奧鵬護(hù)理論文
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)教育作為一種全新的教學(xué)方式越來越受到人們的重視。下面是小編為大家推薦的奧鵬教育畢業(yè)論文，供大家參考。
摘要
隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展,人們對(duì)于電力系統(tǒng)可靠性和安全性的要求越來越高。電力設(shè)備正朝著大型化、自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展。高壓開關(guān)是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備,在電網(wǎng)中的作用至關(guān)重要,其故障帶來的后果是十分嚴(yán)重的。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障,即使只引起生產(chǎn)設(shè)備短暫的停止工作,也會(huì)造成巨大的損失。
本論文所要研究的高壓開關(guān)技術(shù)，了解高壓開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來幾年的發(fā)展趨勢(shì)，以及國內(nèi)、外高壓開關(guān)發(fā)展情況，及高壓開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣特性等;結(jié)合工作實(shí)際分析其常見故障;結(jié)合工作實(shí)際通過故障分析結(jié)果給出相應(yīng)的解決方案。
關(guān)鍵詞：斷路器;負(fù)荷開關(guān); SF6;操動(dòng)機(jī)構(gòu);彈簧
1 緒論
1.1 高壓開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
電力系統(tǒng)是一個(gè)很大的實(shí)時(shí)工作系統(tǒng)。它的發(fā)電、變電、輸電、用電是在同一瞬間完成的，隨著電力系統(tǒng)的覆蓋范圍越來越廣、電力機(jī)組的容量越來越大、供用電及電力系統(tǒng)安全性要求越來越高，需要電力系統(tǒng)能夠用很完備的自動(dòng)控制方式來協(xié)調(diào)。要讓先進(jìn)的控制系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)控制，配備較為新型的斷路器、組合電器是提高運(yùn)行可靠性的重要措施之一。
高壓開關(guān)設(shè)備是主要用于關(guān)合與開斷正常或故障電路、或用于隔離高壓電源的電器，它的發(fā)展很迅猛。目前，開關(guān)產(chǎn)品已從初期的油斷路器、空氣開關(guān)，進(jìn)入到了真空斷路器和SF6斷路器及其成套設(shè)備(GIS)為主的新時(shí)代;設(shè)備電壓等級(jí)也從交流12kv、40.5kv提升到750kv，并正在向1100kv特高電壓等級(jí)發(fā)展;機(jī)械加工從最基礎(chǔ)的工藝手段發(fā)展到具有適合規(guī)模化、專業(yè)化生產(chǎn)的大型數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性生產(chǎn)線及專用工藝裝備;產(chǎn)品性能從僅能滿足近距離機(jī)械連鎖操作，向可以遠(yuǎn)距離、無人值守的自動(dòng)遙控、遙測(cè)操作發(fā)展;產(chǎn)品滅弧機(jī)理、滅弧室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)更為科學(xué)、先進(jìn)，也更安全可靠;產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，產(chǎn)品主要技術(shù)性能越來越進(jìn)步、完善。
隨著電力系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性要求的提高，對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備的性能要求也越來越高。為了滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)品的需求許多研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門做了大量的卜作;另外，基礎(chǔ)理論，材料技術(shù)、生產(chǎn)工藝、加工工藝和新技術(shù)的`應(yīng)用，也使得高壓開關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平有了很大的進(jìn)步。這些綜合起來大概有以下7個(gè)因素:
(1)環(huán)保。六氟化硫氣體由于其優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，日前在高壓電器中得到了廣泛的應(yīng)用，全球生產(chǎn)的六氟化硫氣體約50%用于電力行業(yè)其中80%用于高壓開關(guān)設(shè)備。但由于1997年《京都議定書》的簽署使各國在逐步停止或減少六氟化硫電器的使用，日前尚未找到合適的替代氣體，六氟化硫氣體在電器生產(chǎn)中仍然有著其不可替代的作用。
(2)新介質(zhì)、新材料的應(yīng)用。對(duì)于戶外產(chǎn)品而言，環(huán)境適應(yīng)性能的提高(污穢，濕熱，高海拔，鹽霧和大氣污染)是至關(guān)重要的，因此耐紫外線、強(qiáng)度高和自潔型
的新型有機(jī)絕緣材料也在戶外產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，比如新型的戶外環(huán)氧樹脂、戶外硅橡膠、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金屬防腐技術(shù)也是高壓開關(guān)廠家重點(diǎn)研究的課題。
真空斷路器由于其優(yōu)良的滅弧性能和少維護(hù)、免維護(hù)的特點(diǎn)，尤共是小型化、低重燃的真空滅弧室的應(yīng)用，在戶外配電斷路器中所占比例越來越高。
(3)免維護(hù)。目前免維護(hù)產(chǎn)品(15一20年使用周期)的研究與開發(fā)是高壓電器生產(chǎn)廠家的目標(biāo)和方向。目前，用于六氟化硫斷路器/重合器的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)可以做到2000次到500。次，用于真空斷路器/重合器的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)基本上可以做到1000次機(jī)械穩(wěn)定性，電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(含永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu))可以做到5000次機(jī)構(gòu)壽命，基本可以滿足大多數(shù)用戶的需求。但是控制永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電容器、蓄電池和電子設(shè)備的使用壽命只能達(dá)到7年左右與設(shè)備本體的要求并不匹配。
(4)小型化。目前，復(fù)合絕緣技術(shù)、氣體絕緣技術(shù)和小型化真空滅弧室的使用，使得戶外配電設(shè)備的尺寸和重量與以前相比大幅度減小。同時(shí)，電子測(cè)量控制設(shè)備的發(fā)展，使電流傳感器和電容式分壓器在高壓電器產(chǎn)品中的應(yīng)用成為可能，進(jìn)一步減小了高壓電器的體積。
(5)組合電器。戶外配電開關(guān)設(shè)備的使用過程中，經(jīng)常需要多種高壓電器同時(shí)使用，因此許多廠家經(jīng)常將兩種以上的電器產(chǎn)品組合使用，如斷路器一隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)一隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用戶的安裝和使用。
(6)最優(yōu)人機(jī)關(guān)系。將操動(dòng)簡便可靠、電動(dòng)遙控操動(dòng)、清晰的狀態(tài)指不融人到開關(guān)的設(shè)計(jì)中，同時(shí)模塊化的設(shè)計(jì)，插接式安裝方式，二次系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線使得現(xiàn)場(chǎng)快速安裝成為可能，同時(shí)免維護(hù)開關(guān)設(shè)備和自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)極大的減少了運(yùn)行人員的工作量。新型的控制器及配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以將開關(guān)的狀態(tài)即時(shí)傳送到運(yùn)行管理人員的電腦上，以及四遙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)大大減少了運(yùn)行人員的工作量。
(智能化。高壓開關(guān)設(shè)備的翎能化是“十五”時(shí)期裝備工業(yè)集傳統(tǒng)的機(jī)械裝置與電子產(chǎn)品、電子技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化新一代產(chǎn)品，鉀能化既是一個(gè)個(gè)體又是一個(gè)系統(tǒng)。迄今為止，智能化只是一個(gè)泛指，相關(guān)行業(yè)并無一個(gè)規(guī)范的術(shù)語和定義。對(duì)于一個(gè)元件來講，可以理解是按照智能化的要求植人一個(gè)或多個(gè)元素或者功能，如傳感器、通訊接日等;對(duì)于開關(guān)成套設(shè)備，如配電設(shè)備、開關(guān)柜等，則可理解是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的綜合要求，諸如自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化、四遙、在線監(jiān)測(cè)等。
1.2 國外高壓開關(guān)的發(fā)展情況
世界上高壓開關(guān)的生產(chǎn)主要集中在歐洲幾大公司(如西門子、ABB、Alston等)和日本幾大公司(如三菱、東芝、日立等)，它們的產(chǎn)品基本上代表了世界發(fā)展水平。2004年法國Alston公司研制出了采用真空和SF6復(fù)合式滅弧室的145kv等級(jí)的高壓斷路器，降低了高壓斷路器的外形尺寸和操作功，提高開斷能力，增強(qiáng)電氣特性，縮短燃弧時(shí)間。日本東芝公司生產(chǎn)的GIS封閉式組合電器緊實(shí)小型化，防止環(huán)境污染，操作安全，維護(hù)方便。德國西門子公司在生產(chǎn)傳統(tǒng)高壓開關(guān)的同時(shí)研制出第二代熱膨脹滅弧室和雙向運(yùn)動(dòng)觸頭系統(tǒng)，對(duì)提高產(chǎn)品操作壽命有很大的益處。隨著緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備的興起，歐洲幾大公司如ABB、西門子、Alston都競(jìng)相推出此類產(chǎn)品，它比起普通空氣絕緣開關(guān)設(shè)備可節(jié)省占地面積60%，又比GIS節(jié)省大量費(fèi)用。這些公司共有的特點(diǎn)是產(chǎn)品更新?lián)Q代快，研究費(fèi)用的投入比例較大，并且建立了強(qiáng)大的試驗(yàn)研究基地，這也是我國和他們之間最大的差距。
1.3 我國高壓開關(guān)的發(fā)展情況
國內(nèi)開關(guān)產(chǎn)品生廠商主要分布在東部沿海地區(qū)和陜西、甘肅、河北、河南等中西部地區(qū);其中包括國內(nèi)知名的“五大開”大型國有企業(yè)，即北京開關(guān)廠、平頂山天鷹集團(tuán)有限責(zé)任公司、西安高壓開關(guān)廠、上海華通開關(guān)廠、沈陽高壓開關(guān)有限責(zé)任公司。還有很多如天水長城開關(guān)廠等中型國有企業(yè)、新興民企、及合資企業(yè)。
我國高壓開關(guān)行業(yè)經(jīng)過50年的發(fā)展已建立了品種齊全、參數(shù)性能與國際接軌的產(chǎn)品體系，這些產(chǎn)品在品種、性能、質(zhì)量、數(shù)量及生產(chǎn)能力等方面，基本可以滿足我國電力工業(yè)發(fā)展和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造要求，不少產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國在20世紀(jì)70年代末開始引進(jìn)法國MG公司500kv SF6瓷柱式氣體斷路器設(shè)計(jì)制造技術(shù)，80年代又引進(jìn)了日本三菱和日立公司500kv SF6氣體斷路器和封閉式組合電器(GIS)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。目前國產(chǎn)500kv氣體斷路器已在電網(wǎng)中大量使用，500kv封閉式組合電器在大型電站、變電所運(yùn)行，110kv、220kv和330kv封閉式組合電器也在電網(wǎng)中大量使用。隨著我國城市電網(wǎng)建設(shè)速度加快，封閉式組合電器將得到大量的運(yùn)用，但相比國外產(chǎn)品，國產(chǎn)封閉式組合電器和氣體斷路器在可靠性、密封性和運(yùn)行業(yè)績方面還存在較大的差距，零部件的質(zhì)量問題比較
突出，配套能力差，在很大程度上制約了我國高壓開關(guān)電器的發(fā)展。
在我國輸配電系統(tǒng)中，60年代使用多油斷路器、空氣斷路器，技術(shù)較落后，1968年華光電子管廠研制出第一只運(yùn)用于商品化的真空開關(guān)管，但由于各種原因與國外的產(chǎn)品質(zhì)量相差甚遠(yuǎn)。70年代初，我國開始引進(jìn)第一臺(tái)SF6斷路器。經(jīng)過20多年的努力發(fā)展，現(xiàn)在我國的電力系統(tǒng)中高壓開關(guān)設(shè)備幾乎全部使用SF6斷路器和真空斷路器。
目前我國以40kV電壓等級(jí)為界，40kV以上高壓開關(guān)全部使用SF6斷路器，40kV以下以真空斷路器為主。SF6斷路器分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為罐式，目前在電網(wǎng)中運(yùn)行的252kV,363kV,550kV罐式SF6斷路器已有數(shù)百臺(tái)，它以其優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力，系統(tǒng)配套性和高運(yùn)行可靠性得到用戶的認(rèn)可。另一種為瓷柱式，它可以通過靈活串接方式獲得任意電壓額定值，加之低成本，使其在500kV以下的超高壓領(lǐng)域顯示出優(yōu)勢(shì)。
真空開關(guān)廣泛應(yīng)用于40kV以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)內(nèi)，分為真空斷路器和真空接觸器兩種。目前我國110kV雙斷真空斷路器已研制成功，它是由單斷口真空斷路器串接而成。真空接觸器則主要用于中、低壓配電系統(tǒng)中。
1.4 本論文的主要工作
本文首先介紹的是選題背景，高壓開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來幾年的發(fā)展趨勢(shì)，以及國內(nèi)、外高壓開關(guān)發(fā)展情況，提出目前我國高壓開關(guān)發(fā)展的不足之處。.介紹所研究高壓開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣特性等;結(jié)合工作實(shí)際分析其常見故障;結(jié)合工作實(shí)際通過故障分析結(jié)果給出相應(yīng)的解決方案。
結(jié)論
電氣事故的發(fā)生往往是從電氣設(shè)備某一元件的故障開始，對(duì)事故發(fā)生的現(xiàn)象作出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷，采取有效科學(xué)合理的處理方法防止引發(fā)一系列的故障，通過此次論文對(duì)高壓開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣特性等更進(jìn)一步了解，能讓學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去分析其常見故障，提高事故處理速度、提高工作效率。
參考文獻(xiàn)
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