電氣實習報告——配電實習，配電自動化實習

青春、朝陽的學校生活即將告一段落，實習不只是知識、技術的適應，更是讓我們踏入社會大家庭的一個小小緩沖。

當前，在素質教育正在日新月異的發展，在高等教育改革不斷深化的背景之下，專業生產實習作為教學與生產實際相結合的重要性變得更為突出。自我進入大學學習以來，特別是在進入大三后經過專業基礎知識的學習，對電氣工程及其自動化專業有了一定了解，但是總對自己以后能夠從事的工作感到模糊，這就對我參加學院組織的專業生產實習有了強烈的渴望。在大三的暑期里，即在這個特殊的暑期里——大學最后一個暑期，參加學院組織的專業生產實習。對一名曾從朦朧狀態到茫然的我，再從不斷努力，到有著一定收獲，享受成功的喜悅，在實習之中有了許許多多的感想和體會。就此以自己在實習過程中的所學所思所想寫下這篇報告。

（一）實習目的與意義：專業生產實習是電氣工程及其自動化專業的必修課程，安排在第三學年暑期短學期開設。該項實習是為了充分利用社會資源，增強電氣工程及其自動化專業大學本科生的實踐能力，實踐的主要目的如下：

①專業生產實習是全面推進素質教育、培養學生創新精神和實踐能力的一種重要手段，是學生理論聯系實際的一個重要環節，是大學生擇業就業之前接觸社會、了解社會的一次重要機會。

②通過專業生產實習，使學生認識電力生產的整個過程，了解電氣工程及其自動化專業的主要內容和發展方向，掌握專業的基本常識，為專業課程學習奠定感性認識，形成對本專業的認同感、提高學生學習本專業的興趣，激發學生的競爭意識、責任意識和開拓意識。

③通過有組織的開放性專業生產實習活動。培養大學生自主管理、社會交往、互相幫助、獨立完成任務等方面的綜合能力。

④學生參加生產實習時將所學理論知識和實際工作緊密聯系，鞏固已學的理論知識，積累一定的實際生產技術和管理知識，培養運用理論知識解決工程實際問題的能力，注重知識創新和能力培養，為適應社會工作和生活打下堅實的基礎。

（二）實習地點：

①成都——西南交通大學。

②成都——交大許繼股份責任有限公司。

③昆明——鐵路局供電段。

④昆明——云南變壓器股份責任有限公司。

(三）實習時間安排與主要實踐過程：

①7月14日下午14點在西南交通大學參加學院組織的實習安排、工作布置課程。 電氣實習

②7月15日～17日上午9點～11點30分、下午14點～16點30分在西南交通大學參加學院組織的專業知識講座。

③7月15日上午9點～11點30分在交大許繼股份責任有限公司參觀實習。

④7月18日～20日上午乘車前往昆明。

⑤7月20日下午14點～16點30在昆明供電段教育室參加生產實習安全教育。

⑥7月21日上午9點～下午16點30在昆明供電段（昆南）參觀實習。

⑦7月22日上午9點～下午16點30在昆明供電段（昆西）參觀實習。

⑧7月23日上午9點～11點30分在云南變壓器股份責任有限公司參觀實習。

⑨7月23日下午14點～16點30分在昆明供電段教育室參加實習總結大會。   mm2011年9月

目錄……………………………………………………3

第一章：電力系統…………………………………………………………………4

第一節：我國電力工業的主要特點及其發展………………………………………4

第二節：電力系統的基本組成………………………………………………………6

第三節：供配電系統常用的電氣設備………………………………………………8

第四節：繼電保護的作用及常見故障………………………………………………10

第五節：輸配電新技術發展………………………………………………………12

第二章：牽引變電所………………………………………………………………16

第一節：二次設備電路概述………………………………………………………16

第二節：安全監控系統……………………………………………………………17

第三章：接觸網……………………………………………………………………20

第一節：接觸網零件、線索及絕緣子………………………………………………20

第二節：碗臂及其裝配……………………………………………………………22

第三節：錨段及錨段關節…………………………………………………………23

第四章：變壓器……………………………………………………………………28

第一節：變壓器的種類及其制造工藝………………………………………………28

第二節：幾種牽引變壓器的原理分析與比較選擇…………………………………30

第五章：總結與心得體會…………………………………………………………34

參考文獻……………………………………………………………………………36

第一章電力系統

第一節我國電力工業的主特點及其發展

一、我國電力工業發展的現狀   “十五”期間我國發電量由13685億千瓦時增至24975億千瓦時，年均增長12.8%；發電裝機容量由31932萬千瓦增至51718萬千瓦，年均增長10.1%。發電量的增速高于gdp的增速，電力彈性系數1.35，高于前20年的平均值（0.8）。單位產值電耗增加。   表1-1XX-XX年內我國gdp及用電量增長情況   XX年XX年XX年XX年XX年XX年   全國gdp增長率（％）7.389.110.19.910.9   全國用電量（萬億千瓦時）1.471.641.892.182.482.82   用電量增長率（％）9.011.615.415.1813.5914.0   全國裝機容量（億千瓦）3.383.573.804.425.176.22   資料來源：《中國電力統計年鑒》，中國電力出版社

二、我國電力工業的特點及發展趨勢

1、電力需求和裝機容量持續、快速增長。近年來，我國電力需求增長迅猛。盡管電力工業保持了2位數的增長率，但仍然出現了大面積的電力短缺。今后10～20年，大陸每年平均新增裝機將達30gw。        2、電網在資源優化配置中將發揮重要作用，遠距離輸電規模宏大。由于資源狀況、電力需求增長和技術條件的限制，今后相當長一段時間內，我國發電一次能源仍將主要依賴煤炭和水能。可開發水電資源近三分之二分布在西部的四川、云南、西藏三省區，煤炭保有儲量的三分之二分布在山西、陜西、內蒙三省區；而約占三分之二的用電負荷分布在沿海和京廣鐵路沿線以東的經濟發達地區，這些地區發電能源資源嚴重不足。為解決發電資源分布與第一節：變壓器的種類及其制造工藝………………………………………………28

第二節：幾種牽引變壓器的原理分析與比較選擇…………………………………30

第五章：總結與心得體會…………………………………………………………34

參考文獻……………………………………………………………………………36

第一章電力系統   第一節我國電力工業的主特點及其發展

一、我國電力工業發展的現狀   “十五”期間我國發電量由13685億千瓦時增至24975億千瓦時，年均增長12.8%；發電裝機容量由31932萬千瓦增至51718萬千瓦，年均增長10.1%。發電量的增速高于gdp的增速，電力彈性系數1.35，高于前20年的平均值（0.8）。單位產值電耗增加。   表1-1XX-XX年內我國gdp及用電量增長情況   XX年XX年XX年XX年XX年XX年   全國gdp增長率（％）7.389.110.19.910.9   全國用電量（萬億千瓦時）1.471.641.892.182.482.82   用電量增長率（％）9.011.615.415.1813.5914.0   全國裝機容量（億千瓦）3.383.573.804.425.176.22   資料來源：《中國電力統計年鑒》，中國電力出版社

二、我國電力工業的特點及發展趨勢

1、電力需求和裝機容量持續、快速增長。近年來，我國電力需求增長迅猛。盡管電力工業保持了2位數的增長率，但仍然出現了大面積的電力短缺。今后10～20年，大陸每年平均新增裝機將達30gw。         2、電網在資源優化配置中將發揮重要作用，遠距離輸電規模宏大。由于資源狀況、電力需求增長和技術條件的限制，今后相當長一段時間內，我國發電一次能源仍將主要依賴煤炭和水能。可開發水電資源近三分之二分布在西部的四川、云南、西藏三省區，煤炭保有儲量的三分之二分布在山西、陜西、內蒙三省區；而約占三分之二的用電負荷分布在沿海和京廣鐵路沿線以東的經濟發達地區，這些地區發電能源資源嚴重不足。為解決發電資源分布與用電負荷分布極不均衡的矛盾，需要大容量、遠距離的輸電。根據目前的規劃研究，到2020年，中遠距離的輸電規模將可能達到250gw左右，其中2/3以上的輸電距離可能超過1000km。

3、實現全國聯網和跨國聯網。電網龐大、復雜。目前，我國大陸電網除西北采用330kv/750kv電壓序列外，其它電網均采用220kv/500kv電壓序列。東北、華北和華中實現了同步聯網，華中與西北、華東和南方電網通過直流實現聯網，形成了北起東北伊敏、南抵四川二灘的鏈型同步電網。隨著電力工業的發展，我國電網將成為世界上最龐大、復雜和技術最先進的電網，其特征是：擁有世界上最大規模的電站－三峽電站（最終裝機將達2240萬千瓦）；世界上最大的電源基地－西南水電基地（外送規模將達7000萬千瓦左右）；擁有世界上平均海拔最高的750kv電網；將建設百萬伏級交流和±800kv直流輸電工程，擁有當今世界上最高運行電壓的交直流電網；將構成以特高壓交直流為骨干網架的國家電網，形成世界上最大規模的遠距離輸電（通過特高壓交直流電網傳送的容量可能超過200gw）；可能形成世界上規模最大的同步電網（華北－華中－華東同步電網）；是世界上直流輸電規模最大的國家（容量在1gw以上的直流輸電工程有20多個，比世界上此類規模的直流輸電工程總和還多）；形成國家、大區和省三級電力市場；按國家、大區、省、地（市）、縣五級調度。

4、自動化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重視。先進的繼電保護裝置、變電站綜合自動化系統、電網調度自動化系統以及電網安全穩定控制系統得到廣泛應用。隨著電網建設和網架結構的加強、電網自動化水平的提高，大陸電網安全穩定事故大幅下降。從上世紀70年代的19次/年，到80年代下降為5.2次/年，90年代為2.7次/年。1997年以后，未發生主網穩定事故。電網供電可靠性也有較大提高，平均供電可靠性為99.820%。

5、經濟、高效和環保。隨著大容量機組的應用、電網的發展以及先進技術的廣泛采用，煤耗與網損逐年下降。上個世紀九十年代以后，供電煤耗平均每年以3.6g/kwh的速度下降。到XX年，供電煤耗為379g/kwh，電網線損率為7.6％。新建火電廠將廣泛采用大容量、高效、節水機組，采用脫硫技術和控制nox的排放。到2020年，在人口密集地區，將建設60gw的天然氣發電機組和40gw的核電機組。在電網建設方面，將采用先進技術提高單位走廊輸電能力、降低網損，加強環境和景觀保護，城市電網將逐步提高電纜化率、推廣變電站緊湊化設計。

6、我國電力工業的產業政策是：大力發展水電，優化發展火電，加快發展核電，因地制宜地積極發展風電、太陽能等可再生能源發電，加快發展電網。同時，堅持建設與節約并重，把節約用電放在優先位置，加強電力需求側管理，提高資源利用效率；大力推進技術進步和產業升級，提高關鍵設備制造和供應能力。

三、2020年我國電源結構規劃設想 配電實習

根據我國能源結構的狀況，我國電源結構在相當長的時期內，直到2020年都將以煤電為主，這是難以改變的。

(1)、煤電發展。到2020年約為6億kw，占總裝機9.5億kw的63.1%，發電址3億kwh，占總電量的70%，比XX年火電裝機的74.4%和電量的81%下降11個百分點，平均每年下降0.5個百分點；相應的發電量約3億kwh需耗原煤約14億t，占2020年原煤預計產旦20億一22億t的64%-70%左右。

(2)水電發展。到2020年水電要達到2億kw,占總裝機容量的21.1%，電盤7000億kwh，占總電量的16%；抽水蓄能電站裝機達到2500萬kw，占到總裝機容量的2.6%，比XX年裝機比重的24.9%下降了1個百分點，電量比重的17.8%下降1.8個百分點。但水電開發率已由XX年裝機開發率的21%提高到2020的53%，電量開發率相當由12.6%提高到36%，都超過目前世界平均水平。

(3)核電發展。到2020年，規劃核電容量約為4000萬kw，占總裝機的4.2%，發電量的6%，比XX年1.2%上升約5個百分點，使電源結構有所改善。我國核電起步不晚，發展緩慢。XX年只有210萬kw，到XX年末為370萬kw。在2020年以內建設的4000萬kw核電站，在技術路線上建議原則上仍堅持以原定的100萬級壓水堆的路線，并充分吸取國際上的技術進步和改造的經驗。具體堆型可在明確安全、經濟及國產化率的條件下，通過國際標準來確定，并用以批量建設100萬級核電站。這是充分發揮現有核電制造能力和建設、管理方面的經驗，盡快實現核電設備供應和建設、管理上的國產化的重要條件之一，是使我國核電”既安全，又經濟”的可行路線。與此同時，還要在核電技術上加強開發研究，跟蹤國際的先進技術，努力發展有自主知識產權的新一代堆型的核電，爭取在20年內建設示范堆型，為20年后批量過渡到新一代堆型做好技術供應的準備。

(4)氣電發展。規劃到2020年燃氣發電的容量達7000萬kw,占總裝機容量的7.3%，電量約3000億kwh，占總電量的7%。這將使20年內燃氣輪機組的比重提高6個百分點多，使電源結構得到一定程度的改善。

(5)新能源發電。規劃到2020年達到1500萬kw，占總裝機的1.5%，發電皿400億kwh，占1%。新能源發電主要包括風力發電、潮汐發電和太陽能發電，也包括地熱發電和垃圾、生物質能發電等。   第二節電力系統的基本組成   世界上大部分國家的動力資源和電力負荷中心分布是不一致的。如水力資源都是集中在江河流域水位落差較大的地方，燃料資源集中在煤、石油、天燃氣的礦區。而大電力負荷中心則多集中在工業區和大城市，因而發電廠和負荷中心往往相隔很遠的距離，從而發生了電能輸送的問題．水電只能通過高壓輸電線路把電能送到用戶地區才能得到充分利用。火電廠雖然能通過燃料運輸在用電地區建設電廠，但隨著機組容量的擴大，運輸燃料常常不如輸電經濟。于是就出現了所謂坑口電廠，即把火電廠建在礦區，通過升壓變電站、高壓輸電線、降壓變電所(站)把電能送到離電廠較遠的用戶地區。隨著高壓輸電技術的發展．在地理上相隔一定距離的發電廠為了安全、經濟、可靠供電．需將孤立運行的發電廠用電力線路連接起來。首先在一個地區內互相連接，再發展到地區和地區之間互相連接，這就組成統一的電力系統。   圖1-1電力系統結構簡圖   通常將發電廠、變電所、用電設備之間用電力網和熱力網連接起來的整體，叫做動力系統。動力系統中的電氣部分，即發電機、配電裝置、變壓器、電力線路及各種用電設備連接在一起組成的統一整體。稱為電力系統。電力系統中由各級電壓等級的輸配電線路及升降壓變電所組成的部分，稱為電力網。在我國習慣將電力系統稱作電網，例如華中電力系統稱為華中電網。電力線路是電力系統的重要組成部分，它擔負著輸送和分配電能的任務。由電源向電力負荷中心輸送電能的線路，稱為輸電線路或送電線路。送電線路的電壓較高，一般在110kv及以上。主要擔任分配電能任務的線路，稱為配電線路，配電電壓較低，一般在35kv及以下。為了研究和計算方便，通常將電力網分為地方電網和區域電網。電壓在110kv及以上、供電范圍較廣、輸送功率較大的電力網，稱為區域電力網。電壓在110kv以下、供電距離較短、輸電功率較少的電力網，稱為地方電力網。電壓在6～10kv的配電阿．稱為中壓配電網。城市電網中35kv的配電網亦稱為中壓配電網。電壓為380／220v的配電網。稱為低壓配電網。但這種劃分方式，其間井投有嚴格的界限。  圖1-2電力系統結構簡要圖例   根據電力網的結構方式，又分為開式電力網和閉式電力網。凡用戶只能從單方向得到電能的電力網，稱為開式電力網；凡用戶至少可以從兩個或更多方向同時能得到電能的電力網，稱為閉式電力網。根據電壓等級的高低，電力網還可分為低壓、高壓、超高壓幾種。通常把1kv以下的電力網稱為低壓電網，1～220kv的電力網稱高壓電網，330kv及以上稱超高壓電網。

第三節供配電系統的常用電氣設備

一、電氣設備的定義 供配電系統的電氣設備是指用于發電、輸電、變電、配電以及用電的所有設備，包括發電機、變壓器、控制電器、保護設備、測量儀表、線路器材和用電負荷設備（如電動機、照明）等。

二、變配電常用的高低壓電氣設備介紹

1、電力變壓器主要用于公用電網和工業電網中，將某一給定電壓值的電能轉變為所要求的另一電壓值的電能，以利于電能的合理輸送、分配和使用。

2、互感器的作用是使二次設備與一次電路隔離和擴大儀表、繼電器的使用范圍。電流互感器二次額定電流一般為5a，電流互感器串聯于線路中，有四種結線方式；在使用時要注意：①二次側不得開路，不允許裝設開關或熔斷器；②二次側有一端必須接地；③注意端子的極性。電壓互感器二次額定電壓一般為100v，常用的電壓互感器有單相和三相(五芯柱式)兩類。電壓互感器并聯在線路中，通常接在母線上，有四種結線方式；電壓互感器在使用時要注意：①一、二側均不得短路；②二次側有一端必須接地；③注意端子的極性。

3、熔斷器分為高壓熔斷器和低壓熔斷器兩種。高壓熔斷器有戶內、戶外兩種類型，一般跌開式熔斷器和負荷型跌開式熔斷器為“非限流”式。低壓熔斷器主要用于低壓線路及設備的過載和短路保護，有插入式（rc型）、螺旋式（rl型）、無填料密閉管式（rm型）、有填料封閉管式（rt型）及引進技術生產的有填料管式gf、am系列和高分斷能力的nt型等。按保護性能也可分為有限流特性和無限流特性兩種。           4、高壓開關設備主要有高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關等。高壓斷路器的作用是斷開或接通負荷，故障時斷開短路電流，有油斷路器，真空斷路器，sf6斷路器三種類型。高壓隔離開關主要功能是隔離高壓電源，保證人身和設備檢修安全，它不能帶負荷操作，常與斷路器配合使用并裝設在電源側。高壓負荷開關具有簡單的滅弧裝置，可以通斷一定的負荷電流和過負荷電流，由于斷流能力有限，常與高壓熔斷器配合使用。

5、低壓開關設備主要有低壓斷路器、低壓熔斷器、低壓刀開關等。低壓斷路器是一種能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷、欠壓或失壓時自動跳閘的電氣開關設備，低壓斷路器有萬能式(框架結構)和塑殼式(裝置式)兩大類型，按安裝方式分有抽屜式和固定式兩種；按用途分有配電用、電動機保護、照明、漏電保護四種。

6、避雷器是保護電力系統中電氣設備的絕緣免受沿線路傳來的雷電過電壓或內部過電壓損害的一種保護設備，有保護間隙、管型、閥型、金屬氧化物等幾種類型，在成套裝置中氧化鋅避雷器使用較為廣泛。

7、成套配電裝置是制造廠成套供應的設備，在制造廠按照一定的線路結線方案預先把電器組裝成柜再運到現場安裝。按電壓高低可分為高壓成套配電裝置(也稱高壓開關柜)和低壓成套配電裝置(低壓配電屏和配電箱)。高壓開關柜有固定式和移開式兩大類。固定式高壓開關柜的柜內所有電器部件包括其主要設備如斷路器、互感器和避雷器等都固定安裝在不能移動的臺架上，一般用在企業的中小型變配電所和負荷不是很重要的場所。新型固定式高壓開關柜常用的有hxgn系列（固定式高壓環網柜）、xgn系列（交流金屬箱型固定式封閉高壓開關柜）和kgn系列（交流金屬鎧裝固定式高壓開關柜）等。手車式高壓開關柜是將成套高壓配電裝置中的某些主要電器設備固定在可移動的手車上，它檢修方便安全，恢復供電快，供電可靠性高，但價格較高，主要用于大中型變配電所和負荷較重要、供電可靠性要求較高的場所，主要新產品有jyn系列、kyn等系列等。低壓配電屏(柜)有固定式、抽屜式和混合式三種。固定式低壓配電屏結構簡單，價格低廉，目前使用較廣的有pgl、ggl、ggd等系列，適用于發電廠、變電所和工礦企業等電力用戶作動力和照明配電用。抽屜式低壓配電屏（柜）體積小、結構新穎、通用性好、安裝維護方便、安全可靠，廣泛應用于工礦企業和高層建筑的低壓配電系統中作受電、饋電、照明、電動機控制及功率補償之用，常用的抽屜式配電屏有bfc、gcl、gck等系列，它們一般用作三相交流系統中的動力中心(pc)和電動機控制中心(mcc)的配電和控制裝置。動力配電箱和照明配電箱是車間和民用建筑的供配電系統中對用電設備的最后一級控制和保護設備，分別用于動力配電、控制和照明、小型動力線路的控制、過負荷和短路保護。 第四節繼電保護的作用及常見故障   隨著電力系統的高速發展和計算機技術，通訊技術的進步，繼電保護向著計算機化、網絡化，保護、測量、控制、數據通信一體化和人工智能化方向進一步快速發展。與此同時越來越多的新技術、新理論將應用于繼電保護領域，這要求我們繼電保護工作者不斷求學、探索和進取，達到提高供電可靠性的目的，保障電網安全穩定運行。

一、繼電保護在供電系統障礙中的作用

(一)保證繼電系統的可靠性是發揮繼電保護裝置作用的前提：繼電系統的可靠性是發揮繼電保護裝置作用的前提。一般來說繼電保護的可靠性主要由配置合理、質量和技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證。

(二)繼電保護在電力系統安全運行中的作用：   繼電保護在電力系統安全運行中的作用主要有以下三點:

1.保障電力系統的安全性。當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響，并滿足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態穩定性等)。

2.對電力系統的不正常工作進行提示。反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無經常值班人員)發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。

3.對電力系統的運行進行監控。繼電保護不僅僅是一個事故處理與反應裝置，同時也是監控電力系統正常運行的裝置。

二、繼電保護常見的障礙   電壓互感器二次電壓回路在運行中出現故障是繼電保護工作中的一個薄弱環節。作為繼電保護測量設備的起始點，電壓互感器對二次系統的正常運行非常重要，pt二次回路設備不多，接線也不復雜，但pt二次回路上的故障卻不少見。由于pt二次電壓回路上的故障而導致的嚴重后果是保護誤動或拒動。據運行經驗，pt二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:pt二次中性點接地方式異常；表現為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網的原因，更多是由接線工藝引起的。這樣pt二次接地相與地網間產生電壓，該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上，使各相電壓產生幅值和相位變化，引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。pt開口三角電壓回路異常；pt開口三角電壓回路斷線，有機械上的原因，短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中，為達到零序電壓定值，往往將電壓繼電器中限流電阻短接，有的使用小刻度的電流繼電器，大大減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時，零序電壓較大，回路負荷阻抗較小，回路電流較大，電壓(流)繼電器線圈過熱后絕緣破壞發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈，使pt開口三角電壓回路在該處斷線，這種情況在許多地區發生過。pt二次失壓；pt二次失壓是困擾使用電壓保護的經典問題，糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善引起的。 電流互感器是供給繼電保護和監控系統判別系統運行狀態的重要組件。作為繼電保護對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實地反映一次電流的波形，特別是在故障時，不但要求反映故障電流的大小，還要求反映電流的相位和波形，甚至是反映電流的變化率。而傳統的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性，是非線性組件，當一次電流很大，特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴重飽和，勵磁電流成幾十倍、幾百倍增加，而且含有大量非周期分量和高次諧波分量，造成二次電流嚴重失真，嚴重影響了繼電保護的正確動作。由電工基礎理論可知，電流互感器在嚴重飽和時，其一次電流中的直流分量很大，使其波形偏于時間軸的一側。鐵心中有剩磁，且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產生的磁通方向相同，在短路電流直流分量剩磁的共同作用下，鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是，一次電流全部變為勵磁電流，二次電流幾乎為0。由于電流互感器嚴重飽和，使其傳變特性變差甚至輸出為0，才導致了斷路器保護的拒動，引起主變壓器后備保護越級跳閘。   針對目前微機繼電保護裝置自身的特點，造成了微機保護裝置故障一般有以下這些原因:電源問題，比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降，若電壓下降過大，會導致比較電路基準值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機保護的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作，要求電源輸出有足夠的功率。如果現場發生事故時，微機保護出現無法給出后臺信號或是重合閘無法實現等現象，應考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。對逆變電源應加強現場管理，在定期檢驗時一定要按規程進行逆變電源檢驗。干擾和絕緣問題，微機保護的抗干擾性能較差，對講機和其他無線通信設備在保護屏附近使用，會導致一些邏輯元件誤動作。微機保護裝置的集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，可使兩焊點之間形成了導電通道，從而引起繼電保護故障的發生。

第五節輸配電新技術發展

一、輸電技術的發展前景   輸配電技術的應用范圍涉及輸配電系統的規劃、設計、施工、遠行和維修各個領域。這些技術有的是現有成熟技術的延伸;有的是近年研究成功，接近商業化的新技術;有的則是面向未來長遠需求正在研究。

（一）三相高壓交流輸電仍是主流。   目前，常規的三相高壓交流輸電在遠距離輸電工程中占主導地位，在未來相當長的時間內仍將是輸電和聯網的主要方式。商業化的交流輸電工程最高電壓為765kv(800kv等級)。前蘇聯建成了900km的1150kv特高壓輸電線路并經過了試運行，后因多種原因降壓為500kv運行。

(二)高壓直流輸電日顯重要。   端對端直流輸電這是一種成熟的遠距離輸電技術。從1954年到1998年，全球己建成57個直流輸電工程，10項正在建設中。巴西伊泰普輸電工程直流部分是世界上最大的直流輸電工程，電壓為士600kv。這些工_程在遠距離輸電、電網互聯、跨海送電等方面發揮了重要作用。中國建成了士500kv葛洲壩一上海輸電工程、天一廣直流輸電工程。三峽一華東的直流輸電工程正在建設中。貴州一廣東、三峽一廣東的直流輸電工程的建設業已啟動。預計端對端直流輸電在未來仍是遠距離輸電和聯網的重要方式。

(三)靈活交流輸電方興未艾。   靈活交流輸電(facts)是基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓、相位實施靈活快速調節的輸電技術。它可以用來對系統的有功和無功潮流進行靈活控制，以達到大幅度提高線路輸送能力、阻尼系統振蕩、提高系統穩定水一平的目的。

(四)輸電線路發展趨勢。   1.緊湊型線路。緊湊型線路是指用增加分裂導線數、縮短相間距離、合理排列相導線等措施以降低線路波阻抗，從而提高線路輸送能力的輸電線路。緊湊型輸電線路可視為用改變線路的幾何結構的方法實現線路“自然的補償”的一種線路。研究緊湊型輸電線路的主要目標是提高線路的輸送能力，節省線路走廊。近年來國內外研究的優化導線和桿塔結構以減少線路產生的電磁場的環境影響的線路、在城市中為改善景觀而緊湊化的線路也常歸入緊湊型線路的范疇。導線和桿塔結構不作重大改動的一般的緊湊型輸電線路，輸送能力比常規線路可以提高20-30%。   2.氣體絕緣線路。氣體絕緣輸電線路(gil)是以六氟化硫氣體絕緣的、帶有與導線同軸的接地金屬外殼的輸電線路，與電纜相比，其優點是絕緣擊穿后可恢復、承載電流大。它可沿地面敷設，也可在地下敷設。氣體絕緣的輸電線已在水力發電廠的出線等場合得到應用。在沙特阿拉伯建設了一條總長17km的420kvgilo1997年投運。日本中部電力公司安裝了一條275kv3.3公里的gil,1998年投運，輸電1300mw，應用強迫冷卻后可送2850mw。未來，由于架空輸電線路的造價日增，輸電線路走廊的獲得越來越困難，氣體絕緣的輸電線的研究和開發受到重視。據預測，對大容量(1000mw以上)輸電，g工l在線路走廊昂貴的地方可以與架空輸電線路競爭。   3.超導輸線路。超導輸電是一種低損耗的輸電方式。由于輸電電壓低，電場影響很小。電纜的同軸結構和三相同管道，使磁場的影響也不大。故超導輸電是一種與環境協調的高效輸配電方式。ybco-123超導體的臨界電流密度己達l00ka/cm2的數量級。利用原來的電纜管道，安裝超導電纜可滿足大城市供電增容的需要。利用原來的電纜管道，安裝超導電纜可滿足大城市供電增容的需要。目前，超導電纜的價格很高，冷凍系統的可靠性有待檢驗，用于長距離輸電工程的前景尚不明朗。

(五)變電站發展趨勢   1.集成化電力設備為了實現電氣設備緊湊化、模塊化、智能化的目標，出現了不同電氣設備集成以及強電設備和弱電設備集成的傾向。現在已研究出包括斷路器、隔離月-關、接地開關、電壓及電流互感器、傳感器及計算機處理器在內的緊湊化模塊化的智能開關設備，它可以視為簡化的g工s和控制設備的集成(又稱為pass)。因為占地小、結構簡單，可以減少變電站投資、縮短安裝周期。由于控制、保護、通信等微電子設備與高電壓大電流主設備安裝于一體，因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術關鍵。目前275kv等級的pass在運行，效果如何尚待實踐檢驗。外國公司最近研制成功“電力發生器”(powerformer)，實質上是高壓發電機。由于電纜技術的進步，可以用電纜來代替原來發電機定子中的矩形截面的導線，使電機絕緣的耐壓成數量級的提高。因此，發電機出口的電壓可以提高到400kv，不需要升壓變壓器就自接聯接到架空線路。“電力發生器”的優點除了使升壓變電站大大簡化以外，還有散熱性能好，短路電流小，便于檢修等優點目前在一個水電站試運行。 2.與環境友好的變電站變電站對環境的影響之一是它產生的噪聲。變電站產生的噪聲主要是電氣設備機械振動噪聲，如主變壓器、電抗器的振動噪聲;油泵、風機的噪聲、高壓斷路器跳合閘的機械撞擊噪聲等。其次是變電站泄漏和廢棄物影響。變電站中電氣設備的可能產生的泄漏(如油、氣的泄漏)和廢棄物(廢電纜頭、廢導線、廢絕緣子等)對周圍環境的影響，日益受到重視。許多國家制定了對廢棄物管理的規定。解決辦法主要有:建立嚴格的管理制度;提高設備制造質量、加強維護，防止泄漏發生;采用無油設備;實施廢棄物回收和再生等另外，減少變電站對景觀的影響也提到議事日程。在輸配電系統設計時，還應當考慮線路和變電站可能產生的景觀影響，即從建筑學的角度有礙觀瞻的問題。通過線路的緊湊化:從律筑學的角度仲桿塔設計得比較美觀，與周圍的環境和諧一致。

二、配電技術展望

(一)可靠的網絡結構。合理的網絡結構是保證可靠供電的基礎。放射式配電網的優點是設施簡單、投資少，但供電可靠性比較低。多回線平行的配電網可提高可靠性，但保護配置較復雜。環式配電網和網絡式配電網可以進一步提高供電可靠性，但配電設施多、保護配置比較復雜、短路電流水平高，因而造價較高，應根據實際需要加以選擇。

(二)配電自動化技術。配電自動化是配電系統中技術更新最快的一個領域，其內容通常包括:scada系統、饋線自動化系統、地理信息和設備管理系統gis、故障報修應答系統、負荷管理系統、自動抄表系統等。這些系統通常有不同的組合，并可與離線的管理信息系統集成。未來的配電自動化系統發展的趨勢是:發展建立在開放式計算機平臺上的綜合的配電自動化系統，以實現配電系統的數據采集監視、無功自動調節、故障隔離、設備管理、負荷控制、用電管理等功能同時，還可以與其他離線的管理系統和信息系統交換共享信息資源。

(三)電能質量控制技術。電能質量控制技術將成為重要的配電技術。電能質量不只局限于對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還需要對各種瞬態的波動和干擾，如電壓閃變、電壓暫降、脈沖、振蕩加以抑制，因而需要發展電能質量控制新技術。用戶特定質電力技術是應用現代電力電子技術和控制技術為用戶提供用戶特定要求質量電能的技術。主要設備有:用于配電網的靜止同步補償器,動態電壓恢復器等靈活、可靠、智能配電系統是一種靈活、可靠性高、可提供多品質電力的電能流通系統。它相當于用戶附近的一個電力改質中心。改質中心產生多種品質的電能，通過靜止開關可與高壓側配電線和低壓側配電線靈活地連接。另一方面通過連結的光纜網，改質中心還進行信息處理和交換。

(四)先進表計系統。先進儀表是未來配電的重要組成部分。現代電能表計系統除電能計量的功能外，還具有負荷調查、實時電價、電價區間指示、電能質量監控的功能，如記錄分析電壓暫降、諧波、電壓閃變等。此外還具有雙向通信、用戶訪問、自診斷及警報、誤差軟件補償功等重要的功能。

(五)配電施工技術。城市配電工程的施工一般要在地下管路縱橫交錯、交通繁忙的市區進行，為了盡可能減少對市政交通的影響、加快施工進度，已經研究出新的城市配電施工技術，如電纜定向連續敷設技術，地下設施探測定位技術，例如“地下物體雷達定位系統”可在計算機屏幕上顯示地面4米以下的物體。

(六)分布式電源。分布式發電裝置是指功率為數kw至mw的小型模塊式的，與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第三方所有，用以滿足電力系統和用戶的特定的要求，如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電，節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。當今的分布式電源主要是指微型燃氣輪機和燃料電池。由于公眾對輸電線路可能產生的電磁影響的憂慮，開辟新的線路走廊越來越困難。此外，由于電力市場自由化減低電價的需要，直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置便成為一種有競爭力的替代方案。分布式的電源可大大地提高供電可靠性，可在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下維持重要用戶的供電。如何確保一些重要的集會和慶典供電安全常是困擾電力部門的一個重要問題。如果有分布式的電源處于運行狀態，則供電的可靠性會大大提高。對供電網難以達到的邊遠分散用戶，分布式的電源在技術經濟上具有競爭力。此外，發展電動車的電源是研究發展分布式的電源的重要推動力

第二章牽引變電所

第一節二次設備電路概述 一、二次接線電路圖   供電系統中，為保障一次高壓電氣設備安全運行和實現對其操作控制而設置的控制、信號、監測與繼電保護、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設備，通常稱為二次設備。用來表明二次設備相互聯接的電氣結線圖，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2-1所示的展開接線圖，其主要特點是：在原理接線圖基礎上，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