某工厂供电系统的设计说明书

1、应充分分考虑工工厂以后后扩建的的需要，本本可持续续的思想想融入以以后的设设计过程程中。 但是本设设计限于于自己能能力有限限，设计计过程难难免会出出现错误误和不足足，望老老师和同同学批评评指正。参 考 文文 献1 王王荣藩. 工厂厂供电设设计与实实验. 天津：天津大大学出版版社，220022. 2 刘刘介才. 工厂厂供电简简明设计计手册. 北京京：机械械工业出出版社，1199333 苏苏文成. 工厂厂供电. 陕西西：北京京：机械械工业出出版社, 20002.4 别别朝江. 配电电系统可可靠性评评.北京京：中国国电力出出版社, 199975 沈沈根才.中国电电力百科科全书. 北京京：中国国电力出出

2、版社, 19997. 6 余余建明，同同向前，苏苏文成.供电技技术MM.北北京：机机械工业业出版社社，20008.7 刘刘继春.发电机机电气设设计与CCAD应应用DD.四四川：四四川大学学，20003.8 刘刘增良,刘国亭亭.电气气工程CCAD.北京：中国水水利水电电出版社社,20003. 9 王王荣潘.工厂供供电设计计与实验验M.天津津：天津津大学出出版社，119899.10 唐志平平.供配配电技术术M.北京京：电子子工业出出版社，220055.11 刘介才才.工厂厂供电:第四版版.北京京:机械械工业出出版社,20004.12 余键明明等.供供电技术术:第三三版.北北京:机机械工业业出版社社

3、,19998.13 刘介才才.实用用供配电电技术手手册.北北京:中中国水利利水电出出版社,20002.14 黄德仁仁等.供供用电实实用技术术手册.北京:中国水水利水电电出版社社,19996.15 中国航航空工业业规划设设计研究究院.工工业与民民用配电电设计手手册:第第2版.北京:水利 电电力出版版社,119944.16 刘介才才. 工工厂供电电设计指指导.北北京:机机械工业业出版社社,19998.17 工厂常常用电气气设备手手册(上上册).北京:水利电电力出版版社,119833.18 郭仲礼礼.高压压电工实实用技术术.第22版.机机械工业业出版社社,20000.19 杨卫东东.工厂厂供配电电.

4、北京京:电子子工业出出版社，220022.20 周裕厚厚.变配配电所常常见故障障处理及及新设备备应用. 北京京:中国国物资出出版社,20002.21 刘介才才.工厂供供电 M 北京京：机械械工业出出版社，2003.44-48.22 王健明明，苏文文成供供电技术术 MM 西安：电子工工业出版版社，22004423 何仰赞赞，温增增银电电力系统统分析 M 武武汉：华华中科技技大学出出版社，22004424 张桂香香机电电类专业业毕业设设计指南南 MM 北京：机械工工业出版版社，22005525 江文，许许慧中供配电电技术 M 北北京：机机械工业业出版社社，2000326 李梅.电工基基础 M 北京

5、京：中国国电力出出版社，22004427 项根，曾曾克娥电力系系统继电电保护原原理与应应用 M 武汉汉：华中中科技大大学出 版社社，2000428 吕继绍绍继电电保护整整定计算算与实验验 MM 武汉：华中工工学院出出版社，11983329 王维俭俭电力力系统继继电保护护基本原原理 M 北京京：清华华大学出出版社，11991130 陈伯时时拖动动自动控控制系统统 MM 北京：机械工工业出版版社，22000031 Praabhaa KKundder.Powwer Sysstemm Sttabiilitty aand Conntrool M (影影印版) 北北京：中中国电力力出版社社，1999932

6、 Blaackbburnn J L.et al.Appplieed PProttecttivee Reelayyingg MM .2nd EEdittionn . Corral Sprringg; WWesttingghouuse Eleectrric Corrporratiion ，1998233 Worrkgrroupp off GEEC AALTHHOM Meeasuuremmentts.PProttecttivee ellayss-ApppliicattionnGuiide M .3rd EEdittionn.Sttafffordd;GEEC AALTHHOM Prootecctioo

7、n aand Conntrool LLimiitedd，19987外文翻译Microoproocesssorr-Baasedd Prroteectiive Rellayss TThiss artticlle desscriibess thee bennefiits of miccropproccesssor （P) rellay perrforrmannce andd itts ccapaabillitiies beyyondd prreviiouss prootecctivve rrelaayinng ttechhnollogiies. Thhis artticlle aalsoo diis

8、cuussees aa muultiiplee quualiity-meaasurremeent appproaach to obsservvingg, mmeassuriing, annd tthenn caalcuulattingg P reelayy reeliaabillityy annd uunavvaillabiilitty. Thiis iis aan impporttantt coonsiiderratiion forr inndusstriial andd coommeerciial facciliitiees tthatt aree beeingg reequiiredd

9、too reepaiir oor rrepllacee olld eelecctroomecchannicaal or sollid-staate (annaloog aand diggitaal) prootecctivve rrelaayinng equuipmmentt beecauuse of equuipmmentt maalfuuncttionns, missopeerattionns, acccideentaal ttripppinng, or obssoleesceent parrts. Allthooughh P rellayss haave beeen ccommmercc

10、iallly avaailaablee foor mmoree thhan 20 yeaars andd reeseaarchhed forr thhe ppastt 400 yeearss, iinduustrriall annd commmerrciaal pplannt eengiineeers tennd tto bbe mmoree reelucctannt tto embbracce tthe P teechnnoloogy. Ellecttricc poowerr uttiliitiees iin NNortth Ameericca hhavee agggreessiivelly

11、 sseleecteed tto rrepllacee ollderr prroteectiion equuipmmentt byy uppgraadinng aand repplaccingg thhe eequiipmeent witth nnew P rrelaays wheenevver andd whhereeverr poossiiblee.Thhis artticlle iis uusefful forr coonsuultiing enggineeerss, iinduustrriall andd coommeerciial eleectrric powwer plaant e

12、nggineeerss, aand oriiginnal equuipmmentt mannufaactuurerr (OOEM) ennginneerrs wwho aree innterrestted in doiing relliabbiliity andd unnavaailaabillityy prrediictiionss foor iinduustrriall ellecttricc poowerr diistrribuutioon ssysttemss thhat empployy P reelayys. Furrtheermoore, thhis artticlle aass

13、iistss thhosee makkingg P rrelaay ccostt-veersuus-rreliiabiilitty ddeciisioons wheen pperfformmingg faacillitiies stuudiees tto eevalluatte aand impprovve tthe sysstemm relliabbiliity or cappaciity of an exiistiing plaant. TThiss arrticcle expplorres thee beeneffitss inn peerfoormaancee (ssenssitiiv

14、itty aand speeed), rreliiabiilitty (seccuriity, seelecctivvityy, aand deppenddabiilitty), avvaillabiilitty, effficiienccy, ecoonommicss, ssafeety, coompaatibbiliity, annd cappabiilittiess off P mmulttifuuncttionn prroteectiive rellayiing tecchnoologgy ooverr thhe preevioous exiistiing tecchnoologgie

15、ss, nnameely eleectrromeechaaniccal andd soolidd sttatee.Thhe ssugggestted typpicaal vvaluues, quualiity meaasurremeentss, aand anaalyssis of prootecctivve rrelaayinng pperfformmancce, relliabbiliity, andd unnavaailaabillityy arre iinteendeed tto bbe aa reccommmenddatiion of whaat ccoulld bbe useed

16、aas aa beenchhmarrk iin oour inddusttry. IIn 119888, tthe artticlle Prractticaal BBeneefitts oof MMicrroprroceessoor-BBaseed RRelaayinng 11, preesenntedd att thhe 115thh Annnuaal Wessterrn PProttecttivee Reelayy Coonfeerennce(WPRRC), deescrribeed tthe equuipmmentt harrdwaare andd hoow ttypiicall eaa

17、rlyy-moodell P-bbaseed pprottecttivee reelayys pperfformm thhe siggnall prroceessiing froom iinpuuts, loogicc mannipuulattionns, andd caalcuulattionns.LLateer iin 119911 annd 119922, 2 andd 33 proovidded goood ddetaaileed eexpllanaatioons andd exxamppless off thhe iincrreassed opeerattionnal fleexib

18、biliity andd thee adddittionnal feaaturres of P reelayys tthatt beetteer aaccoommoodatte ssysttem dissturrbanncess, rrelaay ffaillurees, prootecctioon pphillosoophiies, annd cchannginng ppoweer ssysttem conndittionns. WWithh thhe ssignnifiicannt ccostt annd cconssequuencces of eleectrric powwer syss

19、temm faiilurres beiing inccreaasedd, oofteen aa siinglle fforcced outtagee caan ddrassticcallly eexceeed thee reeplaacemmentt prrojeect cosst of thee faaileed eelecctriicall diistrribuutioon eequiipmeent. Fuurthhermmoree, mmanaagerrs aand opeerattorss off inndusstriial plaantss thhat havve NNASAAs f

20、aiilurre iis nnot an opttionn mminddsett reegarrdinng forrcedd prroceess outtagees wwilll bee reequiiredd too loook at thee inhhereent relliabbiliity of a pplannts eelecctriic ppoweer ssysttem, inccluddingg thhe pprottecttivee reelayyingg deevicces andd coompoonennts of thee ellecttriccal disstriibu

21、ttionn eqquippmennt, to atttemppt tto appproaach zerro ddefeectss foor uuncllearred eleectrric sysstemm faaultts. WWithh reeferrencce tto 4, thhe ffolllowiing deffiniitioons of thee terrms useed iin tthiss arrticcle aree prroviidedd:Qualiity: Thhe ttotaalitty oof ffeatturees aand chaaraccterristtics

22、s of a pprodductt orr seerviice thaat bbearr onn itts aabillityy too sattisffy sstatted or impplieed nneedds.Reliaabillityy (oof aa reelayy orr reelayy syysteem): A meaasurre oof thee deegreee oof ccerttainnty thaat tthe rellay, orr reelayy syysteem, willl pperfformm coorreectlly. Notte: Relliabbili

23、ityddenootess ceertaaintty oof ccorrrectt opperaatioon (deppenddabiilitty) toggethher witth aassuurannce agaainsst iincoorreect opeerattionn (ssecuuritty) froom aall exttranneouus ccausses. AAvaiilabbiliity: Ass apppliied eittherr too thhe pperfformmancce of inddiviiduaal ccompponeentss orr too thha

24、t of a ssysttem, itt is thee loong-terrm aaverragee frracttionn off tiime thaat aa commponnentt orr syysteem iis iin sservvicee annd ssatiisfaactoorilly pperfformmingg itts iinteendeed ffuncctioon. An altternnatiive andd eqquivvaleent deffiniitioon ffor avaailaabillityy iss thee stteaddy-sstatte ppr

25、obbabiilitty tthatt a commponnentt orr sysstemm iss inn seerviice.Unavaailaabillityy: TThe lonng-ttermm avveraage fraactiion of timme tthatt a commponnentt orr syysteem iis oout of serrvicce duee too faailuuress orr scchedduleed ooutaagess. AAn aalteernaativve deffiniitioon iis tthe steeadyystaate p

26、roob-aabillityy thhat a ccompponeent or sysstemm is outt off seerviice duee too faailuuress orr schheduuledd ouutagges. Maatheematticaallyy, unaavaiilabbiliity (11 avvaillabiilitty). FFailluree raate: Thhe mmeann nuumbeer oof faiilurres of a ccompponeent perr unnit expposuure timme. Usuuallly, timme

27、 iis exppresssedd inn yeearss, aand faiilurre rratee is givven in faiilurres perr yeear.Mean timme tto ffailluree (MMTTFF):TThe meaan ttimee unntill a commponnentts ffirsst faiilurre, forr coompoonennts witth aa weear outt faailuure modde, succh aas iincaandeesceent ligght bullbs. MMeann tiime bettw

28、eeen ffaillurees (MTBBF):Thee meean expposuure timme bbetwweenn connseccutiive faiilurres of a ccompponeent.It cann bee esstimmateed bby ddiviidinng tthe expposuure timme bby tthe nummberr off faiilurres in thaat pperiiod, prroviidedd thaat aa suuffiicieent nummberr off faailuuress hass occcurrred i

29、n thaat perriodd. MMTBFFs oobseerveed (reppairred iteems): FFor a sstatted perriodd in thee liife of an iteem, thee meean vallue of thee lenngthh off tiime bettweeen cconssecuutivve ffaillurees, commputted as thee raatioo off thhe ccumuulattivee obbserrvedd tiime to thee nuumbeer oof ffaillurees uun

30、deer tthe staatedd coondiitioons. 1) Thhe ffailluree crriteeriaa shhalll bee sttateed; genneraallyy, tthe maiin ccritteriia iis ffailluree too coonfoorm to speecifficaatioon. 2) Cummulaativve ttimee iss thhe ssum of thee tiimess duurinng wwhicch eeachh inndivviduual iteem hhas beeen pperfformmingg i

31、tts rrequuireed ffuncctioon uundeer tthe staatedd coondiitioons. 3) Thhis MTBBF iis tthe recciprrocaal of thee obbserrvedd faailuure ratte dduriing thee peeriood. 4) MTBBF ddoess noot iindiicatte uusefful liffe. MMeann tiime bettweeen rremoovalls (MTBBR) obsservved:Thee meaan vvaluue oof tthe lenngt

32、hh off tiime bettweeen cconssecuutivve unsscheedulled uniit rremoovalls, commputted as thee raatioo off thee cuumullatiive obsservved serrvicce yyearrs oof iinsttallled basse to thee nuumbeer oof hharddwarre, unrrepeeataablee, ssofttwarre, or mannufaactuurinng pproccesss fiieldd faailuuress. RRemoov

33、all raate: Thhe mmeann nuumbeer oof rremoovalls oof aa commponnentt peer yyearr, tthatt iss, 11/MTTBR.Outagge: Thee sttatee off a commponnentt orr syysteem wwhenn it is nott avvaillablle tto ppropperlly pperfformm itts iinteendeed funnctiion beccausse oof ssomee evventt diirecctlyy asssocciatted wit

34、th tthatt coompoonennt oor ssysttem.Interrrupptioon: Thee coomplletee looss of volltagge ffor a timme pperiiod. Thhe ttimee baase of thee innterrrupptioon iis chaaraccterrizeed aas ffolllowss:Instaantaaneoous: 0.530 cycclessMomenntarry: 30 cyccless too 2 sTempoorarry: 2 ss too 2 minnSustaaineed: gre

35、eateer tthann 2 minn. IInduucedd faailuure: Faailuure atttribbutaablee too thhe aappllicaatioon oof sstreessees bbeyoond thee sttateed ccapaabillitiies of thee ittem. IInittiall quualiity errror ratte (IQ): TThe nummberr off faailuuress occcurrrinng dduriing thee fiirstt twwo ddayss off owwnerrshiip

36、 oof aa unnit, exxpreesseed aas aa peerceent of thoose uniits tesstedd orr pllaceed iin sservvicee. MMainntennancce iindiicattor (MII), obsservved: Thhe mmeann vaaluee off thhe lenngthh off tiime bettweeen cconssecuutivve uunitt faailuuress, rremoovalls, andd sooftwwaree uppgraadess, ccompputeed aas

37、 tthe rattio of thee cuumullatiive obsservved serrvicce yyearrs tto thee nuumbeer oof ffaillurees, remmovaals, annd sservvicee-buulleetinn-reelatted upggraddes. UUsefful liffe oor sservvicee liife: Thhe perriodd frrom a sstatted timme dduriing whiich, unnderr sttateed ccondditiionss, aan iitemm haas

38、 aan aacceeptaablee faiilurre rratee orr unntill ann unnreppairrablle ffailluree occcurrs.Perfoormiing Traadittionnal Funnctiionss Beetteer Miicrooproocesssorr reelayy scchemmes aree siimpller dessignns bbecaausee thhey usee leess rellayiing commponnentts aand auxxiliiaryy eqquippmennt.TThesse ssche

39、emess usse tthe samme ddataa innputts witthinn thhe rrelaay tto pperfformm adddittionnalrelayy fuuncttionns uusinng BBoolleann allgebbraiic exppresssioons. Thhe iimprroveemennts cann bee summmarrizeed aas ffolllowss:Low-bburdden devvicees. MMoree siimplle pprottecttionn scchemmes andd coompaact dess

40、ignns ddue to mulltiffuncctioon ddeviicess. FFor exaamplle, thee trranssforrmerr prroteectiion of priimarry ddifffereentiial rellayss annd bbackkup timme- andd innstaantaaneoous-oveercuur-rrentt reelayys rrequuiriing tenn ellecttrommechhaniicall reelayys (EMMRs) iss reeducced to a pprimmaryy annd aa

41、 baackuup mmulttifuuncttionn P-baasedd reelayy.Lowerr coost. WWideer aand conntinnuouus ssetttingg raangees. GGreaaterr seensiitivvityy duue tto hhighher acccuraacy metteriing andd reepeaatabbiliity of rellay. Heencee, 00.2 s ccoorrdinnatiing timme iinteervaal (CTII) iinstteadd off thhe ttypiicall 0

42、.33 s cann bee ussed forr cooorddinaatioon. FFaullt ssenssingg annd hhighh-sppeedd trripppingg, wwhicch pprovvidee impprovved sysstemm sttabiilitty aand powwer quaalitty.Flexiibillityy foor ddesiigniing or chaangiing a pprottecttionn schhemee (nnot avaailaablee wiith sollid-staate anaalogg orr diggi

43、taal rrelaays) wiithoout insstalllinng aaddiitioonall eqquippmenntliike conntrool sswittchees, beccausse oof uuserr-prrogrrammmablle llogiic.Negattivee-seequeencee poolarrizaatioon.Negattivee-seequeencee ovverccurrrentt annd ddifffereentiial eleemennts.Threee-poole subbcyccle currrennt-ddifffereenti

44、ial prootecctioon.Builtt-inn syynchhronnismm-chheckk fuuncttionn too suuperrvisse breeakeer cclossingg coondiitioons.Prellayss caan bbe ttestted undder loaad ccondditiionss too connfirrm pphasse aanglle aand maggnittudee vaaluees uusinng thee meeterringg coommaand of thee reelayy.Proviidinng MMoree

45、Innforrmattionn AA prroteectiive rellayiing sysstemm inncluudess reelayys, volltagge aand currrennt ttrannsfoormeers, ciircuuit breeakeers, a dc suppplyy, cconttroll caablees,aand sommetiimess a commmunnicaatioons chaanneel tto eexchhangge ddataa bettweeen rrelaays.Hennce, prroteectiive rellayiing r

46、elliabbiliity deppendds on alll thhe ssysttem eleemennts. Inn thhe ppastt, EMRRs wweree reespoonsiiblee foor aa hiigh perrcenntagge oof pprottecttionn syysteem ooperratiion faiilurres or unddesiiredd opperaatioons. Ass shoowniinthhisaartiiclee,P rrelaays aree higghlyy reeliaablee deevicces thaat ppr

47、ovvidee prroteectiion andd faaultt reecorrdinng aand cannmonnitoor tthe staatuss off soome of thee ellemeentss off thee prroteectiion sysstemm. Thhe iinfoormaatioon tthatt thhesee deevicces gattherr duurinng ssysttem dissturrbanncess annd fauultss iss veery impporttantt inn unnderrstaandiing thee po

48、owerr syysteem bbehaavioor aand evaaluaatinng tthe prootecctioon ssysttem perrforrmannce.Thee immporrtannce of anaalyzzingg thhis infformmatiion cannnott bee ovversstatted.Furthhermmoree, mmanyy off thhe nnew feaaturres aree noot aavaiilabble in preevioous tecchnoologgiess, ssuchh ass thhe ffolllowi

49、ing:multiiplee seettiingss grroupps buiilt-in eveent repporttingg shhowss volltagge aand currrennt lleveels andd rellay eleemennt, conntacct ooutpput, andd coontaact inpput staatuss evveryy onee-foourtth ccyclle (forr a rellay thaat proocesssess itts llogiic ffourr tiimess peer powwer cyccle.alll re

50、elayy evventt annd SSOE infformmatiion forr enntirre pplannt timmesttampped to 1-mms aaccuuraccy, usiing a sstanndarrd glooball poosittionningg syysteem (GPSS)-ssyncchroonizzed timme siggnall, mmakiing posstfaaultt annd iinteerruuptiion invvesttigaatioons thaat iinvoolvee muultiiplee evventts iin dd

51、ifffereent rellayss eassy tto ccorrrecttly recconsstruuct forr rooot cauuse anaalyssis.Increeaseed RReliiabiilitty TThe feaaturres buiilt intto P reelayys mmakee a powwer sysstemm saffer, moore relliabble, annd mmoree ecconoomiccal. Wee deesiggn aand tesst P rrelaays to opeeratte rreliiablly iin tth

52、e touugheest envviroonmeentss. AAfteer aall, thhe llesss maainttenaancee a rellay reqquirres, thhe lesss ttimee thhe rrelaay iis oout of serrvicce. Outt-off-seerviice rellayss redducee thhe pprottecttionn off thhe ssysttem. Thhe rreliiablle ooperratiion of P rrelaays enssurees tthatt thhe ssysttem i

53、s opeerattingg wiithiin dessignn liimitts. Wiith EMRRs, thee onnly wayy too knnow if thee reelayy waas worrkinng wwas to remmovee itt frrom serrvicce aand tesst iit. Thee teest wouuld verrifyy onnly wheetheer tthe rellay worrkedd duurinng ttesttingg. YYou couuld nott bee suure thee EMMR wwoulld wwor

54、kk whhen youu reeturrnedd itt too seerviice. Ann immporrtannt bbeneefitt off a P rrelaay iis tthe abiilitty tto cconsstanntlyy ruun sselff-chheckks tto cconffirmm thhat alll fuuncttionns aare opeerattingg prropeerlyy. P reelayys hhavee 75585% cooverragee inn sellf-ddiaggnossticcs, as expplaiinedd fu

55、urthher in 5. TThe enaablee ligght in froont of a P reelayy asssurres eleectrriciianss annd ooperratoors thaat tthe rellay is funnctiioniing andd prroteectiing thee syysteem. Unllikee thhe EEMRss, wwhicch mmay gett chheckked on an annnuall (oor llongger) baasiss, P rrelaays cheeck theemseelvees ttho

56、uusannds of timmes eacch mminuute. Adddittionnallly, if thee seelfttestt fiindss ann annomaaly, thhe rrelaay aautoomatticaallyy siignaals an alaarm conndittionn thrrouggh ffaill-saafe conntaccts. Opperaatorrs andd ellecttriccianns ccan theen cchecck aand reppairr thhe pprobblemm beeforre aa faaultt

57、occcurss, eespeeciaallyy whhen thee allarmm coontaact staatuss iss reemottelyy moonittoreed bby aa conntrool ssysttem.Revieew oof RReliiabiilitty Meaasurremeent PraactiicessReliaabillityy ennginneerrs ttypiicallly usee onne or morre oof tthesse ppraccticces to meaasurre pprodductt reeliaabillityy.1)

58、 Reeliaabillityy prrediictiion bassed on inddiviiduaal ccompponeent faiilurre rratees: Preedicctioon mmethhodss asssumme tthatt alll commponnentts hhavee a connstaant faiilurre rratee. CCompponeent faiilurre rratees aare addded to obttainn a tottal sysstemm faailuure ratte (thee innverrse of MTBBF).

59、 TTwo metthodds aare offfereed iin MMIL-HDBBK-2217, Reeliaabillityy Prrediictiion of Eleectrroniic EEquiipmeent (19992): tthe parrts couunt metthodd annd tthe parrts strresss metthodd. AA tootall off 199 coompoonennt ccateegorriess cooverr faiilurre rratees dderiivedd frrom hisstorricaal ddataa; mmo

60、deels empployy emmpirricaallyy deerivved facctorrs tthatt addjusst ffor temmperratuure, ennvirronmmentt, aand quaalitty lleveel. RReliiabiilitty ppreddicttionn dooes nott ennsurre tthatt thhe relliabbiliity valluess wiill be achhievved andd iss noot aa demmonsstraatioon oof tthe wayy thhat a ppoweer