【文章內(nèi)容簡介】 供電系統(tǒng)中，為保障一次高壓電氣設(shè)備安全運行和實現(xiàn)對其操作控制而設(shè)置的控制、信號、監(jiān)測與繼電保護、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設(shè)備，通常稱為二次設(shè)備。用來表明二次設(shè)備相互聯(lián)接的電氣結(jié)線圖，稱為二次電路圖。一般有三種表達形式：①是原理接線圖（即歸總式原理圖），②是展開接線圖（即是展開式原理圖）以及③是安裝接線圖。如圖 31 所示的展開接線圖，其主要特點是：在原理接線圖基礎(chǔ)上，將其總體形式的電路分解為 交流電流、電壓回路及直流回路等相對獨立的各個組成部分。這時，設(shè)備元件的不同線圈與觸點等，將分別繪入相應部分的回路 圖。其讀圖規(guī)則：直流回路部分，力求按照各部件流通電流的順序，即按其工作時各部件的動作次序，自上而下、由左至右地排列成行。對同一元件的不同線困、接點等應用相同的文字標注，并在展開接線圖的一側(cè)可以方便地加注文字說明，從而便于清楚地了解相應部分電路的作用。 圖 31 二 次 接線展 開 接線圖 西南交通大學暑期實習報告 9 對于歸總式原理圖的特點是圖中標有相關(guān)的主電路部分，各設(shè)備元件都以整體的形式表示，并對所包括的交流電壓回路、交流電流回路和直流控制、信號電路等各組成部分都一并畫出。而安裝接線圖的特點則為：一般包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線團等組成部分。在盤后接線圖和端子排接線圖中，對繼電器、表計等元件及其輔助端子、連接導線等，都需按其實際形狀、位置尺寸成比例地由盤后視繪制出來。圖中不畫出連接導線而是采用 “相對標志 ”的方法加以表示。所謂 “相對標志 ”法也就是在調(diào)子排 (或設(shè)備元件 )的每一端頭標記出與它連接的另一端頭所接設(shè)備 元件 (或端子排端子號碼 )的標志。 二、控制方式 二次設(shè)備的控制方式按執(zhí)行地點的不同可以畫分為： （一）就地控制：在一次電氣設(shè)備安裝地點進行直接控制，斷路器等位置信號也在配電間隔上顯示。一般用于交流 10KV 以下系統(tǒng)。 （二）距離控制（集中控制）：在主控室內(nèi)對變電所的一次電氣設(shè)備集中進行控制，監(jiān)測儀表和開關(guān)位置信號、中央信號及繼電保護裝置均配置在主控室屏臺上，便于監(jiān)視和管理運行。按實現(xiàn)方法不同，可分為一對一的分別控制方式和一對多的集中選控方式。 （三）遠動控制（遙控）：在遠離變電所的調(diào)度端對變電所（執(zhí) 行端）的電氣設(shè)備進行控制。已實現(xiàn)遠動化的系統(tǒng)，往往同時具備距離和遠動兩種控制方式。 三、控制室 牽引變電所對一次電氣設(shè)備的控制操作通常采取集中控制的方式。其控制、信號、監(jiān)測、保護、自動裝置等二次電氣設(shè)備多集中裝在控制室中。在控制室里配備有各種控制盤（分類），二次電路的各種裝置都分別裝設(shè)在相應的控制盤上。其中控制盤的分類可以分為主控制盤、繼電保護盤、中央信號盤、計量盤、自動、運動裝置盤以及自用電盤等。 控制系統(tǒng)在變電所內(nèi)起著神經(jīng)中樞的重要作用，值班人員根據(jù)控制盤上的各種儀器、表計、信號等的指示來監(jiān)視、判 斷變電所電器設(shè)備的運行狀態(tài)，并通過控制電路設(shè)備對一次電路設(shè)備進行各種控制操作。 其主要原則有： (1)盤面上儀表、控制、信號設(shè)備與模擬主電路的布置應簡單明了，便于控制、監(jiān)視和維護。(2)各電氣設(shè)備之間裝設(shè)距離應根據(jù)正面、背面所占最小位置及布線尺寸確定的標準全面考慮。 (3)盤面配置應考慮盤后兩側(cè)接線端子合理安排。 (4)盡量采用標準盤的布置方式，以滿足經(jīng)濟性與可靠性等要求。 西南交通大學暑期實習報告 10 第二節(jié) 安全監(jiān)控系統(tǒng) 一、系統(tǒng)概述 牽引變電所的安全防護有消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)等，但均為分立系統(tǒng)，各司其職，相互之間沒有太多的聯(lián)系，距離智能安全防護系統(tǒng)還有不小的差距。針對變電所安全運行的問題，本文提出了一種解決方案，系統(tǒng)配置如圖 32 所示。系統(tǒng)卞網(wǎng)采用雙 10/100 M 以太網(wǎng)配置，采用IEC60870103 以太網(wǎng)協(xié)議。主網(wǎng)的雙網(wǎng)配置完成負荷平衡及熱備用雙重功能，在雙網(wǎng)正 ?常清況下，雙網(wǎng)以負荷平衡工作，一旦其中一網(wǎng)絡故障，另一網(wǎng)就完成接替全部通信負荷，保證實時系統(tǒng)的 loo}o 可靠性。 二、變電所自動化系統(tǒng) 日前國內(nèi)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件普遍采用 C++、 TCP/IP, OLEDB、 SQL、DOOM、 ActiveX 等國際標準，具有很好的開放性。針對變電所綜合自動化系統(tǒng)，根據(jù)安全需要，系統(tǒng)本身要具有如下安全竹理系統(tǒng)功能： （ 1）權(quán)限竹理子系統(tǒng)。包括對變電所監(jiān)控系統(tǒng)的操作、監(jiān)護、保護設(shè)置、報表維護、數(shù)據(jù)庫維護；對于較高的安全要求，在變電所操作時也要把操作信息送往調(diào)度端，調(diào)度端可以監(jiān)視變電所的操作，必須經(jīng)申請一批準的環(huán)節(jié)，操作才圖 32 安 全 監(jiān)控系 統(tǒng) 配置 西南交通大學暑期實習報告 11 能被執(zhí)行。通過數(shù)據(jù)庫的參數(shù)設(shè)置，調(diào)度卞站和變電所都可以操作，調(diào)度卞站的優(yōu)先級更高。同時，一方操作會在另一方生成告警提示，提醒有人正在進行操作。 （ 2）模擬操作。執(zhí)行遙控操作之前，先進行一次模擬操作，以保證操作的正確性，系統(tǒng)要提供模擬操作的功能。 （ 3）報警功能。在系統(tǒng)接收到保護事件或保護故障等信息后，綜合自 動化系統(tǒng)的告警模塊依據(jù)事先定義的信息確定告警級別。設(shè)置二級告警級別，即事故告警、一般異常告警、嚴重異常告警，并采用不同顏色、不同音響自動告警。 （ 4）系統(tǒng)安全機制。系統(tǒng)在線運行時，能夠定時進行自診斷，能夠檢測其工作狀態(tài)，判斷故障內(nèi)容，指出故障的設(shè)備及插件，并使其自動退出在線運行，以便能迅速更換 。雙機系統(tǒng)中的一臺卞機發(fā)生故障時，自動切換至另一臺的時間不大于 30 s。該系統(tǒng)滿足安全監(jiān)控的技術(shù)要求。 三、變電所智能視頻監(jiān)控系統(tǒng) 變電所級網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)分前端攝像機、后端數(shù)字視頻顯示控制系統(tǒng)、存儲竹理與服務系 統(tǒng)及網(wǎng)絡傳輸平臺。主要由 3 部分組成 :圖像采集子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)全部視頻信號匯集、控制、監(jiān)視、錄像存檔、檢索查詢、遠程監(jiān)控，實現(xiàn)對系統(tǒng)前端設(shè)備操作控制，實現(xiàn)對前端信號采集系統(tǒng)和信號傳輸系統(tǒng)故障判斷報警等功能。該系統(tǒng)可對大范圍、多種室內(nèi)外場景、多路攝像頭采集的視頻圖像進行智能分析。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與綜合自動化系統(tǒng)、環(huán)境安全系統(tǒng)形成聯(lián)動，通過安防系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)置。 四、變電所環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng) 變電所內(nèi)環(huán)境安全監(jiān)控信息通過所內(nèi)安全監(jiān)控通信單元送至安全防護卞機，再送至遠方監(jiān)控中心。該系統(tǒng)實現(xiàn)所內(nèi)各安全環(huán)節(jié)中的不同警戒乎段的集中和聯(lián)動，監(jiān)控模塊出現(xiàn)異常時，均能及時給出現(xiàn)場報警信號和綜合報警信號，反映在安防工作站上，及時給出報警信息，并推出相關(guān)畫面，提示值班人員關(guān)注提示信息，并給出初步的安全判斷。 五、變電所設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng) 變電所高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，綜合運用先進傳感器技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)等，實現(xiàn)了信號采集的就地數(shù)字化和智能化，并由現(xiàn)場總線將實時數(shù)據(jù)送入變電 所通信竹理系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡通信還可以把監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集送至安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對電氣設(shè)備絕緣狀態(tài) 的檢測。 西南交通大學暑期實習報告 12 西南交通大學暑期實習報告 13 第三章 接觸網(wǎng) 第一節(jié) 接觸網(wǎng)零件、線索及絕緣子 一、接觸網(wǎng)零件 接觸網(wǎng)各導線之間、導線與支持結(jié)構(gòu)之間、支持結(jié)構(gòu)與支柱之間的所有連接器件，統(tǒng)稱為接觸網(wǎng)零件。 (一 ) 零件分類 接觸網(wǎng)零件按用途可以分為：懸吊零件、定位零件、連接零件、錨固零件以及支撐零件。 按零件的制造材料分為：鑄黃銅件：用于銅線中的線夾連接；可鍛鑄鐵件：用于承力和外形復雜且用量較多的零件；灰口鑄鐵件：用于承受壓力的墊塊及非承力零件；普通碳素鋼件：用于圓鋼、角鋼、槽鋼等型材鍛制或焊接零件。 （二）零件的使用要求 接觸網(wǎng)零件在使用前，除了檢查是否符合型號、規(guī)格之外，還應對零件進行外觀檢查，其應符合下列要求： 1．表面應光潔、無裂紋、毛刺、砂眼、氣泡等缺陷。 2．零件的活動部位應靈活，配套連接無障礙。 3．凡經(jīng)過熱鍍鋅的零件，應鋅層均勻，無脫落、銹蝕現(xiàn)象。 4．焊接零件應連續(xù)焊實，無虛焊、假焊等現(xiàn)象。 二、線索 接觸網(wǎng)線索主要有接觸線、 承力索及附加導線。 （一）接觸線 接觸線的功用是保證質(zhì)量良好地向電力機車供電。接觸線應具有良好的導電性，具備足夠的機械強度和耐磨性。 我國目前采用的接觸線有銅接觸線和鋼鋁接觸線兩種。 ：銅接觸線一般由電解銅硬拉制成。它具有良好的導電性能，有足夠的機械強度，耐腐蝕，施工安裝及運營維修方便等優(yōu)點。但耗費大量銅材，價格較高。銅接觸線可分為 TCG1 TCG100、 TCG85等型號。 TCG表示銅接觸西南交通大學暑期實習報告 14 線，后面 的數(shù)字為標稱截面積，單位為 mm2。 ：鋼鋁接觸線的上部為鋁，作為導電部分，下部為鋼以保證有 足夠的機械強度和耐磨性，兩種金屬采用壓接的方法構(gòu)成。鋼鋁接觸線具有機械 強度高、穩(wěn)定性好、耐磨耗、造價低等優(yōu)點。但施工、維修困難，鋼鋁處易開裂，抗腐蝕能力差等。鋼鋁接觸線分為 GLCA100/215 和 GLCA80/173 兩種型號， GLCA和 GLCB 分別表示鋼鋁接觸線的兩種規(guī)格，后面分式的分母表示該型接觸線截面的總面積，分子表示導電性能相當于銅接觸線的截面積，單位為 mm2 （二）承力索 承力索的主要功用是 通過吊弦將接觸線懸吊起來，提高懸掛的穩(wěn)定性，與接觸線并聯(lián)供電。承力索應能承受較大的張力，具有較強的抗腐蝕能力，隨溫度變化較小。 承力索一般采用單芯多層鉸線。目前我國采用的有銅承力索和鋼承力索兩種。 ：銅承力索導電性能好，抗腐蝕能力強。但價格較貴，機械性能比鋼承力索低，隨溫度變化較大。銅承力索的常用型號有： TJ95， TJ120 等。TJ 表示銅絞線 (也稱銅承力索 )，后面的數(shù)字表示標稱截面積，單位為 mm 鋼承力索的優(yōu)點是機械強度高，隨溫度變化小，造價低。但導電性能差，抗腐蝕能力差。目前采用鍍鋁鋅鋼絞線 (表示符號： LXGJ)其缺點得到了一定改善。鋼承力索常用型號有： GJ50， GJ70 等。 GJ 表示鋼承力索 (也稱鋼絞線 )，后面的數(shù)字為標稱截面積，單位為 mm2 三、絕緣子 絕緣子的作用是保持接觸懸掛對地的電氣絕緣。由于絕緣子是串接在支持裝置或接觸懸掛中，所以絕緣子應具備承受一定機械負荷的能力。絕緣子多數(shù)是瓷質(zhì)的，由瓷土加入石英砂和長石燒制而成，表面涂有一層光滑的釉，以防止水份滲入瓷內(nèi)。鋼件與瓷件用不低于 的硅酸鹽水泥膠合劑澆注在一起。接觸網(wǎng)常用的絕緣子有：懸式、棒式、針式和柱式四種類型。其絕緣子的電氣性能： 1．絕緣子干閃絡電壓：指絕緣子在干燥、清潔的狀態(tài)時，施加電壓使其表面達到閃絡時的最低電壓。 2．絕緣子的濕閃絡電壓：指雨水在降落方向與絕緣子表面呈 45 度角淋在絕緣子表面時，使其閃絡的最低電壓。絕緣子發(fā)生閃絡時，只是瓷體表面放電，而瓷體本身未受損害，閃絡消失后絕緣性能即可恢復。發(fā)生閃絡后，其絕緣性能有所下降，容易再次發(fā)生閃絡。 3．擊穿電壓。指絕緣子瓷體被擊穿而失去絕緣作用的最低電壓。絕 緣子擊西南交通大學暑期實習報告 15 穿后不能繼續(xù)使用，必須更換。絕緣子的沖擊閃絡電壓則表示了絕緣子滿足一定防雷要求的電氣性能指標。絕緣子的電氣性能不是一成不變的， 隨著時間的增 長，其絕緣強度會逐漸下降，這種現(xiàn)象稱為老化。泄漏距離 (又稱爬電距離 )是指沿絕緣子表面的曲線展開長度。輕污區(qū)泄漏距離規(guī)定為 920mm，重污區(qū)規(guī)定為 1200mm。 第二節(jié) 碗臂及其裝配 一、碗臂的組成 腕臂裝配是應用最為廣泛的支持裝置。其裝配結(jié)構(gòu)形式較多，主要有中間柱、轉(zhuǎn)換柱、中心柱、道岔柱、定位柱裝配等類型。根據(jù)支柱所在的線路位置 (直線、曲線 )、側(cè)面限界 的大小等分為不同的裝配形式。 腕臂根部通過棒式絕緣子，與安設(shè)在支柱上的腕臂底座相連接；其頂端通過套管鉸環(huán)、調(diào)節(jié)板及杵環(huán)桿 (或壓管 )、懸式絕緣子串 (或棒式絕緣子 )與旋轉(zhuǎn)腕臂拉桿底座固定在支柱頂部。杵環(huán)桿和拉桿底座、腕臂與腕臂底座之間均為鉸結(jié)。當腕臂裝配受到順線路力的作用時，將沿力的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)腕臂底座、旋轉(zhuǎn)腕臂拉桿底座是腕臂裝配結(jié)構(gòu)與支柱之間的聯(lián)結(jié)零件，安裝時應選擇與支柱相適應的型號。通過調(diào)整調(diào)節(jié)板、套管鉸環(huán)的位置，可以使被懸掛的承力索位置符合設(shè)計要求。下面主要介紹腕臂、杵環(huán)桿及壓管。腕臂安裝在支柱上，用 以支持接觸懸掛，并起傳遞負荷的作用。腕臂一般用圓鋼管制成，個別地方也有用槽鋼、角鋼制成的。腕臂的長度與腕臂所跨越的線路數(shù)目、接觸懸掛結(jié)構(gòu)高度、支柱側(cè)面限界、支柱所在位置 (即直線還是曲線 )等因素有關(guān)。腕臂的類型按跨越股道的數(shù)目可分為單線路腕臂、雙線路腕臂和三線路腕臂。按電氣性能可分為絕緣腕臂和非絕緣腕臂。 二、碗臂的預配 (一 )材料準備 根據(jù)腕臂預配表中所列零件的型號和數(shù)量，并查安裝圖，提出領(lǐng)料計劃，把材料轉(zhuǎn)運到預配場地，做好預配的準備工作。 (二 )預配 根據(jù)安裝圖裝配形式和預配表所列數(shù)據(jù)，按