采用gpsl621c-112微機(jī)保護(hù)裝置_的110kv線路二次回路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書(留存版)

　　

【正文】 開路 。程序鎖在操作過程中有鑰匙的傳遞和鑰匙 數(shù)量變化的輔助動作，符合操作票中限定開鎖條件的操作順序的要求，與操作票中規(guī)定的行走路線完全一致，所以也容易為操作人員所接受。 “五防”及其實(shí)現(xiàn)方式 (1) 防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)：以免產(chǎn)生電弧，燒壞隔離開關(guān)。 一般有瓷底座，塑料蓋，銅件組成， 上部為進(jìn)線口，下部為出線口，中間設(shè)計有安裝保險絲部位。 (4)無論斷路器是 否帶有機(jī)械閉鎖，都應(yīng)具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施。 3．按控制電源的性質(zhì)分 斷路器的控制方式按控制電源的性質(zhì)可分為直流操作和交流操作（包括整流操作）兩種。 斷路器的控制方式和操作機(jī)構(gòu) 斷路器的控制方式 一、斷路器控制方式 斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備，在正常運(yùn)行時斷路器可以接通和切斷電氣設(shè)備的負(fù)荷電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障時則能可靠地切斷短路電流。任一母線發(fā)生故障時，可將所有連接于該母線的線路倒換到正常母線上使裝置迅速恢復(fù)工作。缺點(diǎn)：不分段單母線接線的缺點(diǎn)是可靠性、靈活性差。可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。如線路斷路器不允許停電檢修時，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。 目前電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備中最常用的微處理器包括 51系列和 96系列等控制型器件。 1984 年，華北電力學(xué)院研制的第一套 6809（ CPU）為基礎(chǔ)的距離保護(hù)樣機(jī)投入試運(yùn)行。例如，保護(hù)的動作順序記錄，故障諧波分析，故障測距，低頻減載等。 然后對 110kV 主要回路圖進(jìn)行設(shè)計并繪制 110KV 線路電流、電壓回路圖， 110kV線路控制信號回路圖， 110kV 線路隔離開關(guān)操作閉鎖回路等圖紙，最后完成斷路器機(jī) 構(gòu)箱端子排接線圖 關(guān)鍵詞 微機(jī)保護(hù)； 110kV 線路保護(hù)；二次回路保護(hù) 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract Protective relay is the one of devices to response the fault and abnormal of electric power system to send out signals to trip CB. With the expansion of the power system and the consumer higher requirement for quality of power energy, the protection relay39。 設(shè)計首先進(jìn)行了繼電保護(hù)配置和二次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，主要是控制對象（一次設(shè)備）簡介，二次設(shè)備（柜）及主要功能進(jìn)行了解，為以后的線路設(shè)計做好充分的準(zhǔn)備。 (2）可靠性高： 在各種保護(hù)方法中，考慮到了電力系統(tǒng)中的各種情況，具有很強(qiáng)的綜合分析和判斷能力。七十年代中、后期國外已有少數(shù)樣機(jī)在電力系統(tǒng)中試運(yùn)行，到八十年代初，各國都在這些方面繼續(xù)做了很多努力，使計算機(jī)保護(hù)逐漸趨于實(shí)用。保護(hù)性能改善的一個重要方面是在確保其動作的可靠性和選擇性的條件下，加快保護(hù)的動作速度。當(dāng)有旁路母線時，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。 主接線的靈活性有以下幾個方面的要求： 1)調(diào)度要求。 只有一組（可以有多段）工作母線的接線稱單母線接線。一般雙母線接線方式如圖 所示，特點(diǎn)如下： (1)一般在正常運(yùn)行時，線路均分在兩組母線上，以固定的連接方式運(yùn)行。 斷路器的作用 。 (2)弱電控制。為此，在合、跳閘回路中，接入斷路器的輔助觸點(diǎn)，既可將回路切斷，又可為下一步操作做好準(zhǔn)備。 開關(guān)信息量輸出回路 除了斷路器異常工況需要由空接點(diǎn)輸出報警信息，斷路器的正常工況 (如斷路器合閘、分閘位置，遠(yuǎn)方 /就地控制 )也需要送至監(jiān)控系統(tǒng)，另外隔離刀閘閉鎖邏輯構(gòu)成也需要斷路器輔南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 助接點(diǎn)。 接地刀閘一般在投入運(yùn)行 (送電 )前拉開，在停運(yùn) (檢修 )時投入。所以在開關(guān)柜及戶外閘刀上，只能以機(jī)械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達(dá)到全部五防要求。 電流互感器的正確使用 1）電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則：即 一次繞阻應(yīng)與被測電路串聯(lián)，而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)； 2）按被測電流大小，選擇合適的變化，否則誤差將增大。 帶 S 的是特殊電流互感器，要求在 1%120%負(fù) 荷范圍內(nèi)精度足夠高，一般取 5個負(fù)荷點(diǎn)測量其誤差小于規(guī)定的范圍 。 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 19 TPZ 級：準(zhǔn)確限值規(guī)定了為在指定的二次回路時間常數(shù)下，具有最大直流偏移的單次通電時的峰值瞬時交流分量誤差。 保護(hù)用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級為： 3P 和 6P，電壓誤差分別是 3%和 6%。微機(jī)型距離保護(hù)與常規(guī)距離保護(hù)一樣，其基本原理是相同的，所不同的僅僅是采用微機(jī)的軟件方式來完成距離保護(hù)的阻抗計算與邏輯判斷。 110kV 線路保護(hù)配置 按照 DL40091 規(guī)程配置，以下為節(jié)選規(guī)程內(nèi)容 : 采用遠(yuǎn)后備的后備保護(hù) 110kV 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中的線路或 110kV 直接接地電力網(wǎng)的線路，線路采用反應(yīng)相間短路和接地短路的保護(hù)。各種保護(hù)功能均由軟件實(shí) 現(xiàn)。 后臺遙控分、合使用電動機(jī)的隔離刀閘命令由網(wǎng)絡(luò)送入測控單元，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。 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 關(guān)、母線、避雷器、電流互感器、電壓互感器等。 三、測量及監(jiān)察系統(tǒng) 測量及監(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)。 四、調(diào)節(jié)系統(tǒng) 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。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。 圖 測控柜的遙控功能示意圖 端子箱 本工程的端子箱內(nèi)部有切換開關(guān) (GQK)、鑰匙 (解鎖 )開關(guān) (YK)、及電壓繼電器(YJ)。各種保護(hù)功能均由軟件實(shí)現(xiàn)。 對于接地短路，應(yīng)按下列規(guī)定之一裝設(shè)保護(hù)。在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生一點(diǎn)接地故障即構(gòu)成單相接地短路，產(chǎn)生很大的故障相電流。在 3 繞組的情況下，其中一個主二次繞組接成星型，供測量儀表和繼電保護(hù)回路用；在 4 繞組情況下，兩個主二次繞組接成星型，一個供計量，一個供繼電保護(hù)和測量使用；三次電壓繞組接成開口三角形，供接地保護(hù)用。 TPZ 級電流互感器鐵芯心有較大氣隙，氣隙長度約為磁路平均長度的%，由于鐵芯氣隙較大，一般不易飽和，特別適合于有快速重合閘 (無電流時間間隙不大于 )線路上使用。在工業(yè) 上， 級和 級互感器用來連接電器測量儀表，要求誤差 20%120%負(fù)荷范圍內(nèi)精度足夠高，一般取 4 個負(fù)荷點(diǎn)測量其誤差小于規(guī)定的范圍 (誤差包括比差和角差，因?yàn)殡娏魇鞘噶浚室蟠笮『拖嘟遣?)，而 級及以下等級互感器主要用于連接某些繼電保護(hù)裝置和控制設(shè)備，如 5P， 10P 的電流互感器一般用于接繼電器保護(hù)用，即要求在短路電流下復(fù)合誤差小于一定的值， 5P 即小于 5%， 10P 即小于 10%。 另外，二次側(cè)開路使 E2 達(dá)幾百伏，一旦觸及造成觸電事故。其最大優(yōu)點(diǎn)是鑰匙傳遞不受距離的限制，所以應(yīng)用范圍較廣。 本次設(shè)計采用的是阿爾斯通公司的 CS100 型手動機(jī)構(gòu)，采用電磁鎖防誤，即在滿足手動操作要求時，電磁鎖解鎖，可以對地刀進(jìn)行操作。根據(jù)應(yīng)用的不同有各種規(guī)格，一般都標(biāo)注電壓和電流，如220 伏， 16A,意思是適用于 220 伏電壓，電流不超過 16 安培。 (3)控制回路應(yīng)具有反映斷路器狀態(tài)的位置信號和自動合、跳閘的不同顯示信號。目前在 500kV 變電所二次設(shè)備分散布置時，在主控室常采用弱電一對一控制。其實(shí)斷路器就是一種開關(guān)，它和普通開關(guān)的不同點(diǎn)主要在： ，有真空，少油，多油及六氟化硫等等 ，效果好。 (2)檢修任一 回路的母線開關(guān)時，只需停該回路與隔離開關(guān)相連的母線。優(yōu)點(diǎn)：不分段單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是簡單清晰，設(shè)備少，投資小，運(yùn)行操作方便，有利于擴(kuò) 建和采用成套配電裝置。 2)檢修要求。其次，還因?yàn)閿嗦菲髂昶骄鶛z修時間短，通常為 2～ 3 天。為了適應(yīng)現(xiàn)代高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，設(shè)計者們除了在軟件上盡力簡化算法和提高算法的效率，對硬件的要求也越來越 高。 70 年代末至 80 年代初廣泛地開展了各種算法以及樣機(jī)的研制。 (3）易于獲得各種附加功能： 由于計算機(jī)的通用性，因而在繼電保護(hù)硬件的基礎(chǔ)上，可以很方便地通過增加軟件的方法獲得保護(hù)之外的功能。所以要對設(shè)備選型一次設(shè)備、二次設(shè)備及主要功能有所了解。 本設(shè)計對 110kV 線路采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的二次回路進(jìn)行保護(hù)。微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時，可以不斷進(jìn) 行自檢，因此，可以立即檢查出微機(jī)保護(hù)內(nèi)部的大多數(shù)隨機(jī)故障，而采取適當(dāng)?shù)募m正措施。 我國對計算機(jī)保護(hù)的研究始于 70 年代后半期，開始是幾個高等院校和水電部王庭森：采用 GPSL621C112 微機(jī)保護(hù)裝置的 110kV 線路二次回路設(shè)計 3 南京自動化研究所的一些繼電保護(hù)工作者對國外計算機(jī)保護(hù)的發(fā)展作了廣泛的介紹和綜述分析。目前，提高保護(hù)速度面臨的主要問題是距離保護(hù)采用故障后的穩(wěn)態(tài)基頻分量，在實(shí)際故障信號中包含有大量非基頻噪聲信號的情況下，保護(hù)動作速度越快，基頻分量的濾波精度越差。 2） 35kV 配電裝置可不設(shè)旁路母線，是因?yàn)橹匾脩舳嘞惦p回路供電，有可能停電檢修斷路器。可以靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下 、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。這種接線的每回進(jìn)出線都只經(jīng)過一臺斷路器固定接于母線的某一段上。其供電可靠性表現(xiàn)在檢修任一母線時，可以利用母線把該母線上的全部回路倒換到另一組母線上，不會中斷供電。 ，迅速切斷故障電流，防止事故擴(kuò)大，從而保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。控制開關(guān)的工作電壓是弱電（直流 48V），而斷路器的操動機(jī)構(gòu)的電壓是 220V。 (2)斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開關(guān)進(jìn)行手動合閘和跳閘，又能在自動裝置和繼電保護(hù)作用下自動合閘和跳閘。 刀閘 刀閘的分類 刀閘，是電力設(shè)備手動開關(guān)的一種，別名閘刀，一般多用于低壓電，有單相刀閘和三相刀閘之分。 我們可以看出對于接地刀閘、隔離刀閘本身的各種閉鎖功能而言，它們只是避免誤操作的一個重要手段，但并不是杜絕誤操作的全部手段，所以，在對于隔離刀閘和接地刀閘的閉鎖功能有所認(rèn)識的前提下，必須加強(qiáng)倒閘操作的嚴(yán)格管理，從制度和管理上堵住誤 操作的源頭，嚴(yán)格按照操作票管理規(guī)定進(jìn)行操作，才能真正做到杜絕誤操作。 程序鎖 (或稱機(jī)械程序鎖 )是用鑰匙隨操作程序傳遞或置換而達(dá)到先后開鎖操作的要求。同時，二次側(cè)一端必須接地，以防絕緣一旦損壞時，一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)，造成人身和設(shè)備事故； 3）二次側(cè)絕對不允許開路，因一旦開路，一次側(cè)電流 I1 全部成為磁化電流，引起 φ m 和 E2 驟增，造成鐵心過度飽和磁化，發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈；同時，磁路過度飽和磁化后，使誤差增大。標(biāo)有 B(或 D)級的電流互感器，用來接差動保護(hù)和距離保護(hù)裝置。 電流互感器的配置 (1) 電流互感器二次繞組的數(shù)量與等級應(yīng)滿足繼電保護(hù)自動裝置和測量表計的要求。 二次電壓由 TV 送入保護(hù)室內(nèi)的 TV 重動并列 柜，接至電壓小母線。從對稱分量角度分析，則出現(xiàn)了很大的零序電流。 宜裝設(shè)階段式或反時限零序電流保護(hù)。保護(hù)的邏輯關(guān)系 符合 “四統(tǒng)一 ”設(shè)計原則。其中 GQK 用于對斷路器、刀閘遠(yuǎn)方 /就地控制的切換， YK 用于隔離開關(guān)就地解除閉鎖， YJ 用于監(jiān)視線路是否有壓。這些二次設(shè)備按一定要求連接在一起構(gòu)成的電路，稱為二次接線或二次回路。調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由測量機(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。 二、 信號系統(tǒng) 信號系統(tǒng)的作用是，準(zhǔn)確及時的顯示出相應(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)。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 4 二次回路的設(shè)計 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。開關(guān)量包括刀閘位置、斷路器位置、斷路器信息 (如彈簧未儲能、 SF6 氣壓低告警等 )、保護(hù)信息 (分合閘出口、保護(hù)動作、保護(hù)告警、 TV 斷線等 )。 對帶分支的 110～ 220kV 線路，可裝設(shè)與不帶分支時相同的保護(hù)，但應(yīng)考慮下述特點(diǎn)，并采取必要的措施。為了提高電網(wǎng)供電的可靠性，在 110kV 線路中還配置了三相一次重合閘裝置。此外。目的是減小外部短路時的不平衡電流。 TPX 級電流互感器環(huán)形鐵芯中不帶氣隙，在額 定電流和負(fù)載下，其電流誤差不大于177。準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的二次負(fù)