采用gpsl621c-112微機保護裝置_的110kv線路二次回路設計畢業設計說明書(專業版)

　　

【正文】 按信號復歸方式分為自動復歸信號和手動復歸信號等。 因此，可根據電氣設備在電力生產中不同的作用分成一次設備和二次設備。遙控命令可在變電所監控后臺機上操作發出，也可由上級調度自動化系統經網絡發出。 保護裝置用硬件完全相同的保護 CPU 模件完成不同保護功能，各 CPU 模件之間互相獨立。不同配置的微機保護，輸入的開關量信號是不同的，保護的輸出部分也是不同的。它不受運行方式變化的影響，并被廣泛應用。 測量用單相電磁式電壓互感器的標準準確級為： ， ， ， ， 。 1%。按照國家標準《電流互感器》 GB120875 規定，電力系統用電流互感器的誤差限值。 微機防誤系統通過軟件將現場大量的二次閉鎖回路變為電腦中的五防閉鎖規則庫，實現了防誤閉鎖的數字化，并可以實現以往不能實現或者是很難實現的防誤功能，應該說是電氣設備防誤閉鎖技術的最新技術和飛躍。機械閉鎖可以實現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，操作方便等優點 。（ 4）隔離開關應有所處狀態的位置信號。 操作電源回路 操作電 源回路包括儲能電機、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，操作電源回路設有保護開關 (一般為空氣斷路器 )。合閘電流約為 100A 左右，合閘保險按 1/31/4 選取。 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電控制和弱電控制兩種。因此 ,高壓斷路器工作的好壞 ,直接影響到電力系統的安全運行；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開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。 3）角形接線 它是將斷路器布置閉合成環，并在相鄰兩臺斷路器之間引接一條回路的接線。 （ 1）有母線接線 有匯流母線的接線形式的基本環節是電源、母線和出線（饋線）。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合。應視電壓等級和出線回數，酌情選用。將高性能的微處理器應用于整個裝置中，可以大大提高其運算速度，減少運算時間，這對電力系統繼電保護來說也一個非常關鍵的問題。這樣，在經濟性方面也優于傳統保護。繼電保護的困難在于不僅要滿足測量的精度，更重要的是在各種復雜的情況下都要能滿足相互 矛盾的四項要求，即“要正確動作，該動則動，不該動則不動。 本文的主題是采用微機保護裝置對 110kV 線路的二次回路的保護研究。因而被喻為電力系統的無聲警衛。通過軟件算法的改善，可以較好地解決原有模擬繼電保護裝置無法解決的一些問題。此后，各個廠家以 80C196 微控制器為控制核心相繼研制了各自的線路保護，并在國內電力系統 110kV～ 500kV 線路中廣泛運用，有代表的制造廠家有：南瑞繼保、南京電力自動化總廠、四方公司、許昌繼電器廠等。 本課題研究的意義 隨著電力工業的發展，高壓輸電網絡的結構、用電負荷性質和用戶對供電的要求都發生了很大的變化，這也對繼電保護工作提出了越來 越高的要求。 對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側應盡量采用斷路器少或不用斷路器的接線。 主接線經濟性的要求 在滿足技術要求的前提下，做到經濟合理。有兩組母線后，使運行的可靠性和靈活性大為提高。 (3)該電氣主接線方式投資較小。斷路器的控制方式有多種，分述如下。 分為液壓操作機構，彈簧操作機構和電磁操作機構。 (7)接線應簡單可靠、使用電纜芯數應盡量少。 63kV 及以上斷路器兩側的隔離開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘。 (4) 防止誤合、 分斷路器。 電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機構動作，來實現解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環節中是不可缺少的閉鎖元件。 4）為了滿足測量儀表、繼電保護、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發電機、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯斷路器、旁路斷路器等回路中均設具有 2～ 8 個二次繞阻的電流互感器。 5P20表示在加 20 倍額定電流的情況下，誤差小等于 5% 暫態保護用電流互感器準確級分為 TPX、 TPY、 TPZ 三個級別。 (3) 對中性點直接接地系統，電流互感器應采用三相式 (三相都裝電流互感器 )，以取得零序電流；對中性點非直接接地系統，一般為兩相式 (裝于 A、 C 兩相上 )以保護相間短路，對重要回路 (如發電機 )，為防止兩點異相接地或需提高靈敏度時，則電流互感器可為三相式。不是因為線路有電壓保護才配線路 TV，線路電壓用于檢無壓、檢同期重合閘以及線路側接地刀閘的防誤操作。微機型零序方向電流保護與常規的零序方向電流保護一樣遵循高壓線路繼電保護裝置“四統一”（統一技術標準；統一原理接線；統一符號；統一端子排布置）設計要求，在許多基本原則上是一致的。 對相間短路，應按下列規定裝設保護裝置。 技術參數 主要技術性能 (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) 模擬量測量精度 誤差不大于177。 (2)由隔離開關 (QS)、地刀 (QE)經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給測控柜，以及 1QS、 2QS、 3QS 的操作機構的節點給測控柜對 QS、 QE 進行分、合閘操作。二次回路主要包括以下內容： 一、控制回路 控制回路的作用是，對變電站開關設 備進行就地或遠方跳、合閘操作，以滿足改變主系統進行方式及處理故障的要求。操作電源系統是由直流電源或交流電源供電，一般常由直流 電源設備和供電網絡構成。信號系統是由信號發送機構、信號接受顯示元件及其網絡構成。它的特點是電力生產、輸送、分配和使用在同一時間完成。測控單元將采集的信息轉為數字信號由網絡上傳至監控后臺機。當線路有分支時，線路側保護對線路分支上的故障，應首先滿足速動性，對分支變壓器故障，允許跳線路側斷路器。 目前，在我國 110kV 電網中，一般的 110kV 線路配置有距離保護、零序方向電流保護及三相一次重合閘；重要的 110kV 線路，如雙回線、聯絡線等，配置有縱差保護或高頻保護、距離保護、零序方向電流保護及三相一次重合閘。一些遠距離重負荷線路，由于線路的最大負荷電流可能與線路短路時的短路電流相差不多，對這樣的線路，即使采用過電流保護，其靈敏度也常常不能滿足要求。 圖 電流互感器配 置示意圖 南京工程學院電力工程學院畢業設計（論文） 20 電壓互感器 電壓互感器將一次側的大電壓變為二次側的小電壓。 % TPY 級：準確限值規定為在指定的暫態工作循環中的峰值瞬時誤差。1。經過 10 多年來的發展，微機防誤閉鎖裝置已逐漸成熟，并已在電力系統中廣泛推廣。在發生誤操作時，可以實現自動閉鎖，阻止誤操作的進行。（ 3）操作脈沖應是短時的，完成操作后，應能自動解除。 GL312 型斷路器包含的此類回路有： SF6泄露閉鎖、合閘壓力閉鎖、自動重合閘閉鎖等。缺點：合閘線圈消耗的功率太大，機構結構笨重，合閘時間較長。一般對 10kV 線路以及廠用電動機等采用就地控制，可大大減少主控制室的占地面積和控制電纜數。當系統發生故障時 ,它和繼電保護配合 ,能迅速切斷故障電流 ,以防止擴大事故范圍。 2）橋形接線 當只有兩臺主變壓器和兩回輸電線路時 ，采用橋形接線，所用斷路器數量最南京工程學院電力工程學院畢業設計（論文） 8 少。 有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接 線 (及單母線分段接線 )和雙母線接線 (及雙母線分段接線 )兩大類。 衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。 對于 6～ 220kV 電壓配電裝置的接線，一般分兩類：一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。新一代數字芯片的出現，特別是高速數字信號處理器 DSP（ Digital Signal Processor）以其高速、實時、低功耗和高集成度而得到大量的推廣及應用，這必將引起繼電保護新一輪的革命。而且，微機保護裝置是一個可編程序的裝置，它可基于通用硬件實現多種保護功能，使硬件種類大大減少。 這些要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對不同的使用條件，分別地進行協調。因此，對繼電保護裝置本身的要求也越來越高。因此裝置的某些缺陷可能不被覺察，從而成為故障，是不正確動作的隱患。 (5）便于遠方監控： 目 前的微機保護裝置均設有通信接口，這樣可以方便地將各地保護裝置納入變電站綜合自動化系統，可以實現遠方修改定值與投切保護裝置。 繼電保護所應用元器件的發展，在一定程度上將推動繼電保護技術的發展。對系統保護性能和功能需求的不斷提高，也是促使擔任微機保護裝置的處理器位數不斷提升的主要原因之一。當出線為 2 回時，一般采用橋形接線。 1)投資省：主接線簡單，以節約斷路器、隔離開關等設備的投資；占地面積小：電氣主接線設計要為配電裝置布置創造條件，以節約用地、架構、導線、絕緣子及安裝費用。 3） 3/2 臺斷路器接線 每 2 條回路共用 3 臺斷路器，每串的中間一臺斷路器為聯絡斷路器。滿足電氣主接線方式“可靠，靈活，經濟”的要求，適用于本次設計。 1．按控制地點分 (1)集中控制。液壓操作機構利用油泵壓縮 10航空液壓油，利 用油壓傳遞將氮氣壓縮，儲存能量，一旦跳合閘線圈動作，能量釋放，完成開關分合閘。 斷路器控制的基本回路 合閘回路 圖 合閘回路示意圖 （ 1）就地操作合閘 轉換開關 S3調整至就地控制檔位； X1602S4合閘按 S3K11S11合閘線圈 Y4S2K14S3S4 合閘按鈕 X1607 構成合閘通路。應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘的隔離開關； (4）按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關； (5）當饋電線的用戶側設有電源時，斷路器通往用戶的那一側，可以不裝設隔離開關，但如費用不大，為了防止雷電產生的過電壓，也可以裝設。 (5) 防止誤入帶電間隔等電氣誤操作事故。電氣閉鎖的優點是操作方便，沒有輔助動作，但是在安裝使用中也存在以下幾個突出問題： (1)一般來說電磁鎖單獨使用時，只有解鎖功能沒有反向閉鎖功能。對于大電流接地系統，一般按三相配置；對于小電流接地系統，依具體要求按二相或三相配置； 5）對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區來南京工程學院電力工程學院畢業設計（論文） 18 設置。 TPX 級：準確限值規定為在指定的暫態工作循環中的峰值瞬時誤差。而不應布置于發電機中性點側以防止發電機內部短路并跳閘后產生誤強勵。電流電壓保護，其保護范圍隨系統運行方式的變化而變化。因為它們只反應一端電氣量的變化，不能區別是被保護線路末端短路還是相鄰 線路首段短路，為了保證保護動作的選擇性，反 南京工程學院電力工程學院畢業設計（論文） 22 映線路末端的保護必須帶有一定的延時，這樣，就不可能做到無時限切除被保護線路上任一處的故障。接地和相間短路保護分別按 和 中的相應規定裝設。 2%。 與斷路器機構箱的聯系 交流電源經斷路器端子箱提供給斷路器機構箱，以作為電機驅動、加熱除濕、照明之用。遠方控制有變電站端控制和調度端控制方式。 六、操作電源系統 操作電源系統的作用是，供給上訴各二次系統的工作電源，斷路器的跳、合閘電源，及其他設備的事故電源等。二次回路是一個具有多種功能的復雜網絡。 與測控柜的聯系 (1)由端子箱提供的母線失壓告警接點，隔離開關 (QS)就地 /遠方切換開關(GQK)的接點，隔離開關就地解除閉鎖接點。 (5) 狀態量電平 a) 各 CPU 及通信接口模件的輸入狀態量電平 24V(18V～ 30V) b) GPS 對時脈沖輸入電平 24V(18V～ 30V) c) 各 CPU 輸出狀態量 (光 耦輸出 )允許電平 24V(18V～ 30V) d) 各 CPU 輸出狀態量 (光耦輸出 )驅動能力 150mA 符合安裝全線速斷保護裝置規定的，除裝設全線速動保護外，還應雙側電源線路宜裝設距離保護，并且正常運行方式下，保護安裝處短路，電流速斷保護的靈敏系數在 以上時，可裝設電流速斷保護作為輔助保護；，裝設接地后備保護。因此，除了在距離保護中設置反映接地故障的接地距離保護 外，還應裝設反映接地故障的零序方向電流保護，用以加強對接地故障的保護，提高電網供電的可靠性。 保護用母線電壓，如果是雙電源線路，另外應配置線路 TV。保護接入電流互感器二次繞組的分配，應注意避免當某一線路的保護停用而線路繼續運行時，出現電流互感器內部故障時的保護死區。 保護用電流互感器按其功能特性分級如下： 保護用電流互感器按用途分為穩態保護用 (P)和暫態保護用 (TP) P 級：準確限值規定為穩態對稱一次電流下的復合誤差，無剩磁限值。因此，電流互感器二次側都備有短路開關，防止一次側