电气工程及其自动化生产实习报告Word文件下载.docx

资源描述

电气工程及其自动化生产实习报告Word文件下载.docx

《电气工程及其自动化生产实习报告Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工程及其自动化生产实习报告Word文件下载.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电气工程及其自动化生产实习报告Word文件下载.docx

前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅰ目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅱ第一章电力系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

1.1电力系统简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

1.2电力系统的基本组成及我国电力布局⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

1.3火力发电产种类和生产流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2

1.4水力发电厂种类和生产流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3

1.5输配电技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

1.6继电保护装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8

第二章牵引变电所⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

2.1牵引变电所简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

2.2牵引变电所组成和分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

2.3牵引变电所设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

2.4牵引变电所供电方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12

2.5牵引变电所主控制屏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

2.6牵引变电所电气连接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14

第三章接触网⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14

3.1接触网简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14

3.2接触网部分零件及其结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15

3.3接触网供电方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19

3.4接触网的基本要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19

第四章变压器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20

4.1变压器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20

4.2变压器组成及分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21

4.3变压器的基本生产工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22

第五章成灌高铁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24第六章成都地铁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24第七章交大许继⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26

第一章电力系统

1.1电力系统简介

一、电力系统的主要特点和发展情况

由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。

为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。

由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。

因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。

据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

中华人民共和国的电力系统从50年代开始迅速发展。

到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。

输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。

1.2电力系统的基本组成及我国电力系统布局

一、电力系统基本组成

电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。

电源指各类发电厂、站，它将一次能源转换成电能；

电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。

它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。

电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。

它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。

为保证系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。

它成为实现电力系统信息传递的神经网络，使电力系统具有可观测性与可控性，从而保证电能生产与消费过程的

正常进行以及事故状态下的紧急处理。

根据电力网的结构方式，又分为开式电力网和闭式电力网。

凡用户只能从单方向得到电能的电力网，称为开式电力网；

凡用户至少可以从两个或更多方向同时能得到电能的电力网，称为闭式电力网。

根据电压等级的高低，电力网还可分为低压、高压、超高压几种。

通常把1kV以下的电力网称为低压电网，1～220kV的电力网称高压电网，330kV及以上称超高压电网。

1.3火力发电厂种类和生产流程

一、火力发电厂种类

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：

燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。

按燃料分：

燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；

按原动机分：

凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—燃气轮机发电厂等；

按蒸汽压力和温度分：

中低压发电厂（3.92MPa，450度），高压发电厂（9.9MPa，540度），超高压发电厂（13.83MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；

超超临界压力发电厂（31MPa，600度）；

按发电厂装机容量分：

小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发电厂（250—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）。

二、火力发电厂生产过程

燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。

大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。

因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。

磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。

煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。

洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。

助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。

这样，一方面使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。

从空气预热器排出的热空气分为两股：

一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。

燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰

一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。

火力发电厂在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。

在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。

在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。

水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤受燃烧过程中放出的热量。

部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。

饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。

过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。

具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。

高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。

汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。

当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。

释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。

乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，重新凝结成水，此水成为凝结水。

凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。

在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。

以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。

在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；

在汽轮机中，蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能；

在发电机中机械能转变为电能。

炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。

与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。

主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。

火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

1.4水力发电厂种类和生产流程

一、分类按集中落差的方式分类：

堤坝式水电厂、引水式水电厂、混合式水电厂；

按径流调节的程度分类：

无调节水电厂、有调节水电厂

二、生产过程水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。

因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。

1.5输配电技术

一、输配电主要电气设备

（1）牵引变电所主接线主接线反映了牵引变电所的基本结构和功能。

牵引变电所的主接线可分为

电气主接线和二次接线两部分。

电气主接线是指牵引变电所内一次设备（生产、

变换、输送、分配和使用电能的设备）的连接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。

二次接线是指牵引变电所内二次设备（对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备）的连接方式。

二次接线对一次接线的安全运行起着重要作用。

基本形式：

单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、一台半断路器接线、桥式接线及分支接线等。

（2）牵引变电所变压器

牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器（牵引变压器）、自

耦变压器（AT）、所用变压器几种；

根据结线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。

尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。

主变压器是牵引变电所内的核心设备，担负着将电力系统供给的三相

110kV（或单相220kV）的电源变换成适合电力机运用的27.5kV的单相电。

由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强，这

也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。

自耦变压器（AT）是AT供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引网每10～20km设一台，用以降低线路

阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。

（3）断路器牵引变电所目前应用最多的有少油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器和真空断路器等几种，各种断路器的区别主要在于所用的灭弧介质不同，如少油断路器采用变压器油作为绝缘和灭弧介质、六氟化硫断路器使用六氟化硫气体（SF6）作为绝缘和灭弧介质，真空断路器则使用真空作为绝缘和灭弧介质等，由于灭弧介质不同，断路器的结构自然有所差别。

断路器依靠本身所具有的强大的灭弧能力，不但可以带负荷切断各种电气设备和牵引网线路，更可与保护装置配合，快速、可靠地切断各种短路故障。

它是牵引变电所内最为重要的电气设备之一，其工作最为繁重，地位最为关键结构最为复杂。

（4）隔离开关隔离开关，是一种在需要时将电气设备、线路与电源隔离开来的开关设备，具有明显可见的、距离足够的断口，它不带灭弧装置，不能开、合负荷电流和短路电流，具体作用为：

将需要停电的设备、线路与电源可靠隔离，以保证检修工作的安全。

改变供电方式，如110kV进线互投、牵引侧高压母线的分段运行或并联运。

开、合小电流电路如电压互感器、避雷器及小容量的空载变压器

（5）互感器

互感器作用将高电压、大电流变换成低电压、小电流，以供仪表、继电器等二次设备使用。

将高电压与低电压可靠地隔离开来，以保障二次设备及人身的安全。

将电压互感器二次输出电压统一规定为100V，电流互感器二次输出电

流统一规定为5A，便于设备设计和制造的标准化，并降低生产成本，牵引变电所等级一般为1.5级。

牵引变电所内仅有变压器、开关等变、配电设备是远远不能满足安全、可靠、高效供电等要求的，还需要用二次设备将其有效的监控、保护起来，因此，就需要一种变换装置将主设备中的电气参数传递给二次设备，如仪表、继电器等。

这种将高电压、大电流变换成低电压、小电流的设备就是互感器，变换电压的设备叫电压互感器，变换电流的设备叫电流互感器。

（6）高压熔断器作为结构简单的保护电器，高压熔断器通常用于保护功率较小和对保护性能要求不高的场合。

它可以在过载或短路故障时单独断开电路，达到保护设备目的，也可与负荷开关配合，组成“F-C”接线。

常用的高压熔断器可分为限流式（如牵引变电所中用于保护电压互感器的熔断器）与跌落式两类

二、输变电新技术及其发展

输配电技术的应用范围涉及输配电系统的规划、设计、施工、远行和维修各个领域。

这些技术有的是现有成熟技术的延伸;

有的是近年研究成功，接近商业化的新技术；

有的则是面向未来长远需求正在研究。

在未来的输变电技术中三相高压交流输电仍是主流，高压直流输电日显重要，灵活交流输电方兴未艾。

输电线路发展趋势在于：

紧凑型线路、气体绝缘线路、超导输线路。

配电技术展望在对可靠的网络结构、配电自动化技术、电能质量控制技术、先进表计系统、配电施工技术和分布式电源等技术的进一步发展，同时也是对输变电技术的用一种提高。

1.6、继电保护装置

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。

实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。

继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：

这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。

大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

装置类型：

电流保护、电压保护、瓦斯保护、差动保护、高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护、方向保护等九种保护类型。

第二章牵引变电所

2.1牵引变电所简介

电力牵引的专用变电所。

牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。

一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。

在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。

2.2牵引变电所组成和分类

一、牵引变电所组成

牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。

工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。

此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。

二、牵引变电所分类

牵引变压所分为直流和交流两类。

直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压

和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机

车或电动车辆供电。

交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相、单相和三相两相牵引变电所。

1三相牵引变电所：

变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。

三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。

由于两侧相位差60°

需要分段。

这种牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身

和地方的三相用电；

缺点是变压器的容量未能充分利用。

2单相牵引变电所：

采用1～2台单相变压器。

用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。

为了检修方便，两供电分区采用相关分段加

以隔离。

若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；

两个副边绕组按V形接线,公共点接轨道,其余两端分别向两侧的分区供电,并用