高壓開關(guān)的控制信號(hào)電路

高壓開關(guān)的控制信號(hào)電路高壓開關(guān)的控制信號(hào)電路

一、控制信號(hào)電路概述（一）控制電路的基本構(gòu)成

變電所的斷路器、隔離開關(guān)的控制電路一般是由指令單元、閉鎖單元、連鎖單元、中間傳送放大單元、執(zhí)行單元和連接它們的導(dǎo)線等二次電氣設(shè)備組成。（二）控制電路的類型按指令電器與操作機(jī)構(gòu)之間距離的遠(yuǎn)近，電氣控制的方式可分為：遠(yuǎn)動(dòng)控制距離控制就地控制

按對(duì)斷路器工作狀態(tài)、控制電路完整性監(jiān)視方式不同，控制電路分為：燈光監(jiān)視控制回路音響監(jiān)視控制回路。

（三）控制電路的基本技術(shù)性能1、能進(jìn)行正常的人工分閘與合閘，又能進(jìn)行故障時(shí)的自動(dòng)分閘或自動(dòng)重合閘。2、能夠指示斷路器的分、合閘位置狀態(tài)，自動(dòng)分、合閘時(shí)應(yīng)有明顯的信號(hào)顯示。3、能監(jiān)視控制電源及下一次操作電路的完整性。4、無論斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)中是否設(shè)有防止跳躍的機(jī)械閉鎖裝置，控制電路中均應(yīng)設(shè)防止跳躍的電氣閉鎖裝置。5、對(duì)于采用氣動(dòng)、彈簧、液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器，其控制電路中應(yīng)設(shè)相應(yīng)的氣壓、彈簧（壓力）、液壓閉鎖裝置。6、當(dāng)隔離開關(guān)采用電動(dòng)操作時(shí)，斷路器與隔離開關(guān)控制電路中設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖措施，保證其聯(lián)動(dòng)操作順序的正確性。7、接線應(yīng)力求簡單，可靠，聯(lián)系電纜的條數(shù)、芯數(shù)應(yīng)盡量減少。控制、信號(hào)回路牽引變電所內(nèi)各設(shè)備的控制方式：變壓器、整流機(jī)組：投入或切除運(yùn)行均采用斷路器或直流快速開關(guān)進(jìn)行。高壓開關(guān)：用控制開關(guān)通過控制回路進(jìn)行操作，操作完后用燈光信號(hào)反映開關(guān)的位置狀態(tài)控制信號(hào)回路：用來完成高壓開關(guān)控制、并發(fā)出位置信號(hào)的二次回路。構(gòu)成控制元件：運(yùn)行人員用來發(fā)出開關(guān)跳、合閘操作命令的操作按鈕、控制開關(guān)等。中間放大元件與繼電器：作用是將控制元件的操作命令轉(zhuǎn)換成高壓開關(guān)的電磁操作機(jī)構(gòu)所需要的大電流。操動(dòng)機(jī)構(gòu)：直接對(duì)高壓開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作。燈光監(jiān)視的斷路器控制、信號(hào)回路KML

TBJ防跳繼電器KMC

HC合閘接觸器YT

TQ分閘線圈YC

HQ合閘線圈HLG

LD綠色指示燈HLR

HD

紅色指示燈KPE

BCJ保護(hù)出口繼電器WC

KM直流控制電源小母線WF

SM閃光電源小母線WO

HM直流合閘回路電源小母線WAS

SYM事故音響小母線控制開關(guān)SA三個(gè)位置：合位、分位、零位置手柄平時(shí)處于“零位置”順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)45

合閘

因?yàn)楹祥l位是個(gè)不固定的位置，操作完畢后控制開關(guān)手柄在彈簧力作用下，自動(dòng)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)45返回中間零位。逆時(shí)針方向45

分閘，松手后復(fù)位變電所信號(hào)裝置變電所中，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)，除了依靠測量儀表或監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行外，還必須借助燈光和音響信號(hào)裝置反映設(shè)備正常和非正常的運(yùn)行狀態(tài)。一、信號(hào)裝置的分類1、位置信號(hào)它主要指示開關(guān)電器的位置狀態(tài)。一般由亮平光的紅、綠信號(hào)燈組成，位置信號(hào)安裝在相應(yīng)的控制盤上。2、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作信號(hào)它主要指示故障對(duì)象和故障性質(zhì)，一般由信號(hào)繼電器和光字牌組成，安裝在相應(yīng)的保護(hù)盤或控制盤上。3、中央信號(hào)事故音響信號(hào)、預(yù)告音響信號(hào)、全所共用的光字牌信號(hào)等合稱為中央信號(hào)。

裝置按發(fā)出信號(hào)的性質(zhì)分為事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)。故障狀態(tài)時(shí)中央信號(hào)裝置發(fā)出的相應(yīng)信號(hào)稱為事故信號(hào)。事故信號(hào)分為事故音響信號(hào)（蜂鳴器）、事故燈光信號(hào)及光字牌信號(hào)。不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)中央信號(hào)裝置發(fā)出的相應(yīng)信號(hào)稱為預(yù)告信號(hào)。預(yù)告信號(hào)一般由電鈴音響信號(hào)、掉牌信號(hào)和光字牌信號(hào)組成。二、信號(hào)裝置的功能1、事故信號(hào)裝置功能事故信號(hào)是變電所發(fā)生事故時(shí)斷路器的跳閘信號(hào)，引起斷路器事故跳閘的原因如下：⑴線路或電氣設(shè)備發(fā)生故障，由繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘。⑵繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)作跳閘。⑶控制回路故障誤跳閘。無論何種原因引起的事故跳閘，事故信號(hào)裝置均應(yīng)滿足：⑴當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，無延時(shí)發(fā)出事故音響信號(hào)，同時(shí)并使相應(yīng)斷路器的位置信號(hào)燈閃光或亮白燈。⑵事故時(shí)應(yīng)立即起動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置，發(fā)出遙信。⑶事故音響信號(hào)應(yīng)能手動(dòng)復(fù)歸或自動(dòng)復(fù)歸。無論何種原因引起的事故跳閘，事故信號(hào)裝置均應(yīng)滿足：⑴當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，無延時(shí)發(fā)出事故音響信號(hào)，同時(shí)并使相應(yīng)斷路器的位置信號(hào)燈閃光或亮白燈。⑵事故時(shí)應(yīng)立即起動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置，發(fā)出遙信。⑶事故音響信號(hào)應(yīng)能手動(dòng)復(fù)歸或自動(dòng)復(fù)歸。⑷事故時(shí)應(yīng)有指明繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作情況的光信號(hào)和其他形式信號(hào)。⑸能自動(dòng)記錄發(fā)生事故的時(shí)間。⑹事故時(shí)，應(yīng)能啟動(dòng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。⑺事故音響、燈光信號(hào)裝置應(yīng)能進(jìn)行完好性檢查試驗(yàn)。音響信號(hào)的復(fù)歸方式可分為就地復(fù)歸、中央復(fù)歸、手動(dòng)復(fù)歸、自動(dòng)延時(shí)復(fù)歸等方式。就地復(fù)歸：在電氣設(shè)備安裝所在地進(jìn)行個(gè)別信號(hào)單獨(dú)復(fù)歸；中央復(fù)歸：在主控制室內(nèi)中央信號(hào)盤上集中復(fù)歸；手動(dòng)復(fù)歸：值班人員在相應(yīng)配電盤上進(jìn)行復(fù)歸；自動(dòng)延時(shí)復(fù)歸：信號(hào)發(fā)出后，經(jīng)一定時(shí)間的延時(shí)，電路自動(dòng)復(fù)歸有關(guān)信號(hào)。

2、預(yù)告信號(hào)裝置的功能預(yù)告信號(hào)是變電所中電路或電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)，包括以下內(nèi)容：⑴各種電氣設(shè)備的過負(fù)荷。⑵各種帶油設(shè)備的油溫升高超過極限。⑶交流小電流系統(tǒng)接地故障。⑷各種電壓等級(jí)的直流系統(tǒng)接地。⑸各種液壓或氣壓機(jī)構(gòu)壓力異常、彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧未拉緊。⑹用SF6氣體絕緣設(shè)備的SF6氣體密度或壓力異常。⑺各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的交、直流電源斷線。⑻斷路器的控制回路斷線⑼電流互感器和電壓互感器的二次回路斷線。⑽繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的信號(hào)繼電器動(dòng)作未復(fù)歸。⑾其他一些值班員需要了解的運(yùn)行狀態(tài)也可發(fā)出預(yù)告信號(hào)。當(dāng)變電所中電路或電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)預(yù)告信號(hào)裝置提出以下要求：⑴預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)能瞬時(shí)或延時(shí)發(fā)出與事故信號(hào)有區(qū)別的音響信號(hào)，同時(shí)有燈光信號(hào)指出不正常運(yùn)行內(nèi)容。⑵能手動(dòng)復(fù)歸或自動(dòng)復(fù)歸音響信號(hào)，顯示故障性質(zhì)的燈光信號(hào)應(yīng)保留，直至故障排除。⑶預(yù)告信號(hào)裝置應(yīng)具有重復(fù)動(dòng)作的功能。⑷預(yù)告音響、燈光信號(hào)裝置應(yīng)能進(jìn)行完好性檢查試驗(yàn)。所謂重復(fù)動(dòng)作，主要是對(duì)音響信號(hào)而言，能重復(fù)動(dòng)作是指當(dāng)?shù)谝粋€(gè)故障出現(xiàn)時(shí)的音響信號(hào)解除之后，燈光信號(hào)未復(fù)歸之前，也就是第一個(gè)故障未排除前，如果又出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，中央信號(hào)裝置仍能按要求發(fā)出音響及燈光信號(hào)。在上述時(shí)間范圍內(nèi)不能連續(xù)發(fā)出若干音響信號(hào)，而只有當(dāng)前一個(gè)故障排除后，才能發(fā)出后續(xù)故障的音響信號(hào)時(shí)，稱為不重復(fù)動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置

一、繼電保護(hù)概述

發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下后果：1)通過故障點(diǎn)的短路電流和所燃起的電弧使故障設(shè)備或線路損壞。2)短路電流通過非故障設(shè)備時(shí)，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起電氣設(shè)備損傷或損壞，導(dǎo)致使用壽命大大縮減。3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品的質(zhì)量。4)破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)瓦解。(一)繼電保護(hù)的定義及其任務(wù)繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常的運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：1)自動(dòng)地、迅速地和有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(如有無經(jīng)常值班人員)而動(dòng)作于信號(hào)，以便值班員及時(shí)處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備切除。

（二）繼電保護(hù)裝置的基本要求1、選擇性2、速動(dòng)性3、靈敏性4、可靠性

（三）繼電保護(hù)的構(gòu)成及工作原理1、基本構(gòu)成繼電保護(hù)的基本構(gòu)成包括：變換電路測量比較元件執(zhí)行操作電路2、工作原理（四）繼電保護(hù)裝置的分類1、按保護(hù)裝置反應(yīng)的參數(shù)分類：如電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。2、按保護(hù)裝置的構(gòu)成元件分類：如電磁型保護(hù)、感應(yīng)型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)、微型計(jì)算機(jī)保護(hù)等。3、按被保護(hù)設(shè)備對(duì)象分類：如線路保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、牽引網(wǎng)保護(hù)等。4、按保護(hù)的主備位置分類：如主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等。（五）繼電保護(hù)的發(fā)展概況1、熔斷器。2、繼電器。3、晶體管

4、集成電路

5、微機(jī)保護(hù)

城市軌道交通供電系統(tǒng)已廣泛采用微機(jī)保護(hù)裝置。二、城軌供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置配置情況1.進(jìn)出線電纜進(jìn)出線電纜設(shè)置導(dǎo)引線縱差保護(hù)作為主保護(hù)。后備保護(hù)設(shè)置過流保護(hù)。2.整流機(jī)組(1)內(nèi)部過電壓保護(hù)．(2)外部過電壓限制；(3)內(nèi)部短路保護(hù)；(4)電源保護(hù)；(5)溫度保護(hù)。3.400V低壓主開關(guān)過負(fù)荷保護(hù)、短延時(shí)過負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)。4.直流牽引供電系統(tǒng)保護(hù)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求:1.能適用于所有線路供電方案，如單邊供電、同一變電所內(nèi)幾個(gè)整流器并列供電、相鄰變電所整流器并列雙邊供電等。2.能區(qū)分牽引電流和故障電流、基本保護(hù)和后備保護(hù)。3.動(dòng)作迅速。

4.直流牽引供電系統(tǒng)保護(hù)電流類保護(hù)(大電流脫扣保護(hù)、di/dt保護(hù)電流上升率及△I電流增量保護(hù)、過流保護(hù))；電壓類保護(hù)(低電壓保護(hù)、電壓降保護(hù)、△U保護(hù)、軌道帶電保護(hù))、框架類保護(hù)(軌道過壓保護(hù)、正極接地保護(hù))；其它保護(hù)(接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)等保護(hù)方式)。

三、整流機(jī)組繼電保護(hù)1．內(nèi)部過電壓(換相過電壓)保護(hù)為避免內(nèi)部過電壓將二極管反向擊穿，在每個(gè)二極管上并聯(lián)安裝RC過電壓限制回路。三、整流機(jī)組繼電保護(hù)2.直流側(cè)過電壓保護(hù)為限制直流側(cè)或整流器交流進(jìn)線側(cè)可能出現(xiàn)的過電壓，例如開關(guān)操作過電壓或大氣過電壓，在整流器直流輸出端并聯(lián)安裝RC和壓敏電阻RY過電壓限制回路。RC電路由串聯(lián)阻尼電阻Rl和電容C1組成。另外，在整流器的直流輸出端還并聯(lián)起穩(wěn)壓作用的電阻R2，用于限制整流器的空載電壓。三、整流機(jī)組繼電保護(hù)3.整流器內(nèi)部短路保護(hù)設(shè)置快速熔斷器和逆流監(jiān)視。4.電流保護(hù)整流機(jī)組應(yīng)設(shè)以下電流保護(hù)：(1)過載保護(hù)；(2)過流保護(hù)；(3)電流速斷保護(hù)

保護(hù)配合曲線圖

6.整流機(jī)組溫度保護(hù)變壓器溫度保護(hù)整流器溫度保護(hù)

報(bào)警溫度跳閘溫度

四、牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)（一）大電流脫扣保護(hù)（二）電流上升率及電流增量保護(hù)(DDL保護(hù))DDL保護(hù)成為地鐵饋線保護(hù)的主保護(hù)。

2.DDL保護(hù)原理曲線分析:1）曲線1的電流增量小于K，肯定不是故障情況。該電流曲線實(shí)際表示機(jī)車在距離牽引變電所很遠(yuǎn)處啟動(dòng)時(shí)的機(jī)車啟動(dòng)電流。2）曲線2的電流增量小于K，也肯定不是故障情況。3）曲線3的電流增量雖然超過△I整定值，但電流變化率的延時(shí)時(shí)間不足(小于雙)，在這一段時(shí)間內(nèi)不作配的判斷，經(jīng)過幾毫秒的延時(shí)后電流就開始下降，故不是故障情況。4）曲線4的電流增量超過△I整定值，延時(shí)時(shí)間也滿足，故可以肯定是故障情況。5）曲線5的電流增量超過K，有可能是故障情況，再檢測電流上升持續(xù)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)其值超過了di/dt延時(shí)整定值，則肯定是故障情況。6）曲線6的電流增量超過K，有可能是故障情況。

3.DDL保護(hù)參數(shù)的整定在雙邊供電線路中，di/dt和△I保護(hù)整定的原則如下:1）di/dt的整定值應(yīng)盡可能的小，以獲得盡可能大的保護(hù)范圍。2）di/dt的整定值應(yīng)足夠大，以躲過列車的啟動(dòng)電流和濾波器充電電流。3）△I的整定值應(yīng)足夠大，以躲過保護(hù)區(qū)域之外發(fā)生故障時(shí)的故障電流。4）di/dt的延時(shí)應(yīng)足夠長，以免越區(qū)跳閘。該保護(hù)需整定的參數(shù)為以下6個(gè)，即保護(hù)裝置起始門限E、保護(hù)裝置復(fù)位門限F、最大電流增量△Imax，最大電流增量延時(shí)t△Imax，最小電流增量△Imin，最小電流增量延時(shí)T。4.DDL保護(hù)的處理流程1）電流上升率保護(hù)的處理流程4.DDL保護(hù)的處理流程2）電流增量保護(hù)的處理流程（三）定時(shí)限過流保護(hù)(DTM保護(hù))1.正向過流保護(hù)作為大電流脫扣保護(hù)的后備保護(hù)

正向過電流保護(hù)曲線

（三）定時(shí)限過流保護(hù)(DTM保護(hù))2.反向過流保護(hù)

反向過電流保護(hù)曲線