四、断路器控制和信号回路
断路器控制回路应满足如下基本要求:
a断路器既能在远方由控制开关进行手动跳、合闸,又能在继电保护和自动装置作用下自动跳、合闸。
b断路器操作机构的跳、合闸线圈是按照短时通电设计制造的,因此当断路器跳闸或合闸完成后,应能自动切断跳闸或合闸回路,防止因通电时间过长烧毁线圈。
c控制回路应有指示断路器跳闸与合闸的位置信号,而且能够区分自动跳闸或合闸与手动跳闸或合闸的位置信号。
d应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置。
e应有指示断路器控制回路完好性的监视信号。
f在满足以上基本要求的前提下,应力求简单、可靠。
1、控制开关
俗称万能转换开关或操作把手,LW2自动复归式控制开关,两步式控制开关有利于减少误操作,保证安全运行。
2、断路器控制回路和位置信号
(1)合闸过程
a手动合闸
合闸前(断路器分闸状态),线路电阻R1+指示灯HLG+线圈KO,线路电阻R1仅使绿地发光,不能使KO动作;绿地亮也表明断路器合闸回路完好。合闸完毕后,断路器辅助常闭触点断开,切断合闸回路电源,防止合闸线圈因通电时间过长烧毁;线路电阻R2+指示灯HLR+线圈YR,限流电阻R2仅能使红灯亮,不能使跳闸线圈YR动作;红灯亮既表明断路器处于合闸状态,也表明断路器跳闸回路完好。
b自动合闸
自动重合闸装置
(2)跳闸过程
a手动跳闸
跳闸完毕,断路器辅助常开触点断开,切断跳闸回路电源,防止跳闸线圈因通电时间过长烧毁。
b自动跳闸
自动跳闸属于事故性质。
(3)防跳回路
运行人员手动合闸断路器于故障线路上,断路器又被继电保护装置动作于跳闸,由于控制开关位于“合闸”位置,会引起断路器重新合闸,断路器将会出现连续跳、合闸跳跃现象,断路器应装设防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置。
(4)断路器位置信号
五、变电所常用自动装置
1、三相一次自动重合闸装置
瞬时性故障:成功重合
永久性故障:重合后保护再次动作
自动重合装置:auto-reclosing device(ARD)
(1)对三相一次自动重合闸装置的基本要求
a除遥控变电所外,应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”启动ARD。
b手动跳闸时不应重合。
c手动合闸于故障线路不重合。
d ARD只能动作一次。
e ARD动作后应能自动复归,准备再次动作。
f ARD的动作时间应尽可能短,以减少临时停电时间,一般为0.5~1S。
g ARD应能实现重合闸“后加速”或“前加速”,以便与继电保护配合。
(2)三相一次自动重合闸基本原理
电容C和电阻R4充电,充电时间15~20S,可以保证仅动作一次;手动跳闸时,电容C经电阻R6迅速放电。
(3)自动重合闸与继电保护的配合
“前加速”:只在线路首端装设ARD,不管哪条线路故障,均由首端保护装置动作,瞬时切除全部供电线路,然后首端ARD启动,重合一次,若为永久性故障,则在断路器QF1重合后,线路各处的过电流保护按其整定时限有选择地将相应断路器跳开。
“后加速”:每一条线路均装设过电流保护和自动重合闸装置。
2、备用电源自动投入装置
备用电源自动投入装置:reserve-source auto-put-into device(APD)
明备用
暗备用:APD装在母线分段断路器上,正常工作时,两个电源都投入工作,互为备用。
(1)对备用电源自动投入装置的基本要求
a工作电源无论任何原因断开,备用电源应能自动投入。
b必须在工作电源确已断开,而备用电源电压也正常时,才允许投入备用电源。
c APD动作时间应尽可能短,以利于电动机自启动和缩短停电时间。
d APD只能动作一次,以免将备用电源重复投入到永久性故障上。
e当电压互感器二次回路断线时,APD不应误动作。
f若备用电源容量不足,应在APD动作时切除一部分次要负荷。
(2)APD动作原理
传统继电器
(3)APD参数整定
a低压继电器
b时间继电器
c闭锁继电器
六、变电站综合自动化
变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度中心通信等综合性的自动化功能。
与常规变电站的二次系统相比,变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化等一系列优点,并为变电站实现无人值班提供了可靠的技术条件。
1、变电站综合自动化系统的功能
(1)监控功能
运行参数采集、测量,运行状态监视、记录。
(2)继电保护功能
报警发信号,故障切除
(3)自动控制功能
电压、无功综合控制、谐波治理、备自投、重合闸、低频低压减负荷、单相接地故障自动选线等。
(4)远动系统功能
国际电工委员会IEC61850标准
a“四遥”功能
遥信、遥测、遥控、遥调
b事故顺序记录(SOE)
c自恢复和自检测功能
2、变电站综合自动化系统的结构
(1)IEC61850定义的变电站自动化系统的分层结构
a过程层功能
也称设备层,提供与变电站一次设备,如断路器、隔离开关、CT、PT等的接口
b间隔层/单元层功能
指各种微机保护装置、自动控制装置、测量装置、RTU等
c变电站层功能
站控层,可实现对全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能
(2)变电站综合自动化系统的结构模式
a集中式
b分层分布式系统集中组屏的结构模式
功能化分布,面向一次设备的一个间隔,对于110kV以下的设备,运行参数的测量盒监控往往合并到保护装置中;对110kV及以上电压等级的设备,仍采用保护和监测测量分开的方式。
c分散式与集中组屏相结合的自动化系统的结构模式
综保装置走通讯,主变和高压线路保护装置仍采用集中组屏式结构
d分布分散式变电站自动化系统结构模式
超高压及特高压变电站
3、变电站综合自动化系统的信息采集
直流采样利用变送器,变送器作用,其作用为:
(1)将强信号(100V,5A)转化为弱信号。
(2)将交流信号转化为直流信号。
(3)从瞬时信号获得直流信号。
(4)确保输出直流量与输入测量量之间满足线性关系。
(5)实现输入与输出隔离。
交流采样利用微机(IDE)