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断路器设计范文精选

断路器设计

断路器设计范文第1篇

毫无疑问,加入后,中国将直面全球化的竞争。市场竞争的空间将扩展到全球各个角落,企业的经营环境正在发生重大而深刻的变化,生存环境将更加复杂。现存封闭的垄断市场和地区贸易封锁将逐步被打破,不同所有制、不同层次的企业家面对的是市场更加开放、竞争更加激烈的新舞台。那么,中国企业家如何担负起推动经济和社会发展的历史责任、以新的角色展示新的精神风貌呢?——加强企业文化建设是企业通向成功的一把“金钥匙”。

企业文化发轫于世纪-年代,是现代企业管理科学理论和管理哲学理念的创新和飞跃。它是在一定的社会历史条件下,一个企业或一些经济组织长期形成而被公众普遍认同的价值观念、企业精神、英雄模范、行为准则、文化环境、产品品牌及经营战略等的集合体。改革开放以来特别是入世以后,企业文化越来越受到中国企业界和学术界的广泛关注和重视。人们逐渐意识到企业文化是企业寻找企业生存与发展的“原则”和“资源”,在知识经济时代它已显示出作为一种“知识资本”所产生的文化力和生产力,已成为企业核心竞争力的重要因素,是最具活力、最具稳定性、最具个性化、最具渗透力、最不易被竞争者模仿的因素。

实际上,企业文化建设也是一场管理的革命。从主流上说,企业文化建设主要是企业文化的变革,即思想观念的变革和行为方式的变革带来资源利益的共享。发达国家的先进经验表明,企业文化建设是市场经济和企业自身发展的坚定基石,是企业增强国际竞争力的有力保障。加强企业文化建设有助于提高企业家和企业管理人员的经营管理水平,充分发挥文化力在解放生产力中的作用,增强企业的凝聚力,增强产品的竞争力,从而发展企业的生产力。文化推动和促进经济发展,企业的发展催生更先进、更优秀的企业文化。因此,一大批优秀的、有远见的中国企业家把企业文化作为构建企业竞争力和建立现代企业制度的重要组成部分,作为现代企业生存与发展的基础工程来抓,并且进行了有益的探索和实践,取得了很好的成效。

从中国企业文化建设的现状看,笔者的基本判断是:

第一,我国的企业文化建设已经从“移植组装”开始向“自主开发”阶段迈进,但总体上看发展很不平衡,东部沿海企业好,西部和民营企业差,说得多,做的少,表面的多,深层的少。企业文化建设的重要性仍然没有引起广大企业经营管理者足够的重视,还需要进一步引导和探索、加强和利用。应当从适应新经济时代的必然要求和迅速提升企业竞争力的内在要求出发,充分认识加强企业文化建设的必要性和重要性。第二,我国对企业文化的理论研究方兴未艾,研究方法已经开始从定性分析注意转向定量分析(如文化贡献率、实证模型等),研究范围从国有独资及国有控股企业扩展到非公有经济实体甚至虚拟企业的企业文化,研究对象从单纯的研究企业形象开始深入到研究企业审美文化和“知识资本”的人才要素等,但总体上说阐述概念的多,实证研究的少,特别缺乏对世界强企业和国内知名企业深层次的文化力研究,系统性、层次性、可操作性不强,有待于进一步深入研究。

第三,许多大企业集团已经把企业文化建设作为企业全部工作的重要内容积极推进,而且设立了企业文化部或“两块牌子”一套人马,有的将其列入企业发展规划。如上海宝钢大力推行战略,已经形成了具有宝钢特色的“用户满意文化”,而“三高一流”(党员的思想政治觉悟高于群众、操作业务技能高于群众、生产工作业绩高于群众、培育一流的党员队伍)作为党建工作实践活动的创新,已成为宝钢企业文化和核心竞争力的重要组成部分,并出台了《建设具有竞争力的宝钢文化的构成体系》和《宝钢的理念形象与行为形象》,形成了宝钢企业文化建设工作的纲要。但相当一部分企业存在着思想政治工作与企业文化建设“两张皮”的现象,没有真正地融合,没有形成企业的核心竞争力,缺乏渗透力和实效性。企业文化是一种特殊的“粘合剂”,可以改变以往企业中思想工作与经济工作“两张皮”的现象。企业文化建设决不能孤立地进行,更不能把它作为时髦的“装饰品”或庸俗化,而应该自觉地利用和发掘企业思想政治工作的资源和优势来推动企业文化建设,同时使思想政治工作找到一条渗透企业经营管理中去的途径和载体。要不断地增强企业思想政治工作的针对性、实效性、主动性和时代感,把企业文化建设与思想政治工作和精神文明建设有机地结合起来,以更好地为企业的改革、发展稳定服务。

第四,企业家是培育独特的积极向上的企业精神的关键所在。企业家精神是一个企业精神的核心,是影响企业经济增长最重要的非经济因素,但企业家精神不能涵盖企业文化的全部。卓越的企业文化是卓越的企业家的人格化。作为企业文化的第一设计者——企业家的素质、决策力将越来越重要。从某种意义上讲,企业家应是企业文化的第一设计者,第一践行者,第一宣传者。正如海尔集团张瑞敏在海尔充当的角色那样,“第一是设计师,在企业发展中使组织结构适应企业发展;第二是牧师,不断地布道,使员工接受企业文化,把员工自身价值的体现和企业目标的实现结合起来。”实际上,海尔的扩张主要是一种文化的扩张,更重要的带去了一套海尔的文化。企业家要凸显与张扬个性,并进行科学的、、、设计和恰当的形象塑造和传播。北京同仁堂的“济世养生”、“炮制虽繁必不敢省人工,品味虽贵必不敢减物力”,一听就知道是同仁堂所独有的。宁波雅戈尔集团的“装点人生,服务社会”,既有行业特点,又有独具的文化底蕴。

第五,残酷的事实和激烈的市场竞争唤醒了众多企业领导人“人才是第一资源”的意识,开始注重企业文化中人才的要素及其价值的开放与利用。世界三大旅游公司之一——美国罗氏旅游公司的经营高招是,别人尽力讨好顾客,他们则把重心放在激发员工的忠心和进取心上,坚持做到“员工第一”的原则。以年均增长率高速发展的中创软件之所以成为中国业的旗舰之一,其中很重要原因是精心打造企业的团队精神,推行契约式管理,为高知人才提供最好的发展机会和实现自我价值的平台,以“与您共同发展”的企业文化和企业美好前景吸引人才,不断增强团队的凝聚力,强化服务意识,为客户创造价值,实现“客户利益最大化”的同时,实现公司利益和员工利益“无缝对接”,极大地激发了广大员工的积极性和创造力。因此,企业经营管理者应当强调企业文化建设的主体是人,人是最重要的关键因素。要坚持“以人为本”和“能本主义”,注重创造宽松、优美的工作环境,更加关注人的个性的张扬和能量的充分释放,更加重视人才的再培训、自我价值的实现和人的全面发展。

第六,企业文化建设是市场经济的灵魂。市场经济是信用经济,必须建立信用文化。企业的价值观和正确的经营理念是培育企业诚信文化的前提条件。信用累积与升华形成的商誉是企业宝贵的无形资产。诚实守信乃为人之道,立身之本,是企业精神第一要义,要使诚实守信渗透到企业经营的各个环节,深入到企业文化的核心层。如杭州胡庆余堂的企业精神就是“戒欺”两个字。企业自律与社会对企业的他律是建设企业信用文化、塑造企业诚信形象的根本途径。社会对企业诚信的他律,有赖于政府和中介组织努力营造公开、公平、公正、诚信的市场环境,激励、褒扬城市守信的企业,抨击、鞭挞各种信用失范和缺损的行为。具有年历史、年上缴利润万元的南京冠生园因“陈馅事件”被央视曝光后被迫破产再造,根本原因是该企业本身失去了起码的诚信,不重视产品质量,愚弄消费者,坑害消费者,结果终被消费者所抛弃,必然被市场所淘汰。中国企业家的诚信问题是关系中国企业家成长的要害所在,将决定企业的发展。那些不守信用的企业是没有出路的。因而,山东三联集团把“走大道不走小道,走正道不走歪道”作为企业经营伦理,把“领先时代,挑战传统”作为自己的企业精神。企业要树立良好的职业道德,诚实守信,依法经营,经济效益与社会效益“双赢”的思想和可持续发展的观点,只有这样,才能赢得市场,健康发展。

第七,中国企业缺乏对“品牌资本”的认识,没有把品牌的差异性变为最大化,没有把品牌作为企业的运作中心,没有建立起客户对品牌强烈的忠诚度和崇敬感,没有利用各种方式为品牌制造更大的价值。如世界著名品牌可可可乐、万宝路、奔驰、宝马、摩托罗拉、宝洁等,因此,要注意培育和形成良好的企业整体价值和品牌文化,大力塑造企业形象、产品形象和职工队伍形象,达到凝聚人心、鼓舞士气,激励企业干部职工团结奋斗、努力拼搏的目的,不断提高企业的整体素质和在市场中的竞争力。

第八,任何一个国家和民族的企业文化的底蕴首先来自本民族的传统文化,同时兼收世界各国的优秀文化,是一元与多元相兼容且丰富多彩。虽然经济全球化、文化多元化趋势十分显现,但不同国家和地区、不同所有制性质的企业所构成的企业文化各有特色,并总是处于流变的动态过程之中。一种优秀的企业文化,必定是融合了民族文化和历史人文精神的精华,必定注重吸收传统文化的营养来充实、丰富、发展自己的企业文化。中石化集团公司根据境外上市后在市场上新的定位、新的发展目标和方向,对原有的企业文化进行了修订,他们在“爱我中华、振兴石化”的企业精神基础上又提出了“竞争、开放”的经营理念,“扩展市场、增加回报”的经营战略,“公司利润最大化、股东回报最大化”的经营宗旨,“外部市场化、内部紧密化”的经营机制,“规范、严谨、诚信”的经营准则和“永不满足、各得其所”的激励机制。企业文化发展的总趋势将呈国际化、本土化、多元化、人性化。我们要以开放、兼容、效率的学习精神,主动吸纳外国优秀的企业文化,把它融合到中华民族的优秀文化之中,而不能“全盘西化、食而不化”。

断路器设计范文第2篇

[关键词]智能化断路器探讨

随着电力系统越来越高的可靠性及自动化要求,无论是发电、输电、配电还是用电,都提出了监测、控制、保护等方面的自动化和智能化的要求。断路器作为电力系统中最重要的控制元件,它的自动化和智能化是电器设备智能化的基础。断路器的智能化不是通常所想的,使用计算机就达到了智能化。它必须尽可能地应用电弧自身的能量,实现运行状态的自诊断,操动机构的可控操动,并且配置最新传感器技术,微电子技术和信息传输技术,智能化的概念才比较完整。

一般来说,智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外,其功能主要表现为:

1、应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能;

2、应具有对获取信息的处理能力;

3、应具有对处理结果的思维判断能力,对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。

图1断路器智能化工作框图

图1概要说明了一种兼有计算机系统和传感装置的智能化断路器工作原理。主要的传感器可探明气体密度,通过监控其运动和能量变化,反映操作机构状态。气体密度传感器发出的信号能够实现连续的状态监测,确定趋势走向以及检测极限值,并能在此基础上实现常规的SF6气体的锁定和报警功能。同样,在运动传感器和能量传感器的帮助下,操作机构的状态可实现监控。另外,这些传感器的信号可同时用于常规的位置指示和电动机控制功能上。

如果需要,还可在基本系统中增加传感器。根据对周围温度的测试结果,对状态变化(以及反映出的趋势信息)作出更准确的评估。对于没有串行接口至更高一级层面的系统,进行时间记录十分有助于对变化趋势的预测。附加的电流电压传感器实现断路器设备功能最优化的基础。

总的来看,可以归纳智能化断路器的操作过程为:智能控制单元不断从电力系统中采集某些特定信息,据此来判别断路器当前的工作状态,同时处于操作的准备状态。当变电站的主控室因系统故障由继电保护装置发出分闸信号或正常操作向断路器发出操作命令后,控制单元根据一定的算法求得与断路器工作状态对应的操动机构预定的最佳状态,并驱动执行机构操动机构调整至该状态,从而实现最优操作。显然,智能控制单元是断路器智能操作实现的核心部件。

1智能控制单元

智能控制单元是智能化断路器的灵魂,它是以微处理机为核心部件,综合应用传感技术、光电转换技术、数字控制技术、微电子技术和信息技术等多种现代技术,以完成断路器的智能操作,实现断路器的智能化。

智能控制单元的基本功能有:

1.1自动识别断路器的工作状态

断路器的工作状态的准确识别是实现智能操作的前提。对于超高压断路器而言,其任务主要有分断短路电流、负载电流、过载电流、小容性电流和小电感性电流等。

1.2自动调整断路器的操动机构

这是控制单元的核心功能。因此控制单元必须在识别断路器工作状态的基础上确定与之相对应的操动机构的调整量。

1.3记录并显示断路器的工作状态

由于断路器在大多数运行时间内是不动作的,在此期间,本单元的任务是对断路器的工作状态不断地进行监测,同时它还记录断路器每次开断情况,包括开断电流的大小、开断类型及是否发生拒分或拒合等信息。短路时还应记录短路电流的变化过程,以便于电力部门进行事故分析及断路器的维护。同时,也可通过断路器累积开断电流的大小来表示断路器触头的烧蚀情况。

1.4具有与远端主机进行通信的功能

控制单元可以根据主机的要求将断路器的开断记录及其他数据经信息传输接口上网传送至上位机,并通过上位机经信息传输网络将操作命令及保护参数、保护及重合闸方式等配置要求传送过来。

2对断路器工作状态的监测与诊断

监测与诊断是智能化电器设备的重要环节,很难想象,智能化电器设备一旦失去了监测与诊断的技术支持,会是个什么样子。计算机技术、传感技术与微电子技术的进步,使智能化断路器的监测与诊断的要求得以实现。它要求具有以下功能:

2.1灭弧室电寿命的监测与诊断

动作次数:记录合分次数,逾限报警;

开断电流加权累计,即统计ΣIα(α=1.5~2)值,逾限报警。

触头的电磨损主要取决于燃弧电流的大小及燃弧时间的长短。而燃弧时间,对实际使用中的断路器是难于获得的,且燃弧时间从统计和累计的角度可不必考虑。因此,人们常将注意力集中在开断电流上,研制累计开断电流记录仪。但是,累计开断电流与触头电器磨损之间并不是单值函数关系,同样的累计开断电流,如果单次开断的电流小,其磨损量要比单次开断电流大时小得多,因此,正确的方法应该是据每次开断电流的大小换算成相应的磨损量,而磨损总量应根据断路器的额定开断电流和额定开断次数来确定,而不同开断电流下的等效磨损量应由试验所得的经验曲线确定。

对于真空断路器来讲,灭弧室除了电寿命外,还有真空度的监测。大量的研究和实践证明,12kV真空断路器目前型式试验的短路开断次数有的已做到了50次,在开断50次以后,触头的烧损厚度仅为0.6mm左右,烧损甚微;而真空灭弧室产品允许触头烧损厚度为3mm,说明真空断路器在开断方面的余量很大,更何况在实际运行中,短路开断的次数是不会很多的。相应之下,真空断路器灭弧室的真空度下降的机率却要高得多,从1999年的统计资料看,全国真空断路器共发生45次事故,其中因灭弧室真空度下降造成的就有9次,由此可见,对真空断路器来讲,灭弧室真空度的监测是很重要的。

2.2断路器机械故障的监测与诊断

根据多年的大量统计资料表明,事故的70%~80%出在高压断路器的操动机构和控制回路。断路器的机械部分比较复杂,且长期不动作,比目前已经较为成熟的旋转机械的监测技术更为困难,常需要采用多种技术综合判断,主要有以下几项:

(1)合分线圈电流波形监测,非正常报警;

(2)合分线圈回路断路监测,断路报警;

(3)监测行程,过限报警;

(4)监测合分速度,过限报警;

(5)机械振动,非正常报警;

(6)液压机构打压次数、打压时间、压力;

(7)弹簧机构弹簧压缩状态,传动机构和锁扣部分的工作状态,电动机工作时间;

(8)永磁机构:线圈状况、磁性的稳定状况和弹簧的压缩状态等;

(9)关键部分的机械振动信号。高压断路器合分动作的机械振动波形十分复杂,通常包含着多个子波,看起来杂乱无章的波形实际上是多个子波的混叠,每个子波代表一个振动事件。分析振动波形,把各子波分离出来,可以得到事件的个数及各事件发生的时间和事件的强度,可以获取断路器操作过程机械部分的多个信息。对波形分析的方法很多,如小波分析、形状比较、统计过程处理等等。测量所用的加速度传感器应据所监测的目标(电磁振动、部件振动、操作振动、微粒跳动等等)的不同而合理选择。振动传感器的安装位置也应精心布置;

(10)合、分闸线圈电流和电压波形的检测。线圈电流波形中包含着许多操作系统的信息,如线圈是否接通,铁芯是否卡涩,脱扣是否有障碍等等;

(11)合、分闸机械特性:速度、过冲、弹跳、撞击等,这些信息也可从振动波形中有所反映;

(12)控制回路通断状态监测。这对因辅助开关不到位或接触不良造成的拒分、拒合故障有很好的监视作用;

(13)操作机构储能完成状况。

判断上述所监测信号是否正常的一个基本出发点就是将其与正常状态下的情况作比较。正常状态是在某一范围内,只有通过具体条件由试验和统计处理确定。通常是将一次操作的几个波在时域、频域、幅度上作横向比较,与前几次的操作作纵向比较以得出诊断结论。

2.3绝缘状态的监测

气体断路器气体压力,越限报警,闭锁;

图2电力设备故障诊断的分层结构

监测局部放电,用以预报绝缘事故,智能技术是把对信息的获取和加工推理,从代数的简单数值计算,发展为模拟人脑对不确定性的辨别、思考、预测、优化和决策。将智能技术引入到基于在线监测数据的绝缘诊断系统,将诊断机制分为四个层次,依次为在线数据的预处理、征兆集的提取、故障类型的确定以及决策,如图2所示。

研究表明,由于在线监测具有数据量大、影响因素复杂的特点,智能技术特别适合绝缘在线诊断。

在线数据的预处理阶段,采用有关方法剔除虚假点,并通过分析在线数据与环境因素的相关性,利用三次拟合曲线削弱环境对测量数据的影响。在征兆集的提取阶段,由于考虑到数据的动态特性和随机误差的影响,将待检数据与模型的残差作为故障的征兆之一,采用了相对比较法的时序分析法。研究证明这些方法是有效的。

对绝缘诊断的后两个层次,即故障类型和决策层方面,尚需积累更多的在线监测数据,以及对故障种类的模式、严重程度的在线数据特征进行深入的研究,专家知识的积累和诊断方法的完善也将是一个长期的过程。

2.4载流导体及接触部位温度的监测

载流导体和母线联接处,接头处等接触部位的接触受振动力矩的作用而发生变化。导致接触电阻增加,接触部位的温度增加,故需要对这些部位的温度进行监测。

这通常是利用红外光的幅射强度或将感温元件装在导体上,转换成信号传到低电位再还原成温度信号,其难点是高电位导体上低压工作电源的获得方法,也有利用受热发声器件将异常过热信息传到低电位接受装置的。近来,有直接在低电位处将红外光照到载流导体上就能从发射方获取被测体温度的非接触方法。还有利用光微薄硅温度传感器的无源测量方法如图3所示。

图3光微薄硅温度传感器的温度探头原理图

图3是采用对温度敏感的Fabry-perot槽研制出的一种温度探头,Fabry-perot槽温度探头原理图如图3所示。装置由一薄硅片构成,在它中段的顶部和底部蚀刻出矩形槽,然后在薄硅片顶粘贴上一层玻璃,该玻璃的热膨胀系数与硅片的热膨胀系数不同。当该处温度变化时,因2种材料不同的热膨胀系数,在其内部产生内应力,内应力改变槽的深度。用光纤将多色光送入Fabry-perot槽,反射出的调制光也经光纤送出,调制的输出信号是用光学干涉测量方法测量的。

由Fabry-perot槽构成的光纤传感系统其组成元件耐腐蚀、小巧、测量灵敏度高,而且不受电磁干扰影响,在智能化高压电器的温度在线监测方面有广阔的市场。

2.5监测诊断系统的总体框图

一个智能化的断路器设备或断路器设备的智能监测与诊断系统其总体方框图大致如图4。信号传输部分若是扁平电缆,则距离甚短,多为并行数据信号;若距离较长多为串行信号,仅需两根电缆,且信号获取单元可有多个,每增一个仅多一地址编码。由于对异常程度及故障部位的诊断难度较大,计算机决策有时比较困难,很多装置还借助于人脑对信息作综合分析,以便作出最后决断,计算机只对那些确认无疑的越限值给出告警信号。

图4诊断系统总体框图

传感器要获取的信号并不只局限于前面叙述的那些,一个智能程度较高的断路器除电气、机械、绝缘各方面的劣化或变异需自行监测外,诸如气体密封状态、真空灭弧室的真空度、液压机构的液压、组合电器中避雷器的特性劣化等也应有相应的自检措施。

断路器的智能操作

断路器的智能操作是智能化断路器最典型的应用,它是将智能化技术引入到断路器的电气性能中去,它使断路器能更好地完成开断任务和提高开断的可靠性,提高断路器的综合技术性能,无论是生产运行还是对研究制造都具有十分重要的作用和价值。目前认为,它至少应包括以下两方面;

一是要求断路器的操作性能可根据电网中发出的不同工况自动选择和调整操动机构或者灭弧室合理的预定工作条件。例如:对于自能式断路器的分断操作,小负载时触头以较低的速度分断,既可保证所需的灭弧能量又可减少机械损耗,而在接到短路信号时则以全速分断,获得电气和机械性能上的最佳开断效果。目前,此类专家系统的开发已在进行,变速操作打破了传统断路器单一分闸特性的概念,实际上是上述执行功能的智能化,是对高电压等级断路器操动机构的改造十分有益的尝试。

再是要求断路器在零电压下关合,在零电流下分断,这与断路器的同步分断与选相合闸的工况是完全一致的,同步分断可以大大提高断路器的分析能力,一台低成本的小容量开关可分断10倍以上容量的电流;选相合闸可以避免系统的不稳定,克服容性负载的合闸涌流与过电压。在电力电子领域,近年来流行一种软开关技术,使半导体开关器件在零电压下关合,在零电流下分断,可以认为:电子操动正是实现断路器的软开关技术的关键。目前比较迫切的应用是在:

(1)并联电抗器操作

(2)电容器组操作

(3)变压器操作

(4)输电线路操作

每一种应用对断路器和控制装置的性能提出某些要求,能从根本上解决过压问题。这对推广无功补偿、稳定电力系统意义极大。应用真空触发开关和一般电磁机构真空开关已经实现了这种选相合闸的并联电容器组的投切,进一步的工作将用有永磁机构的智能化断路器直接实现选相合闸。

永磁操动机构大大提高了机构的可控性,由原来毫秒级的机构控制时间分散性进步到微秒级的电信号控制,由机械储能、机械脱扣进步到电储能、电信号直接触发动作(电子脱扣)。真空断路器新的操动理论应包括两部分:控制精度分析与可靠性设计,高可靠性控制电路的设计以及机构运动特性分析与优化。

断路器的同步分断与选相合闸的实现

现代传感器技术使交流零点信号的拾取变得非常可靠和方便。同样,我们也可以方便地取到交流电压或电流变化率的零点(对应正弦信号的峰值)信号。剩下的问题是控制信号在电压或电流零点以前或它们的变化率零点以后什么时刻发出。

目前同步断路器的发展还需进一步的可靠性论证和设计,它的连带意义是断路器的完全可控,其发展可能成为最典型的新概念开关电器。

20世纪90年代ABB公司推出了CAT(即具有人工智能技术的断路器,CurcuitBreakerwithArtificialInteriligenceTechnology):CAT是专为ELF型SF6断路器(敝开式)和ELK型封闭式组合电器(GIS)而开发和试验的,见图5。

CAT为一模块式电子,它由三个独立的分相模块所组成,可使断路器在最佳投切时刻进行每相的独立操作。其效果为:减轻投切时的瞬时过电压;减轻电流对设备的应力。

对常常要使用分合闸电阻的高压断路器来说,CAT是一种可供选择的可靠技术替代方案。CAT安装在断路器的控制回路中,具有处理来自电压或电流互感器输入的信息的功能,并在最佳操作条件的时刻发出断路器操作脉冲。例如:视电网参数不同而异,CAT能有效地将电容器组投入时的冲击电流减低到其原有值的30%。对于有并联补偿线路的自动重合闸,即使对长线路而言,操作过电压值也能保持在2倍(标么值)以下,在切除并联电抗器的情况下,CAT能消除在断路器内有害的电弧重燃,因而防止了电抗器绝缘的劣化。

图5CAT接线示意图

可以看出,CAT在一起程度上实现了对断路器的受控操作,具有智能操作的一些特点。

实际上,国外十几年前已开始相当普遍地实际应用相位控制高压断路器技术,下表简要说明相位控制高压断路器的作用。

工况适用目的动作准确度*最佳开合时刻优点

空载变压器投入关合涌流抑制电压变动抑制±2ms中性点接地:各相电压峰值中性点不接地:首相电压峰值,后二相相间电压峰值不需合闸电阻,防止继电器误动,提高电压稳定性

电抗器投入过电压抑制

(2P.u.以下)±2ms

同上

延长断路器检修周期

电容器投入过电压抑制合闸涌流抑制±1.5ms中怀点接地:

各断口间电压为零

中性点不接地:

首二相相间电压为零第三相极间电压为零延长断路器检修周期不用串联电抗器

空载线路投入过电压抑制

(1.3-1.7p.u.)

±1.5-2.0ms不用合闸电阻或电路避雷器,电压稳定性提高

快速自动重合闸过电压抑制同电容器投入

电抗器开断防止复燃燃弧时间:

0.5周波以下降低设备绝缘水平

电容器开断防止复燃及重击穿燃弧时间:

0.5周波以下降低成本设备绝缘水平

*±30以内

4智能型高压电器有关问题的探讨

断路器智能技术不仅是概念上的转变和理论上的发展,而且是在众多领域中技术上的突破,它的实现必然会应用一些新技术、新材料、新工艺,不断提高产品的档次和技术含量,但是在这个过程中,核心的问题是信息的采样传输与控制系统,这些领域中,有的技术相对成熟,有的尚处于开发研制与试运行阶段,需要一个不断总结提高和完善的阶段,具体有下列方面:

4.1关键技术

4.1.1传感技术。局部放电、高压导体测温、高压侧电流和电压的测量技术,特别是目前正在开发研制的光电流、电压传感技术等难度较大的传感技术;

4.1.2微机技术。开发出成功的智能化软件是微机技术的关键。而软件系统中,主程序则是核心程序。

主程序首先完成单片机和接口芯片的初始化;之后,主程序不断检测并显示断路器的工作状态,随时准备应上位机的要求与之通信,传递有关的控制和状态信息。

4.1.3抗电磁干扰技术

研究表明,系统中常态噪声是工频50Hz及其高次谐波,一次回路中发生的任何形式的暂态过程(如各种过电压和各种短路故障)以及载波通讯信号,都会通过不同的途径耦合到二次系统。此外,高电场引起的电晕及污闪也要产生电磁辐射,二次控制回路的开关电源由于其浪涌噪声也会对电量传输带来扰动。大功率电磁铁动作时引起空间磁场的变化,还会在附近的导电回路中感应出电流,对操动机构中的控制电路带来考验。解决电磁兼容问题就要针对各干扰源,严格屏蔽、隔离与接地措施,信号的数字化传输可以大大缓解干扰的影响程度,引入光电转换不但可以进行电气隔离,还可以保证信号传输过程不受电磁场的干扰。

由于智能化断路器的信号传输与控制系统的工作电压和信号传递电平低,耐压水平低,外界电磁场干扰很容易使其失效或损坏,而这种情况对于传统电器调和的影响是不大的。因此,电磁兼容是断路器智能化的新课题。

4.1.4信号处理技术。对有些技术来说,获得监测信号只是第一步,必须进行故障诊断才能作出判断、决策。如局部放电监测所得复杂信号需要进行故障诊断才能实现故障分类、故障定位、预期寿命估计等;用机械振动法监测断路器机械状态也需对获取信号作处理才能正确辨识;目前对于断路器电弧状态的研究,也是从电弧电压入手,通过软件的处理实现对电弧状态的诊断。

4.2寿命问题

一般来说,电子设备的使用寿命远低于高压电器设备本身的寿命,这是一个矛盾。解决的办法有:

4.2.1提高电子设备的可靠性,这可以从设计、制造及适当改善运行条件几方面着手;

4.2.2应有自检功能;

4.2.3采用综合判断;

4.2.4对于相同功能的部件,采用模块化设计,以降低成本增加备用量,达到总体上提高电子设备的可靠性。

4.3经济问题

当前在计算机等设备不断降价的情况下,监测设备价格也不断降低。这种趋势还会继续下去。但无论如何,仍要相当经费。如日本三菱公司在’97国际电力设备及技术展览会上显示的GIS监测设备包括局部放电等约10项内容的装置,价格不超过GIS本身的1/10。这比几年前听到的1/3要便宜不少。如采用国产设备还会便宜得多。

国外也十分关心监测技术的经济问题,并作出了不少经济分析。如有用下列公式作为采用监测设备的条件:

C式中:C——监测装置每年平均投资

B——采用监测装置后,因减少维修次数而每年平均

节约的维修经费

D——采用监测装置后,因减少一次事故而每个平均

节约的维修费

E——年事故率

在不考虑D·E一项时,监测设备的合理投资为高压开关设备投资1%-2.7%,后者指频繁操作的高压开关。以上当然未考虑因出现事故所造成的各种间接经济损失。非经济损失更难于计算。

美国纽约电管局和加拿大魁北克水电局自1993年装置MONITEC监测系统到1996年因监测出包括机构卡滞、动作不到位和轴销断裂等5次重大事故征兆,保证了供电可靠性,估计节约经费超过100万美元,降低了成本,提高了市场竞争力。

目前,对高压断路器智能化经济问题的考虑,总是偏重对智能化需要而购置的设备的价格;其次,再包括减少维修次数节约的经费和减少一次事故所节约的费用。按理说,这是很不够的。比如,由于实现了断路器的受控操作,断路器的开断容量可以减少,是否能选择开断容量小一些的断路器?操作过电压的倍数下降了,设备的绝缘水平能否下降?再者,由于智能化断路器科技含量高、技术先进、可靠性高而受到用户的青睐,在竞争中中标而获利,这些潜在的经济效益能不能考虑。总的来看,无论是研究开发机构、制造厂商还是使用单位,把目标瞄准智能化断路器不失为明智之举。

5智能化断路器的现状

近年来已有很多智能化断路器面市,高压领域典型的有东芝公司的C-GIS和ABB公司的EXK型智能化GIS,它们的特点都是采用先进的传感器技术和微计算机处理技术,使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。在中压领域较典型的有九十年代初的富士公司的智能式真空断路器及ABB公司近年来推出的VM1型真空断路器。前者包括三种功能:自动保护功能、早期维护功能和信息传递功能。其中保护功能指标断路器本体可对过电流和短路故障进行检测与判断并发出指令,使断路器可靠分闸;早期维护功能指断路器在真空度降低、电接触部位温升异常以及脱扣线圈断线时均能发出报警,提示操作人员把断路器退出运行进行维修;信息传递功能则指除正常外加入的控制信号外断路器状态的信号输出。

VM1型真空开关是ABB公司的最新产品,除了新颖的一体化绝缘结构,最显著的特色是采用了除永磁操动机构外,就是它的二次控制无触点化和采用新型传感器。开关的位置传感器和辅助接点均为无触点的临近开关或光开关,新型号电量传感器信号可以直接变换成数字信号,取代了传统的电磁式电压和电流互感器。

当前,世界上先进的工业国家都看好在电力系统中高压领域智能化高压电器的发展前景和潜在的效益,加大了研究的投入和开发的力度,比较典型的有ABB公司推出的CAT,具有人工智能技术的断路器,如前面所讨论的,在一定程度上实现了对断路器的受控操作;ABB公司推出的光电式电流传感器和电压传感器在高压领域中替代了传统的电磁式电流互感器和电压互感器,解决了智能化高压电器设备中传感技术的难题。目前,已经大量应用的信号数字化传输技术大大缓解了信号传播中干扰的影响程度等,这些高新技术的应用都为智能化断路器技术的发展创造了良好的条件。

断路器智能化是一项更新换代的工作,它涉及到很多领域的技术进步和创新发展,如传感技术、微电子技术、计算机技术、信息技术以及断路器本身及操动机构等方面,需要更多的投入和开发。但是,可以展望,随着智能化进程上的难题一个一个地被破解,性能优越的智能化断路器终将会在不久的将来登堂入室,为人们所熟悉和喜爱。

参考文献:

[1]钱家骊,黄渝珑,徐国政.智能化高压电器的开发与应用.华通技术.1998年第1期

[2]陈晓宁,马志瀛,苏方春.超高压智能操作断路器智能控制单元的研究.电网技术.2000年5月

[3]邹积岩,.开关智能化概念与相关的理论问题.高压电器.2000年6期

断路器设计范文第3篇

关键词:变电所;配电所;存在问题;规范

前言

10、6kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计,是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作,其规范性和技术性都很强,许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程,又要满足当地供电部门的具体要求,否则会出现种种问题,影响设计质量和工程进度。为了做好变配电所的设计,现将本人在审查我院变配电所设计图纸时发现各种问题中的一部分整理出来,进行简要的分析,与大家相互交流,以便共同提高。

1.变电所和配电所的名称工程设计在使用名词术语时要力求准确,不能随意。在具体项目的设计文件中不宜笼统使用“变配电所”这一名称。“变配电所”是变电所和配电所的统称,仅用于泛指。具体谈到某种类别或某一个体时,应分别称为“变电所”或“配电所”。在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中,“变电所”的解释是“10kV及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”:“配电所”的解释是“所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装置,母线上无主变压器”。在变电装置与配电装置均有时,以升降压为主要功能包括附有高、中压配电装置者,称为“变电所”“以中压配电为主要功能包括附有3~10/0.4kV变压器者,称为”配电所“。一项工程具有多个变电所时,应以所在建筑物的名称或用流水号对各变电所分别命名。

2.带电导体系统的型式和系统接地的型式根据国际电工委员会IEC-TC64第312条,配电系统的型式有两个特征,即带电导体系统的型式,如三相四线制,和系统接地的型式如TN-C-S系统。在正式文件中不得把三相四线制的TN-S系统称为“三相五线制”。在GB50054-95《低压配电设计规范》第37页“名词解释”中已明确指出,“三相四线制是带电导体配电系统的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四线指通过正常工作电流的三根相线和一根N线,不包括不通过正常工作电流的PE线”。它并进一步阐明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配电系统均属三相四线制”。在我国低压配电电压应采用220V/380V.带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。在设计文件中,对TN-S与TN-C-S接地型式的划定有时混淆不清。系统的接地型式一般是就一个变电所或一台变压器的供电范围而言。中性线N线和保护线PE线仅在局部范围内,如一栋楼或一层楼分开时,应称TN-C-S系统。TN系统中某一剩余电流保护器负荷侧电气装置的外露导电体单独接地时,可称为局部TT系统。

3.分级分类术语和标准计量单位设计文件中的各种分级、分类等名词术语,应与国家标准、行业标准统一,不得混淆。如经常使用的术语:电力负荷应称为一、二、三级负荷,这里用“级”不用“类”;防雷建筑称为一、二、三类防雷建筑物,这里用“类”不用“级”新的防雷规范不再分工业、民用,屋面避雷网的网格大小也应以新规范为准;爆炸性气体环境危险区域分为0、1、2区,爆炸性粉尘环境危险区域分为10、11区,火灾危险区域分为21、22、23区,这里均用“区”不用“级”或“类”;而火药、炸药、弹药及火工品危险场所电气分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类危险场所,这里用“类”不用“区”。其他的名词术语也应正确使用,如在正式文件中应使用“断路器”、“变电所”,而不宜使用“自动开关”、“变电站”等等,不一一列举。计量单位的标准符号要正确,字母的大小写不能随意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等应一律使用法定计量单位,特别要注意单位符号字母的大小写要正确,凡由人名转化来的单位符号如A、V、W、N、Pa和兆以上的词头符号如M、G均应大写;除此之外,则一律小写,如kV、MW、kvar、km等。有关计量单位的资料,可参阅“工业与民用配电设计手册”第十六章第773~783页。

4.对土建的要求在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求,在执行中我们还存在不少具体问题,现仅列举以下几例略加分析,今后设计时应予以重视。

1)防火挑檐:车间附设变电所选用油浸电力变压器时,有的未在变压器室大门的上方设置防火挑檐。在工程建设标准强制性条文GB50053-94的第6.1.8条,规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时,其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。

2)安全出口:有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053-94第6.2.6条的规定,规范要求“长度大于7m的配电室应设两个出口,并宜布置在配电室的两端”。

3)梁高:有的设计在考虑室内净高时未计及梁的高度。由于变配电所的跨度较大,有时梁的高度可达800mm左右,故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。

4)值班室:有的设计将值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053-94的第4.1.6条规定,该条规定“有人值班的配电所,应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通,值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”

5)电缆沟:有的变电所内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟,两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整,宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。写作论文网

6)电缆分界室:有的分界室不满足供电部门的要求。北京供电局规定北京地区的10kV用户必须设置电缆分界室作为工程的电源总进线室。电缆分界室的位置应接近电源进线方向,并靠近建筑物的外墙。其面积一般为6m×3.5m即20mm2左右,净高应不小于2.7m,下设净高不小于1.8m的电缆夹层,并设600mm×600mm的人孔和爬梯。电缆分界室在无地下室的建筑物中一般设在一层;而在有地下室的建筑物中,则不论地下有几层,电缆分界室均要求设在地下一层。根据北京市供电局的规定,电缆分界室归北京市供电局管理,故电缆分界室的门应向外开向公共走道。

5.设备布置在变配电所的设备布置方面,我们也存在种种问题,甚至违反强制性条文的规定,现仅举列如下:

1)高、低压配电系统图与平面图不一致。其表现形式有两种:其一是系统图与平面图中柜屏的排列顺序相反。看系统图时是面向柜屏的正面,将其从左至右排列为1、2、3……n;而在平面图上却是面向屏的背面,将其从左至右排列为1、2、、3……n,必然弄反了。要避免这一错误的关键是在系统图和平面图上都应面向柜屏的正面从左至右按顺序排列。其二是平面图上双排面对面布置的配电屏之间有母线桥,而在系统图却未画出。

2)低压配电屏屏前、屏后通道宽度不满足新规范要求。如屏后有时仅距墙700mm,抽屉式低压屏双排面对面布置时仅相距1800mm.根据规范GB50053-94第4.2.9条规定,低压配电室内成排布置配电屏的屏前、屏后的通道最小宽度为:其屏后通道,固定式和抽屉式均为1000mm;其屏前通道,固定式单排布置为1500mm,抽屉式单排布置为1800mm,固定式双排面对面布置为2000mm,抽屉式双排面对面布置为2300mm.只有当建筑物墙面遇有柱类局部凸出时,凸出部分的通道宽度可减少200mm.

3)配电柜屏后通道的出口数量不满足规范要求。作为规范强制性条文,GB50053-94第4.2.6条规定“配电装置长度大于6m时,其柜屏后通道应设两个出口,低压配电装置两个出口间的距离超过15m时,尚应增加出口。”这一条要强制执行的理由,是为了当高压柜、低压屏内电气设备有突发性故障时,在屏后的巡视或维修人员能及时离开事故点。

4)配电室内灯具采用线吊、链吊,且安装在配电装置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3条规定,“在配电室内裸导体的正上方,不应布置灯具和明敷线路,当在配电室内裸导体上方布置灯具时,灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m,灯具不得采用吊链和软线吊装”。因低压屏顶部布置有母线铜排通常又不封闭,故要执行此条规定。配电室内可采用线槽型荧光灯用吊杆安装。

5)变配电所内设有接地扁钢沿墙敷设,但未设置临时接地接线柱。为了方便试验和维修时临时接地,应适当设置临时接地接线柱。接地接线柱的做法可参见国家标准图集86D563《接地装置安装》第25页。

6.推荐选用D,yn11结线变压器最近十年,在TN系统中采用D,yn11结线组别的变压器已很普遍,但还有不少工程仍选用Y,ynO结线组别的变压器,其原因主要是不清楚前者的优点。在GB50052-95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定:“在TN及TT系统接地型式的低压电网中,宜选用D,yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由,主要基于D,yn11结线比Y,ynO结线的变压器具有以下优点:

1)有利于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成△形条件下,可在原边形成环流,有利于抑制高次谐波电流,保证供电波形的质量。

2)有利于单位相接地短路故障的切除。因D,yn11结线比Y,ynO结线的零序阻抗小得多,使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上,故有利于单相接地短路故障的切除。

3)能充分利用变压器的设备能力。Y,ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%见GB50052-95第6.0.8条,严重地限制了接用单相负荷的容量,影响了变压器设备能力的充分利用;而D,yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上,甚至可达到相电流的100%,使变压器的容量得到充分的利用,这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中,推荐采用D,yn11结线组别的配电变压器。

7.电缆型号与截面的选择

1)电缆选型:YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆,是工程建设中普遍选用的两种电缆。YJV型交联电缆与VV型电缆相比,虽然价格略贵,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长YJV型电缆寿命可长达40年,而VV型电缆仅为20年等显著优点,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆,逐步淘汰VV型聚氯乙烯电缆。

2)电缆截面选择:电缆作为导体的一种,其截面选择应满足规范强制性条文GB50054-95第2.2.2条,有关选择导体截面应符合的四点要求,而我们设计选用的电缆截面有时却不符合该条规范中第一、第二点的要求。

第一点:“线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求”。电缆截面的选择除了载流量要满足计算电流要求外,还应按电压损失进行校验。由于未进行电压损失校验,我们多次发现因选用6mm2、10mm2截面的电缆作远距离配电干线而不能满足用电设备端电压要求的错误,因此应进行电压损失计算,用以校验所选用的电缆截面是否满足用电设备端电压的要求。规范GB50052-95第4.0.4条,对用电设备端电压偏差允许值有下列要求:电机机为±5%;在一般工作场所的照明为±5%,远离变电所的小面积一般工作场所照明、应急照明、道路照明和警卫照明为+5%、-10%;其它用电设备当无特殊规定时为±5%。

第二点:“按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于计算电流。”在执行本条时应考虑环境温度、导体工作温度,并列系数等对电缆载流量的影响,尤其是电缆敷设时并列数对载流量的影响。如电缆在桥架上无间距配置2层并列时持续载流量的校正系数,梯架水平排列为0.65,托盘水平排列为0.55见92DQ1-77。有关电线电缆载流量的各种修正系数可参见华北标《建筑电气通用图集》92DQ1-75~77页。

此外,电缆截面的选择还须适当考虑备用设备的用电和新增设备的用电。

8.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器,用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是,在选用低压断路器时存在不少问题,其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流,但有的设计者却没有进行短路电流计算,所选短路器的极限短路分断能力不够,不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流,可按设计手册进行计算,但比较烦杂;也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流,比较简便。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线,可以较方便地求得任意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设,实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。

9.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路保护时,断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如:C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA,但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。这时可用两路办法来解决此问题,第一是改用短路分断能力高的塑壳断路器;第二是仍选用微型断路器,利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是,进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件:

1)先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。也就是说下级断器出口端短路时,下级未来得及切断短路电流,上一级先行切断了短路电流。

2)下级断路器虽不能切断短路电流,但下级断路器及其被保护的线路应能承受短路电流的通过。

3)越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。

4)上下级断路器宜采用同一系列的产品,其额定电流等级最好相差1~2级,或根据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。由此表可见,C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合,不能与更大的NS400、N630及以上的断路器进行配合,更不能直接接在变压器低压侧框架式主开关后的母线低压屏上。

10.断开中性线及应用四极开关GB50054-95《低压配电设计规范》实施以来,由于设计人员对规范的理解和认识不一致,因此在设计低压配电系统时对断开中性线及应用四极开关的做法也就很难统一。针对这一情况,《电气工程应用》杂志从1999年第一期起,陆续发表了多篇国内知名专家的专题论文。专家们就国内外规范和IEC标准对断开中性线及应用四极开关的有关规定和做法阐明了各自观点,使我们获益不少。现仅将专家们普遍认同,又与我们设计工作密切相关的一些观点整理如下。尽管这些观点尚未纳入国家规范中,但对我们的设计工作颇具现实指导意义。

1)当两个电源间需进行电源转换时,如果两电源系统的接地型式不同,或者供电变压器绕组的接线组别不同,则应断开中性线,并采用四极开关。

2)IT系统和TT系统应当隔离中性线。TN-C系统中禁止断开PEN线。

3)TN-S系统中,不需要断开中性线;变压器低压侧出口总开关与母联开关不必断开中性线;由外部低压电网向民用建筑物供电的进线处,宜隔离中性线可采用四极隔离开关等隔离电器,也可采用在中性线上设置连接片、接线端子或连接汇流排等措施;每户住家的入户线处应隔离中性线大多居民用户为单相负荷,采用双极开关即可解决问题。

4)正常供电电源与应急备用发电机电源间的转换开关需采用能断开中性线的四极开关,并使二者不能并联。

5)在有气体爆炸危险的1区及有粉尘爆炸危险的10区场所,游泳池、浴池等特别潮湿场所,应装设将中性线和相线一起断开的隔离电器。

断路器设计范文第4篇

《住宅设计规范》GB50096(电气部分)自1999年以来,为我国的住宅设计起到了非常好的作用,作者通过近几年的住宅设计,从使用规范的角度,提出一些建议,谈一点体会总结如下,供大家参考。

1关于配电系统

《住宅设计规范》(以下简称《住规》)第6.5.2条第1点规定住宅供电应采用9T、9N—C—S、TN—S三种接地方式。在设计时由城市公用低压线路供电的住宅楼一般采用TT系统:住宅小区的每幢住宅楼采用由小区变配电站配电时采用TN—C—S系统;对附设有配电所的高层电梯住宅采用TN—S系统。

2关子每户电源进线

大多数住宅每户一般都为单相电源进线。随着社会的发展和生活水平的提高,高级住宅的冬季采暖与夏季降温已不完全是采用以往的分体式空调来完成,而是由家庭小型中央空调系统取而代之,家庭中央空调系统一般由风机盘管和空调主机组成,风机盘管依然为220V电源,空调主机则为380V电源。此时住宅电源应采用三相电源进线,出线回路亦设一路三相断路器作空调主机电源。

《住规》第6,5.2条第5点还规定每套住宅进线断路器应采用同时断开相线和中性线的开关电器,所以对于单相电源进线采用双极开关;对于三相电源进线采用四极开关。

3关于每户配电箱出线回路的设计

一般出线回路按照明、普通插座、空调插座、厨房插座、电热水器插座等回路设计。另一种方式,除了厨房和电热水器插座回路外,其余插座完全可以按房间分片区设置回路,且线路敷设方便,交叉少。

另外,近年来出现了电热地板辐射采暖技术,这种系统以电力产生热源,通过敷设于地板表层下的柔性加热电缆以及传感探头,由电子温控器自动控制向房间供热采暖。根据不同地区系统功率指标(约50W-150W/m2)于每户配电箱按房间面积分回路并带漏电保护预留容量。

4关于每户的电源进线不应小于10mm2的条文

住宅一方面向大户型大面积方向发展,另一方面也有向小户型发展的情况。小户型一般为30-40m2,装设功率为4—5KW/户,如果这种情况也采用每户的电源进线不应小于10mm2的规定,笔者认为是不合适的,一则没有必要,二则不经济。小户型多为电梯公寓,套数多,每户电源进线均采用10mm2对工程造价会有一定的影响,尤其是房地产商对设计要求既要质量高又要节约工程造价。所以对于类似小户型应允许将每户电源进线减至6mm2。

5关子电能表的选型及表箱的设置

住宅照明计量表箱的设置方式在《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—92第8.2.2.2条中做了详细规定,但对集中式式计量表箱内的电表数量未作规定,笔者认为应将数量控制在20只表以内,否则电表箱体积太大,在制做、安装及进出管线施工方面都不便,多层住宅一般设置在首层嵌墙暗装,对建筑墙体造成较大影响。高层住宅设置在管道井内,表箱太大对管道井的尺寸就提出了要求。对单相电源进线的用户采用单相电表,对三相电源进线的用户采用三相电表。另外,在城市电网直供用户可享受波峰波谷电价的地区应采用分时段计量电表。

6关于漏电断路器极数及漏电动作电流的选择

《住规》第6.5.2条第7点要求每撞楼进线断路器设漏电保护,常遇到的问题是断路器的极数与漏电动作电流的选择。根据《低压配电设计规范》GB50054—95第4.5.6条规定“当装设漏电电流动作的保护电气时,应能将其所保护的回路所有带电导线断开。”在住宅设计中多为单相负荷或单相负荷与三相负荷同时存在,N线不可能保持地电位,所以应选用三相四极漏电断路器(末端插座回路选用两极漏电断路器或可断开N线的1P+N型漏电断路器)。设漏电保护的目的根据条文说明是为防电气为灾,根据《低压配电设计规范》GB50054—95第4.4.21条“其额定动作电流不应超过0.5A”以此为依据进行设计。

7关于插座的设置

这里主要谈一谈浴霸、电热水器及厨房燃气报警器插座的配置,市场上出售的浴霸有两灯头、三灯头及四灯头的,都配有单相三极插头和配套开关,电热水器也配有三极插头,设计时应根据卫生间的布置预留单相三极防溅插座。家用壁装式可燃气体报警器(例如JRB—99系列)为单相两极插头,可与抽油烟机共用插座(选用单相二加三极插座)。另外,对于如洗衣机等的插座应选用带开关型的较好。

8关于相关规范的相关条文

在住宅电气设计过程中往往会用到其它规范的有关条文,其中较重要的条文应注意。

8.1《供配电系统设计规范》GB50052—95第6.0.10条“由建筑物外引入的配电线路,应在室内靠近进线点便于操作维护的地方装设隔离电器。”所以电源进线除设漏电断路器外还应设隔离,隔离电器先用三极且符合《低规》GB50054—95第2.1.6条规定的电器。8.2《通用用电设备配电设计规范)GB50055—93“第八章日用电器”对插座等的设计要求有详细的条文,应作为住宅设计的重要依据。另外《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—92第10.8条“家用电气篇”也可对住宅设计规范作很好的补充。

8.3《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303—2002第19.1.6条规定“当灯具距地面高度小于2.4m时,灯具的可接近裸露导体必须接地(PE)或接零(PEN)可靠,并应有专用接地螺栓,且有标识。”住宅卫生间一般都设有壁灯,为满足规范要求,笔者建议采用利用卫生间的局部等电位联结的作法,而不必为一两套壁灯设照明用PE保护线。

8.4住宅一般都没有CATV系统,根据《民用建筑电气设计规范》第15.8.1条规定“CATV系统采用单相220V、50Hz交流电源,一般由靠近前端的照明配电箱以专用回路方式供给”,另外像配线架及对讲门铃系统笔者建议也采用单独回路配电,而不与走廊照明回路共用电源,以保证检修时相互无影响。但它们均为公共用电,用一只电表计量即可。

断路器设计范文第5篇

1电子控制柜不同

名组导致无法正常牵引给流首批双机重联改造上线运用后,出现当本务机车和重联机车电子控制柜同时置A组或同时置B组时(注:电子控制柜为A\B组双套冷备,AB组相互独立,功能完全一样),两台重联机车均牵引给流正常。但是当本务机车A组故障转换置B组控制,重联机车正常置A组控制时(或者是本务机车正常置A组控制,重联机车A组故障转换置B组控制时),就出现司机提调速手柄时,本务机车给流正常,重联机车则出现无流无压故障。在这种情况下,必须将本务机车和重联机车电子控制柜同置A组或B组,重联机车才能有流有压,且运行中如果同时出现一台机车电子控制柜A组故障,另一台机车电子控制柜B组故障,则重联机车出现无流无压,牵引功率减半,无法继续牵引,势必被迫救援。

2重联机车

通过接触网分相区存在严重隐患主机厂重联改造设计方案存在严重缺陷,即未考虑到重联机车通过接触网分相区的问题。按照原改造设计方案,当机车到达接触网分相点“断”电标时,本务机车自动分相装置将发出“断开”主断路器的信号,两台机车同时“断开”主断路器。当本务机车首先通过接触网分相区,到达“合”电标时,自动过分相装置发出合主断路器的信号,两车同时合上主断路器,但此时重联机车仍处在分相区内(“合”电标到分相绝缘器的距离是30m,单台机车长度是22m,两台机车连挂总长是44m),势必会造成重联机车带电进入分相区、烧损分相绝缘器的严重事故后果。

3重联插座接连设计存在故障隐患

主机厂重联改造设计方案是两台指定车号的机车固定双机重联使用(未考虑双机因现场需要而拆分使用的因素),因此设计采用单套重联插座连接线方式,这样虽然减少了拆装的工作量,节省了改造用料。但现实情况,一是机务段长期用车紧张,双机重联机车须随机配对使用,因而需要经常拆装重联连接线,重联连接线拆装频繁变高后,就带出连接可靠性的问题,长期频繁拔插重联插头插座也易造成插针与插孔间电气接触不良,实际运行中由此引发的故障增多,反而降低机车运用效率。二是单套重联插座安装在机车某一侧,重联连接线必定是对角连接,现场非常不便于连接,同时连接线过长,运行中甩晃容易造成断线,而且过长的连接线与车钩长期碰磨情况下易出现破损导致电线短路接地故障。

4双机重联信息显示异常

双机重联改造后进行性能试验时,出现重联机车司机室显示屏机车主要工况信息显示异常的问题,具体故障现象是:有时闭合电钥匙,尚未闭合重联开关情况下,重联机车显示屏就有少数故障显示灯高亮,更换显示屏依不能解决问题。经查找,确定原因是机务段配属SS3型电力机车原车安装主显示屏型号与改造装车的重联显示屏型号不匹配,电气控制线路设计存在错误,直接造成本务机车主显示屏窜电到重联机车显示屏而导致重联信息显示异常。

二主要改进方案

1改进电子控制柜控制线路设计

经过查阅机车重联电子控制柜电路图纸,发现电子控制柜A组的调制信号是由本务机车电子控制柜A组特性控制器2D30(1998#)→SA1:14(13)→插头N106:N2→重联柜(1998#)→重联线(1998#)→重联机车重联柜(1998#)→重联机车插头N106:N2→SA1:13(14)→重联机车A组特性控制器2D30(1998#)进行解调。本务机车电子控制柜B组特性控制器2D30(1997#)→SA1:14(13)→插头N106:N2→重联柜(1997#)→重联线(1997#)→重联机车重联柜(1997#)→重联机车插头N106:N2→SA1:13(14)→重联机车A组特性控制器2D30(1997#)进行解调。电子控制柜A、B两组的调制信号是由1998#和1997#两条独立的线传送到另外一台机车,A、B两组调制信号互不相通,当一台机车电子控制柜置A组或B组时,它的调制信号是不能进入另一台机车的的B组或A组。所以,当两台重联机车的电子控制柜未置于同名组时,重联机车是无法给流的。为实现重联机车不同名组情况下正常同步给流,经研究确定的解决方案是:将调制信号1998#和1997#这两条控制线短接(见图2),本务机车A组或B组的调制信号即可进入重联机车电子控制柜A组或B组中任意一组的调制信号回路中,这样重联机车就能实现电子控制柜不同组情况下的正常同步给流。改造前,本务机车和重联机车电子控制柜必须同时置A组或同时置B组,重联机车才有电流。改造后,本务机车和重联机车电子控制柜不论置任一组,重联机车都可以给电流,解决了本务机车和重联机车电子控制柜不同名组故障时,重联机车没有电流的问题,避免了机破故的发生,降低了事故救援带来的安全风险。

2改进重联过分相控制线路设计

通过研究机车过分相控制原理,并查阅重联过分相改造电路图纸,为确保双机重联安全可靠过分相,经研究确定的解决方案是:在机车主断路器控制电路405#控制线回路加装一个隔离二极管。改造后,当重联机车到达接触网分相点前“断”电标时,本务机车自动分相装置将发出主断路器“断开”指令信号,两台机车主断路器同时分断,保持了分断一致性。当本务机车过完分相区到达“合”电标时,自动过分相装置发出主断路器“闭合”指令信号,在加装的隔离二极管的作用下,仅是保证本务机车主断路器正常闭合,而重联机车主断路器则未接收“闭合”指令,仍处于“断开”状态,只有当重联机车已完全通过分相区,到达“合”电标时,重联机车自动过分相装置才发出主断路器“闭合”指令,闭合重联机车主断路器。这样就保证了双机重联机车安全通过分相区。为确定安全可靠性,我们严格对隔离二极管进行设计选材,闭合主断路器的工作电流电压是3A/110V,最终选用20A/1000V的优质二极管,额定电流是正常工作电流的6倍。

3改进重联连接线设计

针对原改造设计方案存在的弊端,我们借鉴SS7型机车重联连接线设计优点,确定采取双侧双套对称连接方式,即将原机车重联双侧单套插座(见图4)改为双侧双套插座,对角斜向连接变为同侧对称连接。这样就有效解决了双侧单套连接方式带来的对角连接难度大,连接线过长容易甩晃造成断线,连接线与车钩碰磨导致破损短路故障等问题。双侧双套对称连接方案显著优点有:一是重联连接线的长度变短1/3,不易甩晃,连接便捷;二是双套重联线并联使用,极大降低了机车重联电线路故障率,确保了双机重联运行安全可靠性。

4改造机车信息显示屏电路设计

为实现原车信息显示屏与改造使用的显示屏完全兼融匹配,通过查阅机车信息显示屏控制电路图纸,对照改造所使用的显示屏电路控制原理,确定要对机车显示屏控制线路进行布线适配性改动,具体做法是调整显示屏插头插针的逻辑线序,防止出现信号指令窜电问题。改造后,机车主显示屏与重联显示屏都能正确显示,完全满足机车重联工况信息和故障信息的显示要求。既避免更换机车原装使用的信息显示屏,节约了改造费用,同时又能保证重联改造进度。

三结束语

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