵引供电负荷具有非常明显的移动性和不确定性,并且负荷常常处于不平衡的状态,这使得各种安全问题的发生存在动态变化,一旦出现行车事故或是供电间断,势必会造成巨大的经济损失和严重的负面影响。 (2)反复性。由于牵引供电设备全部设置在露天的环境当中,设备的运行受温度变化和气候条件的影响相对较大,从而使得季节性安全问题反复发生。 (3)复杂性。牵引供电系统的接触网具有非常明显的复杂性,如环境复杂、气候变化无常、没有备用设备等等。 (4)独特性。高铁牵引供电的冲击性负荷非常频繁,且谐波含量较大,同时运行环境的污染也比较严重,这对牵引供电安全管理提出了较高的要求。为此,必须采取有效的措施提高牵引供电安全管理水平,这对于确保高铁安全、稳定、可靠运营具有非常重要的现实意义。 2、牵引供电系统面临的主要安全问题 目前牵引供电系统面临的主要问题有:谐波问题、负序电流问题、功率因数问题、机车过分相问题、接地问题、继电保护问题、弓网关系问题、绝缘配合问题、电磁兼容问题。 1)谐波电流注入供电系统将会对通信系统、控制系统的可靠性带来不利因素,降低用电设备的运行效率。 2)负序电流可以降低用户电能的利用率,引起用户旋转电机转子表面温升过高。 3)机车过电分相时中性段断电出现过电压现象,过电压水平有时能达到击穿接触导线绝缘子的数值,出现的电弧有可能烧损接触网吊弦;机车重新带电时,出现过电流现象,过电流水平可达到机车正常运行电流的5~7倍,过流有可能损害设备的正常寿命、影响继电保护动作正确性。 4)接触网系统是无备用系统,机车通过受电弓与接触网滑动连接,取得电能。机车在运动过程中,存在不同方向的振动,这些振动通过受电弓传递到接触网,接触网随之振动。良好的弓网关系是接触网振动特性和受电弓振动特性一致,两者之间为一个随动系统,使接触网和受电弓保持良好的接触。 5)高压设备的带电部分与设备外壳、大地之间需要绝缘,不同电压等级、不同相别的高压设备之间也需要绝缘。绝缘配合,就是在一个供电系统中,由于存在众多的绝缘部分,通过对各部分绝缘水平(耐工频电压、冲击电压能力)的选择,在满足系统绝缘水平要求的前提下,达到一个技术指标和经济指标的合理水平。绝缘配合问题是近年来电气化铁路研究的重要课题之一,之所以引起重视,是因为在不同的环境下,如果不考虑绝缘配合问题,接地技术措施的应用难以达到预期效果。 3、影响牵引供电系统安全的主要因素 影响牵引供电系统安全可靠的主要因素可分为设备因素、供电质量因素、外部影响因素、系统运行因素、管理因素等几部分。在每部分大因素当中还有很多小因素,本文主要将各类影响因素列表如下,见表1: 表1牵引供电影响的因素 4、加强牵引供电安全管理的措施 现代社会,高速铁路已经成为一种先进、重要、快速的运输手段,保障牵引供电系统的正常运转非常重要。 4.1、强化高速铁路专业人员技能,提高安全技能 想要达到电气化高铁牵引供电体系的安全要求,确保电气化高铁运行的安全有效进行,保障牵引供电体系的正常化运转,一是强化高铁安全专兼职人员培训。组织安全管理人员培训班,进行安全法律法规、安全管理技能知识培训,促进高速铁路牵引供电的安全管理。二是组织高铁维护人员的培训班,加强安全管理知识学习,提高其安全技术能力;定期组织高铁技术业务研讨班,分析维护高铁安全工作中存在问题,提出解决问题的思路,使各班组安全管理的经验、教训资源共享,达到共同提高的目的。三是强化员工的高铁安全意识培训。将安全培训与培训基地建设相结合,将员工培训与安全培训相结合。将安全培训内容纳入员工技能培训的课程中,一体培训、一体考核,严格安全培训准入制度。 4.1.1、增强过程监控力度 对于工作人员的管理要加大监控的力度,若遇到问题,必须及时进行改正,避免后期再在同样的事情上犯错误,继而产生不必要的损失。同时加大考核力度,一定要对工作人员进行定期或者不定期的考核,一定要保证工作人员不能怠慢工作,用严格的规范标准要求自己,出现问题时,在尽量减少损失的前提下,保障问题的圆满解决,追究问题人员的责任,提高工人人员的警惕性、工作的严谨性,这是保障安全的重要手段。 4.1.2、增强创新管理意识 对人员的管理方面,要注重不断增强创新意识,加强管理制度的规范性,不断更新管理条例,运用新的管理手段增强团队意识,还要注意在不增加劳动强度的大前提之下,提升管理的水平和电气化高铁牵引供电体系的安全性以及稳定性,进而使机车的营运质量得到提升。 4.2、规范完善台账精细化管理 规范和完善各种设备台账履历,梳理细化设备台账格式和内容,做到及时更新,使台账具有可追溯性和时效性。对设备发生的变化,要明确台账更新的流程和相关责任,以点带面,提高高速铁路安全技术资料管理水平。 4.3、提高牵引供电设备质量 想要达到电气化高铁牵引供电体系的安全性和可靠性,就要利用先进的装备、信息化手段不断加强管理,保障设备的安全性,例如在高铁运行的牵引供电系统的管理过程中,可以采用SCADA系统(数据采集与监视控制系统)对现场的运行设备进行监视和控制,进而逐渐提升设施的安全性和可靠性。为了确保没有工作人员值班依然可以正常营运,在体系里可以使用远动视频装备来进行管理,这样不但可以保障机械的正常运转,还能够有效减少人力资源的浪费。同时还可以运用电阻测试仪、红外成像等高科技设备进行监控,这对于提升设施的监测标准和确保营运的有序性及安全性都是非常重要的。 4.3.1提高“天窗点”设备检修利用率 接触网设备的检修维护主要利用列车运行途中不铺化列车运行线或调整、抽减列车运行为营业线施工和维修的时间进行。成立组织机构,加强领导,逐级负责的原则,制定“天窗”管理办法,用制度约束落实,加大天窗管理、认真考核天窗兑现率,使天窗利用率达到100%。同时加强设备检修,考核设备检修,提高行车设备运行质量 。 4.3.2绝缘清扫 为确保高速铁路牵引供电设备在雪、雾等恶劣天气下的正常运行,防止出现大面积绝缘子污闪。根据所建立高速铁路重污区台帐,合理组织人员进行绝缘清扫,按照瓷质绝缘子必须进行一次人工清扫,复合绝缘子采用小型水冲洗机、水冲洗列冲洗,水冲洗作业漏冲洗的绝缘子进行人工清扫的原则。一是瓷质绝缘子采用停电人工清扫结合带电水冲洗列冲洗。二是复合绝缘子采用停电小型水冲洗或带电水冲洗列冲洗。水冲洗作业漏冲洗的绝缘子要补充进行人工清扫。做到一片不漏、一棒不漏、不留死角。 4.3.3主导电回路测温 根据设备运营单位制定测温计划,并结合设备的实际运行情况利用测温仪器对牵引供电设备主导电回路、接续点、上网点、电缆接头线夹等处所进行检测,参照所测环境温度和设备温度进行对比,及时发现设备隐患,预防设备故障,确保牵引供电设备安全运行 4.3.4检查补偿装置及线岔卡滞、坠砣a值超标、线索张力过大、电连接及隔开引线过紧过松、上网点连接状态不良、附加导线间距不足、附加导线对地距离不满足规程要求等安全隐患,组织设备管理单位通过步行巡视、上网检查、添乘巡视等方式对线索驰度进行检查。 4.3.5根据高铁速设备的特点和季节天气的变化,要有针对性的开展防鸟害、危树整治、防洪、防雷击、防风、防冰柱、防寒、防断、防磨、电缆等专项检查,通过开展专项检查,全面提升高速铁路设备运行质量。 4.5、编制事故应急预案 由于牵引供电系统本身的特殊性,常常会出现各种突发性事故。为此,必须编制科学合理、切实可行的安全应急预案,这是处理突发事故的根本保障。一是完善抢修预案,对抢修预案进行模块化管理,制定各种突发情况下的具体安全应对措施。二是有针对性地制定演练项目,将非正常应急处置纳入常态化管理,增强应急处置的实效性。三是定期组织应急演练,要按照“一处一案、一事一案”的要求,全面提高抢修效率,缩短抢修时间;不断提高应急抢修能力。四是是对抢修工料具,储备的应急物资进行经常性的检查、维护、保养,确保其完好、可靠。 4.6、加强接触网的全面管理 接触网因为是大型的现场定制工程组合的设备设施,他的性能和安全可靠性是否能完善的发挥,完全取决于设计制造和现场施工。所以应做好建设和管理的各个环节,来保证此设施的安全稳定。 总之,牵引供电系统是电气化铁路的重要的组成部分,确保其安全是非常重要的,因此需要引起我们的重视,对此本文分析了高速铁路牵引供电安全管理,以期提供一些借鉴。 参考文献 [1]曹江华.浅谈高速铁路牵引供电安全管理[J].西铁科技,2014,02:17-18. [2]戚广枫.高速铁路牵引供电安全技术发展及展望[J].中国铁路,2012,11:18-21. [3]王蔚.高速电气化铁路牵引供电安全管理研究[D].西南交通大学,2011. 2017年铁路安全管理毕业论文篇2 浅谈铁路中间站安全管理 【摘 要】随着铁路改革和发展,铁路技术设备装备水平日益提高,列车速度提高、行车密度增加、牵引质量加大,面对新时期运输组织变化给安全管理带来的新情况、新变化、新问题,表现出了不适应当前改革发展步伐加快的节奏,安全管理面临着诸多问题,如何解决新时期铁路中间站安全管理,从安全风险管理的新思路入手,进行了有益的探讨。 【关键词】中间站;安全;风险;管理 安全是铁路运输永恒的主题,是改革发展的保证,是企业生存和发展的生命线,也是铁路做好一切工作的重要前提。积极探索高速、重载、新形势下的铁路安全管理是每一个管理者重要的职责。中间站作为铁路车务站段管辖的最基层群体,是铁路运输的重要环节,在保安全、保稳定、保畅通方面有着非常重要的作用。铁路部分中间站均处在地理位置比较偏僻的地方,远离机关,环境较差、交通不便、生活困难,诸多困难因素叠加,给中间站管理带来很大难度,因此,搞好中间站的安全管理工作是我们当前需重点研究解决的课题。 1.中间站管理存在的问题 1.1安全工作缺乏高标准。 高标准是做好工作的前提和基础,既是目标要求,也是质量要求;既是源头性要求,也是结果性要求。一些中间站之所以没能实现安全目标,甚至在安全上打了败仗,关键就是标准不高,满足于过得去,不求过得硬,使本车站的安全工作在低水平上徘徊,许多问题发展成顽症,同类事故反复出现。具体表现在:一是标准认识模糊不清。尽管这几年我们反复强调标准问题,但直至现在,一些干部职工对作业标准、技术标准、设备标准含糊不清,高标定位成为了一种口头禅。二是标准执行不够彻底。经过多年的整章建制,从路局到站段已形成了一整套安全管理制度标准,在确保运输安全中发挥了重要作用。但在日常工作中一些中间站缺乏执行制度标准的严肃性、自觉性、持久性,不按标准办事,结果引发了事故。 1.2人员素质不适应 近年来,随着铁路体制改革的不断推进,新技术、新设备的逐步投入使用,再加上培训教育机制跟不上,导致整体职工素质已越来越不适应新形势下安全运输生产的要求。一是有些站长已跟不上新的管理步伐,新的管理知识贫乏,新技术知识掌握的不深,不能更好的指导车站各岗位的作业,造成车站关键作业把控不住。二是有些职工没有牢固树立“安全第一”思想,安全意识淡薄,责任心不强,作业行为不规范;技术业务水平较差,特别是新技术知识掌握的少,非正常情况作业应急处置能力不强,习惯性作业比较普遍,简化作业程序用语,违章作业习以为常,给安全生产造成一定的安全隐患。 1.3安全管理不适应 长期以来,受传统管理的影响,安全管理还停留在固有的管理模式上,管理往往还是粗放式的、静态的、被动式的,没有做到与时俱进,安全风险管理还基本上是初浅的,管理方法还比较简单,缺乏预见性,管理思路没有理清。主要表现在:①管理理念落后,主动管理滞后,不能严抓细管,有部分站长存在“不出事故就是安全”的片面认识,淡化了预防为主,消除隐患的思想;②有部分站长缺乏进取精神,好人主义和形式主义严重、作风漂浮、责任心不强,对职工违章作业、简化作业程序视而不见,使职工在作业中养成了习惯成标准的风气;③站长一日工作发挥得不好,对车站的班前点名及交接班会抓得质量不高,甚至有的简化交接班会,深入各岗位检查作业情况没有抓住主要问题,表面化现象较多;④不注重技术业务培训学习,应付多,解决实际问题的少,基本上是流于形式;⑤安全隐患的超前防范落实的较差,关键作业程序控制乏力。 1.4安全风险管理控制不力 有些站长对安全风险管理思路不清、认识模糊,缺乏科学管理手段,只重视结果,不重视过程。一是对自站的关键作业,特别对特殊时期及阶段的重点工作不能及时的进行排查,更缺乏超前研判的能力,对排查出的风险源点的针对性控制措施制定的也不严谨、不细致,缺乏可操作性。二是对各项作业的关键部位和环节控制不力,不能认真落实规章制度和作业标准,把不住重点,如施工作业组织、非正常情况接发列车、调车作业、停留车防溜和接发有特殊要求的列车不能严格按规定进行卡控关键作业程序,对反复出现的惯性问题,纠偏力度小,跟踪落实差,构成对安全生产的严重威胁。 2.提高车站安全管理控制能力的几点建议 车站安全管理,主要是指在车站各个生产过程中,通过采取各种安全措施,严格执行规章制度和作业标准,遵守劳动纪律和作业纪律,强化过程作业控制,消除不安全因素,从而防止发生人身伤亡事故和行车事故的一系列实施和监督手段。 2.1提高人员素质,打牢安全基础 安全生产是一项复杂的系统工程,要搞好这项系统工程必须打下一个牢固的基础,这个基础就是人员素质。只有人员素质不断提高,才能不断适应铁路发展的要求,安全生产才有可靠地保证。 2.1.1中间站站长既是中间站安全管理的组织者,又是安全生产活动的指挥者和普通参与者。中间站的安全工作是经常的、大量的、细致的,这些工作都离不开站长,同时站长还必须亲自参与并监控特殊情况下的关键作业程序,中间站站长本身的素质如何,对整个车站的安全生产管理有举足轻重的影响。为此,提高中间站站长的综合素质至关重要。车务站段应加强中间站站长的培训管理,注重培养后备站长,给他们提供一个提升的平台,必要时可引入竞争机制,选拔出称职合格的中间站站长;同时可组织各站站长走出去、请进来,互相交流学习,拓宽思路,取长补短,博采众长,有效提高他们的管理水平和技术业务水平。 2.1.2随着技术设备装备水平的不断提升,行车组织的变化,对行车主要工种人员的技术业务素质也要求越来越高,不适应新形势下铁路安全运输生产的要求已逐步显现。因此要大力开展技术业务培训工作,创造浓厚的学习氛围。要针对新技术、新设备和新要求,组织形式多样的培训活动,注重实效,选树好技术业务能手和尖子,做到以点带面达到全面提高的目的。通过职工综合素质的提高,真正做到班组管理规范、职工业务过硬、安全有序,从而使安全生产步入良性循环发展的轨道。 2.2 加强基础建设,强化班组管理 抓企业管理,首先必须从基础抓起,抓基础也必须从班组抓起,所以班组管理是安全管理的出发点和落脚点。一是根据中间站管理要求,并结合自站实际情况,进一步完善、补充、制定各项管理办法、规章制度和考核制度,重点要加强《站细》的修订完善工作,逐步建立以《站细》为主体,各种作业办法和措施为延伸的规章制度体系,做到规范合理、重点突出、针对性和可操作性强,为安全生产提供制度保障。二是行车班组长既是行车指挥者,又是行车组织者,所以应选拔责任心强、技术熟练、以身作则、敢抓敢管,在工作中能起组织和带头作用的职工为班组长,使班组整体技术业务技能和班组长的行车组织指挥能力得到进一步提升。三是坚持开展班前预想、班中互控、班后分析总结活动,做到针对性的提前预防、作业中互控关键作业程序和班后的滚动提高。四是落实岗位作业标准,提高标准化作业水平,强化自控、互控、联控制度。五是以建设自控型班组为抓手,加强整章建制工作,进一步规范班组管理,落实自控型班组实施办法,培育一支素质过硬、自觉遵章守纪的生力军,为确保安全生产奠定坚实的基础。六是建立安全生产激励机制,实行安全联防经济责任制,落实个人保班组,班组保车站,车站保站(段)的包保责任制,实行层层包保,层层定责,以责考绩,奖功罚过,奖优罚劣,充分调动起全员安全生产的积极性。 2.3加强安全管理,强化作业过程控制 2.3.1狠抓过程控制,确保安全管理各环节全面受控 所谓作业全过程控制是指在整个作业过程中,所有参加作业的有关人员通过自控,明确控制项目、内容、办法及有关责任人员,实现作业岗位控制和程序控制,使作业全过程的每个环节都置于控制之下,进而保证作业安全质量的过程,所以严格标准化作业也就是作业程序的控制。 过程控制要立足于“预防为主、抓小放大、防患未然、防微杜渐”的理念,变重结果为重过程,变处理为预防。严格执行“自控、互控、联控、监控”制度,坚持以自控为核心,以互控、联控为重点,以监控为关键,对安全实行全员、全方位、全过程的动态控制是安全管理的控制中心,也是安全控制的有力保证。 2.3.2加强安全风险管理,强化关键环节控制 在铁路运输的生产过程中,某一环节失控都可能导致行车事故的发生,就是说控制与失控同在,安全与事故并存。所以我们要把握安全与事故的内在联系,系统分析,排查研判。要结合自身安全生产的实际,根据本单位的生产组织、设备设施、人员素质的特点,人身安全等风险作为重点,把可能导致事故的管理风险、作业风险、设备风险作为关键,进行全面排查研判,全方位识别风险源和风险点,重点进行有效防控。一是加强重点作业的控制。对车站各项作业过程中薄弱部位、薄弱环节应加强安全控制。如施工作业组织、非正常情况接发列车、调车作业、停留车防溜和接发有特殊要求的列车等均需我们进行重点卡控。二是要加强安全隐患的超前防范,重点抓好苗头性、倾向性和规律性问题的防范和控制,同时要对惯性问题和倾向性问题的整改落实,尽力解决难点、关键问题。 2.3.3树立安全管理的理念,确保安全持续稳定健康发展 安全生产得之于严,失之于宽。严格有效的管理是确保安全生产的前提。安全管理是个系统工程,涉及到方方面面,要分清主次,抓住主要矛盾,要敢于管理、善于管理。把科学管理的理念渗透到日常工作中,继续深化安全风险管理,按照“问题在现场,原因在管理”的思路,大力强化管理基础,解决重点、难点问题,推动各项安全工作严格落实,确保安全有序可控。 3.结束语 在铁路不断改革发展的新形势下,抓好中间站安全管理至关重要。面对中间站诸多实际困难,应进一步理清管理思路,以大力推进安全风险管理为突破口,加强风险排查、研判和控制。以加强安全源头管理、强化现场作业控制、严格安全检查监督为手段,采取针对性的控制措施,确保中间站运输安全生产的健康发展。 猜你喜欢 1. 铁路安全管理论文 2. 铁路施工安全论文 3. 铁路运输安全管理论文 4. 地铁安全管理论文

[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响,从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,在强电场干扰下,很容易出现差错,使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误(误跳闸事故等),无法向站场和区间供电,影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 (一)传导瞬变和高频干扰 1.由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变(配)电所二次侧进入远动终端设备,对设备正常运行产生干扰,严重还可损坏电路。2.由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰,电压幅值高,时间短、重复率高,相当于一连串脉冲群。3.铁路电力供电中,特别是现代高速铁路对电力要求都比较高,一般都是几路电源供电,母线投切转换比较频繁,振荡波出现的次数较多。 (二)场的干扰 1.正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种,特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2.由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程,也产生一定的磁场。4.无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰,铁路中继站通常会和通信站在一处,通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 (三)对通信线路的干扰 1.铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站,再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心,遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号,由于变电所高低压进出线缆很多,远动终端受的干扰比较大。2.中继站一般距铁路都比较近,列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 (四)继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号,或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电,电源与干扰源之间耦合通道都相对较多,很容易影响到远动终端设备,包括要害的CPU;模拟量输入受干扰,可能会造成采样数据的错误,影响精度和计量的准确性,还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件;开关量输入、输出通道受干扰,可能会导致微机和远动终端判断错误,远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常,无法正常工作,还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 (一)屏蔽措施 1.高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装(屏蔽层)的电缆,电缆钢铠两端接地,这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2.在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器,也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3.在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容,可以有效抑制外部高频干扰。 (二)系统接地设计 1.一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备,合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行,对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量,设备接地处增加增加接地网络互接线,降低接地网中瞬变电位差,提高对二次设备的电磁兼容,减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地,安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受触电危险和保证设备安全,将设备外壳接地,接地线采用多股铜软线,导电性好、接地牢固可靠,安全接地网可以和一次设备的接地网相连;工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流干扰。3.由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料,本身也有屏蔽作用,将高低高柜都可靠接地。4.远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连,这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容,提高抗共模干扰的能力,可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 (三)采取良好的隔离措施 1.为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器,电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合,隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离,分布电容小,可提高抗共模干扰的能力。2.电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等,开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电力电缆,在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4.采用光电耦合隔离,光电耦合器的输入阻抗很小,而干扰源内阻大,且输入/输出回路之间分布电容极小,绝缘电阻很大,因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去,能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 (四)滤波器的设计 1.采用低通滤波去高次谐波。2.采用双端对称输入来抑制共模干扰,软件采用离散的采集方式,并选用相应的数字滤波技术。 (五)分散独立功能块供电,每个功能块均设单独的电压过载保护,不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏,也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合,大大提高供电的可靠性。 (六)数据采集抗干扰设计 1.在信息量采集时,取消专门的变送器屏柜,将变送器部分封装在RTU内,减少中间环节,这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2.遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号,并且还会产生尖脉冲信号,也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 (七)过程通道抗干扰设计 (八)印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开;电源输入端跨接10~100μF的电解电容。 (九)控制状态位的干扰设计 (十)程序运行失常的抗干扰设计 (十一)单片机软件的抗干扰设计 (十二)对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管,特别是穿越其他电力电缆时,避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 (十三)对于特殊的变(配)电所或区间信号站的环境 (十四)提高远动信息传输的可靠性,在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。

变压器差动保护毕业论文

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[电气工程及其自动化]110kV变电站的初步设计 摘 要本次设计为110kV变电站的初步设计书,共分为任务书、计算书、说明书三部分,同时还附有12张图纸加以说明。该变电站有3台主变压器,初期上2台,分为三个电压等级:110kV、35kV、10kV,各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电。本次设计中进行了短路电流计算,主要设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等),并同时略带介绍了所用电、直流系统、防雷保护、主变保护等相关方面的知识。目 录摘要Ⅰ第一章 任务书1第一节 毕业设计的主要内容1第二节 毕业设计应完成的成果1第三节 应掌握的知识与技能2第二章 说明书3第一节 概述3第二节 系统概述14第三节 电气主接线15第四节 短路电流计算及设备选择23第五节 电气布置及电缆设施31第六节 所用电和直流系统及主控室35第七节 继电保护及微机监控系统38第八节 过压保护、接地及照明49第九节 消防及其它54第十节 通信、远动和工业电视55第三章 计算书57第一节 短路电流的计算57第二节 负荷电流的计算61第三节 断路器和隔离开关的选择64第四节 电流互感器的选择72第五节 母线的选择及其它74第六节 变压器差动保护整定的计算75小结79参考资料80

牵引变电所继电保护毕业论文

电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究 摘要:随着电气化铁路的迅速发展,电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波,除对牵引供电系统造成危害外,还会造成电力系统负序及谐波污染[1],因而,电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。结合电气化铁路给电网带来的影响,着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。根据国外一些发达国家如日本、澳大利亚等国成功将SVC技术应用在电气化铁路的无功和负序补偿案例以及国内SVC负序补偿应用实例,对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析,对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨,以期提高电力系统运行的经济效益和社会效益。 关键词:电气化铁路;负序补偿;SVC 0 引言 世界上第一条用电力机车作为牵引动力的电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路———宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快,法国、日本、德国等国家已形成以电气化铁路为主的铁路运输业,大部分货运量由电气铁路完成。电气化机车上不设原动机,其电力由牵引供电系统提供。该系统由牵引变电所和接触网构成,来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后,送至铁路架空接触网,电气机车通过滑线弓受电,牵引机车行驶。由于电力机车运营可以使铁路运输成本降低30%~40%,因此越来越成为发展的方向。电力机车是波动性很大的大功率单相整流负荷,对于三相对称的电力系统供电来说,电铁牵引负荷具有非线形、不对称和波动性的特点,将产生三相不平衡的负序及高次谐波电流注入电网[1],使得旋转电机转子发热、电力变压器使用寿命缩短、输电线路送电能力降低,继电保护装置误动及安全自动装置不能正常投切等诸多影响电网运行的不利因素。因此,必须对电铁机车对电力系统的影响有足够的重视并采取应对措施[2-3]。目前关于电铁谐波治理的技术已经趋于成熟[4],但对于负序的治理仍存在很多问题,传统上广泛使用的关于减小电铁负序分量的方法大多是合理安排机车及系统机组运行方式,尽量削弱电铁负序分量对电网的影响,此方法虽能在一定程度上控制电铁对电力系统的影响,但仍存在诸如列车运行方式临时变化、电力系统机组检修等问题,影响治理效果。根据电铁负荷给电网带来的负序影响,着重对SVC负序补偿基本原理及运行方式进行了研究分析;将国内外应用SVC治理电铁负序分量的案例做了综述;最后对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨。 1 电铁负荷负序分量对电网的影响 1.1 负序分量对电网的影响[2] 1.1.1 对旋转电机的影响 1)汽轮发电机转子为敏感部位,因为汽轮发电机转子负序温升比定子大,存在局部高温突出部位,国内曾发生过向电铁供电的汽轮发电机转子部件嵌装面过热受损的事故;另一方面,当负序电流流过发电机时,产生负序旋转磁场、负序同步转矩,使发电机产生附加振动。 2)对邻近牵引变电所而远离电源的异步电动机,其定子绕组为敏感部位。同时还将在电动机中产生一反向旋转磁场,此反向磁场对电动机转子起制动作用,影响其出力。在谐波和负序电流的共同影响下,国内曾发生多起定子绕组过热烧毁事故。 1.1.2 对电力变压器的影响负序电流造成电力系统三相电流不对称,使得变压器的额定出力不足(即变压器容量利用率下降)。 1.1.3 对输电线路的影响流过电力网的负序电流,只是降低了电力线路的输送能力,并不作功。 1.1.4 对继电保护和自动装置的影响对各种以负序滤波器为启动元件的保护及自动装置干扰:由于保护按负序(基波)量整定,整定值小、灵敏度高。滤波器为启动元件时,实际运行中已引起下列保护和自动装置误动。 1)发电机的负序电流保护误动。2)变电站主变压器的复合电压启动过电流保护装置的负序电压启动元件误动。3)母线差动保护的负序电压闭锁元件误动。4)自动故障录波装置的负序启动元件的误启动,导致无故障记录而浪费记录胶卷。在频繁误动时,可能造成未能及时装好新胶卷而导致发生故障时无记录。 1.2 负序分量影响的标准[5] 我国有关同步发电机承受不平衡电流允许值的规定如下:1)在按额定负荷连续运行时,汽轮发电机三相电流之差不超过额定值的10%,水轮发电机和同步调相机三相之差不超过额定值的20%,同时任何一相的电流不得大于额定值。2)在低电压额定负荷连续运行时,各相电流之差可以大于上面的规定值,但应根据实验确定数值。对于100 MW及以下汽轮发电机,当三相负荷不对称时,若每相电流均不超过额定值,且负序分量与额定电流之比不超过8%,应能连续运行,100 MW以上的发电机,一般认为负序分量与额定电流之比不超过5%。 2 SVC负序补偿基本原理及运行方式[6-8] SVC全称为“静止型动态无功补偿器”,主要用于补偿用户母线上的无功功率,其通过连续调节其自身无功功率来实现的,一般SVC由并联电感和电容两个回路组成,其中感性回路为动态回路,其感性无功功率可连续分相调整,使得整个装置无功功率的大小和性质发生变化,分相控制的依据为三相平衡原理。用Qs表示系统总无功功率,QF为用户负荷的无功功率,QL为晶闸管控制电抗器(TCR)的无功功率,QC为电容器无功功率,上述平衡过程可以用公式(1)来表达:Qs=QF+QL-QC=常数=0 (1)如图1所示,A为系统工作点。负荷工作时产生感性无功QF,补偿装置中的电容器组提供固定的容性无功QC,一般情况下后者大于前者,多余的容性无功由TCR平衡。当用户负荷QF变化时,SVC控制系统调节TCR电流从而改变QL值以跟踪,实时抵消负荷无功,动态维持系统的无功平衡。最简单的TCR装置组成和工作原理如图2所示:TCR的基本结构是两个反并联的晶闸管和电抗器串联。晶闸管在电源电压的正负半周轮流工作,当晶闸管的控制角α在90°~180°之间时,晶闸管受控导通(控制角为90°时完全导通,180°时完全截止)。在系统电压基本不变的前提下,增大控制角将减小TCR电流,减小装置的感性无功功率;反之减小控制角将增大TCR电流,增大装置的感性无功。就电流的基波分量而言,TCR装置相当于一个可调电纳。其等效电纳为:式中,α为晶闸管导通角;L为电抗器电感值;ω为网压的角频率。对于不对称负荷,应采用分相调节,根据瞬时电压和电流求出所需的补偿电纳。TCR分相调节的理论基础为司坦麦兹(STEINMETZ)理论,在此理论指导下,SVC能够将负荷补偿为纯有功的三相平衡系统。司坦麦兹(STEINMETZ)理论有多种表达形式,本文给出一种常用的补偿电纳公式:r分别为△连接的补偿电抗器电纳值;V为系统电压有效值为系统电压(线电压)瞬时值;ia(I),ib(I),ic(I)为系统电流瞬时值;T为采样周期,一般为10 ms。根据以上补偿理论,将一个理想的补偿网络与负荷相连就可以把任何不平衡的三相负荷变换成一个平衡的三相有功负荷,而不会改变电源和负荷间的有功功率交换,能够取得良好的电能质量治理效果。 3 SVC在电铁负序治理中的应用 3.1 国外电铁SVC应用情况 日本东海道新干线西相模牵引变,根据牵引变接入电网点检出的无功电流和负序电流,由负荷特性计算补偿电路SVC所需无功电流的数值,对TCR中的晶闸管触发信号加以控制,从而对有功功率的不平衡与负序进行补偿。澳大利亚昆士兰铁路将总容量为600 MV·A的套SVC根据需要分别装设在沿途各牵引变的低压侧,将一套340 MV·A的SVC装设在更高一级电压等级的电网。补偿后,负序电压由补偿前的4.5%下降到0.8%。英法海底隧道采用了ABB提供的SVC以解决负荷平衡问题,通过SVC补偿后,不平衡度小于0.1%。 3.2 国内电铁SVC应用情况 2000年10月,神朔电气化铁路(神华集团)开通,单相供电牵引所产生巨大负序电流,引起三相供电系统的不平衡,给邻近神木电厂(属神华集团)发电机组(2×100 MW)稳发、满发以及整个陕北电网的稳定和安全运行带来严峻考验。2000年11月至12月神木发电公司2台发电机组由于负序原因被迫停运,损失发电量超过1×108 kW·h。2001年330 kV神木变投运后,供电质量得到了一定的改善。根据实测,330 kV神木变2台主变并列运行时,神木发电公司单机组运行,发电机中负序电流可达到额定电流的15%(规定值<8%,2 台机组同时运行时发电机中负序电流也可达到8%的临界值)。为保证发电公司能正常发电,330 kV主变只能采用分列运行方式,1台供神木发电公司发电进网,1台供电铁牵引站送电。在该方式下,单机组发电时,发电机中的负序电流仍时有超过8%的现象发生。由于电铁的影响,神木发电公司在运行中还经韩宏飞等:电气化铁路中SVC 负序补偿应用技术研究Vol.25 No.6常出现发电变差动保护误动、循环水泵电机过负荷等故障。2002年,经过多方考虑神华集团公司斥巨资在神朔电铁供电线路上加装静止型动态无功补偿装置(SVC)以治理电铁牵引站对电网所产生的污染,包括抑制谐波、提高功率因数、快速连续无功调节、抑制电压波动和闪变、解决三相不对称等问题。神朔SVC工程与2002年5月底投入运行,并于2002年8月10日完成竣工验收移交。其间西北电力试验研究院受用户委托对该工程进行了实际跟踪测试,证明该设备性能稳定、运行安全可靠、各项指标均为优良、补偿效果良好,完全达到并优于用户要求,方案实施后取得了预期效果。该装置在国内首次实现了110 kV电铁供电线上对多座电铁牵引负荷的整体动态实时补偿,首开电铁与电网补偿综合治理的成功先例。 4 结语 SVC装置在电气化铁道中应用的主要问题是资金问题。随着我国电网建设的进一步发展以及电气化铁路大规模的建设,对SVC在电铁中的应用提出了更高要求,迫切需要设计、生产出性能最佳、价格便宜的SVC装置。辽宁某厂家生产的SVC,于1997年通过了辽宁省科委及原国家计委重点工业性试验项目鉴定,实现了国产化;中国电力科学研究院生产的SVC于2004年在鞍山红一变投入运行,也实现了国产化;在我国冶金、煤炭、化工、电铁等行业中使用的SVC,国产的占绝大多数。国产SVC实用化程度进一步提高,国产的SVC装置除具备SVC的常规特点外,还具有无水冷却(热管自冷技术),出厂前进行全载、全压试验,运行中可以进行远程实时监控运行等特征。近10 a来,国产SVC装置的安全运行实践证明了国产SVC装置技术经济指标的优越性和先进性。经辽宁该厂家建议,由全国电压/电流等级和频率标准化技术委员会牵头制定的中华人民共和国国家标准《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》和《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)现场试验导则》报批稿已经上报,必将促进SVC的进一步发展。目前,国产SVC的规模化生产能力不仅完全可以满足我国电力系统和各行业的需要,而且还具有出口能力。目前该厂家生产的我国第一套应用于电气化铁路的高压大功率静止无功发生器亦进入最后调试阶段,此套装置将发往上海铁路局用于电气化铁路电能质量治理。首套电铁系统专用静补装置的问世,标志着我国成为世界上少数几个掌握该技术的国家。目前国产SVC已占领了国内电气化铁路系统、冶金行业绝大部分市场份额,成为世界上SVC的主要制造商之一,2006年的装机数量更是首次超过瑞士ABB与德国西门子SIEMENS,跃居全球第一,国内厂家精心研制的高压动态无功补偿装置(SVC)已具有国际同期先进水平。可以预见,随着国产SVC技术水平的进一步成熟、性价比的进一步提高,SVC在我国电气化铁路建设中必将发挥重要作用,为促进我国铁路建设实现跨越式发展提供有力保障。 [参考文献]: [1] 林建钦,杜永宏. 电力系统谐波危害及防止对策[J].电网与清洁能源,2009,25(02):28-31. [2] 卢志海,厉吉文,周剑.电气化铁路对电力系统的影响[J].继电器,2004,32(11):33-36. [3] 任元.信阳和驻马庙地区电气化铁路谐波引起220 kV高频保护动作的分析[J].电网技术,1995,19(2):32-35. [4] 李郑刚. 电石炉无功补偿与谐波抑制.文秘杂烩网 ,2009,25(01):76-78. [5] 电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册[S].北京:中国电力出版社,2005. [6] 朱永强,刘文华,邱东刚,等.基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究[J]. 电网技术,2003,27(8):42-45. [7] 李旷,刘进军,魏标,等.静止型无功发生器补偿电网电压不平衡的控制及其优化方法[J].中国电机工程学报,2006,26(5):58-63. [8] 辽宁荣信电力电子股份有限公司.SVC控制系统用户手册[K].辽宁: 荣信电力电子股份有限公司,2006采纳哦

继电保护课程设计论文

本文对传统的电力系统继电保护课程设计中存在的问题进行了分析,针对这些问题提出了基于“卓越工程师”目标的改革措施。以下是我为大家整理的继电保护课程设计论文,希望能帮到大家!

摘要: 课程设计是培养学生综合能力和工程思想的重要环节和途径。本文对传统的电力系统继电保护课程设计中存在的问题进行了分析,针对这些问题提出了基于“卓越工程师”目标的改革措施。通过教学实践,提高了学生的工程应用意识和实践能力。本文对课程设计环节进行改革实践,希望在“深化教学改革、强化实践教学环节”背景下,探索出一条适合工程技术人才培养的可持续发展之路。

关键词: 继电保护;课程设计;教学改革

基金项目:本文系辽宁工业大学教改立项项目“电力系统继电保护课程教学模式改革与实践”(项目编号:2014032)的研究成果

国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中对高等教育提出要“深化教学改革、强化实践教学环节、推进创新创业教育”的要求。教育部为贯彻落实这一要求,实施了“卓越工程师教育培养计划”重大改革项目,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量。目前,中国大多数高校在教育目标、理念和方法上滞后,开设的一些工程类课程不能满足实际工程需求,教学内容陈旧,已经滞后于现代工程技术发展。电力系统继电保护课程是电气工程及其自动化专业的重要专业课程,在“卓越工程师”培养目标下既要求把大量的理论知识掌握好,又要求有较强的实践动手操作能力。继电保护课程设计是实现把继电保护的理论知识和工程实际应用结合起来的桥梁,是电气工程及其自动化专业非常重要的实践性教学环节。在此背景下,基于“卓越工程师”培养目标,我校对《电力系统继电保护课程设计》的教学进行探索,从课程设计内容、实施过程、考核评价等方面实施改革。几年的教学实践表明效果良好,锻炼了学生的理论设计和实践动手能力,培养了学生的工程意识和创新意识,提高了学生分析和解决实际工程问题的能力,得到学生及社会的认可和好评。

一、传统课程设计教学分析

近几年,各高校都开始注重对学生实践能力的培养,加强了电力系统继电保护课程设计的教学工作,较以往有很大改善,但仍然存在一些问题。在我校主要表现在以下几个方面。

1.学生的积极性不高,投入的精力不足。根据教学大纲和教学计划,电力系统继电保护课程设计安排在大四上学期进行,一般是在学期的后几周实施。在此阶段,好多同学要忙于研究生入学考试、国家电网考试、各公司企业的招聘以及期末考试。随着近些年高校的不断扩招,本科生的就业压力越来越大,在考研和就业多重作用下,好多学生不能把精力全部投入到课程设计中。学生对待课程设计的积极性普遍不高,很多学生没有认识到课程设计的重要作用,以应付的心态被动的对待,甚至认为从网络上或往届同学那里找些资料拼凑拼凑就能完成。

2.只有理论设计,缺乏实验或仿真验证。在课程设计开始之前,指导教师根据电力系统继电保护课程的主要内容,结合一些工程项目的实际情况,给出各种保护的设计题目和参考资料。在我校,该课程设计时间为两周,为了确保学生都能够完成设计,在课程设计指导书中会比较详细给出设计方案、设计步骤、设计内容、设计要求以及设计报告的格式等。在课程设计实施过程中,给学生分时提供固定设计教室或者与互联网连接的机房,学生通过查阅网络、设计手册、设备手册等,参考类似习题、以往学生课程设计报告等进行模仿设计。在此期间,不同的指导教师去设计室指导,解答学生的问题。()由于学生对待课程设计的积极性不高,大部分同学都不主动问问题,这样教师很难全面了解学生都设计得如何,都出现哪些问题和错误,最终造成上交的报告存在一些错误。在这样的设计过程中,学生通过上交设计报告,完成理论设计。由于缺少对理论设计结果和结论的实验或仿真验证,致使学生既不清楚设计计算结果是不是正确,也不知道设计结论是不是合理。这种只锻炼理论设计而没提高动手能力的设计过程,大大降低了课程设计教学环节的重要意义。

3.设计题目数量少且变化小,抄袭现象存在。以往的课程设计题目一般是给定一些电力系统的局部接线及运行方式,通过不同系统参数的设定值,完成某些线路或者变压器的继电保护方案、整定值计算、灵敏度分析、继电器选择等设计工作。这些设计题目由于许多参数需要具体给定,同时系统的接线比较简单,运行方式很少变化,使得学生发挥的空间比较小,不能很好实现设计与工程实践相结合的目的,更像是做作业。这样学生就不能对电力系统的正常、最大、最小运行方式下做出全面分析,就不能建立电力系统的整体概念。学生在设计时仅仅参考一些相仿的习题、教师给定的设计指导书来完成设计计算,不可避免的会出现互相抄袭的现象。以往的这种课程设计方式对学生的创新能力培养作用有限,没有达到培养目标。

4.考核评价不科学,缺乏动手能力的考核。以往的课程设计成绩评定方法是考虑学生在平时的出勤率、对待课程设计的态度以及主动性等,根据学生最后提交的设计报告的质量,包括方案的合理性、整定计算的正确性、设计的完整性、格式的规范性等情况,按照一定的分值比例,最终给出优、良、中、及格或不及格的评定。在这种考核评价方式下,会出现同组同学中差别不大的情况,甚至有可能会出现主要设计人员由于报告书写较差而成绩低、设计较少的同学由于报告书写规范而成绩较高的不合理现象,课设成绩没能很好体现学生的真实能力。同时,由于这种只有理论设计而没有实验或仿真验证的课设形式,没有考核到学生的实际动手能力和操作技能。

二、“卓越工程师”目标下的教学改革

为达到国家“卓越工程师”培养目标的要求,结合我校应用型本科人才培养模式的定位,针对以往电力系统继电保护课程设计在教学过程中存在的问题,我们实施了基于“卓越工程师”培养目标下的电力系统继电保护课程设计教学改革,修改教学大纲及教学计划,完善教学内容,创新教学方法,改革考核评价方式。具体改革内容包括:

1.修改大纲及教学计划,规避考研就业等对专业课程学习的影响。按照“卓越工程师”的培养目标,以前的培养方案和课程大纲已不再适用,不能满足培养要求。“卓越工程师”目标下的培养方案突出对学生工程能力的培养,我们对电气工程及其自动化专业的专业培养方案和课程大纲进行了修订,强调对学生创新能力、动手能力的培养。关于培养方案中实践环节的教学目标,就是突出工程思想和能力培养,达到学生都具备自主设计实验的能力,具有接受新技术和新知识的能力,以及一定的技术开发能力。根据新的培养方案,我们对电力系统继电保护课程的教学大纲和教学计划进行了相应的调整,将该课程从大四上学期调整到大三下学期,尽可能规避学生由于考研及就业等对专业课程学习的影响。

2.更新课程设计题目,满足“卓越工程师”培养目标的要求。在“卓越工程师”目标下,课程设计与实验项目设计的核心思想就是鼓励学生自主学习,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养实践动手能力及工程素养。课程设计题目的设置是否合理,对于学生的锻炼价值至关重要。好的课设题目对于学生掌握专业理论知识的理解、对工程设计规范的熟悉、对设计步骤和设计方法的掌握都非常重要。在设置课设题目时,既要考虑专业理论知识的涵盖程度,又要考虑与工程实际紧密结合的密切程度,尽可能给出实际运行的电力系统的原始数据资料,这对于提高学生对专业的认知程度、明确专业发展方向大有裨益,有利于培养工程意识,提高理论联系实际的应用能力。基于“卓越工程师”目标的思考,我们对课设题目进行完善和更新,做了如下工作:①利用教师下企业实践、带学生去企业生产实习、建立实习基地、到电力行业调研等机会,搜集整理实际运行电力系统的真实资料,然后加工完善成训练课题;②考虑到电力系统继电保护技术的应用实际,微机型保护装置已完全取代电磁型保护装置,再针对电磁型继电保护技术进行设计就严重与工程实际相脱节。为此,我们给定一些电力系统的局部接线及运行方式,通过不同系统参数的`设定值,除了完成某些线路或者变压器的继电保护方案、整定值计算、灵敏度分析之外,增加了微机型保护装置的硬件设计和软件设计;③根据不同的设计题目和现有实验室的条件,增加实验验证或仿真验证环节。我校与浙江求是教仪合作建立了电力系统继电保护、供配电、实践创新实验室,与北京电科院和清大高科合作建立了电力系统仿真实验室,实验室的软硬件条件为学生搭建了很好的动手操作平台。第一周学生完成课设的理论设计,第二周进入实验室进行相应的安装调试及验证。通过动手操作,激发了学生的兴趣,提高了积极性,如果验证结论正确时,极大的满足学生的成就感,从而增强创新的自信心。另外,在设计的验证过程中,可能会出现许多实际的问题,通过指导老师的点拨,同学们相互讨论探究,最终找到问题的原因并解决,这对于学生的锻炼和培养具有极大的帮助。

3.加强对课程设计的指导和管理,提高课程设计质量。教师的态度和付出对于课设质量的好坏是最直接的,因此,要想提高课程设计的质量,需要指导教师更多的投入。针对有的学生消极应付、得过且过,甚至出现相互抄袭的情况,就要求指导教师投入更多的时间和精力用在平时的指导中,避免学生上交东拼西凑、粗制滥造的设计报告。在设计过程中,确保做到对设计方案的合理性进行严格审核,对设计步骤和计算结果进行及时监控,对学生的困难和问题进行耐心的答疑解惑,对典型共性的错误进行详细的讨论分析。对于指导教师而言,个人的精力和时间也是有限的,在这个时段要同时面对理论教学、课设实习指导、监考判卷考核、科研任务完成等一系列工作,常常感到分身乏术。为此,我们采取了团队指导措施,打破一个老师对固定学生的指导模式。根据指导教师的值班安排,每时每刻都有老师在设计室指导,随时随地解决学生的问题,提高指导效率,从而提高课程设计的质量。

4.完善考核评价体系,适应“卓越工程师”培养目标。以往的课程设计成绩评定方法只注重对学生的理论设计进行考评,而没有考核到学生的实际动手能力和操作技能。这样,在考核成绩这个“指挥棒”的引导下,学生根本不关注动手操作,学生成绩的高低并不能全面、准确、客观地反映其综合能力。这种评价方式与“卓越工程师”培养目标明显存在差距。考核方法与设计内容相辅相成,课程设计内容的多样性必然要求考核方法的全面性,需要建立科学的考核评价体系。拓展评价方式不是玩花样,不是巧立名目,而是要根据社会对人才的需求和学生的特点,对考核评价方法进行调整,使之能够激发学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。

基于这种考虑,我们完善了课程设计的考核评价方式,既注重对理论设计的考核,也注重对动手能力的评判,同时兼顾对平时表现及综合素质的评价,具体考核项目情况如表1所示。

三、结束语

本文在“深化教学改革、强化实践教学环节、推进创新创业教育”背景下,基于“卓越工程师”培养目标,结合我校教学实际,对电力系统继电保护课程设计进行改革探索与实践。针对传统课程设计环节存在的问题和不足,修改教学大纲及教学计划,完善教学内容,创新教学方法,改革考核评价方式。通过课程设计的教学改革与实践,强化了学生的工程意识,提高分析和解决工程问题的能力,在激发学生的主动性和积极性的同时,也培养了学生的创新精神和实践能力。我校该专业近两年的毕业生大部分都进入电力部门和工矿企业等对口单位就业,获得社会各界的好评。本文对电力系统继电保护课程设计进行改革,希望探索出一条适合工程技术人才培养的可持续发展之路,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

参考文献:

教育部。教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见.

王文福。 基于卓越工程师培养诉求的教学改革的理性思考———面向CDIO理念的地图学教改构想. 测绘科学,2011,(3):247-249.

张江林,梅许文,巨辉,邓昌建。基于“卓越工程师”目标下的继电保护课程教学改革. 中国电力教育,2014,(36):99-100.

杜兆文,姚福强。《电力系统继电保护课程设计》教学改革与实践.大学教育,2014,(3 ):108-109.

铁路牵引供电毕业论文

城轨交通工程系统总联调及运营演练的探讨 摘要:介绍城市轨道交通工程体系的组成,阐述实施机电设备系统总联调和运营演练的重要意义,探讨联调、试运营阶段的王要内容、实施策略和工作目标,以达到建设与运营的无缝对接 关键词:城市轨道交通工程 系统总联调 运营演练 城市轨道交通工程是一项由多种先进技术集成、运营安全要求高、社会效应大的系统工程。城市轨道交通工程的实体建设过程大致可分为土建工程建设阶段、机电设备安装阶段、建筑装修阶段、机电设备调试阶段、机电设备系统总联调阶段、设备专项验收及运营演练阶段、设备最终验收及开通试运营阶段、设备维保及正式运营阶段,每个阶段的工程特点、管理模式、责任主体各有侧重。近年来,在地铁建设过程中,机电设备系统总联调阶段和设备专项验收及运营演练阶段越来越受到国内外一些城市轨道交通工程业界的高度重视。 机电设备系统总联调的功能是从系统的角度,验证机电设备之间的接口技术,整合各机电设备的技术性能和使用功能,实现各机电设备系统在同一技术水平、同一管理模式、同一安全认证平台上机一机、人一机之间有序可控、安全可靠的协调运转。运营演练是对系统总联调的功能验证,它是地铁工程实施建设与运营无缝对接的关键环节,是实现地铁工程人一机、人一人之间和谐、高效管理的外延,是关系到地铁工程能否顺利开通运营的第一步,在地铁运营环节中占据着极其重要的地位。 1城市轨道交通工程控制体系概述 地铁建设作为一项重大的综合系统工程,涉及城市规划、市政发展、工程施工、地下管道(水、煤气等)、电力供电、公交系统、工程总体规划和计划以及施工组织等诸多方面,迫切需要统筹规划.协调进度顺序,强化组织领导和保证物资、材料供应等。地铁工程自身的设备系统又包含电动客车、供电、通信、信号、售检票、环境控制、车站设备监控、防灾报警等多种技术和专项子系统设备,而子系统又各具相对的独立性和整体性,其设备配置必须满足子系统的功能要求;设备品种繁多,且来自不同的厂商,彼此衔接均有特定要求,等等。所有这一切决定了地铁设备应进行综合性的大系统联调和运营演练,其目的是确保地铁交通工程在城市交通运输体系中的主导地位,体现其良好的综合社会效益。 从目前国际国内城市轨道交通工程的现状看,其控制体系中所涵盖的机一机、人一机、人一人相互支持的8个主要支撑系统是系统总联调和运营演练的核心部分。 1 ) SCA}A(电力监控系统) 主要监控对象为高压变电系统、低压变电及供电系统、牵引变电系统等,实施对整个供电系统的数据采集、实时监控、安全控制、远程通信和供电复示,提供事故照明的备用电源。 2 ) BAS(环境监控系统) 由中央控制系统(OCC)、全线系统网络、车站控制系统、车站系统网络、现场控制机,以及监、控、测、调各设备组成。全线BAS组成两级(中央控制级和车站级)管理体系,实现三级(控制中心、车站、就地)控制功能。BAS监腔范围包括地下车站和区间隧道的空调通风及给排水、照明、电梯、扶梯等设备的控制管理,对上述设备进行全面系统的自动化监控和管理,确保其发挥最佳作用,维持地下车站和区间隧道适宜的温度、湿度,保证给排水、照明、电梯、扶梯等设备的自动、安全运行。在发生火灾、列车阻塞等事故的情况下,能够及时迅速地转入灾害运行模式,保护乘客安全,将灾害损失减到最小。BAS应能根据一年四季不同的气象条件与列车运营状况,自动按照设定的模式运行,在满足环境标准要求的前提下,尽可能降低车站设备的运行能耗。 3 ) FAS(防灾报警系统) 主要对轨道交通范围内各种建筑的火警火灾进行监控。火灾报警系统由全线「AS中央控制中心及车站控制室、电动客车段控制室的车站级FAS系统、各种车站现场设备以及网络通讯设备组成.车站现场设备包括火灾探测器、监视模块、控制模块、手动报警按钮、感温电缆、红外对射、消防专用电话和插孔、警报器、复示盘等。全线FAS控制中心与车站级FAS系统通过光纤网络进行通信,车站级FAS系统通过总线或多线与现场设备连接。 4) AFC(自动售检票)网络管理系统 AFC系统由中央计算机系统、编码系统、密钥管理系统、车站计算机系统和车站AFC终端设备、票卡、运营辅助设备、培训设备和软件系统等构成,监控/管理对象为AFC系统的各种售票机、加值机、闸机、验票机、车站主机、中心主机及网络设施。 5)信号系统 列车自动监控子系统(ATS系统),可自动或由人工监督和控制正线(电动客车段、试车线除外),以及向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由完全位于OCC内的设备实现,设备包括时刻表数据库,库里存储有ATS功能要求的所有时刻表信息。列车自动防护子系统(ATP系统,包含了联锁系统),为实现列车自动防护任务,需要与联锁和轨道空闲检测设备、各种电动客车设备(安全制动,驾驶和制动控制,车门)及列车自动监督ATS系统有众多接口。 6)通信系统 系统包括传输、无线、公务电话、专用电话、广播、电视监控、时钟、电源、光电缆等子系统,除了传输通信系统所需的语音、数据、图像等各种信息外,还可以对电力监控(SCADA)、自动售检票(AFC)、信号、防灾报警(FAS)、设备监控(日AS)等系统的信息实现透明传输,并传输其他运营管理等所需的信息,构成传送语言、文字、数据和图像等各种信息的综合业务传输网。 7 ) PIS(旅客向导系统) 系统的设备包括:LED旅客向导牌、LED发车计时器,提供旅客乘车信息、政府公告、出行参考、实时多媒体资讯信息和视频信息的旅客资讯播出设备,在行车调度中心(OCC)和正线各车站之间构建的旅客资讯系统,提供各车站LED旅客向导牌、LED发车计时器及相应的旅客资讯播出的控制器和服务器等设备。 8 ) OA(办公自动化)系统的网络管理系统 综上所述,对如此技术复杂、网络交织、互为支撑的大系统实施系统联合调试,并开展多种模式的运营演练,其必要性、现实性显而易见。 2实施机电设备总联调和运营演练的重要意义 2.1实现地铁工程的系统性目标 地铁各子系统受专业、经验和其他因素的影响,最终往往局限于各自子系统目标的满足,或者虽在主观上预测它能满足大系统的要求但事实上达不到,需在联调中经由大系统到子系统的多次反馈与调整,方可认定子系统功能结构的完整性与合理性。地铁系统是由多个相互作用及匹配的子系统构成,是一个有机的集合体,表现出很强的关联性,其特征是各子系统设备间相互联系、相互作用或彼此制约。因此,在地铁设备中存在着多方位的接口关系,借助接口来实现各子系统的动态调整,完成大系统的综合集成。也就是说,只有经过对各子系统接口关系的动态联调,才能从整体上完成地铁设备大系统的有机集成。 2. 2实现移动设备与固定设备的最佳整体匹配 尽管地铁是由多个子系统组成的综合性大系统,但仅就地铁列车运行而言,则可以说线路工程是基础,列车和供电是关键,通信信号与网络是运行和安全的保障,三者是不可分割的整体。从动态观点上来看,三者又是移动设备与固定设备之间的有机结合,联调就是在系统目标协调下,寻求这两类设备间的最佳整体匹配。 任伺庞大而复杂的系统,都需要在设计、制定技术规范、制造、安装(或施工)及测试的各个阶段特别注意子系统之间的界面,因为子系统不单独运行,所以各子系统与其他的界面必须检查和验证,以证实其具备所需的功能并且不存在不兼容性。旅客乘坐地铁列车的安全性、舒适性及平稳性是通过地铁线路与列车的最佳匹配来实现的,线路的高平顺性及曲线半径的合理配置可减小列车的振动和轮轨间的动力作用,使行车的安全和平稳舒适性都能得到保证,轨道和电动客车部件的寿命和维修周期也随之延长;而列车的垂向、横向作用力又反过来明显地影响轨道及路基的稳定性与通过曲线的安全性,严重时将导致轨道变形、不平顺加剧直至出现严重的磨损与破坏。在现实中,没有不产生动力作用的列车,也没有不产生变形的线路,系统联调的任务就是寻求二者之间的匹配。 弓网匹配在常规电气化铁路运输中的矛盾一直比较明显,然而在低净空地铁隧道中所产生的弓网匹配问题却更加突出,除要求设计合理外,还须经联调实现弓网的最佳匹配,尽可能地降低离线率,提高受流质量,延长维修周期。 2. 3通过安全分析提高系统安全性 根据系统目标,在联调中按实际功能分析各子系统的安全性:一种是子系统故障将导致行车事故;另一种则是子系统故障仅影响大系统的局部功能,不致危及行车安全。对前一类子系统,应设定高可靠度,并据此确定系统部件的寿命期限,如线路轨道结构、电动客车走行部件、制动部件、列车运行控制系统(包括ATS,.ATO,ATP)的关键部件等;至于第二类不危及行车安全的子系统,则不必要求过高的可靠度,可采取定期检修与更换的手段,以恢复规定的功能。对故障将危及行车安全的子系统,需经联调确认其故障导向安全的性能。地铁的运行控制及行车指挥系统在发生故障时,必须以牺牲效率来换取列车的安全运行,这种特性应通过系统联调和运营演练加以检验、确定和完善。 2. 4为运营提供成熟可靠的技术系统 联调测试将是系统验证和测试过程的一个重要部分。一系列的电动客车联调测试,包括电动客车/地面通信、监督控制和数据采集系统及信号联调,都将在制造厂、实验基地、现场完成。这些测试将为其后进行的系统联调测试检验和验收过程的按时完成提供可靠的保证。 系统联调和运营演练的最后过程是系统预运营,包括:进行所要求的可维修性的预运营测试,采取所要求的日常和紧急维修措施的预运营,以及系统可用性和稳定性的预运营。通过系统的预运营,以验证系统的技术成熟性与技术可靠性。 2. 5保证国产化地铁设备的顺利开通 地铁设备国产化是一项具有深远意义的战略决策,是我国地铁建设蓬勃发展的根本出路。作为我国地铁电动客车及机电设备国产化的依托工程,地铁电动客车及机电设备国产化率要求高,有些设备是首次应用到地铁系统中。各系统设备之间或子系统设备之间,大量存在国产化产品和国外产品的组合。为实现较高的国产化率,一些技术成熟的关键设备采用国产化产品.但相对于系统而言它又是首次应用,存在着系统集成是否成功的风险。为此,必须进行系统联调和运营演练,以保证国产化设备的顺利开通。 2. 6培训运营队伍,提供解决商务争议的依据 地铁系统联调和运营演练是实现地铁建设系统目标的有效措施。通过联调和演练认证系统的运输能力,包括系统最大的输送能力、最短的运行时间及列车运行间隔;通过联调提高系统的服务质量,实现旅客乘坐的舒适性、列车运行的安全与平稳性、售检票的便捷性及车站环境的协调性;通过联调认证系统的社会经济效益,以使投入产出目标合理,社会和经济效益明显。 地铁工程系统联调和运营演练方案的指导思想是:由有经验的、合格的各专业技术人员进行规定的各系统、各项工作的测试、试验和调试,保证测试仪器和试验系统的先进性、可靠性、合法性。工作将按计划进行合理的部署,协调推进,达到工程按要求开通的最终目的。运营单位的人员也将参与此项工作及其后的测试,运营单位的管理和技术人员通过与专业化联调队伍的合作,了解各系统性能、系统之间的技术接口、系统达到使用功能的工作过程、系统易于出现的故障和解决故障的途径,并由此得到宝贵的在职实践培训。 通过系统联调和运营演练,可验证各子系统或设备是否达到与承包商约定的各项性能指标,检验在大系统工作条件下各子系统是否满足相应承包商合同所规定的要求,并指导各系统承包商和安装承包商在联调阶段的工作。通过客观、中立的检测记录和试验报告,为业主进行验收及索赔提供各项技术依据。由此可见,系统联调和运营演练是地铁建设进程中的一个十分重要而不可缺少的环节,应当认真规划和安排,使其发挥应有的作用。 3机电设备系统总联调和运营演练的任务 依据各子系统之间的相关程度与接口复杂程度,在系统联调和运营演练时,可将地铁系统划分为电动客车运行相关系统和运营相关系统两部分。电动客车运行相关系统包括电动客车子系统、信号与控制子系统、通信子系统、供电子系统、接触网子系统、轨道子系统、电动客车段子系统,运营相关系统包括售检票子系统、车站设备监控子系统、环控子系统、防灾报警子系统、电梯与扶梯子系统、给排水消防子系统。 3. 1机电设备系统总联调工作任务分析 为保证所有的子系统和各类部件充分发挥应有的作用,协调配合以提供高效的系统能力,需科学、全面地构思设备联调任务。依据各子系统之间的相关性,可将联调划分为电动客车/信号/通信设备预联调、系统冷滑试验、系统热滑试验、列车运行相关系统联调、运营相关系统联调、全系统联调、系统试运营、系统评估。在联调过程中,地铁列车的运行是核心,各子系统均应在列车运行状态下动态调整。对它们来说,满足系统目标的要求主要体现在满足列车运行的要求上。 联调可分为单系统调试、双系统接口调试、多系统联合调试、系统总联调等阶段。单系统调试、双系统接口调试任务一般涵盖在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中,其实施主体是各系统承包商。多系统联合调试、系统总联调调试任务在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中只明确其参与配合的责任,考虑到责任主体的管理力度和难度的要求,一般由业主或监理组织实施。主要项目应包括: (1)车站机电设备间的联调,包括FAS, BAS、气体消防、给排水及消防、冷站及环控系统、屏蔽门、扶梯、低压电器及事故照明; (2)电力监控系统SCADA与供电系统间的联调,包括与信号间的联调; (3)无线集群与信号、电动客车间的联调; (4)通信时钟、传输网与各相关系统间的联调,包括信号、AFC,FAS,BAF,SCADA、办公自动化,并模拟传输网中断时对各相关系统的影响; (5)信号系统与电动客车间的联调; (6)信号系统与屏蔽门之间的联调; (7)信号系统与车站设备监控系统(BAS)间的联调; (8)最大行车密度、低压满负荷不同运营方式时的供电能力与谐波测试(做8列车3 min间隔); (9)在最大行车密度运营条件下,对弱电系统及计算机设备的电磁抗干扰试验,结合最大行车密度、低压满负荷、不同运营方式下的供电能力与谐波测试进行; (10)电动客车与牵引供电系统间的短路试验。 3. 2运营演练工作任务分析 运营演练是验证、整合、构建整个地铁工程设计功能与使用功能的各项目标是否相互对应的关键环节,是进一步建立安全、可行、有序、高效的运营规章、行车规章、安全规章制度的前提,是实现整个地铁工程人一机可靠互控、人一人协调配合的最重要阶段,同时也是地铁工程由建设验收向运营移交的过渡阶段,可以说所有参与建设、运营的业主,设计、咨询、监理、承包商等单位都担负着各自不同的工作任务。因此,运营演练是名副其实的集团化作业,演练的决策层、指挥层、操作层、协助层必须实行强有力的组织管理、周到慎密的实施计划、动态闭环的现场控制,主要项目应包括:①运营时刻表演练(兼做信号144 h试验);②降级模式下的运营模式演练;③列车在区间的故障救援演练;④票务运作演练;⑤列车火灾紧急救援疏散演练;⑥车站火灾紧急疏散演练;⑦车站大客流演练。 4结语 通过分析,实施由业主主持、多方参与的机电设备系统联调及运营演练,既是地铁交通工程建设的客观要求,又是实现由建设向运营顺利过渡的必然过程,同时也是提高地铁工程建设水平、运营服务水平的社会需求,应得到业界足够的重视。 参考文献 [1]彭北华.城市轨道交通系统总联调技术难点分析与探讨 [M]北京:中国铁道出版社,2002. [2]张振森.城市轨道交通运输[M].北京:中国铁道出版社,2002. [3]王勇.深圳地铁一期工程电力监控系统方案简介[J].地铁与轻轨,2002 [4]郭文军,施仲衡,曾学贵,等.数字地铁系统总体框架研究[J].地铁与轻轨,2002 [5]丁赵成光.城市轨道智能交通系统框架研究[J].都市快轨交通,2004,17(6) 并不是很准确,仅供参考。 希望对您有帮助补充:提供一些作为参考吧:国内城市轨道交通(除香港外) 发展比较缓慢,除了地铁以外,几乎没有城区和近郊的地面轨道交通。而地铁交通,目前也只有北京、天津、上海和广州等城市开通运营。 2.1 供电制式 以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750 V 供电电压制式,允许电压波动范围为DC 500 V~DC 900 V,第三轨受流;以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1 500 V 供电电压制式,允许电压波动范围为DC 1 000 V~DC 1 800 V,架空接触网受电弓受流。 上述两种供电电压制式都是国际电工委员会推荐的,都能满足城市轨道交通供电的要求。但是,从减少城市轨道交通牵引供电系统的电能损失和电压降,延长供电距离以降低牵引变电站的数量及投资,以及从降低受流接触网的悬挂重量、降低结构复杂性及投资而言,采用DC 1 500 V 的牵引供电电压制式比采用DC 750 V 的牵引供电电压制式显然要经济得多。高耐压电力电子变流器件的不断发展,如4 500 V 的GTO 、3 300 V 的IGBT 等,为采用DC 1 500 V 供电的城市轨道交通牵引传动系统提供了可靠的技术保障。因此,今后我国的城市轨道交通牵引传动系统的供电电压制式的发展趋势应该是逐步采用统一的DC 1 500 V。

[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响,从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分,在研制综合自动化系统的过程中,如果不充分考虑可靠性问题,在强电场干扰下,很容易出现差错,使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误(误跳闸事故等),无法向站场和区间供电,影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 (一)传导瞬变和高频干扰 1.由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变(配)电所二次侧进入远动终端设备,对设备正常运行产生干扰,严重还可损坏电路。2.由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰,电压幅值高,时间短、重复率高,相当于一连串脉冲群。3.铁路电力供电中,特别是现代高速铁路对电力要求都比较高,一般都是几路电源供电,母线投切转换比较频繁,振荡波出现的次数较多。 (二)场的干扰 1.正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种,特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2.由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3.变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程,也产生一定的磁场。4.无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰,铁路中继站通常会和通信站在一处,通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 (三)对通信线路的干扰 1.铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站,再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心,遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号,由于变电所高低压进出线缆很多,远动终端受的干扰比较大。2.中继站一般距铁路都比较近,列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 (四)继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号,或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电,电源与干扰源之间耦合通道都相对较多,很容易影响到远动终端设备,包括要害的CPU;模拟量输入受干扰,可能会造成采样数据的错误,影响精度和计量的准确性,还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件;开关量输入、输出通道受干扰,可能会导致微机和远动终端判断错误,远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常,无法正常工作,还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 (一)屏蔽措施 1.高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装(屏蔽层)的电缆,电缆钢铠两端接地,这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2.在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器,也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3.在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容,可以有效抑制外部高频干扰。 (二)系统接地设计 1.一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备,合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行,对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量,设备接地处增加增加接地网络互接线,降低接地网中瞬变电位差,提高对二次设备的电磁兼容,减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地,安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受触电危险和保证设备安全,将设备外壳接地,接地线采用多股铜软线,导电性好、接地牢固可靠,安全接地网可以和一次设备的接地网相连;工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流干扰。3.由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料,本身也有屏蔽作用,将高低高柜都可靠接地。4.远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连,这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容,提高抗共模干扰的能力,可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 (三)采取良好的隔离措施 1.为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器,电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合,隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离,分布电容小,可提高抗共模干扰的能力。2.电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等,开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3.信号电缆尽量避开电力电缆,在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4.采用光电耦合隔离,光电耦合器的输入阻抗很小,而干扰源内阻大,且输入/输出回路之间分布电容极小,绝缘电阻很大,因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去,能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 (四)滤波器的设计 1.采用低通滤波去高次谐波。2.采用双端对称输入来抑制共模干扰,软件采用离散的采集方式,并选用相应的数字滤波技术。 (五)分散独立功能块供电,每个功能块均设单独的电压过载保护,不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏,也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合,大大提高供电的可靠性。 (六)数据采集抗干扰设计 1.在信息量采集时,取消专门的变送器屏柜,将变送器部分封装在RTU内,减少中间环节,这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2.遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号,并且还会产生尖脉冲信号,也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 (七)过程通道抗干扰设计 (八)印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开;电源输入端跨接10~100μF的电解电容。 (九)控制状态位的干扰设计 (十)程序运行失常的抗干扰设计 (十一)单片机软件的抗干扰设计 (十二)对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管,特别是穿越其他电力电缆时,避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 (十三)对于特殊的变(配)电所或区间信号站的环境 (十四)提高远动信息传输的可靠性,在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。

电力变压器电流保护毕业论文

关于变压器的保护措施分析论文

摘要:文章分析了换流变压器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对换流变压器保护带来的影响。提出了换流变压器保护的总体设计思想。

关键词:换流变压器 保护 分析

0 引言

超高压直流输电由于其特有的优点,越来越广范的得到应用。这些优点包括:不须考虑稳定问题;线路故障恢复能力较强;调节作用利于交流系统的稳定;减少互联交流系统的短路容量;超过一定距离建设投资更经济等。换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压,降低交流侧谐波电流;作为交流系统和直流系统的电气隔离,提供阀的换相电抗;通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压,以使直流系统运行在最优的状态等。

1 换流变压器的特点

1.1 短路阻抗 直流输电中阀的换相过程实际上就是两相短路,为了将换向过程中的电流限制在一定范围内,换流变压器的短路阻抗要大于一般变压器。短路阻抗过大,会使换流变压器二次侧故障时短路电流较一般变压器小,因此保护配置与整定要在这方面予以考虑。

1.2 直流偏磁 当直流系统在使用大地回线的情况下,在一些运行工况下会有直流电流流入大地,如双极不平衡运行,单极大地回线方式等,使地电位发生变化,造成直流电流流入变压器原边绕组,使换流变压器发生直流偏磁,工作点偏移。如果此直流电流过大,会导致换流变压器铁心饱和,同时损耗和温升也将增加。因此,要配置相应的保护防止这种情况下对换流变压器造成的损坏。

1.3 谐波 由于换流器的非线性,在交流和直流系统中将出现谐波电压和电流。对于换流变压器,主要会流过特征谐波电流,即p*n+1次谐波电流(p为脉波数,n为任意正整数)。在运行中,谐波电流会使换流变压器损耗和温升增加,产生局部过热,发出高频噪声,还会使交流电网中的发电机和电容器过热,对通讯设备产生干扰。这些谐波电流应加以考虑,以免对保护装置造成影响。

1.4 调压分接头 为了使直流系统运行在最优的工况,减少交流系统电压扰动对直流系统的影响,换流变压器都具有较大范围的利用分接头调整电压的功能。例如:三峡到常州工程三峡侧换流变压器档位范围+25/-5,每档调节范围1.25%。因此保护设计时要考虑分接头调整带来的影响,如正常运行时变比的变化等。

1.5 直流系统的特殊运行工况 由于直流控制系统的特殊调节作用,使换流变压器遇到的运行工况以及故障情况不同于普通变压器。这些不同主要包括以下几点:

1.5.1 直流系统的故障相当于换流变压器的区外故障,一般短路电流都不会太大。对于整流侧,穿越换流变的'电流会增大,但由于直流控制保护系统的快速作用,很快会减小。对于逆变侧,直流系统的故障会造成直流电流无法传变至交流侧,反而会使穿越电流减小。

1.5.2 对于换流变压器保护来说,直流系统造成的最严酷的区外故障为整流侧的阀短路故障,相当于换流变出口的两相或三相短路故障。但由于直流保护的干预,实际只会出现半个周波的两相短路。对于逆变侧,由于触发角很大,阀短路时流过换流变压器的电流较整流侧小很多。

1.5.3 换流变压器发生区内故障时,直流系统一般不会提供短路电流。这是由直流控制系统的作用造成的。在整流侧,功率由交流侧转换至直流侧,换流变压器的故障只会造成这种转换的停止,而不会使功率反向,因此直流侧不会提供短路电流;在逆变侧,当故障轻微换相可以正常进行时,由于直流系统的定电流控制特性,直流侧不会提供额外的短路电流。如果故障严重,必然造成换相无法进行(交流电压降低),直流侧更不会提供短路电流。

1.5.4 由于直流控制系统快速的调节作用,在需要的时候,可以快速的将功率传输由一个方向反至另一个方向,对于换流变压器来说,就会出现快速的潮流反向。

1.5.5 换流变压器保护区内发生接地故障时,实际造成了阀的短路。由于阀的单向导电性,故障电流半周电流大,半周电流小,导致差电流中含有较大的二次谐波。

1.5.6 对于逆变侧的换流变压器的区内故障,往往会导致换相失败的发生,从而在穿越电流电流中产生很大的谐波,但差电流(即提供给故障点的电流)仍主要为工频分量。

1.5.7 由于换流变压器的特殊运行方式以及较大的漏抗(作为换相电抗),二次侧故障一般不会造成各侧TA的饱和,即使饱和造成保护的“误动作”也是正确的(换流变的区外即阀的区内故障,都会造成直流的停运)。但对于一个半开关的接线方式,交流系统区外故障时高压侧TA存在饱和的可能。。这种情况下的误动作是不可接受的,必须防止。

1.5.8 在阀未解锁前,当阀侧交流连线存在接地故障时,并不产生接地电流,也不会对变压器造成损害。但如此时不发现故障,阀一解锁后,就会造成阀的短路。因此要设置保护检测这种情况下的接地故障。

2 换流变压器的保护措施

2.1 保护的配置原则 为了保证既可靠又安全,在既简单又经济的情况下,可以这样配置换流变压器保护:每台换流变压器保护装设两台保护装置,每台保护装置的电源、输入独立,每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流控制的两个系统。每台装置采取措施防止自身误动作,而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作。 2.2 保护的配置及原理 为了避免换流站特有的谐波对保护的影响,保护装置应从硬件和软件上采取措施,使保护只针对工频分量。

主保护包括稳态比率差动、差动速断、工频变化量比率差动、零序比率差动、过激磁保护。后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

2.2.1 稳态比率差动保护 由于变比和联接组的不同,电力变压器在运行时,各侧电流大小及相位也不同。在构成继电器前必须消除这些影响。换流变压器的TA一般装在各侧绕组上,因此原、副边绕组电流相位相同,因此只需要对变比的影响进行补偿。以下的叙述的前提均为已消除了变压器各侧幅值和相位的差异。

稳态比例差动保护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是不平衡输出(特别是外部故障时)引起。装置采用初始带制动的变斜率比率制动特性,稳态比率差动元件由低值比率差动(灵敏)和高值比率差动(不灵敏)两个元件构成。为了保证区内故障的快速切除,只有低值比率差动元件(灵敏)设有TA饱和判据,高值比率差动元件(不灵敏)不设TA饱和判据。

对于换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡,可用三种方法来解决:一是通过整定值躲开;二是利用浮动门槛自适应调整;三是利用分接头位置来调整。方法一、二简单实用,三实现起来复杂。

2.2.2 工频变化量比率差动保护 装置中依次按相判别,当满足 一定条件时,工频变化量比率差动动作。工频变化量比率差动保护经过涌流判别元件、过激磁闭锁元件闭锁后出口。

由于工频变化量比率差动的制动系数可取较高的数值,其本身的特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和能力较强。工频变化量比率差动元件提高了装置在变压器正常运行时内部发生轻微匝间故障的灵敏度。且工频变化量比率差动保护不会受换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡的影响。

2.2.3 后备保护 后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。

3 小结

分析换流变压器与交流系统的主变压器比较所具有特点,阐述了这些特点以及直流输电的各种特殊运行工况对换流变压器保护带来的影响,并提出了相应的保护方案。

电源变压器设计原则要求和程序电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁元件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kVA以上为大功率,10kVA~0.5kVA为中功率,0.5kVA~25VA为小功率,25VA以下为微功率。传送功率不同,电源变压器的设计也不一样,应当是不言而喻的。有人根据它的主要功能是功率传送,把英文名称“Power Transformers”译成“功率变压器”,在许多文献资料中仍然在使用。究竟是叫“电源变压器”,还是叫“功率变压器”好呢?有待于科技术语方面的权威机构来选择决定。同一个英文名称“PowerTransformer”,还可译成“电力变压器”。电力变压器主要用于电力输配系统中起功率传送、电压变换和绝缘隔离作用,原边电压为6kV以上的高压,功率最小5kVA,最大超过上万kVA。电力变压器和电源变压器,虽然工作原理都是基于电磁感应原理,但是电力变压器既强调功率传送大,又强调绝缘隔离电压高,无论在磁芯线圈,还是绝缘结构的设计上,都与功率传送小、绝缘隔离电压低的电源变压器有显著的差别,更不能将电力变压器设计的优化设计条件生搬硬套地应用到电源变压器中去。电力变压器和电源变压器的设计方法不一样,也应当是不言而喻的。高频电源变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz~50kHz、50kHz~100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的,工作频率比较低;传送功率比较小的,工作频率比较高。这样,既有工作频率的差别,又有传送功率的差别,工作频率不同档次的电源变压器设计方法不一样,也应当是不言而喻的。如上所述,作者对高频电源变压器的设计原则、要求和程序不存在错误概念,而是在2003年7月初,阅读《电源技术应用》2003年第6期特别推荐的2篇高频磁性元件设计文章后,产生了疑虑,感到有些问题值得进一步商讨,因此才动笔写本文。正如《电源技术应用》主编寄语所说的那样:“具体地分析具体的情况”,写的目的,是尝试把最难详细说明和选择的磁性元件之一的高频电源变压器的设计问题弄清楚。如有说得不对的地方,敬请几位作者和广大读者指正。

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