【正文】 BZT 裝置當(dāng)工作電源因故障斷開(kāi)后能自動(dòng)而迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩?hù)切換到備用電源上去從而使用戶(hù)不至于被停電 自動(dòng)投入裝置的接線要求 1 工作電源故障或其斷路器被錯(cuò)誤斷開(kāi)時(shí)備用電源能自動(dòng)投入 2 備用電源斷路器的合閘脈沖應(yīng)是短脈沖只允許自動(dòng)投入裝置動(dòng)作一次 3 自動(dòng)投入 裝置的閉鎖開(kāi)關(guān) BK 應(yīng)按廠用母線段各自獨(dú)立裝設(shè)便利運(yùn)行調(diào)試人員操作與檢測(cè) 4 低電壓?jiǎn)?dòng)的備用電源自動(dòng)裝置為防止工作電源的電壓互感器二次側(cè)熔斷器或其它原因引起 BZT 誤動(dòng)應(yīng)設(shè)信號(hào)或閉鎖裝置 5 應(yīng)設(shè)信號(hào)以便人員及時(shí)了解裝置的工作狀態(tài) 6對(duì)低電壓?jiǎn)?dòng)的 BZT裝置當(dāng)工作母線上電壓下降或消失而備用電源母線上保持一定電壓數(shù)值時(shí)才允許自動(dòng)投入裝置啟動(dòng) 自動(dòng)投入裝置的運(yùn)行 本次設(shè)計(jì)的變電站低壓側(cè)采用了單母線分段接線形式其中就有自動(dòng)投入裝置保證用戶(hù)盡可能不間斷的用電所采用的自動(dòng)投入裝置接線圖如下 圖 61 備用電源接線圖 正常運(yùn)行時(shí)二臺(tái)變壓器 1B和 2B同時(shí)運(yùn)行分段或聯(lián)絡(luò)斷路器 1DL斷開(kāi)當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或母線低電壓時(shí)斷開(kāi)變壓器低壓側(cè)斷路器而將分段或聯(lián)絡(luò)斷路器合閘故障變壓器的高壓側(cè)斷路器 4DL跳閘時(shí)聯(lián)動(dòng)低壓斷路器 2DL跳閘備用電源自動(dòng)投入裝置原理圖如下 圖 62 備用電源自動(dòng)投入裝置原理圖 62 本章小結(jié) 備用電源自動(dòng)投入裝置保證了整個(gè)系統(tǒng)的正常供電使一電源故障時(shí)另一電源自動(dòng)投入保證用戶(hù)不間斷用電備用電源自動(dòng)投入裝置作用很大它的安全可靠運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)作影響頗大本章主要講述了此裝置作用和接線形式而且著重介紹了其運(yùn)行原理是 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電的安全保障 結(jié)論 通過(guò)本次 10kV 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配電室的一次部分設(shè)計(jì)基本成型其中包括主變壓器的選擇電氣設(shè)備的選側(cè)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)根據(jù)小區(qū)的地理位置和經(jīng)濟(jì)效益確定主接線通過(guò)短路電流計(jì)算和一系列的校驗(yàn)從而選出 10KV 側(cè)和380V 側(cè)的各設(shè)備并列出清單最后考慮到供電系統(tǒng)的可靠性和安全性又進(jìn)行了備用電源自動(dòng)投入的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中遇到了很多與實(shí)際相關(guān)的問(wèn)題查閱了很多相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)自己解決不了的就去請(qǐng)教指導(dǎo)老師在老師的指導(dǎo)和自己的努力下每天都在發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題每天都在解決新的問(wèn)題每天都在收獲新的 知識(shí)隨著設(shè)計(jì)進(jìn)程的一步步前進(jìn)自己也在一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步每天睡覺(jué)之前都會(huì)覺(jué)得這樣過(guò)得很充實(shí) 通過(guò)本次設(shè)計(jì)使自己對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)從另一個(gè)層面有了新的認(rèn)識(shí)更加系統(tǒng)的把課本的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中體會(huì)到了學(xué)以致用的樂(lè)趣掌握了電力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的原則和問(wèn)題解決的能力加深了對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的印象真正把這些知識(shí)消化吸收了變成了自己的東西為以后走上工作崗位打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)同時(shí)這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程還使自己印證了一個(gè)道理任何困難只要自己不懼怕它并主觀上盡心盡力地積極地去攻克它就會(huì)被你征服所以以后的漫漫長(zhǎng)路我會(huì)全力以赴永不言棄 所以從一定意義上 說(shuō)我圓滿(mǎn)完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 但是由于自己對(duì)住宅小區(qū)的供電系統(tǒng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)欠缺所以在設(shè)備選擇和其它的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可能存在著缺點(diǎn)和不足希望老師給與指正 參考文獻(xiàn) 1 苑舜韓水編著配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化及無(wú)功補(bǔ)償裝置 北京中國(guó) 電力出版社 2021 2 陳珩主編電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三版北京中國(guó)電力出版社 2021 3 李光琦主編電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三版北京中國(guó)電力出版社 2021 4 張保會(huì)索南加樂(lè)主編電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 北京中國(guó)電力出版社 1990 5 焦留成主編 實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè)北京機(jī)械工業(yè)出版社 2021 6 SIANANDTransmission and Distrbution of Elektrical Power 7 蘇文成主編 工廠供電 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1999 8 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京中國(guó)電力出版社 1996 9 靳龍章丁 中國(guó)電力出版社 1997 10 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編電力工程電氣設(shè)備手冊(cè) 北京中國(guó)電力出版社 1996 11 張文元施圍邱 大學(xué)出版社 1994 12 夏 中國(guó)電力出版社 2021 13 機(jī)械工業(yè)出版社 14 熊信銀主 編 發(fā)電廠電氣部分第三版北京中國(guó)電力出版社 2021 15 賀家李宋從矩合編電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 北京中國(guó)電力出版社 2021 附錄 4 直流發(fā)電機(jī) 1 介紹 對(duì)于所有實(shí)際目的來(lái)說(shuō)直流發(fā)電機(jī)僅用于特殊場(chǎng)合和地方性發(fā)電廠這個(gè)局限性是由于換向器要把發(fā)電機(jī)內(nèi)部的電壓整流為直流電壓因此使大規(guī)模直流發(fā)電不能實(shí)行 結(jié)果所有大規(guī)模生產(chǎn)的電能都以三相交流電的形式生產(chǎn)和分配今天固態(tài)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用使交流變直流成為可能而且直流發(fā)電機(jī)的操作特性一直重要因?yàn)榇蟛糠值睦碚撃鼙粦?yīng)用到所有其它機(jī)器上 2 勵(lì)磁繞組連接 對(duì)于一個(gè)有四個(gè)電極的機(jī)器其電刷和勵(lì)磁繞組的一般布置如圖 1 所示四個(gè)電刷安在換向器上正極電刷和 A1端子相連負(fù)極電刷和 A2端子相連正如在草圖中所示電刷被放置在電極下接近中間的位置它們與線圈相接觸這些線圈產(chǎn)生很少或不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)因?yàn)樗鼈冞叡话苍陔姌O之間 圖 1 四極發(fā)電機(jī)模型 四個(gè)勵(lì)磁磁極通常串聯(lián)在一起并且它們的末端與標(biāo)注 F1和 F2的端子相連它們這樣連接是為了交替產(chǎn)生 NS 極 直流發(fā)電機(jī)的類(lèi)型以勵(lì) 磁繞組提供的方式來(lái)劃分一般來(lái)說(shuō)用來(lái)連接勵(lì)磁繞組和電樞繞組的方式可歸結(jié)為以下幾組看圖 2 圖 2 直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁連接 a 它勵(lì)發(fā)電機(jī) b 自勵(lì)自并勵(lì) c 串勵(lì)發(fā)電機(jī) d 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)短并勵(lì)連接 e 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)并勵(lì)連接 它勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組被連接到一個(gè)獨(dú)立的直流供電源上 自勵(lì)發(fā)電機(jī)它們可以進(jìn)一步劃分為 并勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子端部相連 串勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組以串聯(lián)方式和轉(zhuǎn)子繞組相連 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁由一個(gè)并聯(lián)和串聯(lián)的復(fù)合繞組提供 并聯(lián)繞組包括很多匝相對(duì)較細(xì)的細(xì)線它們只能承載一個(gè)較小的電流僅為額定電流的很小一個(gè)百分比另一方 面串聯(lián)繞組有很少匝粗線因?yàn)樗娃D(zhuǎn)子串聯(lián)因而承載較重的電流 在討論直流發(fā)電機(jī)端部特性之前讓我們測(cè)試一下發(fā)電機(jī)在空載時(shí)的電壓和勵(lì)磁電流之間的關(guān)系發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)和每個(gè)電極的磁通及發(fā)電機(jī)給定的轉(zhuǎn)速成正比即 E knφ通過(guò)控制讓轉(zhuǎn)速為定值可以顯示出電勢(shì) EG 直接依賴(lài)于磁通在實(shí)際的發(fā)電機(jī)上測(cè)試這種依賴(lài)關(guān)系并不是非常實(shí)際的因?yàn)樗獱可娴酱磐ǖ臏y(cè)量磁通由勵(lì)磁線圈的安培匝數(shù)產(chǎn)生磁通必需依賴(lài)于勵(lì)磁電流的大小因?yàn)閯?lì)磁線圈的匝數(shù)是恒定的這種關(guān)系并不是線性的因?yàn)樵趧?lì)磁電流達(dá)到某一個(gè)值后將出現(xiàn)磁飽和 E對(duì)勵(lì)磁電流 I的變化關(guān)系可以磁化曲線或開(kāi)路 特性曲線來(lái)表示對(duì)于這臺(tái)給定以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)沒(méi)有帶負(fù)載電流并且它的勵(lì)磁是它勵(lì)方式 I從 0逐漸增大到一個(gè)適宜的值使發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓達(dá)到額定電壓以上并測(cè)量相對(duì)應(yīng) I 的每個(gè)機(jī)端電壓 E 的值產(chǎn)生的曲線入圖 3 所示當(dāng) I 0 時(shí)即勵(lì)磁回路為開(kāi)路由于剩磁測(cè)量到一個(gè)很小的電壓 Er 隨著勵(lì)磁電流的增大產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)線性地增大到磁化曲線的拐點(diǎn)處過(guò)了這個(gè)點(diǎn)以后增大勵(lì)磁電流逐漸引起磁路飽和 圖 3 它勵(lì)支直流發(fā)電機(jī)的磁化曲線或開(kāi)路特性曲線 這意味著使電壓達(dá)到一定值時(shí)需要一個(gè)更大的勵(lì)磁電流 因?yàn)楫a(chǎn)生的電壓 EG 也直接與轉(zhuǎn)速成比例因此一旦這條曲線確 定對(duì)于任何其它速度這條磁化曲線能被描出來(lái)這僅僅要求依照 E E 在這條曲線上所有點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整 3 電壓調(diào)整 讓我們進(jìn)一步考慮在發(fā)電機(jī)上增加一個(gè)負(fù)載的情況因?yàn)殡姌欣@組上有電阻所以機(jī)端電壓將要下降除非采取一些措施保持它恒定顯示機(jī)端電壓隨負(fù)載電流變化關(guān)系的曲線被叫做負(fù)載特性曲線或外特性曲線 圖 4 a 直流它勵(lì)發(fā)電機(jī)負(fù)載特性 b 電路圖 圖 4 顯示了它勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性機(jī)端電壓下降主要是因?yàn)殡姌须娮?RA 即 V EIR 此處 V 是機(jī)端電壓 IA 是發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)的電樞電流或負(fù)載電流 另一個(gè)導(dǎo)致機(jī)端電壓下降的因素是由于電 樞反應(yīng)而導(dǎo)致磁通的減少電樞電流建立一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)這個(gè)磁動(dòng)勢(shì)使主磁通發(fā)生畸變導(dǎo)致弱磁效應(yīng)這種情況尤其在無(wú)附加磁極機(jī)器上表現(xiàn)更為突出這種效應(yīng)叫做電樞反應(yīng)正如圖 4 所示因?yàn)殍F心的非線形機(jī)端電壓對(duì)于負(fù)載電流并沒(méi)有成線形下降由于電樞反應(yīng)依賴(lài)于電樞電流使得曲線呈下傾特性 四并勵(lì)或自并勵(lì) 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的并勵(lì)勵(lì)磁繞組電樞繞組平行連接以便機(jī)器本身提供它的自己的勵(lì)磁正如圖 5 所示 電壓的建立正如所說(shuō)的在勵(lì)磁磁極中要有剩磁通常假如發(fā)電機(jī)以前已經(jīng)用過(guò)將會(huì)有剩磁存在我們已經(jīng)在第三部分中看到假如勵(lì)磁沒(méi)連上的話如果發(fā)電機(jī)已經(jīng)以某速度運(yùn)轉(zhuǎn)因?yàn)橛惺４?將要有小的電壓 Er 產(chǎn)生這個(gè)小的電壓將提供給并勵(lì)繞組并驅(qū)動(dòng)一個(gè)小的電流從勵(lì)磁回路中流過(guò)假如在并勵(lì)繞組中的這個(gè)小的電流的方向正好使剩磁減弱則這個(gè)電壓將接近于零機(jī)端電壓不能建立這種情況下這個(gè)弱化主磁極的磁通與剩磁抵消 圖 5 并勵(lì)發(fā)電機(jī) a 電路 b 負(fù)載特性 假如關(guān)系是這樣弱化主磁極的磁通助增了剩磁通導(dǎo)致電壓變的更大這反過(guò)來(lái)意味著更大的電壓提供給了主勵(lì)磁機(jī)端電壓快速增大一個(gè)常值這個(gè)建立的過(guò)程易看成是漸增的然后更大的增大了勵(lì)磁電流它反過(guò)來(lái)又增大了電壓等這個(gè)過(guò)程終止于一個(gè)有限的電壓值的原因是磁路的非線性 這個(gè)電路僅有直流 電流以致勵(lì)磁電流僅依賴(lài)于勵(lì)磁回路的電阻 Rf 這可能由勵(lì)磁繞組電阻加上與它相串聯(lián)的可變電阻 Rin 組成對(duì)于一給定值的勵(lì)磁回路電阻 R 按照歐姆定律勵(lì)磁電流依賴(lài)于所產(chǎn)生的電壓 應(yīng)該是明顯的在一臺(tái)新機(jī)器上或一臺(tái)閑置了很常時(shí)間已經(jīng)失去剩磁的機(jī)器上必須要建立磁場(chǎng)通常做法是通過(guò)連接勵(lì)磁繞組到一獨(dú)立直流電源上幾秒鐘這個(gè)過(guò)程正是快速建立勵(lì)磁 總之阻止電壓建立有四種條件發(fā)電機(jī)電壓極性取決于轉(zhuǎn)動(dòng)的方向假如一臺(tái)發(fā)電機(jī)在其它條件都滿(mǎn)足的情況下不能建立電壓那肯定是電刷的極性反了可以通過(guò)顛倒轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)解決 顛倒方向后關(guān)于剩磁通的主磁極性也 將顛倒假如現(xiàn)在電壓還不能建立它意味著主勵(lì)磁和剩磁是對(duì)立的 串勵(lì)發(fā)電機(jī) 正如前面提到的串勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組串聯(lián)因?yàn)樗休d負(fù)荷電流因此勵(lì)磁線圈僅由幾匝細(xì)導(dǎo)線空載時(shí)僅有剩磁機(jī)端電壓小當(dāng)加上負(fù)載時(shí)磁通增加機(jī)端電壓也增加圖 7 顯示了串勵(lì)發(fā)電機(jī)在某轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)載特性虛線指示同臺(tái)機(jī)器電樞開(kāi)路且它勵(lì)情況下所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)這兩條曲線的差值簡(jiǎn)直就是在串勵(lì)繞組和電樞繞組上的 IR 的壓降例如 V EI RR R 是串勵(lì)繞組電阻 圖 7 串勵(lì)發(fā)電機(jī) a 電路圖 b 負(fù)載特性 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī) 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)有一個(gè)并勵(lì)和一個(gè)串勵(lì)勵(lì)磁 繞組后者在并勵(lì)繞組的頂部圖8 顯示了這個(gè)電路圖這兩個(gè)繞組通常這樣連接是為了使它們的安培匝數(shù)在相同方向正因?yàn)槿绱诉@種發(fā)電機(jī)被稱(chēng)作積復(fù)勵(lì) 圖 8 的并聯(lián)連接被稱(chēng)作長(zhǎng)復(fù)勵(lì)假如并勵(lì)繞組直接和電樞端部連接在一塊這種連接被稱(chēng)作短復(fù)勵(lì)實(shí)際中這種連接很少應(yīng)用因?yàn)楹蜐M(mǎn)負(fù)荷電流相比并勵(lì)繞組承載的電流小此外串勵(lì)繞組匝數(shù)少這意味著它的電阻也小在滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)在它上面所對(duì)應(yīng)的電壓降是最小的 圖 9 曲線僅僅反映了并勵(lì)繞組外特性正如所示隨著一個(gè)小串勵(lì)繞組的增加機(jī)端壓降隨負(fù)荷增加而減小這樣的發(fā)電機(jī)被稱(chēng)作欠復(fù)勵(lì)通過(guò)增加串勵(lì)匝數(shù)空載和滿(mǎn)載時(shí) 機(jī)端電壓能夠相等這種發(fā)電機(jī)被稱(chēng)作平復(fù)勵(lì)假如串勵(lì)匝數(shù)比需要的多些以補(bǔ)償電壓降這種發(fā)電機(jī)被稱(chēng)作過(guò)復(fù)勵(lì)在這種情況下滿(mǎn)載電壓比空載時(shí)還高 圖 8 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī) 圖 9 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性與并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性比較 過(guò)復(fù)勵(lì)可能被用于負(fù)荷與發(fā)電機(jī)存在一定距離的場(chǎng)合在饋電線上的電壓降隨著負(fù)載增加而得到補(bǔ)償顛倒和并勵(lì)相對(duì)應(yīng)的串勵(lì)繞組的極性時(shí)勵(lì)磁將彼此抵消且隨著負(fù)荷電流的增加而尤為突出這樣的發(fā)電機(jī)被稱(chēng)作差復(fù)勵(lì)它被用于負(fù)荷可能發(fā)生或接近短路的場(chǎng)合例如饋電線可能斷線或短接發(fā)電機(jī)不過(guò)短路電流仍被限制在一個(gè)安全的值這種類(lèi)型的發(fā)電機(jī)的 外特性也顯示在圖 9 中因?yàn)閺?fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性能被設(shè)計(jì)的有很廣的變化范圍故這種發(fā)電機(jī)比其他類(lèi)型的有更廣的用途 正如插圖中所示在復(fù)勵(lì)合適的角度下滿(mǎn)載時(shí)機(jī)端電壓能被保持在空載時(shí)的值上電壓控制的其他方法是可變電阻的使用例如裝在勵(lì)磁回路上不過(guò)隨著負(fù)荷的變化要求恒定調(diào)節(jié)可變電阻來(lái)保持電壓 一個(gè)更有用的現(xiàn)在普遍使用的東西是用一臺(tái)發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置在本質(zhì)上電壓調(diào)節(jié)器是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓能夠被感知并于一個(gè)固定的參考電壓相比較任何輸出電壓只要偏離參考電壓就將發(fā)出一誤差信號(hào)并送入功率放大器而這個(gè)功 率放大器提供勵(lì)磁電流假如誤差信號(hào)為正例如輸出電壓大于設(shè)定電壓則功率放大器蔣減小它的電流驅(qū)動(dòng)如此直到偏差信號(hào)減小為零 譯自 附錄 1 配電室的主接線 附錄