篇一：电气自动化毕业论文
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文）
题目：电气自动化 110-35kv 变电所设计 学生姓名：
专业：电气工程及其自动化
完成日期：
年 月 日
目录 标题、摘要、关键词--------------------------------------2 前言----------------------------------------------------3 第一章 原始资料分析-------------------------------------4
1.1 本所设计电压等级--------------------------------4 1.2 电源负荷----------------------------------------4 第二章 电气主接线设计-----------------------------------6 2.1 主接线接线方式----------------------------------6 2.2 电气主接线的选择---------------------------------8 第三章 所用电的设计-------------------------------------10 3.1 所用电接线一般原则------------------------------10 3.2 所用电接线方式确定------------------------------10
3.3 备用电源自动投入装置----------------------------10
第四章 短路电流计算-------------------------------------12 4.1 短路计算的目的----------------------------------12 4.2 短路计算过程------------------------------------12
第五章 继电保护配置-------------------------------------20
5.1 变电所母线保护配置-----------------------------20
5.2 变电所主变保护的配置---------------------------20 第六章 防雷接地----------------------------------------22
6.1 避雷器的选择-----------------------------------22
6.2 变电所的进线段保护-----------------------------23
6.3 接地装置的设计---------------------------------23 参考文献------------------------------------------------28
摘要
变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济 运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
这次设计以 110kV 降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定 变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算 的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成防雷保护及接地装置 方案的设计。
关键词: 变电所电气主接线；一次设备；防雷保护；短路电流计算
Abstract
Substation is an important part of the power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system. It is the intermediate link between the power plant and the user, which plays the role of transformation and distribution of electric energy.
The design of 110kV step-down substation as the main design object, the original data of the analysis of the substation to determine the substation main wiring; through the load calculation determine the main transformer units, the capacity and the model. According to the shortcircuit calculation of a substation equipment selection and validation. At the same time, the design of lightning protection and grounding device is completed.
Key words ：
Substation main wiring; primary equipment; lightning protection; short-circuit current calculation
前言
本次设计题目为 110KV 变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业 各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本 专业学习以来的学习结果。
此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发 展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分 析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV 主接线，然后又通过负荷计算 及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量 及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同 时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说 明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对 整体进行规划布置,从而完成 110kV 变电所一次系统的设计。
第一章原始资料分析
1.1 本所设计电压等级 根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV
1.2 电源负荷地理位置情况 1、电源分析 与本所连接的系统电源共有 3 个，其中 110KV 两个，35KV 一个。具体情况如
下：
1）110KV 系统变电所 该所电源容量(即 110KV 系统装机总容量)为 200MVA(以火电为主)。在该所等
电压母线上的短路容量为 650MVA，该所与本所的距离为 9KM。以一回路与本所连 接。
2）110KV 火电厂 该厂距离本所 12KM，装有 3 台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该 厂主接线简图如图 1.1：
图 1.1 110KV 火电厂接线图
3）35KV 系统变电所 该所距本所 7.5KM.以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为 250MVA.。
以上 3 个电源，在正常运行时，主要是由两个 110KV 级电源来供电给本所。
35KV 变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当 3 个电源中的某一电 源出故障，不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要 负荷的用电，此时 35KV 变点所可以按合理输送容量供电给本所。
2、负荷资料分析 1）35KV 负荷
表 1.1 35KV 负荷参数表
用户名称
容量（MW）
距离（KM）
备注
化工厂
3.5
15
Ⅰ类负荷
铝厂
4.3
13
Ⅰ类负荷
水厂
1.8
Ⅰ类负荷
注：35KV 用户中，化工厂，铝厂有自备电源 2）10KV 远期最大负荷 3）本变电所自用负荷约为 60KVA；
4）一些负荷参数的取值：
负荷功率因数均取 cosφ=0.85，负荷同期率 Kt=0.9c，年最大负荷利用小时 数 Tmax＝4800 小时/年，表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损， 此处计算一律取网损率为 5%，各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来 决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。
第 2 章 电气主接线设计
电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。
电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变 电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
2.1 主接线接线方式
2.1.1 单母线接线
优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均 需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部 回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的 供电。
适用范围：
35-63KV 配电装置出线回路数不超过 3 回；110-220KV 配电装置 的出线回路数不超过 2 回。
2.1.2 单母线分段接线
优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有 两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段 母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检 修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两 个方向均衡扩建。
适用范围：
35KV 配电装置出线回路数为 4-8 回时；110-220KV 配电装置出线 回路数为 3-4 回时。
2.2.3 单母分段带旁路母线
这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为 35-110KV 的变 电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。
2.2.4 桥型接线
1、内桥形接线 优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂 时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需 较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路 较长，故障率较高的情况。
2、外桥形接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时 停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线 路较短，故障率较少的情况。
2.2.5 双母线接线
优点：
1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时， 能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活 地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电 源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。
4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至 一组母线上。
缺点：
1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。
2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避 免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
适用范围：6-10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV 配电装置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV 配电装置，出线回路数为 5 回及以上时，或 110-220KV 配电装置在系统中占重要 地位，出线回路数为 4 回及以上时。
2.2.6 双母线分段接线
双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别
接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方 式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生 问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检 修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在 11 回及以下 时，母线不分段。
2.3 电气主接线的选择
2.3.1 35kV 电气主接线
根据资料显示,由于 35KV 的出线为 4 回，一类负荷较多，可以初步选择以下
两种方案：
1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为 35kV～
60kV，出线为 4～8 回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。
2）双母接线接线
表 2.2 35KV 主接线方案比较
方案项目
方案Ⅰ单母分段带旁母
方案Ⅱ双母接线
技术 经济
① 单清晰、操作方 便、 易于发展
② 可靠性、灵活性差 ③ 旁路断路器还可以
代替出线断路器，进 行不停电检修出线 断路器，保证重要用 户供电 ④ 扩建时需向两个方 向均衡扩建
① 设备少、投资小
②用母线分段断路器兼 作旁路断路器节省投资
① 供电可靠 ② 调度灵活 ③ 扩建方便 ④ 便于试验 ⑤ 易误操作
① 设备多、配电装置 复杂
② 投资和占地面 大
虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的经济性。鉴于此电 压等级不高，可选用投资小的方案Ⅰ。
2.3.2 110kV 电气主接线
根据资料显示，由于 110KV 没有出线只有 2 回进线，可以初步选择以下两种 方案：
1）桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线。
2）单母接线。
方案项目
表 2.3 110KV 主接线方案比较
方案Ⅰ内桥接线
方案Ⅱ单母分段
技术 经济
② 线清晰简单
① 简单清晰、操作方
②调度灵活，可靠性 不 便、易于发展
高
② 可靠性、灵活性差
①占地少
① 备少、投资小
②使用的断路器少
经比较两种方案都具有接线简单这一特性。虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案 Ⅱ，但其具有良好的经济性。可选用投资小的方案Ⅰ
第 3 章 所用电的设计
变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可 靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决因建设引起的问题， 积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进， 保证变电所安全，经济的运行。
3.1 所用电接线一般原则
1)满足正常运行时的安全,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求。
2)尽量缩小所用电系统的故障影响范围,并尽量避免引起全所停电事故。
3)充分考虑变电所正常,事故,检修,起动等运行下的供电要求,切换操作简便。
3.2 所用变容量型式的确定
站用变压器的容量应满足经常的负荷需要，对于有重要负荷的变电所，应考 虑当一台所变压器停运时，其另一台变压器容量就能保证全部负荷的 60～70%。
由于 S站 =60KVA 且由于上述条件所限制。所以，两台所变压器应各自承担 30KVA。
当一台停运时，另一台则承担 70%为 42KVA。
故选两台 50KVA 的主变压器就可满足负荷需求。考虑到目前我国配电变压器 生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。
表 3.1 S9-50/10 变压器参数表
型号
S950/10
高压 10±5%
电压组合 高压分接 低压 范围 10;6.3;6 0.4
连接 组标 号 Y,yn0
空载 负载 空载 阻抗 损耗 损耗 电流 电压
0.17 0.87 2.8 4
3.3 所用电接线方式确定
所用电的接线方式，在主接线设计中，选用为单母分段接线选两台所用变压 器互为备用，每台变压器容量及型号相同，并且分别接在不同的母线上。
3.4 备用电源自动投入装置
3.4.1 备用电源自动投入装置作用
备用电源自动投入装置目标：为消除或减少损失，保证用户不间断供电。
BZT 定义：当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动的将备用电源投入或 将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置简称备 自投或 BZT 装置。
3.4.2 适用情况以及优点
1）发电厂的厂用电和变电所的所用电。
2）有双电源供电的变电所和配电所，其中一个电源经常断开作为备用。
3）降压变电所内装有备用变压器和互为备用的母线段。
4）生产过程中某些重要的备用机组 采用 BZT 的优点：
提高供电的可靠性节省建设投资，简化继电保护装置，限制短路电流，提高 母线残压。
3.4.3 BZT 的工作过程及要求[2]
BZT 装置应满足的基本要求：
1）工作母线突然失压，BZT 装置应能动作。
2）工作电源先切，备用电源后投。
3）判断工作电源断路器切实断开，工作母线无电压才允许备用电源合闸。
4）BZT 装置只动作一次，动作是应发出信号。
5）BZT 装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
6）备用电源无压时 BZT 装置不应动作。
7）正常停电时备用装置不启动。
8）备用电源或备用设备投入故障时应使其保护加速动作。
BZT 装置应由低电压启动部分和自动重合闸部分组成，低电压启动部分是监视工 作母线失压和备用电源是否正常；自动重合闸部分在工作电源的断路器断开后， 经过一定延时间将备用电源的断路器自动投入。
变电所 BZT 装置工作过程：
1）110KV 侧 BZT：当某一条 110KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切 断工作电源，非故障侧母线与桥型母线上 BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非 故障侧。
2）35KV 侧 BZT: 当某一条 35KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切断 工作电源， BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非故障侧。
3）10KV 侧、所用电 BZT：当某一条 10KV 母线或所用电母线故障导致母线失 压，故障侧断路器断开，BZT 动作，母联断路器合闸，将故障侧负荷切换到非故障 侧。
第 5 章 短路电流计算 在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最 常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户 的正常供电和电气设备的正常运行。
5.1 短路计算的目的 1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要 采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、 可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地 的安全距离。
4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为 依据。
5.2 短路计算过程 5.2.1 110KV 短路电流计算 1）根据资料,110KV 火电厂的阻抗可归算为以下
图 5.1 110KV 火电厂接线图
图 5.2 110KV 火电厂阻抗图
在短路计算的基本假设前提下，选取 SB =100MVA，UB= UAV
X1=X 2 =X 3 =
X
" d
*
SB SN
=0.135
100 25
=0.432
0.8
各绕组等值电抗
US(1-2) %取 17％， US(2-3) %取 6％， US(3-1) %取 10.5％
US1% = 12（US(1-2) % + US(3-1) % US(2-3) %） = 1（17 10.5 6) 10.75 2
US2 % = 12（US(1-2) % + US(2-3) % US(3-1) %） = 1（17 6 10.5) 6.25 2
US3% = 12（US(2-3) % + US(3-1) % US(1-2) %） = 1 (6 10.5 17) 0.25 2
Us1% X4 X5 100
SB = = 10.75 100 =0.179
SN
100 60
X6
X7
US1% 100
SB = SN
0.25 100 0.004 100 60
图 5.3 110KV 火电阻抗最简图
X8 =X1//X 2//X3 =0.144
X9 =(X 4 +X 6 )//(X5 +X 7 )=0.0875
X10 = X 9 +X8 =0.232 即火电厂的阻抗为 0.232。
2)又根据资料所得,可将变电所视为无限大电源所以取
E" 1 S变110 I*” SB
I*”
S变110 SB
650 100
6.5
X 变110
E" I*”
1 6.5
0.154
同理:因 35KU 变电所的短路容量为 250MVA
所以
I*”
S变 35 SB
250 100
2.5KA
X 变35
E" I*”
1 2.5
0.4
火电厂到待设计的变电所距离 12KM，阻抗为每千米 0.4 欧
X=
Xl
SB U2
12
0.4
100 1152
0.032
110KV 变电所到到待设计的变电所距离 9KM，阻抗为每千米 0.4 欧
X=
Xl
SB U2
=
X
l
SB U2
0.4
100 1152
0.027
35KV 变电所到到待设计的变电所距离 7.5KM，阻抗为每千米 0.4 欧
X=
Xl
SB U2
7.5
0.4
100 372
0.219
待设计变电所中各绕组等值电抗
US1% = 12（US(1-2) % + US(3-1) % US(2-3) %） = 1（6.5 17 10.5) 6.5 2
US2 % = 12（US(1-2) % + US(2-3) % US(3-1) %） = 1（6.5 10.5 17) 0 2
US3% = 12（US(2-3) % + US(3-1) % US(1-2) %） = 1 (10.5 17 6.5) 10.5 2
Us1% XT1 100
SB SN
= 10.5 100 0.525 100 20
XT 2
Us2% 100
SB = 0 100 0 SN 100 20
Us3% XT 3 100
SB = 6.5 100 0.325 SN 100 20
该变电所的两台型号规格一样所以另一个变压器的阻抗和
XT1，XT2，XT3 相同。
根据主接线图可简化为以下图型
图 5.4 主接线阻抗简化图 当 K1 点发生短路时将图四可转化为以下图行
图 5.5 K1 点短路阻抗图 X13 X1 X3 0.232+0.032=0.264 X14 X 2 X 4 0.154+0.027=0.181 X15 X5 // X 6 0.263 X16 X 7 // X8 0.163 X17 X 9 // X10 0 X18 X11 X12 =0.219+0.4=0.619 又因为 E1 是有限大电源(将 0.263 改为 0.264)
3 25
所以
X js 0.264
0.8 0.248 100
查短路电流周期分量运算曲线取 T=0S ,可得 I1"* 4.324
I
" 2*
E2" X14
1 0.181
5.525
I
" 3*
X15
E3" X17
X18
1 0.263 0 0.619
1.134
I
" f
(I1"*
I
" 2*
I3"* )
IB
=(4.324+5.525+1.134)×
100 3 115
=5.514KA
冲击系数取 1.8
Iim
I
" f
kim
2 ×5.514×1.8=14.034KA
S
(I1"*
I
" 2*
I3"*
)
SB
=(4.324+5.525+1.134)
×100=1098.3MV.A
5.2.2 35KV 侧短路计算
根据图四进行Y 变换
图 5.6 星三角形转化图
图 5.7 K2 点短路阻抗图
X19
X13 X15
X13 X14 X14
X14 X15
= 0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.910 0.181
X 20
X13
X15
X13 X14 X13
X14
X15
0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.625 0.264
X 21
X13 X15
X13 X14 X15
X14 X15
0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.627 0.263
3 25
X js 0.910
0.8 0.910×0.9375=0.853 100
查计算曲线取 T 为 0S ,可得 I1"* 1.225
I
" 2*
E2" X 20
1 0.625
1.6
I3"*
E3" X18
1 0.619
1.616
I
" f
(I1"*
I
" 2*
I3"* )
IB
=(1.225+1.6+1.616)
100 3 115
=6.930KA
Iim
I
" f
kim
2 ×6.93×1.8=17.638KA
S (I1"* I2"* I3"*) SB =(1.225+1.6+1.616) ×100=444.1MV.A
第 5 章 继电保护配置
继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结 合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运 用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。
5.1 变电所母线保护配置
1、110KV、35KV 线路保护部分：
1)距离保护
2)零序过电流保护
3)自动重合闸
4)过电压保护
2、10KV 线路保护：
1)10kV 线路保护：采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三相
一次重合闸。
2)10kV 电容器保护：采用微机保护装置，实现电流过流保护、过压、低压保
护。
3)10kV 母线装设小电流接地选线装置
5.2 变电所主变保护的配置
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和
系统的正常运行带来严重的影响，而本次所设计的变电所是 110kv 降压变电所，
如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，影响变电所供电可靠性。
5.2.1 主变压器的主保护
1、瓦斯保护 对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油 箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开 变压器各侧电源断路器。
2、差动保护 对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作， 跳开各侧电源断路器。
5.2.2 主变压器的后备保护
1、过流保护 为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变
压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。
2、过负荷保护 变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式
过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷 保护均经同一个时间继电器。
3、变压器的零序过流保护 对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保 护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中 性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性 点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式
第 6 章 防雷接地
变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将 造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复 会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备 的安全运行。
变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生 的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使 所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避 雷针时不致发生反击。
对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的 雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当 距离内装设可靠的进线保护。
避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保 护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或 独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。
避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被 保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电 压，保护了其它电气设备。
6.1 避雷器的选择
6.1.1 避雷器的配置原则
1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器。
2）旁路母线上是否应装设避雷器，应在旁路母线投入运行时，避雷器到被 保护设备的电气距离是否满足而定。
3）220KV 以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备 本体。
4）220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附 近增设一组避雷器。
5）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
6.1.2 避雷器选择技术条件
1、型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下 表选择如表 8.1:
型号 FS FZ FCZ
FCD
表 6.1 避雷器型号选择表
型式
应用范围
配电用普通阀型
10KV 以下配电系统、电缆终端盒
电站用普通阀型
3-220KV 发电厂、变电所配电装置
电站用磁吹阀型
1、330KV 及需要限制操作的 220KV 以 及以下配电
2、某些变压器中性点
旋转电机用磁吹阀 型
用于旋转电机、屋内
型号含义：
F——阀型避雷器；
S——配电所用；Z——发电厂、变电所用；
C——磁吹；D——旋转电机用；J——中性点直接接地
2、额定电压U N ：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。
6.2 变电所的进线段保护[8]
为使避雷器可靠的保护变压器，还必须设法限制侵入波陡度和流过避雷器的 冲击电流幅值。因为避雷器的残压与雷电流的大小有关，过大的雷电流致使U R 过高，而且阀片通流能力有限，雷电流若超过阀片的通断能力，避雷器就会坏。
因此，还必须增加辅助保护措施配合避雷器共同保护变压器，这一辅助措施就是 进线段。
如果线路没有进线段保护，雷直击变电所附近导线时，流过避雷器的雷电流 幅值和陡度是有可能超过容许值的。因此，为了限制侵入波的陡度和幅值，使避 雷器可靠动作，变电所必须有一段进线段保护。本设计中采用的是在进线进线 1～2km 范围内装设避雷器。
6.3 接地装置的设计
接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地 相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置。
6.3.1 设计原则
1、由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足电力 行业标准 DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中
R≤2000/I 是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对 接地电阻值不再规定要达到 0.5Ω，而是允许放宽到 5Ω，但这不是说一般情况 下，接地电阻都可以采用 5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电 位引起的危害，应采取各种隔离措施; 考虑短路电流非周期分量的影响，当接地
网电位升高时，3-10kV 避雷器不应动作或动作后不应损坏; 应采取均压措施， 并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电 位分布曲线。
2、在接地故障电流较大的情况下，为了满足以上几点要求，还是得把接地 电阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是 0.5Ω，也不是 5Ω，而应根据工程 的具体条件，在满足附加条件要求的情况下，不超过 5Ω 都是合格的。
6.3.2 接地网型式选择及优劣分析
220kv 及以下变电站地网网格布置采用长孔网或方孔网，接地带布置按经验 设计，水平接地带间距通常为 5m-8m。除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流 处装设垂直接地极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置 2.5m-3m 的垂直接地 极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合的 复合式地网。
长孔与方孔地网网格布置尺寸按经验确定，没有辅助的计算程序和对计算结 果进行分析，设计简单而粗略。因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分 的 3-4 倍，因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分高，电位梯度较大，整个 地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多，经济性差。在 220kV 及以下的变电工 程中采用长孔网或方孔网，因为入地故障电流相对较小，地网面积不大，缺点不 太突出。而在 500kV 变电站采用，上述缺点的表现会十分明显，建议 500kV 变电 站不采用长孔或方孔地网。
6.3.3 降低接地网电阻的措施
1、利用地质钻孔埋设长接地极 根据接地理论分析，接地网边缘设置长接地极能加强边缘接地体的散流效果， 可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地 极，则施工费很高，如利用地质勘察钻孔埋设长接地极，施工费将大大节省。
但需注意：利用地网边缘的地质钻孔，间距不小于接地极长的两倍；钻孔要伸 入地下含水层方可利用，工程
中我们曾经进行过实测，未插入到含水层的长接地极降阻效果差。
2、使用降阻剂 在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂，无论是变电还是发电工程 例子都很多。20 世纪的 70 年代到 80 年代，使用较多的是膨润土降阻剂和碳基 类降阻剂。据了解，多个使用降阻剂的工程，接地完工后测量接地电阻情况都不 错，但由于缺乏长期的跟踪监测，对降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀 性的信息返回少。确实也有质量差的降阻剂，降阻效果不能持久，对接地网造成 腐蚀，引起各地对降阻剂使用意见分岐。
3、利用地下水的降阻作用,深井接地,引外接地。
当变电站附近有低土壤电阻率区（水塘、水田、水洼地……），可以敷设辅 助接地网与所内主接地网连接，这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有 效措施。
4. 扩大接地网面积 我们知道，在均匀分布的土壤电阻率条件下，接地电阻与接地网面积的平 方成反比，接地网面积增大，则接地电阻减小，因此，利用扩大接地网面积来降 低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。
6.3.4 接地刀闸的选择
1、110KV 侧接地刀闸的选择：
根据系统电压可以选择 JW2-110 型接地刀闸。
表 7.5 JW2-110 型接地刀闸参数表
型号
额定 最 高 长期 全波
动稳定 热稳定
电压 工 作 通流 （8/20
电
电流
Ue(kV) 电压
能力 (A)
s ）全波 冲击对地
耐压
流峰值 (kA)
2S(kA)
（KV）
JW2-10 110KV 126 600
30.5
根据系统电压可以选择 JW-35 型接地刀闸。
100 40
表 7.6 JW2-35 型接地刀闸参数表
型号
额定电 压
Ue(kV)
最高 工作 电压
长期 通流 能力 (A)
全波（8/20 s ）全波冲 击对地耐压
（KV）
动稳定电 流峰值 (kA)
热稳定电 流 2S(kA)
JW-35 并联。
35KV 37．5
——
——
50
20
参考文献 [1] 电力工业部西北电力设计院. 电气工程设计手册电气一次部分[M]. 中国电 力出版社,1998. [2] 弋东方. 电气设计手册电气一次部分[M]. 中国电力出版社 2002 [3] 陈学庸编. 电力工程电气设备手册（电气二次部分）[M]. 北京：中国电力 出版社，1996. [4] 曹绳敏编. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料[M]. 北京：中国电力出 版社，1995.5. [5] 文远芳编. 高电压技术[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2001.1. [6] 孟祥萍. 电力系统分析[M]. 高等教育出版社,2004. [7] 刘吉来、黄瑞梅. 高电压技术[M]. 中国水利水电出版社 ,2004 [8] 熊信银、吴希再. 电力工程[M]. 武汉: 华中科技大学，1997.
篇二：电气自动化毕业论文
电气自动化技术专业毕业设计任务书
课题名称:x62铣床plc与变频调速控制系统的电气设计
x62w铣床是一种通用的多用途机床,它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工,它采用继电接触器器电路实现电气控制。可编程控制器(简称plc,型号:三菱)专为工业环境应用而设计。变频器是是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。我们通过plc和变频器来实现对x62w铣床的全自动化的控制系统。涉及相关计算有:电动机的相关计算,继电器的相关计算,变频器的相关计算。
2、x62铣床plc与变频调速控制系统电气设计要求:
(1)了解转换开关、电磁离合的工作原理、特点及其在机床电气控制中的应用。
(2)掌握电动机不同顺序控制电气线路的设计方法与技巧。
(3)掌握电动机多地控制的原理与设计这类控制控制电路的特点与技巧。
(4)了解x62w型万能铣床的主要结构与运动形式,并熟悉铣床的基本操作过程。
(5)掌握x62w型铣床电气控制线路工作原理与电气故障的分方法。
(6)能检修转换开关、电磁离合器的电器故障。
(7) 学会电动机顺序控制、多地控制线路的安装接线与故障维修。
(8)能排除x62w铣床的常见故障。
(9)能熟练掌握plc的软件及程序的设计所需指令。
(10)掌握变频器的原理。
能掌握变频调速的指令及能熟练操作变频器。
(11)学会plc与变频器的接线方式。
()学会plc与x62w铣床的接线
(13)能应用plc和变频器实现对电梯的全自动控制。
2、毕业设计(论文)完成内容要求:
(1)描述x62铣床的发展及在生活中的作用。
(2)说明电梯的结构并说明其相关名称及作用。
(3)绘制电动机的不同顺序控制的控制接线图(正转,反转,△/丫,两地控制,多地控制等),并说明各种控制的特点及作用与运动形式。
(4)绘制x62铣床电气控制原理图。
(5)说明电气控制线路的特点。
(6)电气控制线路的分析。
(7)说明plc的发展、作用、构造并说明其中英文的全称。
(8)进行plc选型及i/o分配。
(9)plc控制程序的编写(t型图,sfc图,功能图,)。
(10)变频器的简述(发展,类型,控制方式等)
(11)变频器的选型及设计相关的指令的说明。
()举例绘制相关操作图。
(13)绘制plc与变频器的接线
(14)绘制plc与x62w铣床(继电器的控制)的接线图。
(15)绘制plc和变频器与x62w铣床的系统接线图。
(16)说明其操作方式。
具体参数:
轴电动机:7.5kw 1450r/min i主=20a 型号:j02-51-4
进给电动机:1.5kw 1410r/min i进=10a 型号:j02-22-4
冷却泵电动机:0.5kw 2790r/min i冷=10a 型号:jcb-22
3、参考文献查阅指引
(1)《工厂电气控制设备及技能训练》主编:田xx 机械工业出版社。
(2)《变频调速技术与应用》主编:李xx 电子工业出版社。
(3)《plc控制系统设计与维护》主编:刘xx 高等教育出版社。
(4)《电机及拖动基础》主编:曾xx、欧xx 江西高校出版社。
(5)《电气控制与可编程控制器》主编:冯xx 化学工业出版社。
4、毕业设计(论文)进度安排:
XX、7、1~7、10:指导老师下达各组任务书,并完成上交审核;
XX、7、11~7、20:熟悉课题,查阅资料,确定本课题总体方案,完成开题报告书;
XX、7、21~8、30:查阅资料,制定课题设计说明书编写提纲,确定小组各成员的任务;
XX、9、1~10、24:完成毕业设计说明书(10000字)
XX、10、25~10、30:小组各成员设计内容汇总,讨论,交指导老
师审核并修改;
XX、11、1~11、10:小组各成员完成完整的说明书;
XX、11、11~11、15:各小组制作方案ppt,,参加毕业设计答辩;
教研室意见:
负责人签名:
注:本任务书一式三份,由指导教师填写,经教研室审批后一份下达给学生,一份交指导教师,一份留系里存档。
篇三：电气自动化毕业论文
电气自动化毕业论文
电气自动化毕业论文范文
电气自动化毕业论文范文(一)
摘要：随着经济的发展和社会的进步，工业化社会的构建对于世界上任 何一个国家都是非常必要的。而电气工程及其自动化是实现社会工业化的必经之 路，本文将针对电气工程及其自动化的建设与发展进行分析探讨，并对建设与发展 中存在的问题进行着重分析，提出解决策略。
关键词：电气工程及其自动化;建设;策略
引言
随着经济的发展和社会的进步，工业化社会的构建对于世界上任何一个国 家都是非常必要的。而电气工程及其自动化是实现社会工业化的必经之路，本文将 针对电气工程及其自动化的建设与发展进行分析探讨，并对建设与发展中存在的问 题进行着重分析，提出合理化建议，旨在促进电气工程及其自动化的发展和我国工 业化社会的构建。
一、电气工程及其自动化发展的制约因素
近年来，随着经济的发展和科学技术的不断进步，电气工程及其自动化技 术也取得了迅猛的发展，但由于客观因素影响，电气工程及其自动化技术在发展过 程中仍然存在一些制约因素，想要使这种技术进一步发展，就必须切实解决好这些 不利因素。
1、企业实际需求不同，导致成本增加
目前我国电气工程及其自动化系统的建设没有针对性，只是一项综合的技 术，企业在使用时需要相关人员根据现有的技术成果，按照企业的实际需求，进行 有针对性的设计，无形中增加了成本。电气工程及其自动化的开发平台系统是多样 的，这就使电气工程及其自动化在具体设计、实施、和调试、开机、运行及维护过 程中，无形中延长相关软件的实际开发时间，增加了各个环节的成本费用，最终使 工程的总成本增加，没有达到企业成本控制最优化的目标，给企业造成了一定的损 失。
2、电气工程及其自动化实施过程中效率低、使用方法复杂
在实施电气工程及其自动化的过程中，建议一个高效快捷的电气工程及其 自动化系统是电气工程及其自动化系统体系是否成功的关键。当代社会是一个讲求 效率的社会，在保证质量的前提下不断提高运行效率，适应这个快节奏发展的社会
的步伐。另外，电气工程及其自动化的设计要针对不同的对象进行不同的设计，要 力争做到操作方法简便易懂，更容易让人接受，有些技术可能需要复杂的操作，但 企业不需要或者没有这样的专业技术人员，这样的电气工程及其自动化系统即使设 计出来，也是失败的。一个成功高效的电气工程及其自动化系统离不开网络结构， 受不同企业发展需求及技术因素等影响，各商业企业中网络构架也不尽相同，因 此，网络结构的多样化，对电气工程及其自动化产品也造成了一定的影响，这也是 电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。
3、电气工程及其自动化使用过程中数据的传输问题
电气工程及其自动化在商业用途中，数据传输是非常重要的，既要求数据 传输的准确，更要求信息传输的安全，因此，电气工程及其自动化在数据传输方面 还是存在一定问题的。在不同企业等商家制造的硬件和软件等产品在信息交换的过 程中，受开放商程序接口不同的影响，给数据之间的传输和通信造成了一定的困 难，从而增加了电气工程及其自动化数据通信的困难，无形中提升了电气工程及其 自动化系统的综合运营成本。另外，电气工程及其自动化系统的通信安全功能也是 非常重要的，商业安全是商业运营中非常重要的组成部分。
二、建设电气工自动化的策略
1、科学规划，建立统一系统平台
在进行开发设计电气工程及其自动化系统时，我们要以正确思想来做为指 导，在开发前，要对开发目标、所针对的用户、针对的行业等信息进行深入了解， 科学规划，在具体实施过程及试运行等环节都要给予科学的流程管理，这样一来， 可以很大程度的降低系统开发完成的时间及费用，将企业的成本控制在合理的范围 内;另外，受企业商业项目运行的特点以及终端客户的不同需求，无论是嵌入式系 统或者其他的控制系统，统一的开发平台都要满足基于 PC 的自动化产品的各项需 求，从而建立电气工程及其自动化体系的统一平台，从而减少电气工程及其自动化 系统开发成本和企业的运行成本。
2、实行数据传输接口标准化建设电气工程及其自动化系统能够高效、快 捷、安全的进行数据传输，实则完全得益于其系统程序接口的标准化。
要利用现代科技尽快解决程序接口的问题，在具体操作和具体使用中 实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用，成为电气工程及其自 动化系统和办公自动化系统之间的数据交换及共享的强有力的保障。
3、在电气工程及其自动化系统中建立通用的网络结构
通用的网络结构能够在各企业实施工业领域自动化过程中，对于生产企业 中的设备控制系统、技术监管系统、企业管理系统等各个系统之间的数据能够实现 高效、快捷、安全的进行交换。网络结构是电气工程及其自动化系统中最为重要的
部分。通用的网络结构还可以对中心控制系统及其他通信管理系统进行网络资源的 配置，可以使信息及时正确的传输，做到真正的网络结构互通。
4、注重培养电气工程自动化的专业人才
电气工程既然作为了一门传统学科和国民经济的基础产业之一，而且也得 到了很好的发展和重视。随着世界经济的不断发展和能源的紧缺的现状，因此就继 续人才来满足社会的需求。专业培养人才的基本要求就需要扎实地学好自然科学基 础知识，掌握好人文社会科学和一定的管理科学知识，并具有较强的计算机应变能 力。还要通过理论学习、时间训练和社会实践，培养出全面的`人才来。
三、电气自动化发展趋势
电气自动化将会采用统一的系统开发平台，采用统一的系统开发平台，可 以有效支持 H 个自动化项目周期中的各个阶段和环节，包括设计、实施和测试、调 试和开机、运行及维护等，这样不仅能够在很大程度上降低整个项目完成周期，还 能够降低项目成本，为了实现统一的系统开发平台，还需要开发平台独立于最终的 运行平台，以满足用户的需求，要根据电气自动化项目的特点以及用户的求，运用 统一的运行代码开发出最终的运行平台。
电气自动化操作人员的专业化，在进行电气自动化系统设计与安装工作 时，往往没有重视对那些将直接接触控制设备人员进行培训这一环节，究其原因是 因为，管理者通常认为控制电气自动化设备的实际运行比较简单，不需要进行专门 的培训，有很多生存厂家或者是某些工程部门是在电气自动化设备安装完毕运行以 后，才会简单地对电气自动化设备操作人员和维护人员进行培训，这种做法不利于 电气自动化的进一步运用，无法有效控制安全事故的发生，在未来的电气自动化技 术发展过程中，必须要对操作人员和维护人员进行专业的培训，使他们能够理解电 气自动化设备的构成和运行过程，能够应付电气自动化设备在运行过程中出现的意 外事故，将事故对产品生存的影响降到最低，因此，电气自动化设备的操作人员和 维护人员的素质会有所提高，趋于专业化。
篇四：电气自动化毕业论文
湖北水利水电职业技术学院
课程设计报告书
08
级电气自动化专业
科 目：
电力电子技术 _______
题 目：单相相控整流电路的应用
班 级：
电气 4 班 ____________
学 号：__06 ________________
学生姓名：
_________ 谢武 ______________
指导教师：
_________ 毛晓英 ____________
日期：2011 年 04 月 10 日
目录 标题、摘要、关键词 ------------------------------- 2 前言 ------------------------------------------ 3 第一章 原始资料分析 ------------------------------ 4
本所设计电压等级 -------------------------- 4 电源负荷 -------------------------------- 4 第二章 电气主接线设计 ------------------------------6 主接线接线方式 ----------------------------- 6 电气主接线的选择 ---------------------------- 8 第三章 所用电的设计 --------------------------------10 所用电接线一般原则 --------------------------10 所用电接线方式确定 -------------------------- 10
备用电源自动投入装置 -------------------------10
第四章 短路电流计算 --------------------------------12 短路计算的目的 ----------------------------- 12
短路计算过程 ----------------------------- 12 第五章 继电保护配置 --------------------------------20
变电所母线保护配置 -------------------------20
变电所主变保护的配置 -----------------------20 第六章 防雷接地 --------------------------------- 22
避雷器的选择 ---------------------------- 22
变电所的进线段保护 ---------------------- 23
接地装置的设计 --------------------------- 23 致谢 ------------------------------------------ 27
参考文献 -------------------------------------- 28
电气自动化 110-35kv 变电所设计 摘要
变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的 安全与 经济运行， 是联系发电厂和用户的中间环节， 起着变换和分配 电能的作用。
这次设计以 110kV 降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资 料确定 变电所的主接线；
通过负荷计算确定主变压器台数、 容量及型 号。根据短路 计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。
同时完成防雷保护及 接地装置方案的设计。
关键词 : 变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护
本次设计题目为 110KV 变电所一次系统设计。此设计任务旨在体 现对 本专业各科知识的掌握程度， 培养对本专业各科知识进行综合运 用的能力， 同时检验本专业学习三年以来的学习结果。
此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数， 分析负 荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑， 并通过对负荷 资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV 主接线，然后又 通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数， 容量及型号， 同时也确定了 站用变压器的容量及型号， 在根据最大持 续工作电流及短路计算结果， 对 设备进行了选型校验， 同时考虑到系 统发生故障时， 必须有相应的保护装 置， 因此对继电保护做了简要说 明。对于来自外部的雷电过电压， 则进行 了防雷保护和接地装置的设 计，最后对整体进行规划布置，从而完成 110kV 变电所一次系统的设 计。
第一章原始资料分析
本所设计电压等级
根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV
电源负荷地理位置情况
1、电源分析 与本所连接的系统电源共有 3 个，其中 110KV 两个，35KV 一个。
具体 情况如下：
1) 110KV 系统变电所 该所电源容量(即 110KV 系统装机总容量)为 200MVA 以火电为 主)。在 该所等电压母线上的短路容量为 650MVA 该所与本所的距离 为 9KM 以一回 路与本所连接。
2) 110KV 火电厂 该厂距离本所 12KM 装有 3 台机组和两台主变，以一回线路与 本所连接，
F3
该厂主接线简图如图：
图 110KV 火电厂接线图
121/3&5/血歐 M
3) 35KV 系统变电所 F2 该所距本所U7-.15HK5MIW.以一回线路相连接，在该所高压母线上的短 路容量为
250MVA.
以上 3 个电源，在正常运行时，主要是由两个 110KV 级电源来供电给本所。
35KV 变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当 3 个电源中的某一 电源出故障，不 能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重 要负荷的用电，此时 35KV
变点所可以按合理输送容量供电给本所。
2、负荷资料分析 1) 35KV 负荷
表 35KV 负荷参数表
用户名称 化工厂 铝厂
容量(MW
距离(KM
15 13
备注 I 类负荷 I 类负荷
水厂
I 类负荷
注：35KV 用户中，化工厂，铝厂有自备电源
2) 10KV 远期最大负荷
3) 本变电所自用负荷约为 60KVA
4) 一些负荷参数的取值：
负荷功率因数均取 cos ©二，负荷同期率 Kt 二，年最大负荷利用 小时
篇五：电气自动化毕业论文
电气自动化实习体会
电气自动化实习体会篇 1 随着社会的快速发展，用人单 位对大学生的要求越来越高，对于即将毕业的电气自动化技 术专业在校生而言，为了能更好的适应严峻的就业形势，毕 业后能够尽快的融入到社会，同时能够为自己步入社会打下 坚实的基础，毕业实习是必不可少的阶段。毕业实习能够使 我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在电气自动化技 术专业课堂上根本就学不到的知识，受益匪浅，也打开了视 野，增长了见识，使我认识到将所学的知识具体应用到工作 中去，为以后进一步走向社会打下坚实的基础，只有在实习 期间尽快调整好自己的学习方式，适应社会，才能被这个社 会所接纳，进而生存发展。
刚进入实习单位的时候我有些担心，在大学学习电气自 动化技术专业知识与实习岗位所需的知识有些脱节，但在经 历了几天的适应过程之后，我慢慢调整观念，正确认识了实 习单位和个人的岗位以及发展方向。我相信只要我们立足于 现实，改变和调整看问题的角度，锐意进取，在成才的道路 上不断攀登，有朝一日，那些成才的机遇就会纷至沓来，促 使我们成为电气自动化技术专业公认的人才。我坚信实践是 检验真理的唯一标准，只有把从书本上学到的电气自动化技 术专业理论知识应用于实践中，才能真正掌握这门知识。因 此，我作为一名电气自动化技术专业的学生，有幸参加了为 期近三个月的毕业实习。
一、实习目的及任务 经过了大学四年电气自动化技术专业的理论进修，使我 们电气自动化技术专业的基础知识有了根本掌握。我们即将 离开大学校园，作为大学毕业生，心中想得更多的是如何去 做好自己专业发展、如何更好的去完成以后工作中每一个任 务。本次实习的目的及任务要求：
1.1 实习目的 ①为了将自己所学电气自动化技术专业知识运用在社 会实践中，在实践中巩固自己的理论知识，将学习的理论知 识运用于实践当中，反过来检验书本上理论的正确性，锻炼 自己的动手能力，培养实际工作能力和分析能力，以达到学 以致用的目的。通过电气自动化技术的专业实习，深化已经 学过的理论知识，提高综合运用所学过的知识，并且培养自 己发现问题、解决问题的能力 ②通过电气自动化技术专业岗位实习，更广泛的直接接 触社会，了解社会需要，加深对电气自动化实习专业技术总 结。
社会的认识，增强自身对社会的适应性，将自己融合到 社会中去，培养自己的实践能力，缩短我们从一名大学生到 一名工作人员之间的观念与业务距离。为以后进一步走向社 会打下坚实的基础; ③通过实习，了解电气自动化技术专业岗位工作流程， 从而确立自己在最擅长的工作岗位。为自己未来的职业生涯 规划起到关键的指导作用。通过实习过程，获得更多与自己
专业相关的知识，扩宽知识面，增加社会阅历。接触更多的 人，在实践中锻炼胆量，提升自己的沟通能力和其他社交能 力。培养更好的职业道德，树立好正确的职业道德观。
1.2 实习任务要求 ①在电气自动化技术岗位实习期间，严格遵守实习单位 的规章制度，服从毕业实习专业指导老师的安排，做好实习 笔记，注重理论与实践相结合，善于发现问题 ②在实习过程，有严格的时间观念，不迟到不早退，虚 心向有经验的同事请教，积极主动完成实习单位分配的任 务，与单位同事和谐相处; ③每天都认真总结当天的实习工作所遇到的问题和收 获体会，做好工作反思，并按照学校毕业实习要求及时撰写 毕业实习日记。
二、实习单位及岗位简介 2.1 实习单位简介 浙江 XXXX 系统工程有限公司成立于 ****年，是一家专注于 XX 产品和 XXX 产品研究、开发、生 产及销售的高科技企业，总部及研发基地设立于****科技创 业园，并在全国各地设有分支机构。公司技术和研发实力雄 厚，是国家 863 项目的参与者，并被政府认定为高新技术企 业。
浙江 XXXX 系统工程有限公司自成立以来，始终坚持以 人才为本、诚信立业的经营原则，荟萃业界精英，将国外先 进的信息技术、管理方法及企业经验与国内企业的具体实际 相结合，为企业提供全方位的解决方案，帮助企业提高管理
水平和生产能力，使企业在激烈的市场竞争中始终保持竞争 力，实现企业快速、稳定地发展。
公司人才结构合理，拥有多名博士作为主要的技术骨 干，具有硕士、学士高\中级技术职称的员工达 800 多人。
为了开发出真正适合企业需求的 XXXX
产品，企业特聘请电气自动化技术专业专家(中科院院 士)作为咨询顾问，紧密跟踪电气自动化技术行业发展特点， 不断优化。
2.2 实习岗位简介(概况) A. 参与电气自动化技术岗位的日常工作，参与组织制 定单位电气自动化技术岗位发展规划和年度工作计划(包括 年度经费使用计划，仪器设备申购计划等)，并协助同事组 织实施和检查执行情况。
B. 协助主管领导科学管理，贯彻、实施有关规章制度。
确定自己在电气自动化技术专业岗位的工作职责与任务，定 期进修和业务相关的知识，不断提高业务水平和工作能力。
C. 在工作过程，跟同事一起通过与客户的洽谈，现场 勘察，尽可能多地了解客户从事的职业、喜好、业主要求的 使用功能和追求的风格等。努力提高客户建立良好关系能 力，给客户量身打造设计方案。
三、实习内容(过程) 3.1 举行计算科学与技术专业岗位上岗培训。
我很荣幸进入浙江 XXXX 系统工程有限公司开展毕业实 习。为了更好地适应从学生到一个具备完善职业技能的工作
人员，实习单位主管领导首先给我们分发电气自动化技术专 业岗位从业相关知识材料进行一些基础知识的自主学习，并 安排专门的老同事对岗位所涉及的相关知识进行专项培训。
3.2 适应电气自动化技术专业岗位工作。
为期两个多月的毕业实习是我人生的一个重要转折点。
校园与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着思想观念、 做人处事等各方面的巨大差异。从象牙塔走向社会，在这个 转换的过程中，人的观点、行为方式、心理等方面都要做适 当的调整和适应。我在电气自动化技术专业岗位慢慢的熟悉 工作环境和工作同事后，逐渐进入工作状态，每天按照分配 的任务按时按量的完成。在逐渐适应岗位工作的过程中，我 理解了工作的艰辛与独立自主生活的不易。在工作和同事相 处过程中，即使是一件很平常的琐碎小事也不能有丝毫的大 意，也让我明白一个道理：细节决定成败。
电气自动化实习体会篇 2 转眼之间，两个月的实习期即 将结束，回顾这两个月的实习工作，感触很深，收获颇丰。
这两个月，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过我自 身的不懈努力，我学到了人生难得的工作经验和社会见识。
我将从以下几个方面总结电气自动化技术岗位工作实习这 段时间自己体会和心得：
一、努力学习，理论结合实践，不断提高自身工作能力。
在电气自动化技术岗位工作的实习过程中，我始终把学 习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条 重要途径和方法，切实做到用理论武装头脑、指导实践、推
动工作。思想上积极进取，积极的把自己现有的知识用于社 会实践中，在实践中也才能检验知识的有用性。在这两个月 的实习工作中给我最大的感触就是：我们在学校学到了很多 的理论知识，但很少用于社会实践中，这样理论和实践就大 大的脱节了，以至于在以后的学习和生活中找不到方向，无 法学以致用。同时，在工作中不断的学习也是弥补自己的不 足的有效方式。信息时代，瞬息万变，社会在变化，人也在 变化，所以你一天不学习，你就会落伍。通过这两个月的实 习，并结合电气自动化技术岗位工作的实际情况，认真学习 的电气自动化技术岗位工作各项政策制度、管理制度和工作 条例，使工作中的困难有了最有力地解决武器。通过这些工 作条例的学习使我进一步加深了对各项工作的理解，可以求 真务实的开展各项工作。
二、围绕工作，突出重点，尽心尽力履行职责。
在电气自动化技术岗位工作中我都本着认真负责的态 度去对待每项工作。虽然开始由于经验不足和认识不够，觉 得在电气自动化技术岗位工作中找不到事情做，不能得到锻 炼的目的，但我迅速从自身出发寻找原因，和同事交流，认 识到自己的不足，以至于迅速的转变自己的角色和工作定 位。为使自己尽快熟悉工作，进入角色，我一方面抓紧时间 查看相关资料，熟悉自己的工作职责，另一方面我虚心向领 导、同事请教使自己对电气自动化技术岗位工作的情况有了 一个比较系统、全面的认知和了解。根据电气自动化技术岗 位工作的实际情况，结合自身的
优势，把握工作的重点和难点， 尽心尽力完成电气自 动化技术岗位工作的任务。两个月的实习工作，我经常得到 了同事的好评和领导的赞许。
三、转变角色，以极大的热情投入到工作中。
从大学校门跨入到电气自动化技术岗位工作岗位，一开 始我难以适应角色的转变，不能发现问题，从而解决问题， 认为没有多少事情可以做，我就有一点失望，开始的热情有 点消退，完全找不到方向。但我还是尽量保持当初的那份热 情，想干有用的事的态度，不断的做好一些杂事，同时也勇 于协助同事做好各项工作，慢慢的就找到了自己的角色，明 白自己该干什么，这就是一个热情的问题，只要我保持极大 的热情，相信自己一定会得到认可，没有不会做，没有做不 好，只有你愿不愿意做。转变自己的角色，从一位学生到一 位工作人员的转变，不仅仅是角色的变化，更是思想观念的 转变。电气自动化实习专业技术总结。
四、发扬团队精神，在完成本职工作的同时协同其他同 事。
在工作间能得到领导的充分信任，并在按时完成上级分 配给我的各项工作的同时，还能积极主动地协助其他同事处 理一些内务工作。个人的能力只有融入团队，才能实现最大 的价值。实习期的工作，让我充分认识到团队精神的重要性。
团队的精髓是共同进步。没有共同进步，相互合作，团 队如同一盘散沙。相互合作，团队就会齐心协力，成为一个 强有力的集体。很多人经常把团队和工作团体混为一谈，其
实两者之间存在本质上的区别。优秀的工作团体与团队一 样，具有能够一起分享信息、观点和创意，共同决策以帮助 每个成员能够更好地工作，同时强化个人工作标准的特点。
但工作团体主要是把工作目标分解到个人，其本质上是注重 个人目标和责任，工作团体目标只是个人目标的简单总和， 工作团体的成员不会为超出自己义务范围的结果负责，也不 会尝试那种因为多名成员共同工作而带来的增值效应。
五、存在的问题。
几个月来，我虽然努力做了一些工作，但距离领导的要 求还有不小差距，如理论水平、工作能力上还有待进一步提 高，对电气自动化技术岗位工作岗位还不够熟悉等等，这些 问题，我决心实习报告在今后的工作和学习中努力加以改进 和解决，使自己更好地做好本职工作。
电气自动化实习体会篇 3 很荣幸能在 201X 年 X 月 X 日～ 201X 年 X 月 X 日能有在西安电力电容器厂自愈式低压电容器 厂实习的机会，让我充分的理解到实践与理论的关系。没有 实践的理论纯属瞎扯，没有理论的实践属于荒谬。
生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学 环节。在生产实习过程中，学校以培养学生的观察问题能力、 寻找问题能力、解决问题能力和向生产实际学习的能力和方 法为目标。培养我们的团结合作精神，树立我们群体意识， 即个人智慧只有融入到集体中才能最大限度地发挥作用。通 过实习将理论与实践相结合，从理论高度升华到实习高度， 为进入工厂工作打下夯实的基础。通过实习让我们认识到从
一个学生到职业人是两种完全不同的概念。
我是学电气自动化技术，在学校学习的很多理论与实习
课程对我们现在的工作起到了非常大的帮助，例如：焊接技 术，在焊接过程中，锻炼了我们的耐心程度与细心，是的我 们在现在的工作中学会观测细小的问题;电机拖动中，我们 学习了如何去布局，排线安装元器件，以最简单的方法实现 所需要的动作。模电，数电，电力电子以及供配电使我们现 在用的最为多的。
由工作开始到现在：201X 年 X 月到 X 月 实践是检验真理的唯一标准，只有通过不断实践、才能 不断进步、不断提升自己的工作技能和检验自己平时在工厂 中学习的理论知识。在自己的岗位中争取脱颖而出，力拔头 筹。实践是理论的基础，理论都是在实践中总结出来的，用 于指导实践。而试验、制造、安装、使用、维修就是我们实 践的工作。这就好比是一台计算机，要想使其正常运行，硬 件和软件密不可分、缺一不可。硬件是软件 的基础，软件是硬件的灵魂。毫无疑问，我作为一名刚 刚走出学校参加工作的新员工，实践方面的经验还很缺乏， 在学校中学到的是更多的理论知识。
在过去的几个月里，在老师和同事的关怀和培养下，认 真学习、努力工作，能力有了很大的提高，个人素质也有了 全面的发展，但我知道自己还存在着一些缺点与不足。我希 望，在今后的工作中，要更进一步严格要求自己，虚心向优 秀的同事学习，继续努力改正自己的缺点和不足，争取在思
想、工作、学习和生活等方面取得更大的进步。
路是自己走的，在我看来，只有被市场认可的技术才有
价值的，我坚信通过这一段时间的实习，从中获得的实践经 验使我受益匪浅，并会在我毕业后的工作中不断得到印证， 我会更深刻地理解在实习中所学到的知识，期望在未来的工 作中把学到的理论知识和实践经验不断应用到工作中，充分 展示自己个人价值，为实现自己的理想和光明前程而努力。
电气自动化实习体会
篇六：电气自动化毕业论文
开 放 实 验 设 计
题 目: 交通灯开放实验论文
专 班 姓 指 导 教
业 : 数控技术 级 ：
2011 级 名 ：
杨可 孙孝俊 谢官军 师 ：
赵书朵 邓冉旭
交通信号灯 PLC 控制系统设计
摘 要
本设计是用 PLC 来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用三菱的 FX2N 系列 PLC 编程软件对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以 达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用了顺序控制设计法用了八个定时器六个计 数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制。
控制程序包括有顺序功能图 （SFC） 、 梯形图(LAD)、指令表(STL)。
关键词：三菱 FX2N，交通信号灯，顺序功能图，梯形图，调试，自动控制
目
录
第1章
1.1
绪论 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
PLC 的发展及现状 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
1.2 每人的主要工作 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
第2章
十字路口交通信号灯的 PLC 控制线路设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2
2.1 十字路口交通信号灯的工作原理及设计要求 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2 2.2 十字路口交通信号灯所选 PLC 的 I/O 点统计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3 2.3 PLC 的选型及技术参数 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3 PLC 的选型原则 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 十字路口交通信号灯所选类型 PLC 的技术参数 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 十字路口交通信号灯的 I/O 分配表 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 十字路口交通信号灯的外部接线图设计· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 8 2.3.1 2.3.2 2.4.1 2.4.2
2.4 十字路口交通信号灯的接线图和接线电路设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7
第3章
3.2
十字路口交通信号灯的 PLC 系统的程序设计 · · · · · · · · · · · · · · 9
PLC 内部继电器的分配 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 十字路口交通信号灯 PLC 控制的 SFC 图 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 十字路口交通信号灯梯形图设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14 十字路口交通信号灯分离指令表 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14
3.1 常用梯形图的设计方法 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9 3.3 十字路口交通信号灯控制系统的 SFC 图、梯形图及指令表 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 3.3.1 3.3.2 3.3.3
3.4 在实验室的调试和仿真 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14
结束语 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 15 参考文献 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16 附录 1 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 17
第1章
绪论
1.1 PLC 的发展及现状
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并 按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功 能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继 电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控 制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 ProgrammableController（PC） 。
PLC 的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是 一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存 贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的 指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程 序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能 的原则设计。
从技术上看， 计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上， 会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一 步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更 齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从 市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少 数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来 看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技 术的发展方向。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际 通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1.2 每人的主要工作
根据设计任务书要求，进行十字路口交通信号灯的设计，经过和老师商量与同学 们自身特长分配主要任务。杨可同学负责安装面板的加工；孙孝俊同学负责 I/O 端子 分配与电路连线；谢官军同学负责程序的设计与修改。
第2章
十字路口交通信号灯的 PLC 控制线路设计
2.1 十字路口交通信号灯的工作原理及设计要求
2.1.1 十字路口交通信号灯的工作原理 2.1.2 设计内容及要求
十字路口交通灯控制的模拟 十字路口交通灯控制系统面板图：
实验面板图中，甲模拟东西向车辆行驶状况；乙模拟南北向车辆行驶状况。东西南 北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。
三、控制要求 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北 红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持 25 秒。东西绿灯亮维持 20 秒。到 20 秒时，东西绿灯闪亮，闪亮 3 秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持 2 秒。到 2 秒时，东西黄灯熄灭， 东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持 25 秒。南北绿灯亮维持 20 秒，然后闪亮 3 秒后熄灭。同时南北黄 灯亮，维持 2 秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。
工作过程 当启动开关 SD 合上时，X000 触点接通，Y002 得电，南北红灯亮；同时 Y002 的动
合触点闭合，Y003 线圈得电，东西绿灯亮。1 秒后，T12 的动合触点闭合，Y007 线圈得 电， 模拟东西向行驶车的灯亮。
维持到 20 秒，T6 的动合触点接通，与该触点串联的 T22 动合触点每隔 0.5 秒导通 0.5 秒，从而使东西绿灯闪烁。又过 3 秒，T7 的动断触点断 开，Y003 线圈失电，东西绿灯灭；此时 T7 的动合触点闭合、T10 的动断触点断开，Y004 线圈得电，东西黄灯亮，Y007 线圈失电，模拟东西向行驶车的灯灭。再过 2 秒后，T5 的动断触点断开，Y004 线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达 25 秒，T0 的动断 触点断开，Y002 线圈失电，南北红灯灭，T0 的动合触点闭合，Y005 线圈得电，东西红 灯亮，Y005 的动合触点闭合，Y000 线圈得电，南北绿灯亮。1 秒后，T13 的动合触点闭 合，Y006 线圈得电，模拟南北向行驶车的灯亮。又经过 25 秒，即起动累计时间为 50 秒时，T1 动合触点闭合，与该触点串联的 T22 的触点每隔 0.5 秒导通 0.5 秒，从而使 南北绿灯闪烁；闪烁 3 秒，T2 动断触点断开，Y000 线圈失电，南北绿灯灭；此时 T2 的 动合触点闭合、T11 的动断触点断开，Y001 线圈得电，南北黄灯亮，Y006 线圈失电， 模拟南北向行驶车的灯灭。维持 2 秒后，T3 动断触点断开，Y001 线圈失电，南北黄灯 灭。这时起动累计时间达 5 秒钟，T4 的动断触点断开，T0 复位，Y003 线圈失电，即维 持了 30 秒的东西红灯灭。
2.2 十字路口交通信号灯所选 PLC 的 I/O 点统计
本设计采用的是三菱 FX2N 系列 32MR 的 PLC 控制系统，总共有 32 个 I/O 点。
2.3 PLC 的选型及技术参数
2.3.1 PLC 的选型原则
1.规模要适当 输入.输出点数以及软件对 PLC 功能及指令的要求是选择 PLC 机型规模大小的重要 依据。
首先要确保有足够的输入.输出点数， 并留有一定的余地 （要有 10%的备用量） 。
如果只是为了实现单机自动化，或机电一体化产品，可选用小型 PLC。如果控制系统 较大，输入.输出点数较多，被控设备较分散，可以选用中型或大型 PLC。
还应确定用户程序存储器的容量。
一般粗略的估计方法：
（输入+输出） * （10-12） =指令步数。特别要注意因控制较复杂，数据处理量较大，可能出现存储器容量不够的 问题。
2.功能要相当，结构要合理 对于以开关量进行控制的系统，一般的低档机就能满足要求。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，应选用带 A/D.D/A 转换，加 减运算.数据传送功能的低档机。
对于控制比较复杂， 控制性能要求较高的系统， 例如要求实现 PID 运算.闭环控制. 通信联网等，可视控制规模及复杂的程度，选用中档或高档机。其中高档机主要用于 大规模过程控制.全 PLC 的分布式控制系统以及整个工厂的自动化。
对于工艺过程比较固定.环境条件较好（维修量较小）的场合，选用整体式结构 PLC。其他情况则选用模块式结构 PLC。
3.输入.输出功能及负载能力的选择 选择哪一种功能的输入.输出形式或模块， 取决于控制系统中输入和输出信号的种 类.参数要求和技术要求，选用具有相应功能的模块。为了提高抗干扰能力，输入.输 出均应选用具有光电隔离的模块。对于输出形式，分为无触点和有触点两种形式。无 触点输出大多使用大功率三极管（直流输出）或双向可控硅（交流输出）电路，其优 点是可靠性高.响应速度快.寿命长， 缺点是价格高.过载能力差。
有触电输出是使用继 电器触点输出， 其优点是适用电压范围宽.导通压降损失小.价格便宜， 缺点是寿命短. 响应速度慢。
此外，还应考虑输入.输出的负载能力，要注意承受的电压值和电流值。应该指出 的是，输出电流值和导通负载电流值是不同的概念。输出电流值是指每一个输出点的 驱动能力。导通负载电流值是指整个输出模块驱动负载时所允许的最大电流值，即整 个输出模块的满负荷能力。
4.使用环境条件 在选择 PLC 时，要考虑使用现场的环境条件是否符合它的规定。一般考虑的环境 条件有：环境温度.相对湿度.电源允许波动范围和抗干扰等指标。
2.3.2 所选类型 PLC 的技术参数
根据以上 PLC 的选型原则， 再结合设计任务要求。
本次设计 PLC 选用的是三菱 FX2N 系列的 PLC，FX2N 系列 PLC 是 FX 系列中最高级的模块。它拥有无以匹及的速度、高级 的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N 是从 16 到 256 路输入/输出的多种应用 的选择方案。说明: I/O 范围，16-256 点（基本单元：16/32/48/64/80/128 点） 。高 速演算：基本命令：0.8us/命令。应用命令：1.52---数 100us/命令。宽裕的记忆体 容量：内藏 8K EEPROM，最大可扩充至 16K。
2.4 十字路口交通信号灯 PLC 的接线图和接线电路设计
2.4.1 十字路口交通信号灯 PLC 的 I/O 分配表
表 2.1 I/O 分配表
输入 接线 输出 接线
SD X0 南北 G Y0 南北 Y Y1 南北 R Y2 东西 G Y3 东西 Y Y4 东西 R Y5 甲 Y7 乙 Y6
2.4. 2 十字路口交通信号灯的外部接线图设计
十字路口交通信号灯接线图如图 2.4 所示：
图 2.4 十字路口交通信号灯接线图
第3章
十字路口交通信号灯 PLC 系统的程序设计
3.1 常用梯形图的设计方法
常见的设计方法包括翻译法，启-保-停，逻辑代数法，时序图，SFC 图，模块法。
在系统设 计中对不同的环节，可根据具体情况，采用不同的设计方法。通常在全局上 采用程序框图及功能模块方法设计；在旧设备改造中，采用替代法设计；在局部或具 体功能的程序设计上，采用逻辑代数法和经验法。
3.2 PLC 内部继电器的分配
PLC 内部继电器包括内部辅助继电器(M)和内部状态继电器。
（1）PLC 内部有很多辅助继电器。辅助继电器的线圈与输出继电器一样，由 PLC 内各软元件的触点驱动。辅助继电器的动合和动断触点使用次数不限，在 PLC 内可以 自由使用。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须由输出继电 器执行。在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。这些元件不直接对 外输入、输出，但经常用作状态暂存、移位运算等。它的数量比软元件 X、Y 多。内部 辅助继电器中还有一类特殊辅助继电器，它有各种特殊功能，如定时时钟、进/借位标 志、启动/停止、单步运行、通信状态、出错标志等。FX2N 系列 PLC 的辅助继电器按照 其功能分成以下三类。
a.通用辅助继电器 M0～M499 （500 点） 通用辅助继电器元件是按十进制进行编号 的，FX2N 系列 PLC 有 500 点，其编号为 M0～M499。
b.断电保持辅助继电器 M500～M1023（524 点） PLC 在运行中发生停电，输出继 电器和通用辅助继电器全部成断开状态。再运行时，除去 PLC 运行时就接通的以外， 其它都断开。但是，根据不同控制对象要求，有些控制对象需要保持停电前的状态， 并能在再运行时再现停电前的状态情形。断电保持辅助继电器完成此功能，停电保持 由 PLC 内装的后备电池支持。
c.特殊辅助继电器 M8000～M8255 （256 点） 这些特殊辅助继电器各自具有特殊的 功能， 一般分成两大类。
一类是只能利用其触点， 其线圈由 PLC 自动驱动。
例如：
M8000 （运行监视）、M8002（初始脉冲）、M8013（1s 时钟脉冲）。另一类是可驱动线圈型 的特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC 做特定的动作。例如，M8033 指 PLC 停止 时输出保持，M8034 是指禁止全部输出，M8039 是指定时扫描。
（2） 内部状态继电器是 PLC 在顺序控制系统中实现控制的重要内部元件。
它与后 面介绍的步进顺序控制指令 STL 组合使用，运用顺序功能图编制高效易懂的程序。状 态继电器与辅助继电器一样，有无数的动合触点和动断触点，在顺控程序内可任意使 用。状态继电器分成四类，其编号及点数如下：
初始状态：S0～S9（10 点）；
回零：S10～S19（10 点）；
通用：S20～S499（480 点）；
保持：S500～S899（400 点）；
报警：S900～S999（100 点）。
有关状态继电器的应用，参考项目十 STL 指令的内容。
3.3 十字路口交通信号灯 PLC 系统的 SFC 图、梯形图及指令表
3.3.1 十字路口交通信号灯 PLC 控制的 SFC 图
SFC 图如图 3.1 所示：
图 3.1 交通信号灯 SFC 图
3.3.2 十字路口交通信号灯梯形图设计
梯形图如附录 1 所示
3.3.3 十字路口交通信号灯指令表
指令表如附录 2 所示
3.4 在实验室的调试和仿真
3.4.1 调试中遇到的问题及解决方法
1.在开始阶段按下起动按钮后无法实现黄灯闪烁。措施：用计时器的常闭触点放 在前面，实现当计时完后常闭触点自动断开，实现复位，这样就可以实现自动置位、 复位，达到循环计时的目的。
2.程序进入正常时段后，停留在正常时段循环中，即使计数完毕，但下面的计数 器无法计数， 程序无法前进。
要使计数器导通， 就要在计数完毕后使其有个通断过程， 产生脉冲使其计数。
结束语
经过本次课程设计，让我更加深刻的学习和巩固了电气控制及 PLC 这门课程，不 仅从理论上掌握了课堂上没有学懂的知识，还从实践中拓宽了我的知识面，让我对我 们专业的知识有了更加全面的认识，更加清晰的认识到我们专业知识的实用性是如此 的强，可以通过平时学的知识自己设计很多有意思的电子产品，不仅能培养我们的兴 趣爱好，更对我们今后的发展起到至关重要的作用。
在这次课程设计中遇到了很多问题，也获得了很多意想不到的知识。在每次突破 一个问题后都有种久违的满足感，甚至对每发现一个问题都有种莫名的兴奋。虽然这 次的课程设计整整花了我一个星期的时间，每天从早到晚，头脑中就只有这个设计， 甚至屡次因为忙于修改方案，调试程序，想解决问题的方法而忘记吃饭、休息，这种 感觉不像高中时段那样被人追着学习，而这是自主的去思考突破，是自身的能动力起 了作用。
因此，这次的课程设计很有意义，感谢我们院上的领导为我们精心安排了这次课 程设计，让我们在短时间内掌握了很多知识，以及知识以外的许多东西，比如吃苦耐 劳的精神、钻研问题的韧劲等等，在此特别感谢我们 PLC 课程的陆秀令老师每天来到 教室为我们传授他丰富的知识和经验，感谢陆老师的悉心教导才有了我们的设计取得 突破性进展。
参考文献
[1]陈立定，吴玉香，苏开才．电气控制与可编程控制器．广州：华南理工大学出 版社，2001 （TP301/5） 版社，2005 [4]陆岛编．工业电脑的安装与使用．北京：印刷工业出版社，1994 （TP305/1） （介绍日本立石公司 OMRON（又称欧姆龙）C 系列 PLC） [5]杨振兴，陈登顺．可编程序控制器原理和应用．长沙：中南工业大学出版社， 1993（介绍三菱 F1、F2、A 系列 PLC 及与 PLC 与计算机的通讯） [6]吕景泉．可编程控制器技术教程．北京：高等教育出版社，2001（介绍西门子 S7 系列 PLC） [7]胡学林．可编程控制器应用技术．北京：高等教育出版社，2001（介绍日本立 石公司 OMRON（又称欧姆龙）SYSMAC-C 系列 PLC） [8]郁汉琪．机床电气及可编程序控制器实验、课程设计指导书．北京：高等教育 出版社，2001 [9] 郑忠等编. 新编工厂电气设备手册. 北京：兵器工业出版社，1994 [10] 刑郁甫、 杨天民、 赵积善编. 新编实用电工手册, 北京：
地质出版社， 1997 （介绍西门子 S7 系列 PLC） （着重介绍 PLC 的内部结构及编程技巧） [2]金广业， 李景学编． 可编程序控制器原理与应用． 北京：
电子工业出版社， 1991 [3] 钟肇新，彭侃．可编程控制器原理及应用（第 3 版） ．广州：华南理工大学出
[11]《工厂常用高低压电气设备手册》增补本 [12]《工厂常用高低压电气设备手册》上下册
附 录 1
十字路口交通信号灯的程序梯图
附 录 2
I/O 指令表
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篇七：电气自动化毕业论文
广西机电职业技术学院
毕业综合实践任务书
课题类型：
电力系统自动化 课题名称：
PLC 在断电延时型 Y-△降压启动带直流能耗
制动控制线路的改造 系 部：
电气应用技术系 专 业：
电 气 技 术 班 级：
09 自动化生产设备与应用 学生姓名：韦 福 康 指导老师：林 伟 雄 日 期：2011—05—30
目录 一 引言·················································1 二 文章摘要·············································1 三 关键词字·············································1 四 PLC 的概述述··········································4 五 断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路·······7 六 输入／输出 I/0 分配表和接线图 ·························8 七 梯形图设计···········································9 八 指令表···············································10 九 总结·················································10 十 致谢·················································11 参考文献················································12
断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路改造
引言 随着社会经济的迅速发展，人们对物质生活的要求也越来越高。
经济的迅速发展也给科技的发展带来更大的动力，各种电动机的控制 线路改造在各大城市不断出现更新换代。在工业上原来的电力拖动控 制，然而现在用 PLC 程序来控制电动机是与其不可缺少的地位成为 一道亮丽的风景线。其中用 PLC 控制的 Y-△降压启动简单经济，省 空间，数字化控制的应对，在这样的状况下，PLC 对在断电延时型星 -三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造成为工业上的发展飞 越。
电动机本身及其负载机械设备带来不利影响,因此常常采用降 压起动 Y-△降压起动、自耦变压器起动和延边三角形起动,其中,使用 比较普遍。传统的 Y-△降压起动采用继电器-接触器控制,但由于其操 作复杂、可靠性低等缺点,必将被 PLC 控制所取代. 2.文章摘要：随着科学技术的飞速发展，在现代生活中，PLC 对在断 电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造。针对 PLC 日益得到广泛的应用现状，文章介绍了 PLC 对在断电延时型星三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造，并给出其 PLC 控制 系统的接线图和梯形图程序设计。与传统继电器在电动机方面相比具 有显著的优势，该设计具有可编程性，线路简单，可靠性高等特点， 提高了系统的灵活性及扩展性，仿真结果验证了该设计的到控制要
求，有参考价值和实用价值。
3.关键词：PLC 对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控 制 电动机 程序编程
PLC 的概述 1. Programmable Controller）简称 PLC，即可编程控制器，是指以
计算机为基础的新型工业控制装置。
PLC 的主要特点
1、高可靠性
（1）所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路 与 PLC 内部电路之间电气上隔离。
（2）各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为 10~20ms. （3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。
（4）采用性能优良的开关电源。
（5）对采用的器件进行严格的筛选。
（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况， CPU 立即采用有效措施，以防止故障扩大。
（7）大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成 表决系统,使可靠性更进一步提高。
2、丰富的 I/O 接口模块
PLC 针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；
电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的 I/O 模块与工业 现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送 器；电磁线圈；控制阀等直接连接。
另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了 组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。
3、采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型 PLC 以外，绝大 多数 PLC 均采用模块化结构。PLC 的各个部件，包括 CPU，电源，I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模 和功能可根据用户的需要自行组合。
4、编程简单易学
PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用 者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术 人员所理解和掌握。
5、安装简单，维修方便
PLC 不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时 只需将现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接，即可投入运行。
各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找
故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换 模块的方法，使系统迅速恢复运行。
PLC 的功能 1、逻辑控制 2、定时控制 3、计数控制 4、步进(顺序)控制 5、PID 控制 6、数据控制：PLC 具有数据处理能力。
7、通信和联网 8、其它：PLC 还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要 求，如：定位控制模块，CRT 模块。
五. 断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路
整定时间：5S±1S
图为断电延时型 Y-△降压启动带直流能耗制动控制电气原理图
见图 1-1
工作原理：合上电源开关 QS。
按下 SB2→KT 线圈得电→KT 动合触点闭合→KM3 线圈得电→KM3 动断触点断开，KM2 的连锁回路，KM3 主触点闭合→电动机接成 Y 形，KM3 动合触点闭合→KM1 线圈得电→ KM1 主触点闭合, KM1 动合触点闭合自锁→电动机 M 接成 Y 形得电降压启动。
KM1 动断触点断开→KT 线圈失电（整定时间±5S 后）断开→KM3 主触点断开，切断电动
机 Y 形接法，KM3 动合触点断开，KM3 动断触点恢复闭合→KM2 线圈得电→KM2 主触 点闭合，KM2 动断触点断开，KM3 连锁回路→电动机接成△形全压运行。
KM3 动断触点断开 当按下 SB1 时，KM1 和 KM2 线圈失电解除△全压运行，同时 KM3 和 KM4 线圈得电电动 机能耗制动；放开 SB1，电动机停车和能耗制动结束。
六. 输入／输出 I/0 分配表和接线图
（1）PLC 对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造 I/O 分配表
输入信号
输出信号
名称
代号
编号
名称
代号
编号
启动按钮
SB2
X0
主交流接触
KM1
Y1
器
停止按钮
SB1
X1
Y 形接触器
KM2
Y2
热继电器
FR
△形接触器
KM3
Y3
能耗制动接
KM4
Y4
触器
（2）PLC 接线图
七．梯形图设计
根据电路图的控制要求和 I/O 分配表，设计出 PLC 程序控制梯形图，如图 1-4 所示。
梯形图 图 1-4 根据 I/O 接线图和梯形图分析得出的操作步骤：
程序说明：当按下 SB2（X0）时，Y1 线圈得电并自锁，同时接通 Y2、T0,此时，KM1、KM2 得电，电动机星形启动，T0 同时开始计时，定时正整定时间（5S）到后，T0 常开触点接通 Y3，Y3 线圈得电并自锁，常闭触点断开对 T0 的联锁。此时 KM3 得电，电动机三角形全压 运转。
当按下 SB1（X1）时，Y4 线圈得电，Y4 常开触点接通，实行电动按钮，以提供直流通道。
驱动外接接触器在电动机停止交流电此时电动机完成停车与制动的过程。外部接触器接线 时，接触器间应相互联锁以防短路。
八 . 根据梯形图可以写出下列的指令表，见表 1-5 所示。
表 1—5
总结
经过两个多月的学习和工作，我终于完成了《PLC 对在断电延时型 星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造》的论文。从开始 接到论文题目到系统的实现，在到论文文章的完成，每走一步对我来 说都是新的尝试与挑战，这也是我在学习的生活中独立完成的最大项 目。在这段时间里，我学到了很多的知识也有很多的感受，我开始了 独立的学习和实验，查看相关的资料和书籍，让自己的头脑中模糊的 概念逐渐清晰，是自己非常稚嫩作品一步步完善起来，通过在图书馆
以及互联网查阅相关资料，更系统地了解了 PLC 的起源和发展过程， 并且加深了对 PLC 对改造电力拖动电路图后的运行过程、控制系统 的认识，熟悉了可编程控制器的运用。对如何使用已有知识及获取相 关资料方面的能力又有了新的提高。通过这次设计，我感受到写论文 是真真正正用心去做得一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的 过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有 所突破，希望这次的经历能让我在以后的学习生活中，工作中将会激 励我继续进步。
致谢 在写毕业设计论文期间，我很感谢的指导老师林伟雄，他的严 谨细致、一丝不苟，默默无闻的作风一直是我工作、学习中的榜样；
逝者如斯夫，不舍昼夜，两次春去春又来，岁月稍纵即逝。此时， 回头想想这段短暂的求学路，时而喜悦，时而惆怅。在这个美丽的校 园里，我听别人的故事，收获自己的成长感悟，感谢命运的安排，让 我结识了许多的良师益友，是他们教我如何品味人生，让我懂得如何 更好的生活！ “饮其流时思其源，成吾学时念吾师。”至此论文完成之际，谨 向我尊敬的班主任林伟雄老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。非常幸 运做您的学生，在这短短的三年里，聆听你孜孜不倦的教诲，感受你、 您的治学精神和乐观的生活态度，我不仅体会到知识与研究的魅力， 也学会了许多做人的道理。
11
在学习的生活中教会了我们怎样做一名合格的技能人才，今后的 发展努力方向，寻找自己的优点和缺点，从而改正自己的缺点，发挥 自己的优点和特长，拓展了自己的思维；同时在林老师的帮助下也提 高了自身的实践能力和操作能力，并对当前 PLC 对我们应用领域更 深入的了解。期间我通过翻阅和搜集大量的资料中，并懂得了如何把 自己所学 的知识融合到实际中去。为我踏上社会的我们成为技术性 人才打下良好基础。最后感谢学校领导和老师们的辛勤栽培，为我们 打下电气自动化生产设备专业知识的基础；人生处处是驿站，已是挥 手作别之时，在此，想所有帮助过我的老师们，同学们，朋友们献上 我最诚挚的谢意！正是有你们的支持和鼓励。此次毕业论文才会顺利 完成，最后我让笔墨共舞，实现你我与众不同精彩人生。
此致 敬礼
参考文献 （1）庞广信. 《可编程控制器技术应用.》 化学工业出版社 （2）范贻潘. 《电力拖动控制线路与技能训练》（第四版） 中国劳
动社会保障出版社 （3）三菱 FX2N 系列可编程控制使用手册
（4）王永华. 《现代电气控制及 PLC 应用技术》北京航空航天大学出版社（第 2 版）
（5）张华龙《电气控制入门》 （6）郑丹丹《控制系统梯形图和语句表》
12
13
篇八：电气自动化毕业论文
基于 PLC 的家居安防系统的设计
摘 要：本文分析了家居安防控制要求，设计了基于 PLC 的红外遥控、PLC 控制和继电器控制的硬件电路， 选择了系统的主要器件，提供了 PLC 控制器的主要流程图，并编写了程序，最终验证了系统的可行性。基 于 PLC 的家居安防系统操作简单，功能强大，具有广泛的应用前景。
关键词：家居安防系统；红外遥控；PLC 0 前言
家居智能化就是由一个智能化系统构成安全、舒适和便利的信息化居住空间，从而适应人们在 21 世纪 信息社会中的快节奏和与外部世界保持完全开放的生活环境。由于我国城市人口膨胀，外来人口的增加及 煤气和大量家用电器设备使用中的不安全因素等[1,2]。对小区居民的生命和财产造成了很大威胁，一方面 是人引起的破坏（如盗窃、抢劫等），另一方面是自然灾害引起的破坏（如火灾、煤气泄漏等）。人们越 来越迫切要求采用有效的措施以满足日益增长的安全防范需要[3,4]。
目前，所采用的防盗门和在窗户上加装防盗网等安全防范措施，难以满足现在人们防止外来威胁的要求。
为了更有效保证居民的生命和财产的安全，在住宅和住宅小区内引入了智能化的手段进行安全防范管理。
智能住宅的安全防范系统是由安全对讲系统、防盗报警系统、防火（火灾报警）系统和防煤气泄漏系统等 组成，该安全防范系统是家庭、住宅小区防范外来侵害和自然灾害的一种最重要的、最有效的手段，它大 大提高了居民自身的安全感，它已成为社会治安的一个重要组成部分[5,6]。因而，安全防范系统是智能家 居自动化系统中必不可少的一个子系统，它为人们创造出一个安全舒适的生活环境。
1 系统的结构
该系统采用红外遥控、传感器自动控制和手动控制三种控制方式。控制对象有电灯、电控锁、门窗电 机、排风扇和灭火水阀，通过控制这些对象达到手动/遥控开门、手动/遥控开窗/关窗、防火、防盗、防煤 气中毒和防风雨的目的。系统结构框图如图 1 所示。
图 1 系统的结构框图
2 系统的电路设计 2.1 红外遥控部分 如图 2 所示，系统安装了三个四路红外控制开关，分别安装在门边、卧室窗户边和厨房窗户边。厨房
窗边的四路红外控制开关的分配：一路接中间继电器 KA1,通过其常开触点的闭合来控制厨房排风扇的打开；
二路和三路接中间继电器 KA2 和 KA3,通过其常开触点的闭合的组合方式来控制厨房窗户的开与关，当 SQ2 或 SQ3 断路时，表示窗户全开或全关，全开时，二路断路，停止开窗操作，全关时，三路断路，停止关窗 操作；四路接厨房电灯。
门边的四路开关中，一路接中间继电器 KA7,通过其常开触点的闭合来控制电控门锁打开，当一路导通 后，KA7 通电，其常开触点闭合，门锁即开，同时继电器 KA8 导通，其常闭触点断开，随即一路断路，开 门信号中断；二路接卧室电灯。
卧室窗边的四路红外控制开关中，一路接中间继电器 KA4,通过其常开触点的闭合来控制卧室排风扇的 打开；二路和三路接中间继电器 KA5 和 KA6,通过其常开触点的闭合的组合方式来控制卧室窗户的开与关， 当 SQ5 或 SQ6 断路时，表示窗户全开或全关，全开时，二路断路，停止开窗操作，全关时，三路断路，停 止关窗操作；四路闲置。
图 2 系统红外遥控电路图 2.2 PLC 外部接线部分 PLC 的外部接线如图 3 所示[7~9]。
图 3 PLC 外部接线图
2.3 主电路部分 1、窗户控制电路 如图 4 所示，QF1、QF2 和 QF3 开关闭合，当 KA10 闭合，电机正转，厨房窗户打开；当 KA11 闭合，电
机反转，厨房窗户关闭；当 KA13 闭合，电机正转，卧室窗户打开；当 KA14 闭合，电机反转，卧室窗户关 闭；无论是开窗还是关窗，电控窗锁都打开，以便于窗户的开和关[10]。
图 4 窗户控制电路 2、排风扇控制电路 如图 5 所示，当 KA9 闭合，厨房排风扇打开；当 KA12 闭合，卧室排风扇打开；QS1 和 QS2 是手动开关， 当 KA9 和 KA12 无法正常工作时，可用 QS1 和 QS2 来执行打开排风扇的操作[11]。
图 5 排风扇控制电路
2.4 系统硬件的选择 见表 1 所示。
表 1 系统硬件明细
名称
型号
PLC
FX1N-40MR-001
烟雾传感器
联网型
可燃气体报警器 联网型
MBS 微波感应器 联网型
电子狗
独立型
振动探测器
独立型
风雨传感器
联网型
12V 直流电源 4NIC-X12
电控门锁
楼宇电控锁 -
RD-22
电控窗锁
EL-101
直流电机
YD100
电磁水阀
2WSL-160-15
额定电压
功率（W）
AC100～240V
35
DC12V
0.36
DC12～20V
0.6
DC12～24V
DC6V（内置电源）
DC12V
0.24
DC12V
0.48
AC220V
24
DC12V
1.8
DC12V
1.2
DC12V
15
DC12V
<15
四路红外控制开 XMD141-4
关
排风扇
BP-30B
AC220V AC220V
110 2500
3 系统程序的设计 3.1 门控制流程图 如图 6 所示，给 PLC 上电，系统初始化；当系统收到手动/遥控开门信号，或者着火信号，或者煤气泄
漏信号后，系统将执行开门动作。
图 6 门控制流程图
3.2 排风扇控制流程图 如图 7 所示，给 PLC 上电，系统初始化；当系统收到火灾信号或煤气泄漏信号时，系统打开所有排风 扇，此时无法手动和遥控关闭排风扇，直到火灭和无煤气泄漏；若无火灾和煤气泄漏信号，当系统收到手 动和自动打开厨房或卧室排风扇信号时，系统打开厨房或卧室排风扇。
图 7 排风扇控制流程
3.3 防火控制流程图 如图 8 所示，给 PLC 上电，系统初始化；当系统收到厨房或卧室着火的信号后，系统执行厨房或卧室 灭火的操作，直到火灭。
3.4 窗户控制流程图
图 8 防火控制流程
图 9 窗户控制流程
如图 9，给 PLC 上电，系统初始化；当厨房或卧室火灾或煤气泄漏时，系统打开所有窗户，直到窗户 全开；若无火灾和煤气泄漏，当系统收到手动或遥控开/关厨房或卧室信号时，系统执行厨房或卧室开/关 窗户操作，若在开/关窗户过程中，用户没有停止开/关窗户，系统会直到窗户全开或全关才停止开/关窗户；
若既无火灾和煤气泄漏信号，也无手动和遥控信号，当厨房或卧室窗外有人时，系统执行关闭窗户操作， 直到厨房或卧室窗户全关，当风雨很大时，系统执行关闭窗户操作，直到所有窗户全关。
3.5 PLC I/O 点的分配 根据所要设计的系统的要求，分配 PLC 的 I/O 点（如表 2）[12~14]。
输入端 X0 X1
（X3， X2）
表 2 PLC I/O 点的分配
功能 开门 厨房开排风扇
（0，1）厨房开窗户 （1，0）厨房关窗户
输出端
操作对象
Y0
门
Y4
厨房排风扇
Y5
厨房开窗户
<span
style="line-height:150%
;font-family:宋
体;color:black;mso-bidi
-font-size:10.5pt;mso-f Y6
ont-kerning:0pt;mso-asc
ii-font-family:'Times
New
Roman';mso-hansi-font-f
amily:'Time
篇九：电气自动化毕业论文
山东农业大学
毕业论文
论文题目: 单相相控整流电路的应用
专 业：
电气工程与自动化
层 次：
专升本
姓 名：
赵亮
二 0 一三年 十一月二十日
目录 标题、摘要、关键词…………………………………………2 前言……………………………………………………………3 第一章 原始资料分析 ………………………………………4
1。1 本所设计电压等级………………………………………4 1。2 电源负荷…………………………………………………4 第二章 电气主接线设计 ……………………………………5 2.1 主接线接线方式 ………………………………………5 2。2 电气主接线的选择 ……………………………………7 第三章 所用电的设计 ………………………………………9 3。1 所用电接线一般原则……………………………………9 3.2 所用变容量型式的确定…………………………………9 3。3 所用电接线方式确定……………………………………9 3.4 备用电源自动投入装置…………………………………9 第四章 短路电流计算………………………………………11 4.1 短路计算的目的 ……………………………………11 4。2 短路计算过程 …………………………………………11 第五章 继电保护配置………………………………………18 5.1 变电所母线保护配置 …………………………………18 5.2 变电所主变保护的配置 ………………………………18 第六章 防雷接地………………………………………… 19 6.1 避雷器的选择 …………………………………………19 6.2 变电所的进线段保护 ………………………………20 6。3 接地装置的设计 ……………………………………21 致谢…………………………………………………………24
参考文献 ……………………………………………………25
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电气自动化 110—35kv 变电所设计
摘要 变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系 统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变 换和分配电能的作用。电力系统中，发电厂将天然的一次能源转 变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能 损耗及线路阻抗压降,需要将电压升高；为了满足电力用户安全 的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高 和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中 通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂 和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联 系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由 电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。
这次设计以 110kV 降压变电所为主要设计对象,分析变电站的原 始资料确定变电所的主接线;通过负荷计算确定主变压器台数、 容量及型号。根据短路计算的结果,对变电所的一次设备进行了 选择和校验。同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。
关键词：
变电所电气主接线;短路电流计算；一次设备；防雷保护
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前言 本次设计题目为 110KV 变电所一次系统设计.此设计任务旨在体现对本专业 各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本 专业学习三年以来的学习结果。
此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发 展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分 析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV 主接线，然后又通过负荷计算 及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量 及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同 时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说 明.对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对 整体进行规划布置，从而完成 110kV 变电所一次系统的设计.
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第一章 原始资料分析 1。1 本所设计电压等级
根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35KV 1。2 电源负荷地理位置情况
1、电源分析 与本所连接的系统电源共有 3 个，其中 110KV 两个，35KV 一个。具体情况 如下：
1）110KV 系统变电所 该所电源容量（即 110KV 系统装机总容量）为 200MVA（以火电为主)。在该 所等电压母线上的短路容量为 650MVA，该所与本所的距离为 9KM。以一回路与本 所连接。
2)110KV 火电厂 该厂距离本所 12KM,装有 3 台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该 厂主接线简图如图 1.1:
图 1.1 110KV 火电厂接线图
3）35KV 系统变电所 该所距本所 7.5KM。以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为 250MVA。。
以上 3 个电源，在正常运行时，主要是由两个 110KV 级电源来供电给本所。
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35KV 变电所与本所相连的线路传输功率较小,为联络用。当 3 个电源中的某一电 源出故障,不能供电给本所时，系统通过调整运行方式，基本是能满足本所重要 负荷的用电，此时 35KV 变点所可以按合理输送容量供电给本所.
2、负荷资料分析 1）35KV 负荷
表 1。1 35KV 负荷参数表
用户名称
容量（MW)
距离（KM)
备注
化工厂
3.5
15
Ⅰ类负荷
铝厂
4。3
13
Ⅰ类负荷
水厂
1。8
Ⅰ类负荷
注：35KV 用户中，化工厂,铝厂有自备电源 2）10KV 远期最大负荷 3)本变电所自用负荷约为 60KVA；
4）一些负荷参数的取值: 负荷功率因数均取 cosφ=0.85,负荷同期率 Kt=0。9c,年最大负荷利用小时 数 Tmax＝4800 小时/年,表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损， 此处计算一律取网损率为 5％，各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要 来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。
第二章 电气主接线设计
电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。
电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出某种与变 电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
2.1 主接线接线方式
2.1.1 单母线接线
优点:接线简单清晰,设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。
缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均 需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部 回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的 供电。
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适用范围：
35—63KV 配电装置出线回路数不超过 3 回；110-220KV 配电装 置的出线回路数不超过 2 回。
2。1。2 单母线分段接线
优点：用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两 个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除,保证正常段母 线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检 修期间内停电.当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越.扩建时需向两个 方向均衡扩建。
适用范围：
35KV 配电装置出线回路数为 4-8 回时;110—220KV 配电装置出 线回路数为 3—4 回时.
2.1。3 单母分段带旁路母线
这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为 35-110KV 的变 电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。
2。1.4 桥型接线
1、内桥形接线 优点:高压断器数量少，四个回路只需三台断路器. 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂 时停运；桥连断路器检修时,两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需 较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂,变电所并且变压器不经常切换或线路 较长,故障率较高的情况。
2、外桥形接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：线路的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,并有一台变压器暂时停 运。高压侧断路器检修时,变压器较长时期停运. 适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线 路较短，故障率较少的情况.
2。1。5 双母线接线
优点：
1）供电可靠，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，
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能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。
2)调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活
地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的
电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电. 4)便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至
一组母线上。
缺点：
1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。
2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作.为了避
免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
适用范围：6—10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV
配电装置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大 时;110—220KV 配电装置,出线回路数为 5 回及以上时，或 110-220KV 配电装置 在系统中占重要地位,出线回路数为 4 回及以上时。
2。1。6 双母线分段接线
双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大,两个元件可完全分别 接到不同的母线上,对大容量且相互联系的系统是有利的.由于这种母线接线方 式是常用传统技术的一种延伸,因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生 问题，而较容易实现分阶段的扩建优点.但容易受到母线故障的影响，断路器检 修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在 11 回及以下 时，母线不分段。
2。2 电气主接线的选择
2.2。1 35kV 电气主接线
根据资料显示,由于 35KV 的出线为 4 回，一类负荷较多，可以初步选择以下 两种方案:
1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为 35kV~60kV，出线为 4～8 回,可采用单母线分段接线,也可采用双母线接线.
2）双母接线接线
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表 2.1 35KV 主接线方案比较
方案项目
方案Ⅰ单母分段带旁母
技术 经济
① 单清晰、操作方 便、 易于发展
② 可靠性、灵活性差 ③ 旁路断路器还可以
代替出线断路器,进 行不停电检修出线 断路器，保证重要用 户供电 ④ 扩建时需向两个方 向均衡扩建
① 设备少、投资小
②用母线分段断路器兼 作旁路断路器节省投资
方案Ⅱ双母接线 ① 供电可靠 ② 调度灵活 ③ 扩建方便 ④ 便于试验 ⑤ 易误操作
① 设备多、配电装置 复杂
② 投资和占地面 大
虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ,但其具有良好的经济性。鉴于此电 压等级不高，可选用投资小的方案Ⅰ.
2.2.2 110kV 电气主接线
根据资料显示，由于 110KV 没有出线只有 2 回进线，可以初步选择以下两种 方案：
1）桥行接线，根据资料分析此处应选择内桥接线。
2)单母接线。
表 2.2 110KV 主接线方案比较
方案项目
方案Ⅰ内桥接线
方案Ⅱ单母分段
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技术 经济
② 线清晰简单
① 简单清晰、操作方
②调度灵活,可靠性 不 便、易于发展
高
② 可靠性、灵活性差
①占地少
① 备少、投资小
②使用的断路器少
经比较两种方案都具有接线简单这一特性。虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如 方案Ⅱ,但其具有良好的经济性。可选用投资小的方案Ⅰ
第三章 所用电的设计
变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可 靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决因建设引起的问题， 积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进, 保证变电所安全，经济的运行。
3.1 所用电接线一般原则
1)满足正常运行时的安全,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求。
2）尽量缩小所用电系统的故障影响范围，并尽量避免引起全所停电事故。
3）充分考虑变电所正常,事故，检修，起动等运行下的供电要求,切换操作 简便。
3.2 所用变容量型式的确定
站用变压器的容量应满足经常的负荷需要，对于有重要负荷的变电所,应考 虑当一台所变压器停运时，其另一台变压器容量就能保证全部负荷的 60～70％.
由于 S站 =60KVA 且由于上述条件所限制。所以，两台所变压器应各自承担 30KVA。
当一台停运时，另一台则承担 70%为 42KVA. 故选两台 50KVA 的主变压器就可满足负荷需求。考虑到目前我国配电变压器
生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器. 表 3.1 S9-50/10 变压器参数表
型号
高压
S9—50/ 10±5% 10
电压组合
连接
高压分接
组标
低压
范围
号
10；6。3;6 0.4 Y,yn0
空载 负载 空载 阻抗 损耗 损耗 电流 电压
0。17 0。87 2.8 4
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3。3 所用电接线方式确定
所用电的接线方式,在主接线设计中，选用为单母分段接线选两台所用变压 器互为备用，每台变压器容量及型号相同,并且分别接在不同的母线上。
3.4 备用电源自动投入装置
3.4。1 备用电源自动投入装置作用
备用电源自动投入装置目标：为消除或减少损失，保证用户不间断供电。
BZT 定义：当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动的将备用电源投入或 将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置简称备 自投或 BZT 装置。
3。4。2 适用情况以及优点
1)发电厂的厂用电和变电所的所用电. 2）有双电源供电的变电所和配电所,其中一个电源经常断开作为备用. 3）降压变电所内装有备用变压器和互为备用的母线段。
4)生产过程中某些重要的备用机组 采用 BZT 的优点：
提高供电的可靠性节省建设投资，简化继电保护装置,限制短路电流，提高 母线残压。
3。4。3 BZT 的工作过程及要求[2］
BZT 装置应满足的基本要求：
1)工作母线突然失压,BZT 装置应能动作。
2)工作电源先切，备用电源后投。
3）判断工作电源断路器切实断开,工作母线无电压才允许备用电源合闸。
4）BZT 装置只动作一次,动作是应发出信号。
5）BZT 装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
6）备用电源无压时 BZT 装置不应动作. 7）正常停电时备用装置不启动。
8）备用电源或备用设备投入故障时应使其保护加速动作。
BZT 装置应由低电压启动部分和自动重合闸部分组成，低电压启动部分是监 视工作母线失压和备用电源是否正常;自动重合闸部分在工作电源的断路器断开 后,经过一定延时间将备用电源的断路器自动投入. 变电所 BZT 装置工作过程:
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1）110KV 侧 BZT：当某一条 110KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切 断工作电源,非故障侧母线与桥型母线上 BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非 故障侧。
2）35KV 侧 BZT: 当某一条 35KV 母线故障导致母线失压，故障侧断路器切断 工作电源， BZT 动作，将故障侧设备自动切换到非故障侧。
3）10KV 侧、所用电 BZT：当某一条 10KV 母线或所用电母线故障导致母线失 压，故障侧断路器断开,BZT 动作，母联断路器合闸，将故障侧负荷切换到非故 障侧。
第四章 短路电流计算 在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最 常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户 的正常供电和电气设备的正常运行。
4.1 短路计算的目的 1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要 采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可 靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的 安全距离. 4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为 依据。
4。2 短路计算过程 4.2。1 110KV 短路电流计算 1）根据资料,110KV 火电厂的阻抗可归算为以下
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图 4。1 110KV 火电厂接线图
图 4。2 110KV 火电厂阻抗图
在短路计算的基本假设前提下，选取 SB =100MVA，UB= UAV
X1=X2 =X3=
X
" d
*
SB SN
=0。135
100 25
=0.432
0.8
各绕组等值电抗
US(1-2) % 取 17%, US(2-3) % 取 6%, US(3-1) % 取 10.5%
US1% = 12（US(1-2) % + US(3-1) % US(2-3) %） = 1（17 10.5 6) 10.75 2
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US2 % = 12（US(1-2) % + US(2-3) % US(3-1) %） = 1（17 6 10.5) 6.25 2
US3% = 12（US(2-3) % + US(3-1) % US(1-2) %） = 1 (6 10.5 17) 0.25 2
X4
X5
Us1% 100
SB = = 10.75 100 =0.179 SN 100 60
X6
X7
US1% 100
SB = SN
0.25 100 0.004 100 60
图 4.3 110KV 火电阻抗最简图
X8 =X1//X2//X3=0.144
X9 =(X4 +X6)//(X5+X7)=0.0875
X10 = X9 +X8 =0.232
即火电厂的阻抗为 0.232。
2）又根据资料所得,可将变电所视为无限大电源所以取
E" 1 S变110 I*” SB
I*”
S变110 SB
650 100
6.5
- 14 -
X 变110
E" I*”
1 6.5
0.154
同理：因 35KU 变电所的短路容量为 250MVA
所以
I*”
S变 35 SB
250 100
2.5KA
X 变35
E" I*”
1 2.5
0.4
火电厂到待设计的变电所距离 12KM，阻抗为每千米 0。4 欧
X=
Xl
SB U2
12
0.4
100 1152
0.032
110KV 变电所到到待设计的变电所距离 9KM，阻抗为每千米 0.4 欧
X=
Xl
SB U2
=
Xl
SB U2
9 0.4 100 1152
0.027
35KV 变电所到到待设计的变电所距离 7.5KM，阻抗为每千米 0。4 欧
X=
Xl
SB U2
100 7.5 0.4 372
0.219
待设计变电所中各绕组等值电抗
US1% = 12（US(1-2) % + US(3-1) % US(2-3) %） = 1（6.5 17 10.5) 6.5 2
US2 % = 12（US(1-2) % + US(2-3) % US(3-1) %） = 1（6.5 10.5 17) 0 2
US3% = 12（US(2-3) % + US(3-1) % US(1-2) %） = 1 (10.5 17 6.5) 10.5 2
XT1
Us1% 100
SB SN
= 10.5 100 0.525 100 20
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XT 2
Us2% 100
SB = 0 100 0 SN 100 20
XT3
Us3% 100
SB = 6.5 100 0.325 SN 100 20
该变电所的两台型号规格一样所以另一个变压器的阻抗和
XT1，XT2，XT3 相同.
根据主接线图可简化为以下图型
图 4.4 主接线阻抗简化图 当 K1 点发生短路时将图四可转化为以下图行
图 4。5 K1 点短路阻抗图 X13 X1 X3 0.232+0.032=0.264
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X14 X2 X4 0.154+0.027=0.181
X15 X5 // X6 0.263
X16 X7 // X8 0.163
X17 X9 // X10 0
X18 X11 X12 =0.219+0.4=0.619 又因为 E1 是有限大电源（将 0.263 改为 0.264）
3 25
所以
X js 0.264
0.8 0.248 100
查短路电流周期分量运算曲线取 T=0S ,可得 I1"* 4。324
I
" 2*
E2" X14
1 5.525 0.181
I3"*
X15
E3" X17
X18
1 0.263 0 0.619
1.134
I
" f
(I1"* I2"* I3"* ) IB =(4。324+5。525+1。134）×
100 3 115
=5.514KA
冲击系数取 1.8
Iim
I
" f
kim
2 ×5。514×1。8=14。034KA
S
(I1"*
I
" 2*
I3"* ) SB =（4.324+5.525+1.134）
×100=1098。3MV.A
4。2.2 35KV 侧短路计算
根据图四进行Y 变换
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图 4.6 星三角形转化图
图 4。7 K2 点短路阻抗图
X19
X13 X15
X13 X14 X14
X14
X15
= 0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0。910 0.181
X 20
X13
X15
X13 X14 X13
X14
X15
0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.625 0.264
X 21
X13
X15
X13 X14 X15
X14
X15
0.264 0.263 0.264 0.181 0.181 0.263 =0.627 0.263
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3 25
X js 0.910
0.8 0.910×0。9375=0.853 100
查计算曲线取 T 为 0S ，可得 I1"* 1.225
I
" 2*
E2" X 20
1 0.625
1.6
I3"*
E3" X18
1 0.619
1.616
I
" f
(I1"* I2"* I3"* ) IB
=（1。225+1.6+1。616）
100 3 115
=6。930KA
Iim
I
" f
kim
2 ×6.93×1.8=17。638KA
S (I1"* I2"* I3"*) SB =（1.225+1。6+1。616) ×100=444。1MV.A
第五章 继电保护配置
继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结 合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运 用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平.
5。1 变电所母线保护配置
1、110KV、35KV 线路保护部分：
1）距离保护
2)零序过电流保护
3）自动重合闸
4）过电压保护
2、10KV 线路保护:
1)10kV 线路保护:采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三相
一次重合闸.
2)10kV 电容器保护：采用微机保护装置，实现电流过流保护、过压、低压
保护。
3）10kV 母线装设小电流接地选线装置
5。2 变电所主变保护的配置
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和
系统的正常运行带来严重的影响，而本次所设计的变电所是 110kv 降压变电所,
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如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，影响变电所供电可靠性。
5。2.1 主变压器的主保护
1、瓦斯保护 对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低,应装设瓦斯保护，它反应于油 箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开 变压器各侧电源断路器。
2、差动保护 对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时,其保护瞬时动作， 跳开各侧电源断路器。
5.2.2 主变压器的后备保护
1、过流保护 为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变
压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。
2、过负荷保护 变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式 过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号,而且三绕组变压器各侧过负荷 保护均经同一个时间继电器. 3、变压器的零序过流保护 对于大接地电流的电力变压器,一般应装设零序电流保护,用作变压器主保 护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护,一般变电所内只有部分变压器中 性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性 点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。
第六章 防雷接地
变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源,一旦发生雷击事故，将 造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复 会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备 的安全运行.
变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生 的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使 所有设备都处于避雷针(线）的保护范围之内，此外还应采取措施,防止雷击避雷 针时不致发生反击.
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对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的 雷电波的幅值,防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当 距离内装设可靠的进线保护.
避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保 护设备,避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或 独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。
避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被 保护的电气设备并联,当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电 压，保护了其它电气设备。
6.1 避雷器的选择
6。1。1 避雷器的配置原则
1)配电装置的每组母线上,应装设避雷器。
2）旁路母线上是否应装设避雷器,应在旁路母线投入运行时，避雷器到被保 护设备的电气距离是否满足而定。
3）220KV 以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备 本体。
4）220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附 近增设一组避雷器. 5)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
6。1.2 避雷器选择技术条件
1、型式:选择避雷器型式时,应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下表 选择如表 6。1:
表 6.1 避雷器型号选择表
型号
型式
应用范围
FS
配电用普通阀型
10KV 以下配电系统、电缆终端盒
FZ
电站用普通阀型
3—220KV 发电厂、变电所配电装置
FCZ
电站用磁吹阀型 1、330KV 及需要限制操作的 220KV 以及
以下配电
2、某些变压器中性点
FCD 旋转电机用磁吹阀 型
用于旋转电机、屋内
型号含义：
F—-阀型避雷器；
S—-配电所用；Z——发电厂、变电所用; C—-
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磁吹；D-—旋转电机用；J——中性点直接接地
2、额定电压U N ：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致.
6。2 变电所的进线段保护［8］ 为使避雷器可靠的保护变压器,还必须设法限制侵入波陡度和流过避雷器的
冲击电流幅值.因为避雷器的残压与雷电流的大小有关,过大的雷电流致使U R 过 高，而且阀片通流能力有限，雷电流若超过阀片的通断能力，避雷器就会坏。因 此，还必须增加辅助保护措施配合避雷器共同保护变压器,这一辅助措施就是进 线段.
如果线路没有进线段保护，雷直击变电所附近导线时,流过避雷器的雷电流 幅值和陡度是有可能超过容许值的。因此,为了限制侵入波的陡度和幅值，使避
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雷器可靠动作,变电所必须有一段进线段保护。本设计中采用的是在进线进线 1～ 2km 范围内装设避雷器. 6。3 接地装置的设计
接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地 相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置.
6。3。1 设计原则 1、由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足电力 行业标准 DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中
R≤2000/I 是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对 接地电阻值不再规定要达到 0.5Ω，而是允许放宽到 5Ω，但这不是说一般情况 下，接地电阻都可以采用 5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电 位引起的危害，应采取各种隔离措施; 考虑短路电流非周期分量的影响，当接地 网电位升高时，3-10kV 避雷器不应动作或动作后不应损坏；
应采取均压措施， 并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电 位分布曲线。
2、在接地故障电流较大的情况下,为了满足以上几点要求，还是得把接地电 阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是 0.5Ω，也不是 5Ω，而应根据工程的 具体条件,在满足附加条件要求的情况下，不超过 5Ω都是合格的。
6。3。2 接地网型式选择及优劣分析
220kv 及以下变电站地网网格布置采用长孔网或方孔网，接地带布置按经验 设计，水平接地带间距通常为 5m-8m。除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流 处装设垂直接地极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置 2.5m—3m 的垂直接 地极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合 的复合式地网。
长孔与方孔地网网格布置尺寸按经验确定，没有辅助的计算程序和对计算结 果进行分析,设计简单而粗略.因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分 的 3—4 倍,因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分高，电位梯度较大，整个 地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多,经济性差.在 220kV 及以下的变电工程 中采用长孔网或方孔网,因为入地故障电流相对较小，地网面积不大,缺点不太突 出。而在 500kV 变电站采用，上述缺点的表现会十分明显，建议 500kV 变电站不 采用长孔或方孔地网。
6.3。3 降低接地网电阻的措施
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1、利用地质钻孔埋设长接地极 根据接地理论分析，接地网边缘设置长接地极能加强边缘接地体的散流效 果，可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地 极,则施工费很高，如利用地质勘察钻孔埋设长接地极，施工费将大大节省。但 需注意：利用地网边缘的地质钻孔，间距不小于接地极长的两倍；钻孔要伸入地 下含水层方可利用，工程 中我们曾经进行过实测，未插入到含水层的长接地极降阻效果差。
2、使用降阻剂
在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂，无论是变电还是发电工程 例子都很多。20 世纪的 70 年代到 80 年代，使用较多的是膨润土降阻剂和碳基 类降阻剂。据了解，多个使用降阻剂的工程，接地完工后测量接地电阻情况都不 错，但由于缺乏长期的跟踪监测，对降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀 性的信息返回少.确实也有质量差的降阻剂，降阻效果不能持久，对接地网造成 腐蚀，引起各地对降阻剂使用意见分岐.
3、利用地下水的降阻作用，深井接地，引外接地。
当变电站附近有低土壤电阻率区（水塘、水田、水洼地……),可以敷设辅助 接地网与所内主接地网连接，这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有效 措施。
4. 扩大接地网面积 我们知道，在均匀分布的土壤电阻率条件下,接地电阻与接地网面积的平方 成反比,接地网面积增大，则接地电阻减小，因此,利用扩大接地网面积来降低接 地电阻是可能预见的有效降阻措施。
6.3.4 接地刀闸的选择
1、110KV 侧接地刀闸的选择：
根据系统电压可以选择 JW2—110 型接地刀闸.
表 6.2 JW2—110 型接地刀闸参数表
型号
额定 最 高 长期 全波
动稳定 热稳定
电压 工 作 通流 （8/20s )
电
电流
Ue(kV） 电压
能力 (A)
全波冲击 对地耐压
（KV)
流峰值 （kA）
2S(kA）
JW2-10 110KV 126 600 30。5
100 40
24
根据系统电压可以选择 JW-35 型接地刀闸。
表 6.3 JW2-35 型接地刀闸参数表
型号
额定电 压 Ue （kV）
最高 工作 电压
长期 通流 能力
全波 （8/20s )全 波冲击对地 耐压（KV）
(A)
动稳定电 流峰值 （kA）
热稳定电 流 2S（kA）
JW—35 35KV 37．5 ——
--
50
20
25
致谢 为期三年的山东农业大学继续教育的学习即将结束，三年来在老师的精心辅 导下，我的理论知识有了很大的提高.为检验三年来的学习成果，此次设计为 110kV 降压变电站电气一次系统设计。在设计过程中,我根据所学知识实际进行 设计,没想到看起来简单的设计，实际干起来却有太多疑问。有时为了弄懂一个 数据，除了要一遍遍的查找资料,还要向老师同学屡屡请教，有时还要抱着原来 所学过的课程再进行学习.经过两个月的努力,终于有了以下这份毕业设计。虽然 设计的内容中还存在许多的缺陷，但确是几个月来辛勤劳动的结果。在毕业设计 过程中，导师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议，对我的辅导耐心 认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。通过 这次毕业设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解，并使知识得到了进一步 的巩固。
26
参考文献 [1］ 电力工业部西北电力设计院。
电气工程设计手册电气一次部分［M]. 中国 电力出版社，1998. [2］ 弋东方. 电气设计手册电气一次部分[M］. 中国电力出版社 2002 ［3] 陈学庸编。
电力工程电气设备手册（电气二次部分)[M］. 北京：中国电 力出版社，1996. [4］ 曹绳敏编。
电力系统课程设计及毕业设计参考资料［M]. 北京:中国电力 出版社,1995。5。
［5］ 文远芳编. 高电压技术[M］。
武汉：华中科技大学出版社，2001。1. [6] 孟祥萍. 电力系统分析[M]。
高等教育出版社，2004. ［7] 刘吉来、黄瑞梅。
高电压技术［M]。
中国水利水电出版社 ,2004 [8］ 熊信银、吴希再. 电力工程［M]. 武汉：
华中科技大学，1997.
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篇十：电气自动化毕业论文
.
高频保护
一、选择题
1、切除线路任一点故障的主保护是（B）
A：相间距离保护 B：纵联保护 C：零序电流保护 D：接地距离保护
2、高频阻波器所起的作用是（C）
A：限制短路电流
B：阻止工频信号进入通信设备
C：阻止高频电流向变电站母线分流 D：增加通道衰耗
3、高频保护采用相—地制通道是因为（A）
A：所需加工设备少，比较经济 B：相—地制通道衰耗小
C：减少对通信的干扰
D：相—地制通道衰耗大
4、闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是（A）
A：正方向元件动作，反方向元件不动作，收到闭锁信号后信号又消失；
B：正方向元件动作，反方向元件不动作，没有收到闭锁信号；
C：正、反方向元件均动作，没有收到闭锁信号；
D：正、反方向元件均不动作，没有收到闭锁信号。
5、高频闭锁保护，保护停信需带一短延时，这是为了（C）
A：防止外部故障时因暂态过程而误动；
B：防止外部故障时因功率倒向而
误动；
C：与远方启动相配合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动；
D：，防止区内故障时拒动。
6、纵联保护电力载波高频通道用（C）方式来传送被保护线路两侧的比较信
号。
A：卫星传输；
B：微波通道；
C：相—地高频通道；
D：电话线路。
7．在电路中某测试点的功率 P 和标准比较功率 P0=lmW 之比取常用对数的 10
倍，称为该点的(C)。
A：电压电平 B：功率电平 C：功率绝对电平
8．高频保护载波频率过低，如低于 50kHz，其缺点是(A)。
A：受工频干扰大，加工设备制造困难 B：受高频干扰大 C：通道衰耗大
9．当收发信机利用相一地通道传输高频信号时，如果加工相的高压输电线
.
.
对地短路，则(B)。
A：信号电平将下降很多，以至于本侧收不到对侧发出的信号 B：本侧有可能收得到，也有可能收不到对侧发出的信号 C：由于高频信号能耦合到另外两相进行传输，所以信号电平不会下降很多，
本侧收信不会受影响 10．相—地制高频通道组成元件中，阻止高频信号外流的元件是(A)。
A：高频阻波器 B：耦合电容器 C：结合滤波器 11．高频通道中结合滤波器与耦合电容器共同组成带通滤波器，其在通道中
的作用是(B)。
A：使输电线路和高频电缆的连接成为匹配连接 B：使输电线路和高频电缆的连接成为匹配连接，同时使高频收发信机和高
压线路隔离 C：阻止高频电流流到相邻线路上去 12．在高频保护的通道加工设备中的(C)主要是起到阻抗匹配的作用，防止
反射，以减少衰耗。
A：阻波器 B：耦合电容器 C：结合滤波器 13．高频保护的同轴电缆外皮应(A)。
A：两端接地 B：一端接地 C：不接地 14．线路分相电流差动保护采用(B)通道最优。
A：数字载波 B：光纤 C：数字微波 15．纵联保护相地制电力载波通道由(C)部件组成。
A：输电线路，高频阻波器，连接滤波器，高频电缆 B：高频电缆，连接滤波器，耦合电容器，高频阻波器，输电线路 C：收发信机，高频电缆，连接滤波器，保护间隙，接地刀闸，耦合电容器，
高频阻波器，输电线路 16．在纵联方向保护中，工频变化量方向元件在正方向短路时正方向元件
（ F ）的相角为（C）
A: 90°
B: 0°
C: 180°
17．闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是：高值启动元件启动后，(B)。
.
.
A：正方向元件动作，反方向元件不动作，没有收到过闭锁信号
B：正方向元件动作，反方向元件不动作，收到闭锁信号而后信号又消失
C：正、反方向元件均动作，没有收到过闭锁信号
D：正方向元件不动作，收到闭锁信号而后信号又消失
18．下面高频保护在电压二次回路断线时可不退出工作的是(B)。
A：高频闭锁距离保护 B：相差高频保护 C：高频闭锁负序方向保护
19．高频闭锁方向保护发信机起动后当判断为外部故障时(D)。
A：两侧立即停信
B：正方向一侧发信，反方向一侧停信
C：两侧继续发信
D：正方向一侧停信，反方向一侧继续发信
20．采用分时接收法的收发信机当两侧同时发信时其收信回路(B)。
A：只接收对侧信号 B：只接收本侧信号 C：交替接收两侧信号
21．在运行中的高频通道上进行工作时，(B)才能进行工作。
A：相关的高频保护停用 B：确认耦合电容器低压侧接地绝对可靠
C：结合滤波器二次侧短路并接地
22．为保证允许式纵联保护能够正确动作，要求收信侧的通信设备在收到允
许信号时(C)。
A：须将其展宽至 200～500ms B：须将其展宽至 100～200ms
C：不需要展宽
D：将信号脉宽固定为 lOOms
23．高频方向保护中(A)。
A：本侧启动元件(或反向元件)的灵敏度一定要高于对侧正向测量元件
B：本侧正向测量元件的灵敏度一定要高于对侧启动元件(或反向元件)
C：本侧正向测量元件的灵敏度与对侧无关
D：两侧启动元件(或反向元件)的灵敏度必须一致，且与正向测量元件无关
24．线路断相运行时，高频零序、负序方向保护的动作行为与电压互感器的
所接位置有关，在(A)时且接在线路电压互感器的不会动作。
A：本侧一相断路器在断开位置 B：对侧一相断路器在断开位置
C：两侧同名相断路器均在断开位置
25．在高频闭锁零序距离保护中，保护停信需带一短延时，这是为了(C)。
A：防止外部故障时的暂态过程而误动 B：防止外部故障时功率倒向而误动
.
.
C：与远方启动相结合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动
D：防止内部故障时高频保护拒动
26．高频闭锁零序保护中，保护发信 10ms 再停信，这是为了(B)。
A：防止外部故障时的暂态干扰而引起误动
B：等待对端闭锁信号到来，防止区外故障误动
C：防止外部故障时功率倒向而误动
27．纵联保护的通道异常时，其后备保护中的距离、零序电流保护应(A)。
A：继续运行 B：同时停用 C：只允许零序电流保护运行
28．闭锁式纵联零序方向保护在一次停电状态下，模拟正向故障试验。试验
时，两侧收发信机投入直流与远方启信回路，高频通道接线完整，且通道指标正
常；(A)。
A：通道不加衰耗，通入试验电气量，保护不出口跳闸
B：与通道衰耗无关，通入试验电气量，保护均出口跳闸
C：通道加 10dB 衰耗，通入试验电气量，保护才出口跳闸
D：通道加 3dB 衰耗，通入试验电气量，保护能出口跳闸
