毕业设计220kV变电站电气主控制系统二次回路设计

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1、220kV变电站电气主控制系统二次回路设计摘 要本论文介绍了文关220kV降压变电站电气部分初步设计，从设计任务上来看，共分为七大步骤。即，1、电气控制方式选择及确定。2、互感器回路设计。3、主断路器控制及信号回路设计。4、变电站继电保护配置设计。5、进行本变电站高压配电装置的规划设计。6、进行本变电站继电保护设计。7、变电站自动装置配置设计等七大步骤，本论文结合电气的有关规程进行设计。本次设计是我们在校期间进行的最后一个非常重要的综合性实践教学环节，也是我们学生全面运用所学基础理论、专业知识对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练，同时还是我们将来走向工作岗位而奠定的基本实践。通过本次设计可

2、以增强我们运用所学知识解释实际问题的能力和创新能力，以便更好地适应工作的需要。其设计内容结合相关的参考文献进行编写，由于水平有限，难免会有错误疏漏之处，请参阅老师多给予批评指正。关键词： 变电站,电气主接线,电气设备,防雷保护等。AbstractThis paper introduced the buck, Commissioner of 220 kV electric substation of the preliminary design, design tasks from the point of view, is divided into seven steps. That is,

3、1, choice of the main transformer substation of the models, capacity and number of Taiwan. 2, the design of the electrical substation main connection of the basic form. 3, a short-circuit current calculation. 4, a major electrical equipment choice. 5, the high-voltage power distribution substation p

4、lanning and design of the devices. 6, the substation protection and automatic devices of the planning and design. 7, Lightning Protection of the substation planning and design, such as seven steps, this paper with the electrical design on a point of order. The design is in school during the last a v

5、ery important part of a comprehensive practice teaching, but also full use of our students have learned basic theories, professional knowledge to practical problems to design (or research) integrated training, is also our future Jobs and to lay the basic practice. Through this design can be enhanced

6、 by the knowledge we use to explain the actual capacity and ability to innovate in order to better meet the needs of their work. The design elements associated with the reference to the preparation, the limited level, it is inevitable there will be errors of omission, please refer to the teacher to

7、give more criticism correction. Keyword: substations, the main electrical wiring and electrical equipment, mine protection.I目 录目录必须自动生成摘 要IAbstractII第一部分 引言11.1 变电站概况11.2 二次回路的作用21.3 二次回路的分类和组成21.3.1 控制回路21.3.2 信号回路31.3.3 测量回路31.3.4 调节回路31.3.5 继电保护操作型自动装置回路31.3.6 操作电源系统31.4 对二次回路的基本要求31.4.1 对控制回路的基本

8、要求41.4.2 对测量回路的基本要求51.5 二次回路的发展简史及展望51.5.1 就地分散控制51.5.2 电气集中控制61.5.3 单元控制61.5.4 综合控制6第二部分 正文71 断路器控制回路71.1 变电站断路器控制方式71.1.1 变电站断路器控制方式71.1.2 强电控制方式的主要类型81.1.3 解释几种LW2型断路器操作开关的接点形式91.2 对断路器控制回路的要求91.3 断路器控制回路方案比较101.3.1 配以弹簧操动机构的断路器控制电路101.3.2 配以电磁式操作机构的断路器控制电路111.3.3 配以CY3液压操作机构的断路器控制电路131.4 220kV变电

9、站主变压器断路器控制回路142变电站继电保护配置172.1 总则172.2 一般规定182.3 安全自动装置182.3.1 一般规定182.3.2 自动投入装置182.4 继电保护的配置192.5 继电保护配置符号192.6 本变电站的保护配置202.6.1 变压器保护装设的原则202.6.2 瓦斯保护202.6.3纵差动保护212.6.4变压器的相间故障后备保护232.6.5接地故障后备保护232.6.6过负荷保护233 电流互感器和电压互感器的设计263.1 互感器的作用263.2 互感器的用途263.3 电流互感器的选择263.3.1 选择依据263.4 电压互感器的选择284自动装置的

10、配置305变电站同期系统电压引入接线图34结 论35致 谢36参 考 文 献37第一部分 引言标题上下空行1.1 变电站概况标题上下空行（1）设计题目 220kv变电站电气主控制系统二次回路设计（2）关于变电站的设计总则1、文章中不能再出现一级标题。变电站的设计必须贯彻执行党中央的有关方针政策，设计中应不断结合实践经验，在保证安全进行、经济合理的条件下，力求接线简单、布置紧凑。同时逐步提高自动化水平并积极慎重运用采用新技术。2、变电站的所内建筑物、构造物的布置应紧凑合理，充分利用地形并应考虑方便以后扩建。为了减少变电站占地面积或当地区面积受到限制时，配电装置应尽量减少或在布置上采用方型或半方型

11、方式等。3、变电站区域的竖向布置所符合的要求： 尽量利用原有自然地形、减少土石方量。 建筑物的标高、基础埋深路基和管线埋深应互相配合。4、变电站所址应符合的条件： 不接近负荷中心 不占或少占农田 便于各级电压线路的引入和引出，架空线路走廊应与所址同时确定。 交通运输便利 具有适宜的地址条件，如所址选在有矿藏的地区应征得有关部门的同意。（3）变电站的主要介绍 本变电站位于城市远郊，变电站采用双母线带旁路接线方式，两台主变压器将电压变为低压接地方负荷，低压为单母线分段接线。这些与你所设计的二次回路有关系吗1.1.1 变电站的作用和工作原理标题上下空行变电站是电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电

12、压、变换和分配电能的场所，往往担负着向用电设备直接供电的任务变电站一般由变压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设备，导线及电缆等组成。有些变电站考虑母线的功率因数较低，还装有电力电容器组静止补偿装置或调相机等设备上述设备中，除控制与信号部分，继电保护装置，测量仪表，控制电源和通讯等设备外，其余部分称为一次设备，由一次设备组成的网络系统称为一次系统1.1.2 变电站的分类按电压的升降分类，分为升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站多与发电厂建在一起，又称为发电厂升压站，它把发电机电压升高，经

13、高压输电线路把电能送到远处的负荷区，或与其他的高压变电所联结成统一的电力网系统。降压变电站按性质和规模将划分为区域变电所、地方变电所、终端变电所三种、有必要使用罗马数字编号吗区域变电站（一次变）主要特点是电压等级高，进出回路多，变压器容量大，在系统中地位比较重要。其高压侧均在110kV以上，低压侧也在35kV以上，它由大电网供电，通过降压后主要向地方变电站供电、地方变电站（二次变）地方变电站多由区域变电所或发电厂供电，主要向终端变电站供电，它的高压侧一般为10110kV，低压侧多为610kV、区域变电站多是工矿企业变电所和农村的乡镇变电站，它的高压侧多为10-35KV，低压侧为310kV和0.

14、4/0.22kV系统。终端变电所主要由地方变电站或发电厂供电，降压后直接向各种用电设备供电1.2 二次回路的作用发电厂和变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备（也称主设备）是构成电力系统的主体，是直接生产、输送、分配电能的电气设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备，包括测量仪表、控制及信号器具、继电保护和自动装置等。二次设备是通过电压互感器和电流互感器与一次设备取得电的联系。二次设备及其相互联系的回路称为二次回路。二次回路是电力系统安全生产、经济运行、可靠供电的重要保障，是发电厂和变电站

15、中不可缺少的重要组部。1.3 二次回路的分类和组成发电厂和首行空格变电站的二次回路按其性质和功能分为：控制回路、信号回路、测量回路、调节回路、继电保护操作型自动装置回路以及操作电源系统等几大类。1.3.1 控制回路控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）的传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳”、“合”闸操作。控制回路按自动化程度可分为手动控制和自动控制两种；按控制距离可分为就地控制和距离控制两种；按控制方式可分为分散控制和集中控制两种，分散控制均为一对一控制，集中控制有一对一控制和一对N的选线控制；按操作电源性质可分为直流操作和交流操作两种；按操作电源电

16、压和电流的大小可分为强电控制和弱电控制两种，强电控制采用较高电压（直流110V或220V）和较大电流（交流5A），弱电控制采用较低电压（直流60V以下，交流50V以下）和较小电流（交流0.5-1A）。1.3.2 信号回路信号回路是由信号发送机构、传送机构和信号器具构成的。其作用是反应一、二次设备的工作状态。信号回路按信号性质分为事故信号、预告信号、指挥信号和位置信号四种；按信号显示方式可分为灯光信号和音响信号两种；按信号的复归方式可分为手动复归和自动复归两种。1.3.3 测量回路标题上下空行测量回路是由各种测量仪表及其先关回路组成的。其作用是指示或记录一次设备的运行参数，以便运行人员掌握一次设

17、备运行情况。它是分析电能质量、计算经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。1.3.4 调节回路调节回路是指调节型自动装置回路。它是由测量机构、传送机构、调节器和执行组成。其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。1.3.5 继电保护操作型自动装置回路继电保护操作型自动装置回路是由测量机构、传送机构、执行机构及继电保护和自动装置组成。其作用是自动判别一次设备的运行状态，在系统发生故障或异常运行时，自动跳开断路器（切除故障）或发出异常运行信号，故障或运行状态消失后，快速投入断路器，恢复系统正常运行。1.3.6 操作电源系统操作电源系统是由电源设备

18、和供电网络组成包括直流电源和交流电源系统。其作用是供给上述各回路工作电源。发电厂和变电站的操作电源多采用直流电源系统，简称为直流系统，部分小型变电站也可采用交流电源和整流电源。1.4 对二次回路的基本要求1.4.1 对控制回路的基本要求发电厂和变电站宜采用强电一对一控制接线。变电站也可采用弱电一对一控制方式。110kV及以下变电站也可采用选线控制。控制回路宜采用控制开关具有固定位置的接线。对遥控及无人值班变电站的控制回路，宜采用控制开关自动复位的接线。 (1)断路器的控制回路应满足下列要求： 1）应有电源监视。并能监视跳、合闸回路的完整性。 2）应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态，自动合闸或跳

19、闸时应有明显信号。 3）合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除。 4）有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置。 5）接线应简单可靠，使用电缆芯最少。断路器宜采用双灯制接线的灯光监视控制回路。断路器在合闸位置时红灯亮，跳闸位置时绿灯亮。500kV变电站断路器采用弱电控制时也可采用单灯制接线。在配电装置就地操作的断路器，可只装设监视跳闸回路的位置继电器，用红、绿灯作位置指示灯，正常时暗灯运行，事故时绿灯闪光，并向控制室或驻所值班室发出声、光信号。 (2) 当断路器采用电流起动的“防跳”接线时，应满足以下要求： 1)防跳继电器的动作时间，不应大于跳闸脉冲发出至断路器辅助触点切断跳闸回路的时间。 2)一般利

20、用防跳继电器的常开触点，对跳闸脉冲予以自保持。当保护跳闸回路串有信号继电器时，该防跳继电器触点应串接其电流自保持线圈。当选用的防跳继电器无电流自保持线圈时，亦可接适当电阻代替，电阻值应保证信号继电器能可靠动作。 3)当发电厂与变电站有两组蓄电池时，对具有两个独立跳闸系统的断路器，应由二组蓄电池的直流电源分别供电。当保护有两组出口继电器时，也应由不同的出口继电器分别接至两个跳闸绕组。 4)分相操动机构的断路器，当设有综合重合闸或单相重合闸装置时，应满足事故时单相和三相跳、合闸的功能。其它均应采用三相操作控制。 5)主接线为一个半断路器接线时，为使二次接线运行，调试方便，每串的二次接线宜分成五个安

21、装单位。当为线线串时，每条出线各为一个安装单位，每台断路器各为一个安装单位；当为线路变压器串时，变压器、出线，每台断路器各为一个安装单位。当线路接有并联电抗器时，并联电抗器可单独作为一个安装单位。 6)500kV倒闸操作用的隔离开关应能远方及就地操作；检修用的隔离开关、接地刀闸和母线接地器宜就地操作。220kV及以下电压的隔离开关，接地刀闸和母线接地器宜就地控制。隔离开关、接地刀闸和母线接地器都必须有操作（闭锁措施，严防电气误操作。防电气误操作回路的电源应单独设置。 7)液压或空气操动机构的断路器，当压力降低至规定值时，应相应闭锁重合闸、合闸及跳闸回路。对液压操动机构的断路器，宜不采用压力降低

22、至规定值后自动跳闸的接线。弹簧操动机构的断路器应有弹簧拉紧与否的闭锁。 8)对具有电流或电压自保持的继电器，如防跳继电器等，在接线中应标志极性。 1.4.2 对测量回路的基本要求 发电厂和变电站电测量仪表的设置应符合电测量仪表装置设计技术规程SDJ987的有关规定。当发电厂和变电站装设有遥测装置或计算机或者技术上必要时，测量仪表采用经变送器的二次仪表。此时，二次仪表、遥测和计算机宜共用变送器。发电机的远方测温装置，宜装设在汽机控制屏上。调相机的远方测温装置的装设地点，应根据调相机的值班方式确定变压器的远方测温装置， 宜装设在相应的变压器控制屏上。直流屏布置在控制室主环外时，宜在中央信号控制屏上

23、增设直流母线电压表。测量回路可为强电也可为弱电。弱电测量参数，电流回路可选0.5A或1A；电压回路宜为100V；当为二次仪表时，应与变送器输出参数一致。对具有返回屏的控制方式，常测表计宜布置在返回屏上，选测表计宜布置在控制台的立面上。对运行需要经常监视的常测表计(发电机的有功、无功功率表等)及同步表计等也可布置在控制台的立面上。当电流互感器二次侧接有常测与选测表计时，宜先接常测表计，后接选测表计。 选测接线不宜直接切换电流互感器的二次回路，宜通过中间变流器或变送器的二次侧来进行切换。选测按钮宜分组装设(如按电压等级分组)，同一选测组内各安装单位的按钮之间应有闭锁。 1.5 二次回路的发展简史及

24、展望近年来随着机组容量的增大，自动化水平的提高以及计算器和微机技术的应用，发电厂及变电站的检测和控制技术得到迅速发展。发电站和变电站控制水平的提高是监控技术发展的主要体现。发电厂和变电站控制水平的发展过程是一个从分散到集中，从单元到综合，从低级到高级的过程，大体经历了一下四个阶段。1.5.1 就地分散控制就地分散控制是在被控制对象所在地，运行人员就敌对被控制对象进行监视和控制。这种控制方式简单易于实现，但不便于机组或各设备之间的协调控制。就地分散控制一般适应于小型发电厂和变电站。在大、中型发电厂和变电站中，只适用于6-10V屋内配电装置主设备的控制。1.5.2 电气集中控制电气集中控制是在主控

25、制室或网络控制室，运行人员对全厂（站）的主要电气设备集中进行监视和控制。在主控制是主要是对发电机、主变压器、高压母线设备、高压厂用工作变压器与备用变压器和35KV以及上输电线路进行监视和控制。这种集中控制方式一般用于单机容量为100MW及以下的发电厂和35KV及以上的变电站。在网络控制是主要是对三绕组变压器及自耦变压器、高压母线设备和110KV及以上输电线路进行监视和控制。这种网络集中控制方式通常与单元控制相配合。1.5.3 单元控制单元控制是在单元控制室，运行人员对本单元的机、电、炉主要设备进行监视和控制。单元控制一般用于单机容量为200MW及以上发电厂。发电厂采用单元控制时，可根据机组台数

26、设置数个单元控制室，根据发电厂主系统接线复杂程度不设置或设置网络控制室（主系统接线不太复杂时，可不设网络控制室，而在单元控制室另设网络控制屏）。每个单元控制是控制一台或两台机、电、炉的主要设备。集中电气主设备包括：发电机或发电机变压器组、高压厂用工作变压器和备用变压器等。单元控制便于机、电、炉的统一调度和事故处理，有利于运行人员的协调配合，是目前我国大型发电厂广泛采用的控制方式。电气集中控制和单元控制均属于集中控制。1.5.4 综合控制综合控制是以电子计算机为核心，同时实现全厂（站）的监视、控制、测量、调节、保护、分析判断和计划决策等功能。综合控制能更好地实现个单元的协调配合，提高控制质量和自

27、动化水平，并在整个电力生产、输送过程中实现最佳控制，使机组的安全生产达到最优状态，因而是最高级的集中控制方式。目前，我国大容量的发电厂和高压、超高压变电站已开始采用了计算机监控系统，特别是变电站综合自动化系统的应用，更标志着我国监控和控制技术发展到了一个新水平。第二部分 正文什么意思？1 断路器控制回路1.1 变电站断路器控制方式变电站的控制方式分为有人值班、驻所值班和无人值班三种方式。有人值班的变电站应设主控制室，驻所值班和无人值班的变电站一般设控制小室。一般35kV及以下的变电站宜为驻所值班或无人值班方式。你设计的是220kV变电站1.1.1 变电站断路器控制方式 (1)220kV变电站断

28、路器控制方式对220kV变电站可选择的控制方式有集中控制和分散控制两种。分散控制是在各高压配电装置处设若干分控制室,将继电保护装置和部分控制设备下放到分控制室:此外,还设有主控制室在主控制室和分控制室之间,采用近距离远动装置实现遥控、遥信、遁测,即所内远动形式。分散控制方式具有节省控制电缆减少高压电磁场对二次回路的干扰、降低电流互感器二次负担、减少控制室面积等优点。由于目前国内对主控制室和分控制室之间的信息传输问题还没有适合的信息传输装置可供选择,因此,对220kV变电站推荐采用集中控制方式。在配电装置处设分控制室的方式,今后在一些工程中可选择试点,取得经验后再推广采用。220kV变电站在主控

29、制室内集中控制的设备应为:主变压器、线路并联电抗器、35kV及以上线路及相应的母联断路器、分段断路器、旁路断路器等。相应的控制、保护设备也应布置在主控制室内。220kV变电站的无功补偿设备,如同步调相机、电力电容器、电抗器、静止补偿装置等, 一般也应在主控制室内集中控制。如果由于总体布置上的要求,当无功补偿设备离主控制室较远,无功补偿设备本身又是户内式或者部分设备布置在户内,在这种情况,若采用就地控制在技术上和经济上更加合理并征得运行单位同意时,也可以采用就地控制。220kV断路器宜采用弱电或强电一对一控制。弱电一对一控制适用于控制对象多,需要缩小监视面的场合, 并可以与微处理机为控制部件核心

30、的可编程序数字信息处理系统配合使用,运行人员对这种控制方式很满意。目前,南京电力自动化设备厂等仿制出高质量的弱电控制开关,为这种控制方式的推广提供了一定的条件。对规模较小的220kV变电站,在控制对象不多,监视面不大的情况下,采用强电一对一验制什么意思？比较合适。因220kV系统比较重要,断路器的数量一般较少,故不推荐采用选线控制。 (2)220kV及以下电压的变电站断路器控制方式 应在站控制室控制的元件有主变压器、调相机、串联补偿电容器组、母线联络、线路并联电抗器、母线分段、旁路、联络线、35kV及以上线路。6-lOkV屋内配电装置到用户的线路一般采用就地控制。变电站内各元件的继电保护装置和

31、电度表,一般装设在控制该元件的地方。当35kV及以上配电装置离控制室较远时,其母线设备和线路的继电保护及电度表,可装设在屋内配电装置室内或屋外配电装置的继电器室内。1.1.2 强电控制方式的主要类型强电控制分为强电一对一直接控制和强电选线控制。后者在实际工程中应用的很少。强电一对一直接控制,这种方式具有控制回路接线简单,操作电源电压单一,运行人员容易掌握,维护方便,可靠性较高等优点,是国内投入运行的各类发电厂、变电站中采用的一种主要的控制方式。强电控制因控制设备的电压比较高,为满足绝缘距离的要求,控制设备、接线端子排等设备体积都比较大,因而在控制屏(台)上单位面积内可布置的控制回路数就较少。近

32、年来,随着计算机监控系统的广泛应用,取消了传统的控制屏(台),取而代之的是大屏幕CRT显示以及微机监控系统。二次回路发生了根本性的变化,二次设备用电缆硬连接的情况在不断减少,许多功能由计算机软件来实现,如软光字牌、软开关、软连接片等,使得二次回路的接线简单清晰,小型设备的布置问题不再突出。因此,新建大型发电厂, 断路器的控制大都采用强电一对一直接控制的方式,控制电源一般为直流220V或110V。(1)强电一对一控制采用 LW2,LW5等系列控制开关对操作对象实行强电一对一控制,是我国长期以来采用的为广大运行人员所熟悉的方式,实践证明这种方式安全可靠。发电厂和变电站中常用的控制开关:一种是跳、合

33、闸操作都分两步进行,手柄有两个固定位置和两个操作位置的LW2系列控制开关,由它构成的控制、信号接线能直接反映运行、事故和操作过程各种状态,便于分析各种工况,多用于主设备的断路器控制回路;另一种是操作只需一步进行,手柄有一个固定位置和两个操作位置的LW5系列控制开关,由它构成的控制、信号接线也能反映运行和事故的各种工况,虽然没有LW2那样清晰,但操作较简单,多用于厂用电动机系统的断路器控制回路。LW2系列控制开关面板有方形和圆形两种,手柄有9种型式,根据接线是否需定位、自动复归、取出手柄和内附信号灯等要求任意选择。LW5系列控制开关有旋钮和普通手柄两种,操作方式有自复式和定位式两种。其开关按触点

34、系统档数分1-16等16种。(2)强电小型开关控制强电小型开关控制兼有一般强电控制以及弱电控制两种方式的一些优点。强电小型开关控制接线常采用控制台一信号返回屏型式,它是以强电小开关为主要操作元件的直接操作方式。它具有弱电控制方式缩小监视面、操作集中、模拟性强等优点,又可取消采用弱电控制时的强弱电之间的转换环节,安装单位和一般强电开关控制一样也能分得清楚,克服了弱电控方式在这方面的不足。不应空行1.1.3 解释几种LW2型断路器操作开关的接点形式控制开关正面为一个操作手柄和面板,安装在控制屏前。与手柄固定连接的转轴上有数节触点盒,安装在控制屏后。每个触点盒内有4个定触点和1个动触点。定触点分布在

35、盒的四角,盒外有供接线用的四个引出线端子。动触点根据凸轮和簧片形状以及在转轴上装的初始位置可组成14种型式的触点盒,其代号为1、1a、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50等。其中LW2-Z型和LW2-YZ型控制开关中各型触点盒的触点随手柄转动位置如下表所示。表中动触点的型式有两种:一种是触点在轴上,随轴一起转动;另一种是触点在轴上有一定的自由行程,这种型式的触点当手柄转动角度在其自由行程以内时,可保持在原来的位置上不动。表1.1 LW2Z和LW2YZ图中内容看不全型控制开关各类触点盒中的触点随其控制手柄转动的位置触点型号手柄位置灯11a24566a710204050)表中

36、的1、1a、2、4、5、6、6a、7、8型触点是随轴转动的动触点,10、40、50型触点在轴上有45度的自由行程;20型触点在轴上有90度的自由行程;30度型触点在轴上有135度的自由行程。具有自由行程的触点切断能力较小,只适合于信号回路。LW2 系列控制开关档数一般为5档,最多不应超过6档。超过6档的,其触点可能接触不可靠。当控制开关触点不够用时,可以借用中间继电器来增加触点。LW2 系列控制开关的额定电压为250V,当电流不超过0.1A 时，允许使用380V。1.2 对断路器控制回路的要求前边已经出现过的内容，不能重复。(1)断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，故在合、跳闸完

37、成后应自动解除命令脉冲，切断合、跳闸回路，以防合、跳闸线圈长时间通电。(2)合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的和、跳闸线圈，但对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（35250A左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。(3)无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气防跳措施。(4)断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。(5)应能监视控制电源及合、跳闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负载进行保护。(6)应有反应断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同的显示信号。(7)对于采用气压、液压和弹簧操作机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉

38、紧到位的监视回路和闭锁回路。(8)对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施。(9)接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。 1.3 断路器控制回路方案比较1.3.1 配以弹簧操动机构的断路器控制电路弹簧操作机构的断路器控制信号电路如图2.1所示。图中,M为储能电动机。电路的工作原理与电磁操作机构的断路器相比,除有相同之处以外,还有以下特点:(1)当断路器元自动重合闸装置时,在其合闸回路中串有操作机构的辅助常开触点Q1。 只有在弹簧拉紧、Q闭合后,才允许合闸。(2)当弹簧拉紧后,两对常闭触点Q1断开,合闸回路中的辅助常开触点 Q1闭合电动机M停止转动。此时,进行于动合闸操作,合闸线圈Y

39、C带电,使断路器利用弹策存储的能量进行合闸,合闸弹簧在释放能量后,又自动储能,为下次动作做准备。(3)当断路器装有自动重合闸装置时,由于合闸弹簧正常运行处于储能状态,所以能可靠地完成一次重合闸的动作。如果重合不成功又跳闸,将不能进行第二次重合,但为了保证可靠“防跳”,电路中仍有防跳设施。(4)当弹簧未拉紧时,操作机构的辅助常闭触点Q1闭合,发“ 弹簧未拉紧”的预告信号。图1.1 弹簧并操动机构基本电路与图直间空太大1.3.2 配以电磁式操作机构的断路器控制电路图2.2中,+、-为控制小母线和合闸小母线;M100(+)为闪光小母线;M708为事故音响小母线;-700为信号小母线(负电源;SA为L

40、W2-1a、4、6a、4a、20、20/F8型控制开关,HL1、HL2为绿、红色信号灯;Ful-FU4为熔断器;R为附加电阻器;KCF为防跳继电器;KM为合闸接触器;YC、YT为合、跳闸线圈控制信号电路动作过程如下:(1)断路器的手动控制。手动合闸前,断路器处于跳闸位置,控制开关置于“跳闸后”位置。由正电源(+)经SA的触点11-10绿灯HLl、附加电阻器R1、断路器辅助常闭触点QF、合闸接触器KM至负电源(一),形成通路,绿灯发平光。此时,合闸接触器 KM线圈两端虽有一定的电压,但由于绿灯及附加电阻的分压作用,不足以使合闸接触器动作。在此，绿灯不但是断路器的位置信号，同时对合闸回路起了监视作

41、用。如果回路故障，绿灯HL1将熄灭。在合闸回路完好的情况下，将控制开关SA置于“预备合闸”位置，绿灯HL1经SA的触点接至闪光小母线M100(+)上,HLl闪光。此时可提醒运行人员核对操作对象是否有误。核对无误后，将SA置于“合闸”位置，其触点5-8接通，合闸接触器KM线圈通电启动，其常开触点闭合，接通合闸线圈回路，使合闸线圈YC带电，由操作机构使断路器合闸。SA的触点5-8接通的同时，绿灯熄灭。合闸完成后，断路器辅助常闭触点QF断开合闸回路，控制开关SA自动复归至“合闸后”位置，由正电源(+)经SA的触点16-13、红灯HL2、附加电阻器R2、断路器辅助常开触点QF、跳闸线圈YT至负电源(-

42、)，形成通路，红灯立即发平光。同理，红灯发平光表明跳闸回路完好，而且由于红灯及附加电阻的分压作用，跳闸线圈不足以动作。图1.2 电磁式断路器操作机构基本电路(1)手动跳闸操作时，先将控制开关SA置“预备跳闸”位置，红灯HL2经SA的触点13-14 接至闪光小母线M100(+)上，HL2闪光，表明操作对象无误，再将SA置于“跳闸”位置，SA的触点6-7接通，跳闸线圈YT通电，经操作机构使断路器跳闸。跳闸后，断路器辅助常开触点切断跳闸回路，红灯熄灭，控制开关SA自动复归至“跳闸后”位置，绿灯发平光。(2)断路器的自动控制。当自动装置动作，触点K1闭合后，SA的触点5-4被短接, 合闸接触器KM动作

43、，断路器合闸。此时,控制开关SA仍为跳闸后位置。由闪光电源M100(+)经SA的触点14-15、红灯HL2、附加电阻器R2、断路器辅助常开触点QF、跳闸线圈YT至负电源(-), 形成通路, 红灯闪光。所以，当控制开关手柄置于“跳闸后”的水平位置，若红灯闪光，则表明断路器已自动合闸。当一次回路发生故障, 继电保护动作, 保护出口继电器触点K2闭合后，SA的触点6-7被短接，跳闸线圈YT通电，使断路器跳闸。此时,控制开关为“合闸后”位置。由M100(+)经SA的触点9-10、绿灯HL1、附加电阻器R1、断路器辅助常闭触点QF、合闸接触器线圈KM至负电源(-), 形成通路,绿灯闪光。与此同时,SA的

44、触点1-3、19-17 闭合,接通事故跳闸音响信号回路，发事故音响信号。所以，当控制开关置于“合闸后”的垂直位置，若绿灯闪光,并伴有事故音响信号，则表明断路器已自动跳闸。(3)断路器的“防跳”。电气防跳电路前已叙述，现讨论防跳继电器KCF的常开触点经电阻器R4与保护出口继电器触点K2并联的作用。断路器由继电保护动作跳闸时，其触点K2可能较辅助常开触点QF先断开，从而烧毁触点K2。常开触点KCF与之并联,在保护跳闸的同时防跳继电器KCF动作并通过另一对常开触点自保持。这样, 即使保护出口继电器触点K2在辅助常开触点QF断开之前就复归，也不会由触点K2 来切断跳闸回路电流，从而保护了K2触点。R4

45、是一个阻值只有1-40的电阻器，对跳闸回路无多大影响。当继电保护装置出口回路串有信号继电器线圈时，电阻器R4的阻值应大于信号继电器的内阻，以保证信号继电器可靠动作。当继电保护装置出口回路无串接信号继电器时，此电阻可以取消。1.3.3 配以CY3液压操作机构的断路器控制电路图1.3中，+700、-700为信号小母线；Sl-S5为液压操作机构所带微动开关的触点，微动开关的闭合和断开，与操作机构中贮压器活塞杆的行程调整和液压有关；如S6.S7为压力表电触点。以上各触点的动作条件如表所示。KM为直流接触器；M为直流电动机KCl、KC2为中间继电器；如表1.2所示，动作过程为：表1.2 微动开关触点及压

46、力表触点的动作条件触点符号SlS2S3S4S5S6S7动作条件17.515.814.413.212.610U故障录波装置PGL-2低电压保护U低周减载装置ZPJH过电流保护It固定连接母差保护LMC-G低压三段整流式距离保护DXH-D2瓦斯保护WS三段电流保护IIIIIII复合电压、闭锁过电流保护IV1-2T备用电源自动投入BZT差动保护ZC三段方向电流保护IIIIIII限时方向过电流保护It电流速断保护I接地保护JD零序电流速断保护I02.6 本变电站的保护配置2.6.1 变压器保护装设的原则220kV电力变压器应配备下列继电保护装置：（1） 反应变压器邮箱内部各种故障和油面下降的瓦斯保护。

47、瓦斯保护分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护，重瓦斯保护动作于跳闸，轻瓦斯只动作于信号。（2） 为保护变压器的引线、套管以及内部的各种短路故障，应装设纵联差动保护。纵联差动保护应瞬时动作并跳开变压器的各侧断路器。为提高大型变压器差动保护的可靠性，差动保护可采用双重化配置。双套差动保护可采用相同原理，也可以采用不同原理。（3） 为保护变压器外部相间短路引起的过电流，并作为变压器内部相间短路故障的后备，应装设相间故障后备保护。因220500kV变压器外部及内部相间短路的几率较小，故相间后备保护应简化配置。首先应考虑采用简单的电流/电压保护作为故障后备，当电流/电压保护不能满足灵敏度或需要满足保护配合的要求时

48、，可考虑装设阻抗保护。（4） 220500kV变压器的500kV和220kV侧为中性点直接接地系统，应装设单相接地短路保护，作为变压器内部和外部单相接地故障的后备保护。当500kV变压器的低压侧为中性点非直接接地系统时，应装设单相接地保护，动作于信号或跳闸。（5） 装设反应变压器各侧绕组过负荷的过负荷保护，动作于信号。（6） 220kV变压器应装设反应变压器铁芯磁通密度的过励磁保护，在轻度过励磁时发出信号，在严重过励磁时切除变压器。（7） 变压器应装设下列辅助保护：a：冷却系统故障、油温升高超过允许值时，应动作于信号或跳闸。b：变压器绕组温度过高，超过允许值时，应动作于信号或跳闸。c：有载调压

49、变压器，调压系统故障应动作于信号或跳闸。d：变压器油箱的压力释放装置动作，应动作于信号或跳闸。2.6.2 瓦斯保护瓦斯保护是变压器油箱内各种故障的主要保护。运行实践证明，在装有瓦斯保护的情况下，凡是油箱内故障，瓦斯保护几乎都有反应。尤其是在变压器发生铁芯故障、匝间短路等情况下，反应电气量的继电保护装置往往灵敏度不够或根本不反应，此时主要靠瓦斯保护切除故障。瓦斯保护在运行中出现的主要问题是误动几率较高，所以提高瓦斯保护的可靠性是提高整套变压器保护可靠性的关键。瓦斯保护误动作的原因，有的是由气体继电器本身结构上的缺陷造成的，如铝杯漏油，水银触点损坏等，也有的是由于运行维护不当造成的，如油的流速整定不正确、连接电缆绝缘损坏等。地震也可能造成瓦斯保护的误动作。瓦斯保护的接线对其运行的可靠性也有很大影响。因此要提高瓦斯保护的可靠性，必须从改进气体继电器的结构、改进瓦斯保护的接线、加强维护等方面入手。为了提高瓦斯保护接线的可靠性，可采用下图所示的接线