高壓開關的控制信號電路高壓開關的控制信號電路

一、控制信號電路概述（一）控制電路的基本構成

變電所的斷路器、隔離開關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、執行單元和連接它們的導線等二次電氣設備組成。（二）控制電路的類型按指令電器與操作機構之間距離的遠近，電氣控制的方式可分為：遠動控制距離控制就地控制

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

（三）控制電路的基本技術性能1、能進行正常的人工分閘與合閘，又能進行故障時的自動分閘或自動重合閘。2、能夠指示斷路器的分、合閘位置狀態，自動分、合閘時應有明顯的信號顯示。3、能監視控制電源及下一次操作電路的完整性。4、無論斷路器的操動機構中是否設有防止跳躍的機械閉鎖裝置，控制電路中均應設防止跳躍的電氣閉鎖裝置。5、對于采用氣動、彈簧、液壓操動機構的斷路器，其控制電路中應設相應的氣壓、彈簧（壓力）、液壓閉鎖裝置。6、當隔離開關采用電動操作時，斷路器與隔離開關控制電路中設置相應的聯鎖措施，保證其聯動操作順序的正確性。7、接線應力求簡單，可靠，聯系電纜的條數、芯數應盡量減少。控制、信號回路牽引變電所內各設備的控制方式：變壓器、整流機組：投入或切除運行均采用斷路器或直流快速開關進行。高壓開關：用控制開關通過控制回路進行操作，操作完后用燈光信號反映開關的位置狀態控制信號回路：用來完成高壓開關控制、并發出位置信號的二次回路。構成控制元件：運行人員用來發出開關跳、合閘操作命令的操作按鈕、控制開關等。中間放大元件與繼電器：作用是將控制元件的操作命令轉換成高壓開關的電磁操作機構所需要的大電流。操動機構：直接對高壓開關進行分、合閘操作。燈光監視的斷路器控制、信號回路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SA三個位置：合位、分位、零位置手柄平時處于“零位置”順時針方向旋轉45

合閘

因為合閘位是個不固定的位置，操作完畢后控制開關手柄在彈簧力作用下，自動沿逆時針方向轉45返回中間零位。逆時針方向45

分閘，松手后復位變電所信號裝置變電所中，運行人員為了及時發現與分析故障，迅速消除和處理事故，統一調度和協調生產，除了依靠測量儀表或監視系統監視設備運行外，還必須借助燈光和音響信號裝置反映設備正常和非正常的運行狀態。一、信號裝置的分類1、位置信號它主要指示開關電器的位置狀態。一般由亮平光的紅、綠信號燈組成，位置信號安裝在相應的控制盤上。2、繼電保護和自動裝置動作信號它主要指示故障對象和故障性質，一般由信號繼電器和光字牌組成，安裝在相應的保護盤或控制盤上。3、中央信號事故音響信號、預告音響信號、全所共用的光字牌信號等合稱為中央信號。

裝置按發出信號的性質分為事故信號和預告信號。故障狀態時中央信號裝置發出的相應信號稱為事故信號。事故信號分為事故音響信號（蜂鳴器）、事故燈光信號及光字牌信號。不正常運行狀態時中央信號裝置發出的相應信號稱為預告信號。預告信號一般由電鈴音響信號、掉牌信號和光字牌信號組成。二、信號裝置的功能1、事故信號裝置功能事故信號是變電所發生事故時斷路器的跳閘信號，引起斷路器事故跳閘的原因如下：⑴線路或電氣設備發生故障，由繼電保護裝置動作跳閘。⑵繼電保護或自動裝置誤動作跳閘。⑶控制回路故障誤跳閘。無論何種原因引起的事故跳閘，事故信號裝置均應滿足：⑴當斷路器事故跳閘時，無延時發出事故音響信號，同時并使相應斷路器的位置信號燈閃光或亮白燈。⑵事故時應立即起動遠動裝置，發出遙信。⑶事故音響信號應能手動復歸或自動復歸。無論何種原因引起的事故跳閘，事故信號裝置均應滿足：⑴當斷路器事故跳閘時，無延時發出事故音響信號，同時并使相應斷路器的位置信號燈閃光或亮白燈。⑵事故時應立即起動遠動裝置，發出遙信。⑶事故音響信號應能手動復歸或自動復歸。⑷事故時應有指明繼電保護和自動裝置動作情況的光信號和其他形式信號。⑸能自動記錄發生事故的時間。⑹事故時，應能啟動計算機監控系統。⑺事故音響、燈光信號裝置應能進行完好性檢查試驗。音響信號的復歸方式可分為就地復歸、中央復歸、手動復歸、自動延時復歸等方式。就地復歸：在電氣設備安裝所在地進行個別信號單獨復歸；中央復歸：在主控制室內中央信號盤上集中復歸；手動復歸：值班人員在相應配電盤上進行復歸；自動延時復歸：信號發出后，經一定時間的延時，電路自動復歸有關信號。

2、預告信號裝置的功能預告信號是變電所中電路或電氣設備出現不正常運行狀態的信號，包括以下內容：⑴各種電氣設備的過負荷。⑵各種帶油設備的油溫升高超過極限。⑶交流小電流系統接地故障。⑷各種電壓等級的直流系統接地。⑸各種液壓或氣壓機構壓力異常、彈簧機構的彈簧未拉緊。⑹用SF6氣體絕緣設備的SF6氣體密度或壓力異常。⑺各種繼電保護和自動裝置的交、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繼電保護和自動裝置的信號繼電器動作未復歸。⑾其他一些值班員需要了解的運行狀態也可發出預告信號。當變電所中電路或電氣設備出現不正常運行狀態時，對預告信號裝置提出以下要求：⑴預告信號出現時，應能瞬時或延時發出與事故信號有區別的音響信號，同時有燈光信號指出不正常運行內容。⑵能手動復歸或自動復歸音響信號，顯示故障性質的燈光信號應保留，直至故障排除。⑶預告信號裝置應具有重復動作的功能。⑷預告音響、燈光信號裝置應能進行完好性檢查試驗。所謂重復動作，主要是對音響信號而言，能重復動作是指當第一個故障出現時的音響信號解除之后，燈光信號未復歸之前，也就是第一個故障未排除前，如果又出現不正常工作狀態，中央信號裝置仍能按要求發出音響及燈光信號。在上述時間范圍內不能連續發出若干音響信號，而只有當前一個故障排除后，才能發出后續故障的音響信號時，稱為不重復動作。繼電保護裝置

一、繼電保護概述

發生短路時可能產生以下后果：1)通過故障點的短路電流和所燃起的電弧使故障設備或線路損壞。2)短路電流通過非故障設備時，由于發熱和電動力的作用，引起電氣設備損傷或損壞，導致使用壽命大大縮減。3)電力系統中部分地區的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩定性或影響產品的質量。4)破壞電力系統并列運行的穩定性，引起系統振蕩，甚至導致整個系統瓦解。(一)繼電保護的定義及其任務繼電保護裝置就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常的運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：1)自動地、迅速地和有選擇地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行。2)反應電氣元件的不正常運行狀態，并根據運行維護的條件(如有無經常值班人員)而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進行調整，或將那些繼續運行就會引起損壞或發展成為事故的電氣設備切除。

（二）繼電保護裝置的基本要求1、選擇性2、速動性3、靈敏性4、可靠性

（三）繼電保護的構成及工作原理1、基本構成繼電保護的基本構成包括：變換電路測量比較元件執行操作電路2、工作原理（四）繼電保護裝置的分類1、按保護裝置反應的參數分類：如電流保護、低電壓保護、距離保護、差動保護等。2、按保護裝置的構成元件分類：如電磁型保護、感應型保護、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護、微型計算機保護等。3、按被保護設備對象分類：如線路保護、母線保護、變壓器保護、牽引網保護等。4、按保護的主備位置分類：如主保護、后備保護、輔助保護等。（五）繼電保護的發展概況1、熔斷器。2、繼電器。3、晶體管

4、集成電路

5、微機保護

城市軌道交通供電系統已廣泛采用微機保護裝置。二、城軌供電系統繼電保護裝置配置情況1.進出線電纜進出線電纜設置導引線縱差保護作為主保護。后備保護設置過流保護。2.整流機組(1)內部過電壓保護．(2)外部過電壓限制；(3)內部短路保護；(4)電源保護；(5)溫度保護。3.400V低壓主開關過負荷保護、短延時過負荷保護、接地保護。4.直流牽引供電系統保護保護系統應滿足如下要求:1.能適用于所有線路供電方案，如單邊供電、同一變電所內幾個整流器并列供電、相鄰變電所整流器并列雙邊供電等。2.能區分牽引電流和故障電流、基本保護和后備保護。3.動作迅速。

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

三、整流機組繼電保護1．內部過電壓(換相過電壓)保護為避免內部過電壓將二極管反向擊穿，在每個二極管上并聯安裝RC過電壓限制回路。三、整流機組繼電保護2.直流側過電壓保護為限制直流側或整流器交流進線側可能出現的過電壓，例如開關操作過電壓或大氣過電壓，在整流器直流輸出端并聯安裝RC和壓敏電阻RY過電壓限制回路。RC電路由串聯阻尼電阻Rl和電容C1組成。另外，在整流器的直流輸出端還并聯起穩壓作用的電阻R2，用于限制整流器的空載電壓。三、整流機組繼電保護3.整流器內部短路保護設置快速熔斷器和逆流監視。4.電流保護整流機組應設以下電流保護：(1)過載保護；(2)過流保護；(3)電流速斷保護

保護配合曲線圖

6.整流機組溫度保護變壓器溫度保護整流器溫度保護

報警溫度跳閘溫度

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

2.DDL保護原理曲線分析:1）曲線1的電流增量小于K，肯定不是故障情況。該電流曲線實際表示機車在距離牽引變電所很遠處啟動時的機車啟動電流。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時間不足(小于雙)，在這一段時間內不作配的判斷，經過幾毫秒的延時后電流就開始下降，故不是故障情況。4）曲線4的電流增量超過△I整定值，延時時間也滿足，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時間，發現其值超過了di/dt延時整定值，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保護參數的整定在雙邊供電線路中，di/dt和△I保護整定的原則如下:1）di/dt的整定值應盡可能的小，以獲得盡可能大的保護范圍。2）di/dt的整定值應足夠大，以躲過列車的啟動電流和濾波器充電電流。3）△I的整定值應足夠大，以躲過保護區域之外發生故障時的故障電流。4）di/dt的延時應足夠長，以免越區跳閘。該保護需整定的參數為以下6個，即保護裝置起始門限E、保護裝置復位門限F、最大電流增量△Imax，最大電流增量延時t△Imax，最小電流增量△Imin，最小電流增量延時T。4.DDL保護的處理流程1）電流上升率保護的處理流程4.DDL保護的處理流程2）電流增量保護的處理流程（三）定時限過流保護(DTM保護)1.正向過流保護作為大電流脫扣保護的后備保護

正向過電流保護曲線

（三）定時限過流保護(DTM保護)2.反向過流保護

反向過電流保護曲線