【正文】 護(hù) CPU 模件，其中一個(gè)保護(hù) CPU 完成距離保護(hù)功能，另一個(gè)保護(hù) CPU 完成零序保護(hù)和三相一次重合閘功能，各 CPU 插件之間相互獨(dú)立。各種保護(hù)功能均由軟件實(shí)現(xiàn)。保護(hù)的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一” 設(shè)計(jì)原則。 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 額定電氣參數(shù) (1) 額定直流電壓 220V 或 110V(訂貨請(qǐng)注明)，允許工作范圍：80％～115％ 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) 24 (2) 額定交流數(shù)據(jù) a) 相電壓 3/100 (額定電壓 Un) b) 線路抽取電壓 100 V 或 3/100V（有重合閘時(shí)可用，軟硬件自適應(yīng)） c) 交流電流 5A 或 1A(訂貨請(qǐng)注明，額定電流 In) d) 額定頻率 50Hz 或 60Hz(60Hz 時(shí)訂貨請(qǐng)注明) e) 過(guò)載能力 電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作 10 倍額定電流，允許 10 秒 40 倍額定電流，允許 1 秒 電壓回路： 倍額定電壓，連續(xù)工作 (3) 功率消耗 a) 直流回路 正常時(shí)40W，跳閘時(shí)50W b) 交流電壓回路 c) 交流電流回路 In＝5A 時(shí)，In＝1A 時(shí)，(4) 接點(diǎn)容量 a)操作回路接點(diǎn)負(fù)載： 5A（不斷弧） ； b)信號(hào)回路接點(diǎn)負(fù)載： 60VA。 (5) 狀態(tài)量電平 a) 各 CPU 及通信接口模件的輸入狀態(tài)量電平 24V(18V～30V) b) GPS 對(duì)時(shí)脈沖輸入電平 24V(18V～30V) c) 各 CPU 輸出狀態(tài)量(光耦輸出)允許電平 24V(18V～30V) d) 各 CPU 輸出狀態(tài)量(光耦輸出)驅(qū)動(dòng)能力 150mA 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。5％ 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 (3) 整 組 動(dòng) 作 時(shí) 間 (包 括 繼 電 器 固 有 時(shí) 間 ) 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)。 (4) 暫態(tài)超越 距 離 保 護(hù) I 段 、 零 序 保 護(hù) I 段 和 過(guò) 流 I 段 均 不 大 于 5% (5) 最 小 整 定 阻 抗 (不 包 括 因 裝 置 外 部 原 因 造 成 的 誤 差 ) 暫 態(tài) 超 越 不 大 于 5%的 最 小 整 定 二 次 側(cè) 阻 抗 值 為 (短 路 電 流 大 于 4A) (6) 測(cè) 距 誤 差 (不 包 括 因 裝 置 外 部 原 因 造 成 的 誤 差 ) 金屬性故障時(shí)，不大于177。2%。 測(cè)控柜本次設(shè)計(jì)測(cè)控柜用的 GPSR662102 型測(cè)控柜 遙測(cè)遙測(cè)量有交流量(線路電流、切換后的母線電壓)，開(kāi)關(guān)量這兩種。開(kāi)關(guān)量包括刀閘位置、斷路器位置、斷路器信息(如彈簧未儲(chǔ)能、SF6 氣壓低告警等)、保護(hù)信息(分合閘出口、保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)告警、TV 斷線等)。測(cè)控單元將采集的信息轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)由網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控后臺(tái)機(jī)。如圖 所示。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) 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。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。后臺(tái)遙控分、合使用電動(dòng)機(jī)的隔離刀閘命令由網(wǎng)絡(luò)送入測(cè)控單元，經(jīng)防誤閉鎖邏輯以觸點(diǎn)形式送出，經(jīng)斷路器端子箱送入刀閘機(jī)構(gòu)執(zhí)行。如圖 所示。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 測(cè)控柜的遙控功能示意圖 端子箱本工程的端子箱內(nèi)部有切換開(kāi)關(guān)(GQK)、鑰匙(解鎖)開(kāi)關(guān)(YK)、及電壓繼電器(YJ)。其中 GQK 用于對(duì)斷路器、刀閘遠(yuǎn)方/就地控制的切換，YK 用于隔離開(kāi)關(guān)就地解除閉鎖，YJ 用于監(jiān)視線路是否有壓。以下將分幾個(gè)部分對(duì)斷路器端子箱與外部的一次、二次設(shè)備的聯(lián)系作簡(jiǎn)要介紹: 對(duì)電流的傳送將 TA 中的 5 組二次電流分為三相經(jīng)斷路器端子箱后分為 4 根電纜分別送至GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置、母差保護(hù)柜、測(cè)控柜、電度表柜，為上述各裝置提供二次電流. 送隔離開(kāi)關(guān)(QS)、地刀(QE) 的信息傳送隔離開(kāi)關(guān)(QS)、地刀(QE)的信息包括其常開(kāi)常閉接點(diǎn)(分合位置)、各自的操作機(jī)構(gòu)引出節(jié)點(diǎn)、電磁鎖閉鎖接點(diǎn)等等，將這些信息經(jīng)斷路器端子箱送至保護(hù)、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) 28 斷路器機(jī)構(gòu)箱，用于電壓切換、隔離開(kāi)關(guān)防誤，以及實(shí)現(xiàn)測(cè)控柜、保護(hù)經(jīng)斷路器端子箱對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行分、合閘操作。 與測(cè)控柜的聯(lián)系(1)由端子箱提供的母線失壓告警接點(diǎn)，隔離開(kāi)關(guān)(QS)就地/遠(yuǎn)方切換開(kāi)關(guān)(GQK)的接點(diǎn)，隔離開(kāi)關(guān)就地解除閉鎖接點(diǎn)。(2)由隔離開(kāi)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、3QE3QE2 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。(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。 與母差保護(hù)柜的聯(lián)系由隔離開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)箱提供的 1QS、2QS 的位置信息經(jīng)斷路器端子箱送至母差保護(hù)，使母差保護(hù)可以判斷出哪條母線在投運(yùn)中。 與斷路器機(jī)構(gòu)箱的聯(lián)系交流電源經(jīng)斷路器端子箱提供給斷路器機(jī)構(gòu)箱，以作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)、加熱除濕、照明之用。還提供以下的信息、接點(diǎn)(由于有與上述聯(lián)系有重復(fù)的，故不贅述其來(lái)源)：QF 的狀態(tài)信息、QF 的三相分合閘位置、GQK 的位置以及 QF 的輔助接點(diǎn)。4 二次回路的設(shè)計(jì) 二次回路 二次回路基本概念電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶共同組成的。它的特點(diǎn)是電力生產(chǎn)、輸送、分配和使用在同一時(shí)間完成。它不僅需要大量的、各種類(lèi)型的電氣設(shè)備，南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 以構(gòu)成電力發(fā)、輸配、使用的主系統(tǒng)。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。 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。一次設(shè)備是指直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的電氣設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線、電力電纜、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、避雷器、電流互感器、電壓互感器等。二次設(shè)備是只對(duì)一次設(shè)備的工作狀況進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)所必須的電氣設(shè)備，如監(jiān)控設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、信號(hào)器具等。通常還包括電流互感器、電壓互感器的二次繞組引出線和站用直流電源。這些二次設(shè)備按一定要求連接在一起構(gòu)成的電路，稱(chēng)為二次接線或二次回路。二次回路是電力系統(tǒng)發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，是電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。二次回路是一個(gè)具有多種功能的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。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(kāi)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?？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。在實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化的變電站中，控制系統(tǒng)控制方式包括遠(yuǎn)方控制和就地控制。遠(yuǎn)方控制有變電站端控制和調(diào)度端控制方式。就地控制有操動(dòng)機(jī)構(gòu)處和保護(hù)屏處控制方式。二、 信號(hào)系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)的作用是，準(zhǔn)確及時(shí)的顯示出相應(yīng)一次設(shè)備的運(yùn)行工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。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。按信號(hào)性質(zhì)分為狀態(tài)信號(hào)和實(shí)時(shí)登錄信號(hào)，常見(jiàn)的狀態(tài)信號(hào)有斷路器位置信號(hào)、各種開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、變壓器檔位信號(hào)等，常見(jiàn)的實(shí)時(shí)登錄信號(hào)有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、裝置故障信號(hào)、斷路器監(jiān)視的各種異常信號(hào)等。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)。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。三、測(cè)量及監(jiān)察系統(tǒng)測(cè)量及監(jiān)察系統(tǒng)的作用是，指示或記錄電氣設(shè)備和輸電線路的運(yùn)行參數(shù)，作為運(yùn)行人員掌握主系統(tǒng)運(yùn)行情況、故障處理及經(jīng)濟(jì)核算的依據(jù)。測(cè)量及監(jiān)察系統(tǒng)是由各種電氣測(cè)量?jī)x表、監(jiān)測(cè)裝置、切換開(kāi)關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。四、調(diào)節(jié)系統(tǒng)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) 30 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用是調(diào)節(jié)某些主設(shè)備的工作參數(shù)，以保證主設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由測(cè)量機(jī)構(gòu)、傳送設(shè)備、自控裝置、執(zhí)行元件及其網(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。六、操作電源系統(tǒng)操作電源系統(tǒng)的作用是，供給上訴各二次系統(tǒng)的工作電源，斷路器的跳、合閘電源，及其他設(shè)備的事故電源等。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。 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)刀閘的防誤回路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中涉及的設(shè)備戶外設(shè)備：電流、電壓互感器、斷路器 QF(GL312)刀閘 QS(西門(mén)子 MA7 和 HEME 8025)戶內(nèi)設(shè)備：保護(hù)柜(GPSL621C112),測(cè)控柜（GPSR662） 交流電壓電流回路接線設(shè)計(jì) 交流電流回路交流電流回路示意圖如圖 所示。二次電流先送至斷路器端子箱，再送入保護(hù)室內(nèi)的線路保護(hù)柜、母線保護(hù)柜、測(cè)控柜、電度表柜、故障錄波柜。電流互感器二次回路不宜經(jīng)行切換，當(dāng)需要時(shí)應(yīng)采取防止開(kāi)路的措施。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 交流電流回路示意圖圖 交流電流圖 交流電壓回路TV 二次側(cè)的電壓送入 TV 重動(dòng)并列柜接至電壓小母線，再進(jìn)入保護(hù)操作箱的電壓切換回路，經(jīng)過(guò)切換后的電壓送入計(jì)量柜、測(cè)控柜。如圖 所示。電壓切換回路的作用：對(duì)于雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，在兩組母線分開(kāi)運(yùn)行時(shí)(例如母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開(kāi))，為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)在電壓上保持對(duì)應(yīng)，以免發(fā)生保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)，要求保護(hù)及自動(dòng)裝置的二次電壓王庭森：采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的 110kV 線路二次回路設(shè)計(jì) 32 回路隨同主接線一起進(jìn)行切換。用隔離開(kāi)關(guān)兩個(gè)輔助觸點(diǎn)并聯(lián)后去啟動(dòng)電壓切換中間繼電器，利用其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電壓回路的自動(dòng)切換。圖 交流電壓回路示意圖圖 交流電壓回路南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 交流電源回路 交流電源經(jīng)由斷路器 3AP1FG 的端子箱進(jìn)入斷路器機(jī)構(gòu)箱、刀閘，用于照明、加熱和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。保護(hù)柜中的打印機(jī)、照明回路，測(cè)控柜的照明回路也需要使用交流電源。圖 交流電源回路示意圖 斷路器的控制回路設(shè)計(jì)斷路器機(jī)構(gòu)箱設(shè)有遠(yuǎn)方/就地切換開(kāi)關(guān)及分、合閘按鈕，可進(jìn)行遠(yuǎn)方、就地操作切換。斷路器遠(yuǎn)方操作時(shí)由操作箱控制，手動(dòng)操作可使用測(cè)控柜分、合斷路器按鈕、切換開(kāi)關(guān)也可由監(jiān)控后臺(tái)或調(diào)度中心綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)下達(dá)命令，即圖中的后臺(tái)。圖 為斷路器、刀閘控制回路示意圖。斷路器控制信號(hào)包括分閘信號(hào)、合閘信號(hào)以及閉鎖信號(hào)，3AQ1 型斷路器的閉鎖信號(hào)有：N2 閉鎖、SF6 泄露閉鎖、合王庭森：采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的 110kV 線路二次回路設(shè)計(jì) 34 閘油壓閉鎖、自動(dòng)重合閘閉鎖等。具體控制回路信號(hào)已經(jīng)標(biāo)示于圖中，虛線部分為刀閘控制回路。圖 斷路器、刀閘控制回路示意圖 信號(hào)回路設(shè)計(jì)在變電所中，運(yùn)行人員為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)與分析故障，迅速消除和處理事故，統(tǒng)一調(diào)度和協(xié)調(diào)生產(chǎn)，除了依靠測(cè)量?jī)x表來(lái)監(jiān)視運(yùn)行情況外，還必須借助燈光和音響信號(hào)裝置來(lái)反映設(shè)備正常和異常的運(yùn)行狀態(tài)，以及作為與有關(guān)車(chē)間聯(lián)絡(luò)、指揮的工具。音響信號(hào)是為了提醒運(yùn)行人員的注意，燈光信號(hào)是為了便于判斷發(fā)生故障的設(shè)備及故障性質(zhì)。信號(hào)回路應(yīng)滿足以下基本要求：（1）斷路器事故跳閘時(shí)，能及時(shí)發(fā)出音響信號(hào)（蜂鳴器） ，并使相應(yīng)的位置指示器閃光，亮“掉牌未復(fù)歸”光子字牌。（2）發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出區(qū)別于事故音響的另一種音響（警鈴聲） ，并使顯示故障的性質(zhì)的光字牌點(diǎn)亮。 (3)中央信號(hào)應(yīng)能保證斷路器的位置指示正確。