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②組別：

高壓開關(guān)控制信號電路

1、控制信號電路概述

(1)控制電路的基本構(gòu)成

變電站斷路器和隔離開關(guān)的控制電路一般由指揮單元、閉鎖單元、聯(lián)鎖單元、中間傳輸放大單元、執(zhí)行單元等二次電氣設(shè)備及連接它們的導(dǎo)線組成。

信號與系統(tǒng)中的電路分析

(2)控制電路類型

根據(jù)指令電器與操作機構(gòu)的距離，電氣控制方式可分為：

遙控

距離控制

本地控制

根據(jù)監(jiān)測斷路器工作狀態(tài)和控制電路完整性的不同方式，控制電路分為：

照明監(jiān)控控制回路

音頻監(jiān)控控制環(huán)路。

(3)控制電路的基本技術(shù)性能

1、可以進行正常的手動分閘和合閘，也可以在出現(xiàn)故障時進行自動分閘或自動重合閘。

2、可指示斷路器分、合閘位置狀態(tài)。自動開、關(guān)時應(yīng)有明顯的信號顯示。

3.可監(jiān)控控制電源及下一步操作電路的完整性。

4、無論斷路器的操作機構(gòu)是否設(shè)有防止跳動的機械鎖緊裝置，其控制電路均應(yīng)設(shè)有防止跳動的電氣鎖緊裝置。

5、對于采用氣動、彈簧、液壓操作機構(gòu)的斷路器，控制回路中應(yīng)安裝相應(yīng)的氣壓、彈簧（壓力）、液壓鎖緊裝置。

6、隔離開關(guān)電動操作時，應(yīng)在斷路器與隔離開關(guān)的控制回路中設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖措施，以保證聯(lián)動操作順序的正確性。

7、接線應(yīng)簡單、可靠物理資源網(wǎng)，盡可能減少連接電纜和芯數(shù)。

控制和信號回路

牽引變電所各設(shè)備的控制方式：

變壓器和整流裝置：使用斷路器或直流快速開關(guān)投入或切斷運行。

高壓開關(guān)：使用控制開關(guān)通過控制回路進行操作。操作完成后，用光信號來反映開關(guān)的位置狀態(tài)。

控制信號回路：用于完成高壓開關(guān)控制和發(fā)送位置信號的二次回路。

構(gòu)成

控制元件：操作按鈕、控制開關(guān)等，供操作人員發(fā)出開關(guān)跳閘、合閘操作指令。

中間放大元件和繼電器：作用是將控制元件的操作指令轉(zhuǎn)換成高壓開關(guān)電磁操作機構(gòu)所需的大電流。

操作機構(gòu)：直接對高壓開關(guān)進行分、合閘操作。

用于照明監(jiān)控的斷路器控制和信號回路

KML TBJ防跳繼電器

KMC HC合閘接觸器

YT TQ 開路線圈

YC HQ合閘線圈

HLG LD 綠色指示燈

HLR高清紅色指示燈

KPE BCJ 保護插座繼電器

WC KM 直流控制電源小母線

WF SM閃光電源小母線

WO HM 直流合閘電源小母線

WAS SYM事故音響小母排

控制開關(guān)SA

三位置：平倉、分倉、零位

信號與系統(tǒng)中的電路分析

手柄通常處于“零位”

順時針旋轉(zhuǎn)45°關(guān)閉

由于關(guān)門位置不是固定位置，操作完成后，控制開關(guān)手柄會自動逆時針轉(zhuǎn)動45度，在彈簧力的作用下回到中間零位。逆時針45度開門，關(guān)門后復(fù)位。松開手。

信號與系統(tǒng)中的電路分析

變電站信號裝置

在變電站中，為了及時發(fā)現(xiàn)和分析故障，快速排除和處理事故，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)控系統(tǒng)來監(jiān)控設(shè)備的運行情況外，操作人員還必須依靠照明以及聲音信號裝置，以反映設(shè)備的正常、正常狀態(tài)。運行狀態(tài)異常。

1、信號裝置的分類

1. 位置信號

主要指示開關(guān)電器的位置狀態(tài)。一般由明亮的平面紅、綠信號燈組成，位置信號安裝在相應(yīng)的控制面板上。

2、繼電保護及自動裝置動作信號

主要表明故障對象和故障性質(zhì)。一般由信號繼電器和指示燈板組成，安裝在相應(yīng)的保護屏或控制屏上。

3. 中央信號

全場共用的緊急音頻信號、警告音頻信號、燈光標(biāo)志信號等統(tǒng)稱為中心信號。

該裝置按其發(fā)出信號的性質(zhì)分為事故信號和警告信號。中央信號裝置在故障狀態(tài)下發(fā)出的相應(yīng)信號稱為事故信號。事故信號分為事故音頻信號（蜂鳴器）、事故燈光信號和燈光標(biāo)志信號。

中央信號裝置在異常運行情況下發(fā)出的相應(yīng)信號稱為報警信號。報警信號一般由電鈴聲信號、落牌信號和燈光信號組成。

2、信號裝置的功能

1、事故信號裝置的作用

事故信號是變電站發(fā)生事故時斷路器的跳閘信號。斷路器意外跳閘的原因如下：

⑴ 如果電路或電氣設(shè)備發(fā)生故障，繼電保護裝置就會跳閘。

⑵繼電保護或自動裝置誤動作、跳閘。

⑶因控制電路故障而誤跳閘。

無論事故原因為何，事故信號裝置應(yīng)滿足下列要求：

⑴當(dāng)斷路器意外跳閘時，立即發(fā)出事故音頻信號，同時相應(yīng)斷路器的位置信號燈閃爍或亮白光。

⑵ 發(fā)生事故時，應(yīng)立即啟動遙控裝置并發(fā)出遙控信號。

⑶事故音頻信號應(yīng)能手動或自動復(fù)位。

無論事故跳閘原因為何，事故信號裝置應(yīng)滿足下列要求：

⑴當(dāng)斷路器意外跳閘時，立即發(fā)出事故音頻信號，同時相應(yīng)斷路器的位置信號燈閃爍或亮白光。

⑵ 發(fā)生事故時，應(yīng)立即啟動遙控裝置并發(fā)出遙控信號。

⑶事故音頻信號應(yīng)能手動或自動復(fù)位。

⑷發(fā)生事故時，應(yīng)有光信號和其他信號指示繼電保護和自動裝置動作。

⑸可自動記錄事故發(fā)生時間。

信號與系統(tǒng)中的電路分析

⑹ 發(fā)生事故時，計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能啟動。

⑺事故聲音、燈光信號裝置應(yīng)能進行完整性檢查和試驗。

音頻信號的回傳方式可分為本地回傳、集中回傳、手動回傳、自動延時回傳等。

本地回傳：在電氣設(shè)備安裝位置單獨進行單獨信號回傳；

集中復(fù)位：在主控室中央信號盤上集中復(fù)位；

手動復(fù)位：值班人員在相應(yīng)總機上進行復(fù)位；

自動延時復(fù)位：信號發(fā)出后，經(jīng)過一定時間的延時，電路自動復(fù)位相關(guān)信號。

2、報警信號裝置的功能

報警信號是指示變電站內(nèi)電路或電氣設(shè)備運行異常的信號，包括以下內(nèi)容：

⑴各種電氣設(shè)備超載。

⑵各種輸油設(shè)備油溫升高超過極限。

⑶ 交流小電流系統(tǒng)接地故障。

⑷ 各種電壓等級直流系統(tǒng)的接地。

⑸ 各種液壓或氣動機構(gòu)壓力異常，彈簧機構(gòu)彈簧未拉緊。

⑹SF6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、自動裝置的交、直流電源斷開。

⑻斷路器控制電路斷開

⑼電流互感器、電壓互感器二次回路斷開。

⑽ 繼電保護及自動裝置信號繼電動作未復(fù)位。

⑾ 值班人員需要了解的其他運行狀態(tài)也可以發(fā)出警告信號。

當(dāng)變電站內(nèi)電路或電氣設(shè)備出現(xiàn)運行異常時，對報警信號裝置提出以下要求：

⑴ 當(dāng)警告信號出現(xiàn)時，應(yīng)立即或延時發(fā)出與事故信號不同的音頻信號，同時應(yīng)有燈光信號提示異常操作內(nèi)容。

⑵ 音頻信號可手動或自動復(fù)位。指示故障性質(zhì)的光信號應(yīng)保留，直至故障排除。

⑶報警信號裝置應(yīng)具有重復(fù)動作的功能。

⑷警示聲音、燈光信號裝置應(yīng)具有完整性檢查和試驗?zāi)芰Α?span style="display:none">7WM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

所謂重復(fù)動作主要是指音頻信號。可重復(fù)動作是指在第一次故障發(fā)生時的音頻信號消除后，但在光信號返回之前，即第一次故障消除之前，如果再發(fā)生一次故障，在正常工作情況下，中央信號裝置仍能發(fā)出信號。根據(jù)需要發(fā)出聲、光信號。當(dāng)在上述時間范圍內(nèi)不能連續(xù)發(fā)出數(shù)個聲音信號，并且只有在前一個故障排除后才能發(fā)出后續(xù)故障的聲音信號時，稱為不重復(fù)動作。

繼電保護裝置

1、繼電保護概述

發(fā)生短路時可能會出現(xiàn)以下后果：

1）短路電流通過故障點并引發(fā)電弧，導(dǎo)致故障設(shè)備或線路損壞。

2）當(dāng)短路電流通過非故障設(shè)備時，由于熱和電動力的作用，使電氣設(shè)備損壞或損壞，導(dǎo)致使用壽命大大降低。

3）電力系統(tǒng)部分區(qū)域電壓大幅降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4）破壞電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。

（一）繼電保護的定義和任務(wù)

繼電保護裝置是指能夠響應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件的故障或異常運行狀態(tài)而動作，使斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置。

其基本任務(wù)是：

1）自動、快速、選擇性地從電力系統(tǒng)中去除故障部件，防止故障部件進一步損壞，并確保其他非故障部件能夠快速恢復(fù)正常運行。

2）反映電氣元件的異常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護情況（如是否有固定人員值班）對信號進行動作，以便值班人員及時處理，或者設(shè)備可以自動調(diào)整，或者設(shè)備繼續(xù)運行會自動調(diào)整信號。拆除導(dǎo)致?lián)p壞或發(fā)展成事故的電氣設(shè)備。

（二）繼電保護裝置的基本要求

1.選擇性

2. 速度快

3. 靈敏度

4、可靠性

（三）繼電保護的組成及工作原理

1. 基本構(gòu)成

繼電保護的基本組成部分包括：

轉(zhuǎn)換電路

測量比較元件

執(zhí)行運算電路

2、工作原理

信號與系統(tǒng)中的電路分析

(4)繼電保護裝置的分類

1、按保護裝置響應(yīng)參數(shù)分類：

如電流保護、低壓保護、距離保護、差動保護等。

2、按保護裝置的元件分類：

如電磁保護、感應(yīng)保護、整流保護、晶體管保護、集成電路保護、微機保護等。

3、按保護設(shè)備對象分類：

如線路保護、母線保護、變壓器保護、牽引網(wǎng)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）繼電保護發(fā)展概況

1. 保險絲。

2. 繼電器。

3、晶體管

4、集成電路

5、微機保護

微機保護裝置已廣泛應(yīng)用于城市軌道交通供電系統(tǒng)。

2、城軌供電系統(tǒng)繼電保護裝置的配置

1.進出電纜

進出電纜均設(shè)有導(dǎo)絲垂直差保護作為主要保護。后備保護設(shè)置過流保護。

2、整流單元

(1)內(nèi)部過壓保護。

(2)外部過壓限制；

(3)內(nèi)部短路保護；

(4)電源保護；

(5)溫度保護。

3.400V低壓主開關(guān)

過載保護、短延時過載保護、接地保護。

4、直流牽引供電系統(tǒng)保護

信號與系統(tǒng)中的電路分析

保護系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：

1、可適用于所有線路供電方案，如單側(cè)供電、同一變電站多臺整流器并聯(lián)供電、相鄰變電站整流器并聯(lián)雙邊供電等。

2、能夠區(qū)分牽引電流和故障電流、基本保護和后備保護。

3、動作要快。

4、直流牽引供電系統(tǒng)保護

電流保護（大電流跳閘保護、di/dt保護電流上升率及△I電流增量保護、過流保護）；

電壓保護（低電壓保護、電壓跌落保護、△U保護、軌道帶電保護）、

框架保護（軌道過壓保護、正極接地保護）；

其他保護（接觸網(wǎng)熱過載保護等保護方式）。

3、整流單元繼電保護

1.內(nèi)部過壓（換相過壓）保護

信號與系統(tǒng)中的電路分析

為了防止內(nèi)部過壓引起二極管反向擊穿，在每個二極管上并聯(lián)一個RC過壓限制電路。

3、整流單元繼電保護

2、直流側(cè)過壓保護

為了限制整流器直流側(cè)或交流輸入側(cè)可能出現(xiàn)的過電壓，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)RC和壓敏電阻RY過壓限制電路。整流器。 RC電路由串聯(lián)阻尼電阻器Rl和電容器C1組成。另外，在整流器的直流輸出端并聯(lián)一個穩(wěn)壓電阻R2，以限制整流器的空載電壓。

3、整流單元繼電保護

3、整流器內(nèi)部短路保護

設(shè)置快速熔斷器和逆流監(jiān)控。

4.電流保護

整流裝置應(yīng)設(shè)有下列電流保護裝置：

(1)過載保護；

(2)過流保護；

(3)電流速斷保護

防護擬合曲線

信號與系統(tǒng)中的電路分析

6、整流單元溫度保護

變壓器溫度保護

整流器溫度保護

報警溫度

跳閘溫度

4、牽引供電系統(tǒng)繼電保護

(1)大電流跳閘保護

(2) 電流上升率和電流增量保護（DDL保護）

DDL保護已成為地鐵饋線保護的主要保護。

信號與系統(tǒng)中的電路分析

2.DDL保護原理

信號與系統(tǒng)中的電路分析

曲線分析：

1）曲線1的電流增量小于K，這絕對不是故障情況。這條電流曲線實際上代表了機車在遠離牽引變電所啟動時的啟動電流。

2）曲線2的電流增量小于K，這絕對不是故障情況。

3）雖然曲線3的電流增量超過了△I設(shè)定值，但電流變化率的延遲時間不足（小于兩倍）。期間沒有進行匹配判斷。延遲幾毫秒后，電流開始減小。，所以這不是故障情況。

4）曲線4的電流增量超過了△I設(shè)定值，且延遲時間也滿足，因此肯定是故障情況。

5）如果曲線5的電流增量超過K，則可能是故障。如果再次檢測電流上升持續(xù)時間，發(fā)現(xiàn)其值超過di/dt延時整定值，則必定是故障。

6) 曲線6的電流增量超過K，這可能是故障情況。

3、DDL保護參數(shù)設(shè)置

在雙邊供電線路中，di/dt和△I保護整定原則如下：

1）di/dt的整定值應(yīng)盡可能小，以獲得盡可能大的保護范圍。

2）di/dt的整定值應(yīng)足夠大，以避免列車啟動電流和濾波器充電電流。

3） △I 的整定值應(yīng)足夠大信號與系統(tǒng)中的電路分析，以避免保護區(qū)外發(fā)生故障時產(chǎn)生故障電流。

4) di/dt 延時應(yīng)足夠長，以避免跨區(qū)跳閘。

本保護需要調(diào)整的參數(shù)有以下六個，分別是保護裝置啟動閾值E、保護裝置復(fù)位閾值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，最小電流增量延遲T。

4. DDL保護處理流程

1）電流上升率保護處理流程

信號與系統(tǒng)中的電路分析

4. DDL保護處理流程

2）電流增量保護處理流程

信號與系統(tǒng)中的電路分析

（3）定時過流保護（DTM保護）

1、正向過流保護

作為大電流跳閘保護的后備保護

信號與系統(tǒng)中的電路分析

正向過流保護曲線

（3）定時過流保護（DTM保護）

2、反向過流保護

信號與系統(tǒng)中的電路分析

反向過流保護曲線

2. 電壓跌落保護（）

壓降保護持續(xù)測量饋線電壓、電流，計算阻抗值，根據(jù)阻抗值、饋線電流、電壓值綜合判定是否到跳閘時間，從而對饋線造成的低阻抗?fàn)顟B(tài)提供跳閘保護通過遠程故障。

電壓跌落保護的保護判別如下：

1、若Z（計算值）>Z（整定值），斷路器脫扣；

2、若Uf＜、If＜Ico-n、t＞Tr，則斷路器跳閘；

3、Uf＜信號與系統(tǒng)中的電路分析，Ico-n＜If＜Ico-p，且t＞Tr，則斷路器跳閘

信號與系統(tǒng)中的電路分析

3.框架類保護

1）軌道過壓保護（OVP）

信號與系統(tǒng)中的電路分析

運行軌對地電位分布圖

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