【正文】 重要保證。信號(hào)系統(tǒng)是由信號(hào)發(fā)送機(jī)構(gòu)、信號(hào)接受顯示元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。 五、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置系統(tǒng) 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的作用是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)、快速、有選擇地切除故障設(shè)備，減小設(shè)備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，增加供電的可靠性；及時(shí)反映主設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，提示運(yùn)行人員關(guān)注和處理，保證主設(shè)備的完好及系統(tǒng)的安全。操作電源系統(tǒng)是由直流電源或交流電源供電，一般常由直流 電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。按信號(hào)發(fā)出時(shí)間分為瞬時(shí)動(dòng)作信號(hào)和延時(shí)動(dòng)作信號(hào)。二次回路主要包括以下內(nèi)容： 一、控制回路 控制回路的作用是，對(duì)變電站開關(guān)設(shè) 備進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方跳、合閘操作，以滿足改變主系統(tǒng)進(jìn)行方式及處理故障的要求。而且，為了使主系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、連續(xù)、可靠地向用戶提供充足、合格的電能，還必須有能對(duì)主系統(tǒng)進(jìn)行操作、監(jiān)視、測(cè)量、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣設(shè)備。 (2)由隔離開關(guān) (QS)、地刀 (QE)經(jīng)斷路器端子箱提供的 1QS、 2QS、 3QS 的分合位置和 1QE、 3QE 3QE2 的合閘位置這些信號(hào)給測(cè)控柜，以及 1QS、 2QS、 3QS 的操作機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)給測(cè)控柜對(duì) QS、 QE 進(jìn)行分、合閘操作。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 測(cè)控柜的遙測(cè)功能示意圖 遙控 后臺(tái)遙控分、合斷路器命令由網(wǎng)絡(luò)送入測(cè)控單元，轉(zhuǎn)為觸點(diǎn)形式后送入保護(hù)GPSL621C112 的操作插件執(zhí)行。 技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)性能 (1) 采樣回路精確工作范圍 a) 電壓： V～ 70V (PSL 626C、 PSL 627C 為 ～ 120V) b) 電流： － 20In (2) 模擬量測(cè)量精度 誤差不大于177。 裝置特點(diǎn) GPSL621C112 是 以距離保護(hù)、零序保護(hù)和三相一次重合閘為基 本配置（可加配高頻保護(hù)）的成套線路保護(hù)裝置 。 對(duì)相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護(hù)裝置。由不同的軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)。微機(jī)型零序方向電流保護(hù)與常規(guī)的零序方向電流保護(hù)一樣遵循高壓線路繼電保護(hù)裝置“四統(tǒng)一”（統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；統(tǒng)一原理接線；統(tǒng)一符號(hào)；統(tǒng)一端子排布置）設(shè)計(jì)要求，在許多基本原則上是一致的。這是一種反映保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)距離遠(yuǎn)近確定動(dòng)作時(shí)限的一種保護(hù)裝置 。不是因?yàn)榫€路有電壓保護(hù)才配線路 TV，線路電壓用于檢無(wú)壓、檢同期重合閘以及線路側(cè)接地刀閘的防誤操作。輔助二次繞組的額定電壓按下列原則設(shè)計(jì)：中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為 100V；中性點(diǎn)不接地或 經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為 100/3V。 (3) 對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，電流互感器應(yīng)采用三相式 (三相都裝電流互感器 )，以取得零序電流；對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，一般為兩相式 (裝于 A、 C 兩相上 )以保護(hù)相間短路，對(duì)重要回路 (如發(fā)電機(jī) )，為防止兩點(diǎn)異相接地或需提高靈敏度時(shí)，則電流互感器可為三相式。級(jí)電流互感器鐵芯帶有小氣隙，氣隙長(zhǎng)度約為磁路平均長(zhǎng)度的%，由于氣隙使鐵芯不易飽和，有利于直流分量的快速衰減，在額定負(fù)荷下允許最大電流誤差為177。 5P20表示在加 20 倍額定電流的情況下，誤差小等于 5% 暫態(tài)保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級(jí)分為 TPX、 TPY、 TPZ 三個(gè)級(jí)別。10 級(jí)。 4）為了滿足測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有 2～ 8 個(gè)二次繞阻的電流互感器。 互感器 電流互感器 電流互感器是 一種將一次回路 數(shù)值較大的電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的 二次回路標(biāo)準(zhǔn)的小 電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途 的電氣設(shè)備 。 電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環(huán)節(jié)中是不可缺少的閉鎖元件。 然而機(jī)械閉鎖只能在開關(guān)柜內(nèi)部及戶外閘刀等的機(jī)械動(dòng)作相關(guān)部位之間應(yīng)用，與電器元件動(dòng)作間的聯(lián)系用機(jī)械閉鎖無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 (4) 防止誤合、 分?jǐn)嗦菲鳌? 接地刀閘 按照“安規(guī)”的規(guī)定，電氣設(shè)備檢修時(shí)，必須進(jìn)行接地，一般情況是掛“接地線”。 63kV 及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。因故障導(dǎo)致操作電源回路空氣斷路器跳閘后也可發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 (7)接線應(yīng)簡(jiǎn)單可靠、使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。合閘過程使合閘彈 簧儲(chǔ)能。 分為液壓操作機(jī)構(gòu)，彈簧操作機(jī)構(gòu)和電磁操作機(jī)構(gòu)。 (1)強(qiáng)電控制。斷路器的控制方式有多種，分述如下。它可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于 熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。 (3)該電氣主接線方式投資較小。其角數(shù)等于進(jìn)、出線回路總數(shù)，等于斷路器臺(tái)數(shù)。有兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。母線是中間環(huán)節(jié)，作用是匯集和分配電能，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行、檢修靈活方便，進(jìn)出線可有任意數(shù)目，利于安裝和擴(kuò)建。 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。 對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器少或不用斷路器的接線。 旁路母線的設(shè)置原則： 1）采用分段單母線或雙母線的 110kV 配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁 路母線。 本課題研究的意義 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、用電負(fù)荷性質(zhì)和用戶對(duì)供電的要求都發(fā)生了很大的變化，這也對(duì)繼電保護(hù)工作提出了越來(lái) 越高的要求。 本課題研究背景和意義 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 本課題研究的背景 在現(xiàn)代電網(wǎng)中，隨著超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電線路的不斷增 多，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高、更嚴(yán)格的要求。此后，各個(gè)廠家以 80C196 微控制器為控制核心相繼研制了各自的線路保護(hù)，并在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng) 110kV～ 500kV 線路中廣泛運(yùn)用，有代表的制造廠家有：南瑞繼保、南京電力自動(dòng)化總廠、四方公司、許昌繼電器廠等。 微機(jī)保護(hù)的國(guó)內(nèi)外研究概況與發(fā)展趨勢(shì) 近四十年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，它的廣泛應(yīng)用給各行各業(yè)帶來(lái)了翻天覆地的變化。通過軟件算法的改善，可以較好地解決原有模擬繼電保護(hù)裝置無(wú)法解決的一些問題?！崩^電保護(hù)的正確動(dòng)作取決于一系列的因素：保護(hù)原理、裝置的軟硬件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量、整定和調(diào)試、二次回路以及運(yùn)行管理等。因而被喻為電力系統(tǒng)的無(wú)聲警衛(wèi)。簡(jiǎn)要介紹了電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀 、技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展方向。 本文的主題是采用微機(jī)保護(hù)裝置對(duì) 110kV 線路的二次回路的保護(hù)研究。 繼電保護(hù)裝置除了在故障的很短時(shí)間內(nèi)動(dòng)作外，長(zhǎng)期是不動(dòng)作的。繼電保護(hù)的困難在于不僅要滿足測(cè)量的精度，更重要的是在各種復(fù)雜的情況下都要能滿足相互 矛盾的四項(xiàng)要求，即“要正確動(dòng)作，該動(dòng)則動(dòng)，不該動(dòng)則不動(dòng)。這樣，也就可以通過改善算法來(lái)不斷完善保護(hù)性能，而不需要改動(dòng)硬件。這樣，在經(jīng)濟(jì)性方面也優(yōu)于傳統(tǒng)保護(hù)。 90 年代，南京電力自動(dòng)化研究院將工頻變化量方向繼電器（ 1982 年提出）在 CKF、 CKJ 系列集成電路保護(hù)中的成功經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于計(jì)算機(jī)保護(hù)。將高性能的微處理器應(yīng)用于整個(gè)裝置中，可以大大提高其運(yùn)算速度，減少運(yùn)算時(shí)間，這對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)來(lái)說也一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。本課題將 對(duì)上述問題進(jìn)行探討，從硬件和軟件兩方面對(duì)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)設(shè)備進(jìn)行深入分析，并設(shè)計(jì)一套完整的微機(jī)保護(hù) 裝置。應(yīng)視電壓等級(jí)和出線回?cái)?shù)，酌情選用。對(duì)于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路系向用戶單獨(dú)供電，以及不允許停電的單母線、分段單母線的 配電裝置，可設(shè)置旁路母線。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。 （ 1）有母線接線 有匯流母線的接線形式的基本環(huán)節(jié)是電源、母線和出線（饋線）。每個(gè)回路都經(jīng)過一臺(tái)斷路器和兩臺(tái)母線隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，其中一臺(tái)隔離開關(guān)斷開；兩母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接。 3）角形接線 它是將斷路器布置閉合成環(huán)，并在相鄰兩臺(tái)斷路器之間引接一條回路的接線。多采用地一種方式，因母線故障時(shí)可縮小停電范圍，且兩組母線的負(fù)荷可以調(diào)配。因此 ,高壓斷路器工作的好壞 ,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行；高壓斷路器種類很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（ SF6 斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等； 低壓斷路器是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。為實(shí)現(xiàn)斷路器的自動(dòng)控制，在操動(dòng)機(jī)構(gòu)中還有與斷路器的傳動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)的輔助觸頭。 2．按控制電源電壓分 斷路器的控制方式接控制電源電壓分為強(qiáng)電控制和弱電控制兩種。 斷路器的操作機(jī)構(gòu) 用來(lái)完成斷路器分合閘操作，并能夠使斷路器保持在合閘位置。合閘電流約為 100A 左右，合閘保險(xiǎn)按 1/31/4 選取。 (6)對(duì)于采用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常，彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。 操作電源回路 操作電 源回路包括儲(chǔ)能電機(jī)、照明、加熱除濕以及插座供電回路，一般電源使用電纜從斷路器端子箱引入，操作電源回路設(shè)有保護(hù)開關(guān) (一般為空氣斷路器 )。 隔離開關(guān)的配置： (1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離； (2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地； (3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè) 1~2 組接地刀閘或接地器。（ 4）隔離開關(guān)應(yīng)有所處狀態(tài)的位置信號(hào)。 (3) 防止帶地線合閘：接地線在檢修時(shí)合開關(guān)，導(dǎo)致電流導(dǎo)入大地，對(duì)人身產(chǎn)生生命危險(xiǎn)。機(jī)械閉鎖可以實(shí)現(xiàn)正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖 直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優(yōu)點(diǎn) 。所以程序鎖現(xiàn)在已不采用。 微機(jī)防誤系統(tǒng)通過軟件將現(xiàn)場(chǎng)大量的二次閉鎖回路變?yōu)殡娔X中的五防閉鎖規(guī)則庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了防誤閉鎖的數(shù)字化，并可以實(shí)現(xiàn)以往不能實(shí)現(xiàn)或者是很難實(shí)現(xiàn)的防誤功能，應(yīng)該說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的最新技術(shù)和飛躍。一切處理好后方可再用。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電流互感器》 GB120875 規(guī)定，電力系統(tǒng)用電流互感器的誤差限值。 TPS 級(jí)：低漏磁電流互感器，其性能由二次勵(lì)磁特性和匝數(shù)比誤差限值規(guī)定。 1%。 (4) 當(dāng)采用一個(gè)半斷路器接線時(shí)，對(duì)獨(dú)立式電流互感器每串宜配置三組。 測(cè)量用單相電磁式電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為： ， ， ， ， 。 線路電壓互感器的作用：主要是為了線路開關(guān)重合閘檢查同期的時(shí)候抽取電壓信號(hào)。它不受運(yùn)行方式變化的影響，并被廣泛應(yīng)用。 此外，從保護(hù)的配置上講，輸電線路應(yīng)配置能反映全線任一處故障的快速動(dòng)作保護(hù)作為主保護(hù)。不同配置的微機(jī)保護(hù)，輸入的開關(guān)量信號(hào)是不同的，保護(hù)的輸出部分也是不同的。 單側(cè)電源單回線路，可裝設(shè)三相電流電壓保護(hù)，如不能滿足要求，則裝設(shè)距離護(hù)； 雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)距離保護(hù)； 正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處短路，電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí) , 可王庭森：采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的 110kV 線路二次回路設(shè)計(jì) 23 裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)； 符合安裝全線速動(dòng)保護(hù)規(guī)定時(shí)，除裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)外，還應(yīng)按第雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)距離保護(hù)，并且正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處短路，電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí)，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)，裝設(shè)相間短路后備保護(hù)和輔助保護(hù)裝置。 保護(hù)裝置用硬件完全相同的保護(hù) CPU 模件完成不同保護(hù)功能，各 CPU 模件之間互相獨(dú)立。 5％ (3) 整組動(dòng)作時(shí)間 (包括繼電器固有時(shí)間 ) 王庭森：采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的 110kV 線路二次回路設(shè)計(jì) 25 a)相間和接地距離 Ι 段 ( 倍整定值時(shí) )：不大于 15ms； b)相間和接地距離 Ι 段 ( 倍整定值時(shí) )：不大于 22ms； c)零序 Ι 段 ( 倍整定值時(shí) )：不大于 22ms； d)高頻保護(hù)：不大于 30ms(可能會(huì)受通道影響 )。遙控命令可在變電所監(jiān)控后臺(tái)機(jī)上操作發(fā)出，也可由上級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。 (3)由斷路器 (QF)機(jī)構(gòu)箱經(jīng)斷路器端子箱提供給測(cè)控柜以下信息： QF 低氣壓報(bào)警、 QF 低氣壓閉鎖 分合閘、 QF 合閘未儲(chǔ)能、 QF 就地控制、 ABC 三相的分合閘位置。 因此，可根據(jù)電氣設(shè)備在電力生產(chǎn)中不同的作用分成一次設(shè)備和二次設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)是由控制器具、控制對(duì)象及控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。按信號(hào)復(fù)歸方式分為自動(dòng)復(fù)歸信號(hào)和手動(dòng)復(fù)歸信號(hào)等。 二次回路設(shè)計(jì) 本次二次回路設(shè)計(jì)包括： (1)交流電壓電流回路接線設(shè)計(jì)； (2)斷路器的控制回路設(shè)計(jì)； (3)信號(hào)回路設(shè)計(jì)刀閘的防誤回路