- 问答
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问 差动保护中什么是制动区?
587f5dc7d757 母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。 但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。 下面通过对微机母差保护在500 kV及以下系统应用的了解，依据多年现场安装、调试各类保护设备的经验，对微机母差保护与以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的原理和二次回路进行对比分析。 1微机母差保护与比率制动母差保护的比较 1.1微机母差保护特点 a. 数字采样，并用数学模型分析构成自适应阻抗加权抗TA饱和判据。 b. 允许TA变比不同，具备调整系数可以整定，可适应以后扩建时的任何变比情况。 c. 适应不同的母线运行方式。 d. TA回路和跳闸出口回路无触点切换，增加动作的可靠性，避免因触点接触不可靠带来的一系列问题。 e. 同一装置内用软件逻辑可实现母差保护、充电保护、死区保护、失灵保护等，结构紧凑，回路简单。 f. 可进行不同的配置，满足主接线形式不同的需要。 g. 人机对话友善，后台接口通讯方式灵活，与监控系统通信具备完善的装置状态报文。 h. 支持电力行业标准IEC 608705103规约，兼容COMTRADE输出的故障录波数据格式。 1.2基本原理的比较 传统比率制动式母差保护的原理是采用被保护母线各支路(含母联)电流的矢量和作为动作量，以各分路电流的绝对值之和附以小于1的制动系数作为制动量。在区外故障时可靠不动，区内故障时则具有相当的灵敏度。算法简单但自适应能力差，二次负载大，易受回路的复杂程度的影响。 但微机型母线差动保护由能够反映单相故障和相间故障的分相式比率差动元件构成。双母线接线差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。大差是除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差回路，某段母线的小差指该段所连接的包括母联和分段断路器的所有支路电流构成的差动回路。大差用于判别母线区内和区外故障，小差用于故障母线的选择。 这两种原理在使用中最大的不同是微机母差引入大差的概念作为故障判据，反映出系统中母线节点和电流状态，用以判断是否真正发生母线故障，较传统比率制动式母差保护更可靠，可以最大限度地减少刀闸辅助接点位置不对应而造成的母差保护误动作。 1.3对刀闸切换使用和监测的比较 传统比率制动式母差保护用开关现场的刀闸辅助接点，控制切换继电器的动作与返回，电流回路和出口跳闸回路都依赖于刀闸辅助接点和切换继电器接点的可靠性，刀闸辅助接点和切换继电器的位置监测是保护屏上的位置指示灯，至于继电器接点好坏，在元件轻载的情况下无法知道。 微机保护装置引入刀闸辅助触点只是用于判别母线上各元件的连接位置，母线上各元件的电流回路和出口跳闸回路都是通过电流变换器输入到装置中变成数字量，各回路的电流切换用软件来实现，避免了因接点不可靠引起电流回路开路的可能。 另外，微机母差保护装置可以实时监视和自检刀闸辅助触点，如各支路元件TA中有电流而无刀闸位置；两母线刀闸并列；刀闸位置错位造成大差的差电流小于TA断线定值但小差的差电流大于TA断线定值时，均可以延时发出报警信号。微机母差保护装置是通过电流校验实现实时监视和自检刀闸辅助触点，并自动纠正刀闸辅助触点的错误的。运行人员如果发现刀闸辅助触点不可靠而影响母差保护运行时，可以通过保护屏上附加的刀闸模拟盘，用手动强制开关指定刀闸的现场状态。 1.4对TA抗饱和能力的对比 母线保护经常承受穿越性故障的考验，而且在严重故障情况下必定造成部分TA饱和，因此抗饱和能力对母线保护是一个重要的参数。 1.4.1传统型母差保护 a. 对于外部故障，完全饱和TA的二次回路可以只用它的全部直流回路的电阻等值表示，即忽略电抗。某一支路TA饱和后，大部分不平衡电流被饱和TA的二次阻抗所旁路，差动继电器可靠不动作。 b. 对于内部故障，TA至少过1／4周波才会出现饱和，差动继电器可快速动作并保持。 1.4.2微机型母差保护 微机母差保护抛开了TA电抗的变化判据，使用数学模型判据来检测TA的饱和，效果更可靠。并且在TA饱和时自动降低制动的门槛值，保证差动元件的正确动作。TA饱和的检测元件有两个： a. 采用新型的自适应阻抗加权抗饱和方法，即利用电压工频变化量差动元件和工频变化量阻抗元件（前者）与工频变化量电压元件（后者）相对动作时序进行比较，区内故障时，同时动作，区外故障时，前者滞后于后者。根据此动作的特点，组成了自适应的阻抗加权判据。由于此判据充分利用了区外故障发生TA饱和时差流不同于区内故障时差流的特点，具有极强的抗TA饱和能力，而且区内故障和一般转换型故障(故障由母线区外转至区内)时的动作速度很快。 b. 用谐波制动原理检测TA饱和。这种原理利用了TA饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA饱和。该元件抗饱和能力很强，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能快速切除故障母线。 从原理上分析，微机型母差保护的先进性是显而易见的。传统型的母差判据受元件质量影响很大，在元件老化的情况下，存在误动的可能。微机母差的软件算法判据具备完善的装置自检功能，大大降低了装置误动的可能。 1.5TA二次负担方面的比较 比率制动母差保护和微机母差保护都是将TA二次直接用电缆引到控制室母差保护屏端子排上，二者在电缆的使用上没有差别，但因为两者的电缆末端所带设备不同，微机母差是电流变换器，电流变换器二次带的小电阻，经压频转换变成数字信号；而传统中阻抗的比率制动式母差保护，变流器二次接的是165～301 Ω的电阻，因此这两种母差保护二次所带的负载有很大的不同，对于微机母差保护而言，一次TA的母差保护线圈所带负担很小，这极大地改善了TA的工况。 2差动元件动作特性分析与对比 2.1比率差动元件工作原理的对比 常规比率差动元件与微机母差保护工作原理上没有本质的不同，只是两者的制动电流不同。前者由本母线上各元件(含母联)的电流绝对值的和作为制动量，后者将母线上除母联、分段电流以外的各元件电流绝对值的和作为制动量，差动元件动作量都是本母线上各元件电流矢量和绝对值。 常规比率差动元件的动作判据为： 式中Id——母线上各支路二次电流的矢量； Idset——差电流定值； K、Kr——比率制动系数。 比较上述两判据，当K=Kr／(1＋Kr)，亦即Kr=K／(1－K) 时，常规比率差动和微机母差的复式比率差动特性是一致的。 2.2区内故障的灵敏性 考虑区内故障，假设总故障电流为1，流出母线电流的百分比为Ext，即流入母线的电流为1＋Ext。则Id=1,Ir=1＋2Ext,分别带入式（1）和式（3）中。对于常规比率差动元件，由Id≥KIr得：1≥K（1＋2Ext），故： 综上所述，母线发生区内故障时，即使有故障电流流出母线，汲出电流满足式（4）和式（5）的条件，常规比率差动元件和微机母差的复式比率差动元件仍能可靠动作。 2.3区外故障的稳定性 假设穿越故障电流为I，故障支路的TA误差达到δ，则Id=δ，Ir=2±δ。 对于常规比率差动元件： 由Id
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5f3e7177fd38 用户往往对电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆，选择了错误的配件。动态制动器由动态制动电阻组成，在故障，急停，电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离。再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线。经阻容回路吸收。电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴。 三者的区别 (1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用，在故障,急停,电源断电时等情况下无法制动电机。动态制动器和电磁制动工作时不需电源。 (2)再生制动的工作是系统自动进行，而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制。 (3)电磁制动一般在SVOFF后启动，否则可能造成放大器过载。动态制动器一般在SVOFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热。 选择配件的注意事项 (1)有些系统如传送装置,升降装置等要求伺服电机能尽快停车，而在故障，急停，电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速。同时系统的机械惯量又较大，这时需选用动态制动器动态制动器的选择要依据负载的轻重，电机的工作速度等。 (2)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长，如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载.这种情况就要选择带电磁制动的电机。 (3)三菱的伺服器都有内置的再生制动单元,但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高,这时需另配再生制动电阻，再生制动电阻是否需要另配，配多大的再生制动电阻可参照样本的使用说明。需要注意的是样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据.实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量,算出惯量比。再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1)。这样得到的数据才是允许的制动次数。
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5c0236ab5205 空气液压制动传动装置(油气复合式) 一、目的 气压制动的长处是小的踏板力和小的踏板行程，能产生大的促动力。液压制动之长是滞后时间短，摩擦件少，性能稳定，非悬架支承件少，行驶平顺性好，适用多种高性能制动器，可用双轮缸，更合理的布置双管路系统。 为了兼取气压制动和液压制动两者的优点，不少重型汽车采用了空气液压制动传动装置。它和真空加力装置的原理一样，只是以压缩空气作为动力源。由于压缩空气的工作压力较大，多为(0.45~0.6)mpa，而真空式所具有的最大压力差，只能略等于大气压力。故加力气室小巧紧凑，安装位置不受限制，系统布局合理。 二、控制型式 这种制动传动装置，由于控制阀的安装和控制方式的不同，可分为两种控制型式： (1)直接控制式--利用气压控制阀同时直接控制两个单腔的增压器或一个双腔的增压器(又称气顶油式)。 (2)间接控制式--利用一个单腔液压主缸，同时控制两个带有气压控制阀的增压器(又称油控气、气顶油式)。 三、间接控制式的空气液压制动传动装置 (一)组成和构造特点 图20-67所示为双管路油控气、气顶油制动系统的组成。它由空气压缩机1、调压器2、贮气筒3、4组成加力气源。各管路分别装有2各自的空气增压器，用一个单腔液压主缸34控制。 图20-67 间接控制式的空气液压制动传动装置 1-空气压缩机；2-调压器；3、4-贮气筒，5、7-轮缸；6、9-空气增压器；8-制动主缸；10-气压表 (二)空气增压器 1、空气增压器的组成 从图20-68看出：空气增压器是由加力气室17、辅助缸12和控制阀三部分组成。是气压和液压制动结构的变型体，故省略结构内容。 图20-68 间接控制的空气增压器简图 1-加力气室活塞；2-回位弹簧；3-控制阀活塞；4-放气螺钉；5-膜片芯管；6-空气滤清器；7-膜片； 8-排气阀；9-进气阀；10-放气螺钉；11-复合式单向阀；12-辅助缸；13-球阀；14-辅助缸活塞；15-片状推叉；16-加力气室推杆；17-加力气室；18-保养孔 2．空气增压器的工作情况 (1)不制动时–––控制阀活塞3左侧c室无控制油压，控制阀的膜片7和活塞3在其回位弹簧的作用下被推到左侧极端位6置，进气阀9关闭，压缩空气不能进入d室。排气阀8开启，使d和e室与大气相通。加力气室的a室、b室也与大气相通， 活塞1被推到左侧极端位置。辅助缸活塞14与推杆16用销连接，也处在左侧极端位置。此时，片状推叉15球端将球阀13推开，使辅助缸左右两腔连通，增压器处于不工作状态，制动主缸和辅助缸油压与大气压力相等。 (2)制动时–––制动主缸的控制油液进入辅助缸活塞14的左侧，通过活塞14的中心孔，球阀13、出油阀11进入各自轮缸而制动。另一部分油液经节流小孔进入c室，推动活塞3和膜片7及芯管5右移。先消除排气阀间隙使排气阀8关闭，切断d室和e室的通道，再将进气阀9推开。贮气筒的压缩空气进入d室，并经空气管进入a室，推动活塞1、推杆16和活塞14右移。b室中的空气经e室排出，并产生较小的嘘声。此时，由于辅助缸活塞14离开了左侧的极端位置，片状推叉15对球阀13的推力消失，球阀立即关闭，活塞14右腔的油压升高。此时，作用在活塞14上的压力，等于增压推力和控制油压推力之和。但前者比后者更大，因而减轻了操纵力。 (3)维持制动时–––若踏板停止不动时，随着辅助缸活塞的右移，控制阀活塞左侧的油压趋于下降，膜片总成左移，进气阀9关闭，控制阀即处于“双阀关闭”的平衡状态。此时，控制活塞左侧的控制油压推力与右侧膜片上的气压推力平衡。辅助缸活塞左侧的推力也与右侧的总阻抗力平衡。 可见，制动主缸输出的控制油压，决定了控制阀随动输入的气压。当加力气室的气压达到一定值时(0.6mpa)，辅助缸输出的油压达13mpa。制动踏板再继续踩下时，增压器即进入定值加力段。 (4)放松制动时–––制动主缸的输出油压撤消，作用在控制阀活塞3和辅助缸活塞14左侧的油压即撤消回位。排气阀8开启，a室的压缩空气经空气管返回d室，并经排气间隙、芯管和e室带着较大的嘘声排入大气。活塞1、活塞3、活塞14都返回左侧的极端位置。片状推叉15又顶开球阀13，各轮缸油管的油液推开复合式单向阀11返回辅助缸和主缸，制动即解除。当阀门11外侧油压达到残余压力值时即关闭，使辅助缸输出管路和各轮缸间保持一定的残压，制动主缸内无复合式单向阀，它和辅助缸间无残压存在。 (5)增压器失效时和无压缩空气时 由于辅助缸活塞有中心孔和球阀13，在增压器失效时和无压缩空气时，能进行应急制动。但制动力显著降低，且踏板沉重。因此项应急功能必须存在，辅助缸只能是单活塞式，双管路系统只能是并装两个空气增压器。 另外，从工作过程得知：在踩下制动踏板和放松制动踏板时，空气滤清器6处会有一小、一大的排气嘘声，这是人工检验空气增压器好坏的表征。
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