毕业论文：机电设备的维修与保养 ㊣ 精品文档 值得下载

加速，减速点根据当前速度阀位值阀位给定值的大小计算得来。

执行机构各阶段运行速度的计算原理图为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。

将曲线上速率开始发生改变的那点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图中的，„„，相应的速度称为段起始速度，如图所示，„。

设第段速度的变化速率为，则有式中为两段点之间的速度变化值为两段之间的时间，。

显然，当时为恒速段，时为升速段，时为减速段。

任意时刻的速度给定值为为采样周期。

变化速率的取值由给定位置当前位置以及运行速度的大小确定。

第章关键技术问题的解决该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于。

用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度分多转式直行程角行程种方式。

控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式速度而定，并具有自动过流保护过载保护超压欠压过热缺相堵转等保护功能。

该执行机构解决的关键性技术问题主要有阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死与损伤。

执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。

旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。

阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。

在传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。

机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。

在文中，电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。

其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。

省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。

电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。

温度传感器内置于电机内部。

准确定位传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这超程通常采用控制电机反向转动来校正。

机电体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。

模拟信号的隔离。

对于变频器的直流电压以及输出的三相电压，它们之间的地址不致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。

采用和组成了隔离线性放大电路。

如图所示，采用和两组的正负电源。

若运放的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放反相端的电位降低，回到正常状态。

若的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。

从而增强了系统的抗干扰性。

第章机电体化中继电器保护的现状与发展继电保护发展现状电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在余年的时间里完成了发展的个历史阶段。

建国后，我国继电保护学科继电保护设计继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。

年代，我国工程技术人员创造性地吸收消化掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。

阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。

因而在年代中我国已建成了继电保护研究设计制造运行和教学的完整体系。

这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自年代末，晶体管继电保护已在开始研究。

年代中到年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。

其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝线路上，结束了线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间，从年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。

到年代末集成电路保护已形成完整系列，接受的更重要的是位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。

的寄存器数据总线地址总线都是位的，具有存储器管理功能存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在内。

电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护控制装置和调度联网以共享全系统数据信息和网络资源的能力，高级语言编程等。

这就要求微机保护装置具有相当于台机的功能。

在计算机保护发展初期，曾设想过用台小型计算机作成继电保护装置。

由于当时小型机体积大成本高可靠性差，这个设想是不现实的。

现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能速度存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之。

天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的种工控机加以改造作成的继电保护装置。

这种装置的优点有具有机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。

尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良防震防过热防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。

采用总线或总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活容易扩展。

继电保护装置的微机化计算机化是不可逆转的发展趋势。

但对如何更好地满足电力系统要求，如何进步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

网络化计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。

它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。

到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。

继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。

这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。

国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。

因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围这是首要任务，还要保证全系统的安全稳定运行。

这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。

显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。

这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。

继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。

对自适应保护原理的研究已经过很长的时间，也取得了定的成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这点。

对于些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。

天津大学年针对未来三峡水电站超高压多回路母线提出了种分布式母线保护的原理，初步研制成功了这种装置。

其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个与被保护母线的回路数相同母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。

在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。

这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。

因为如果个保护单元受到干扰或计算而误动时，只能地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

保护控制测量数据通信体化在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是台高性能多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的个智能终端。

它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任终端。

因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量控制数据通信功能，亦即实现保护控制测量数据通信体化。

目前，为了测量保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器线路等的二次电压电流都必须用控制电缆引到主控室。

所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。

但是如果将上述的保护控制测量数据通信体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。

现在光电流互感器和光电压互感器已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。

在采用和的情况下，保护装置应放在距和最近的地方，亦即应放在被保护设备附近。

和的光信号输入到此体化装置中并转换成电信号后，方面用作保护的计算判断另方面作为测量量，通过网络送到主控室。

从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此体化装置，由此体化装置执行断路器的操作。

年天津大学提出了保护控制测量通信体化问题，并研制了以数字信号处理器为基础的个保护控制测量数据通信体化装置。

智能化近年来，人工智能技术如神经网络遗传算法进化规划模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。

神经网络是种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。

例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。

其它如遗传算法进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。

将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。

天津大学从年起进行神经网络式继电保护的研究，已取得初步成果。

可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

结束语在机