課程設(shè)計(jì)---斷路器的控制與中央信號(hào)回路的設(shè)計(jì)

1、<p>　　斷路器的控制與中央信號(hào)回路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，熟練掌握斷路器的動(dòng)作過(guò)程與控制回路的工作過(guò)程。理解斷路器控制回路在線路發(fā)生故障時(shí)的對(duì)斷路器控制的過(guò)程。理解主信號(hào)回路的作用及工作原理。理解主信號(hào)回路與斷路器控制回路的關(guān)系。</p><p><b>

2、;　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　自行查找有關(guān)斷路器控制與發(fā)出信號(hào)原理的資料，并查閱其他相關(guān)信息，要求分析斷路器手動(dòng)分、合閘，自動(dòng)分、合閘實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并分析該短路器所在回路發(fā)生事故或非正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生中央信號(hào)的過(guò)程，畫(huà)出其相應(yīng)的控制回路原理接線展開(kāi)圖與中央信號(hào)原理接線展開(kāi)圖。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)成果</b></p>&

3、lt;p>　　斷路器是變電所中主要的開(kāi)關(guān)設(shè)備，每臺(tái)高壓斷路器都附有相應(yīng)的操作機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)斷路器的分閘或合閘，并保持在分合狀態(tài)。斷路器在動(dòng)作以后應(yīng)產(chǎn)生警示信號(hào)，使工作人員發(fā)現(xiàn)斷路器工作在非正常狀態(tài)進(jìn)而及時(shí)的排除故障。中央信號(hào)回路的作用就是產(chǎn)生這種信號(hào)。</p><p>　?。ㄒ唬└邏簲嗦菲鞯挠猛尽⒎诸?lèi)和基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)電器。概括來(lái)

4、講，斷路器在電網(wǎng)中起到兩方面的作用：一、控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要，將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；二、保護(hù)作用，即在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置作用于斷路器，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，保證電網(wǎng)的無(wú)故障部分正常運(yùn)行。</p><p>　　斷路器按安裝地點(diǎn)可分為屋內(nèi)和屋外兩種，按其控制地點(diǎn)來(lái)分，有就地控制和集中控制。一般100KV及以下的斷路器多采用就地控制，而35KV及以上的斷路器多采用集

5、中控制。集中控制是運(yùn)行人員在設(shè)備幾十米或幾百米以外的控制室內(nèi)，用控制開(kāi)關(guān)通過(guò)回路進(jìn)行斷路器的分、合閘操作。按采用的滅弧介質(zhì)可以分為以下四種：</p><p><b>　　1、油斷路器</b></p><p>　　油斷路器采用絕緣油作滅弧介質(zhì)。它可以分為多油和少油斷路器。多油斷路器的油除了作介質(zhì)和分閘后觸頭間的絕緣外，還作為帶電部分對(duì)地絕緣，故它的油箱是直接接地的，少油

6、斷路器的油僅做滅弧介質(zhì)和分閘后觸頭之間的絕緣，而帶電部分對(duì)地絕緣采用瓷件或其他介質(zhì)，因此用油量少。</p><p><b>　　2、壓縮空氣斷路器</b></p><p>　　壓縮空氣斷路器采用約20個(gè)大氣壓的壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和斷口的絕緣介質(zhì)。這種斷路器一般用在220KV及以上系統(tǒng)中。</p><p><b>　　3、真空斷路器&

7、lt;/b></p><p>　　真空斷路器是一種利用的真空的高介質(zhì)強(qiáng)度來(lái)滅弧的斷路器。目前，真空斷路器的發(fā)展很快，已廣泛用35KV及以下的電力系統(tǒng)。</p><p><b>　　4、六氟化硫斷路器</b></p><p>　　采用六氟化硫（SF6）氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器，稱為六氟化硫斷路器。六氟化硫是有一種無(wú)色、無(wú)味并具有優(yōu)

8、良滅弧性能和絕緣性能的氣體。這是一種發(fā)展很快的斷路器，目前在110KV及以上系統(tǒng)中應(yīng)用很多，在10~35KV系統(tǒng)用也有應(yīng)用。</p><p>　　高壓斷路器的類(lèi)型很多，但就其結(jié)構(gòu)來(lái)講，都是由斷開(kāi)元件、支撐絕緣件、傳動(dòng)元件、基座及操作機(jī)構(gòu)5部分組成，其中斷開(kāi)元件是斷路器的核心元件，控制、保護(hù)等方面的任務(wù)，都需要它來(lái)完成。其他部分都是配合元件，為完成上述任務(wù)而設(shè)置的。</p><p>　　斷路

9、器的開(kāi)斷機(jī)構(gòu)主要是由開(kāi)斷觸頭和滅弧室組成。由于斷路器工作場(chǎng)合的電壓等級(jí)都比較高，當(dāng)斷路器開(kāi)斷電路以后，都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧。高壓斷路器根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，都具有不同的滅弧方式。斷路器的主要部件還有一個(gè)就是電流互感器。流互串聯(lián)在主電路中，即時(shí)監(jiān)控主電路的工作情況，并把監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳送給操動(dòng)機(jī)構(gòu)，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)元件控制開(kāi)斷元件動(dòng)作開(kāi)斷電路。</p><p>　?。ǘ┛刂苹芈泛托盘?hào)系統(tǒng)</p><

10、;p>　　斷路器的控制回路就是控制（操作）斷路器分、合閘的回路。操作機(jī)構(gòu)有手力式、電磁式和彈簧式。 </p><p>　　信號(hào)系統(tǒng)是用來(lái)指示一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次系統(tǒng)。中央信號(hào)可分為斷路器位置信號(hào)、事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)。</p><p>　　為確保斷路器在各種情況下可靠操作，并便于運(yùn)行人員監(jiān)視，對(duì)控制回路提出以下要求：</p><p>　　斷路器的合閘和跳閘是按

11、短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，所以操作完成后，應(yīng)迅速自動(dòng)斷開(kāi)合閘或跳閘回路以免燒壞線圈。</p><p>　　斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)合閘或跳閘，又能在自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)作用下自動(dòng)合閘或跳閘。</p><p>　　控制回路應(yīng)具有反應(yīng)斷路器處于合閘和跳閘的位置狀態(tài)信號(hào)。具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。</p><p>　　應(yīng)具有監(jiān)視控制回路及其電源是否完好。&l

12、t;/p><p>　　5、 無(wú)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。</p><p>　　6、 對(duì)于采用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常，彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。</p><p>　　7、 控制回路應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠。</p><p>　?。ㄈ艄獗O(jiān)視斷路器控制回路和信號(hào)系統(tǒng)</p>

13、;<p>　　高壓斷路器控制回路：指控制(操作)高壓斷路器分、合閘的回路。電磁操作機(jī)構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧操作機(jī)構(gòu)和手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)可交直流兩用，但一般采用交流操作電源。</p><p>　　信號(hào)回路是指示一次電路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次回路。主信號(hào)按用途分，有斷路器位置信號(hào)、事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)等。</p><p>　　斷路器位置信號(hào)用來(lái)顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)。一般是紅燈(

14、符號(hào)RD)亮，表示斷路器在合閘位置；綠燈(符號(hào)GN)亮，表示斷路器在分閘位置。</p><p>　　事故信號(hào)用來(lái)顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)。一般是紅燈閃光，表示斷路器自動(dòng)合閘，綠燈閃光，表示斷路器自動(dòng)跳閘。此外還有事故音響信號(hào)和光字牌等。 </p><p>　　預(yù)告信號(hào)是在一次設(shè)備出現(xiàn)不正常狀態(tài)時(shí)或在故障初期發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。值班員可根據(jù)預(yù)告信號(hào)及時(shí)處理。</p><

15、;p>　　事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)的斷路器控制回路和信號(hào)回路一般有以下二種情況：</p><p>　　1、采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路 </p><p>　　合閘時(shí)，推上操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3—4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器已經(jīng)合閘。由于該回路有限流電阻R2，跳閘線圈YR雖有電流通過(guò)，但電流很小，不會(huì)動(dòng)作。紅燈RD亮，還表明跳閘回路及控制回路的熔斷器

16、FU1、FU2是完好的，即紅燈RD同時(shí)起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。觸頭KM是事故跳閘線圈的常開(kāi)觸頭，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，KM閉合，YR線圈流過(guò)較大電流，斷路器自動(dòng)跳閘。 </p><p>　　分閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器分閘。斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3—4斷開(kāi)，切斷跳閘回路，同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF1—2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器已經(jīng)分閘。綠燈GN亮，還表明控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈GN同時(shí)起著監(jiān)視

17、控制回路完好性的作用。</p><p>　　WC控制小母線,WS信號(hào)小母線,R1、 R2限流電阻，QM手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn) </p><p>　　在斷路器正常操作分、合閘時(shí)，由于操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)QM與斷路器輔助觸點(diǎn)QF5—6都是同時(shí)切換的，總是一開(kāi)一合，所以事故信號(hào)回路總是不通的，不會(huì)錯(cuò)誤地發(fā)出事故信號(hào)。 </p><p>　　當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置

18、動(dòng)作，其出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的回路(QF3—4原已閉合)，使斷路器跳閘。隨后QF3—4斷開(kāi)，使紅燈RD滅，并切斷YR的跳閘電源。與此同時(shí)，QF1—2閉合，使綠燈GN亮。這時(shí)操作機(jī)構(gòu)的操作手柄雖然仍在合閘位置，但其黃色指示牌掉落，表示斷路器自動(dòng)跳閘。同時(shí)事故信號(hào)回路接通，發(fā)出音響和燈光信號(hào)。事故信號(hào)回路是按“不對(duì)應(yīng)原理”接線的，由于操作手柄仍在合閘位置，其輔助觸點(diǎn)QM閉合，而斷路器已事故跳閘，其輔助觸點(diǎn)QF5—6也返回

19、閉合，因此事故信號(hào)回路接通。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將操作手柄扳下至分閘位置，這時(shí)黃色指示牌隨之返回，事故信號(hào)也隨之解除?？刂苹芈分蟹謩e與指示燈GN和RD串聯(lián)的電阻R1和R2，主要用來(lái)防止指示燈燈座短路時(shí)造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。 </p><p>　　2、采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路 </p><p>　　電磁操作回路的控制開(kāi)關(guān)采用雙向自復(fù)式并具有保持觸點(diǎn)的LW5型

20、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其手柄正常為垂直位置(00)。順時(shí)針扳轉(zhuǎn)450，為合閘(ON)操作，手松開(kāi)即自動(dòng)返回(復(fù)位)，保持合閘狀態(tài)。反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45o，為分閘(OFF)操作，手松開(kāi)也自動(dòng)返回，保持分閘狀態(tài)。圖中虛線上打黑點(diǎn)(·)的觸點(diǎn)，表示在此位置時(shí)該觸點(diǎn)接通；而虛線上標(biāo)出的箭頭(→)，表示控制開(kāi)關(guān)手柄自動(dòng)返回的方向。 </p><p>　　合閘時(shí)，將控制開(kāi)關(guān)SA手柄順時(shí)針扳轉(zhuǎn)450，這時(shí)其觸點(diǎn)SA1—2接通，合閘

21、接觸器KO通電(其中QF1—2原已閉合)，其主觸點(diǎn)閉合，使電磁合閘線圈YO通電，斷路器合閘。合閘后，控制開(kāi)關(guān)SA自動(dòng)返回，其觸點(diǎn)SA1—2斷開(kāi)，切斷合閘回路，同時(shí)QF3—4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器已經(jīng)合閘，并監(jiān)視著跳閘線圈YR回路的完好性。 </p><p>　　WC控制小母線,WL燈光信號(hào)小母線,WF閃光信號(hào)小母線,WS信號(hào)小母線,WAS信號(hào)音響小母線,WO合閘小母線 </p><p&g

22、t;　　分閘時(shí)，將控制開(kāi)關(guān)SA手柄反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45 o，這時(shí)其觸點(diǎn)SA7—8接通，跳閘線圈YR通電(其中QF3—4原已閉合)，使斷路器QF分閘。分閘后，控制開(kāi)關(guān)SA自動(dòng)返回，其觸點(diǎn)SA7—8斷開(kāi)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF3—4也斷開(kāi)，切斷跳閘回路，同時(shí)觸點(diǎn)SA3—4閉合，QF1—2也閉合，綠燈GN亮，指示斷路器已經(jīng)分閘，并監(jiān)視著合閘線圈KO回路的完好性。 </p><p>　　由于紅、綠指示燈兼起監(jiān)視分、合閘回路完好性的

23、作用，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，因此耗能較多。為了減少操作電源中儲(chǔ)能電容器能量的過(guò)多消耗，因此另設(shè)燈光指示小母線WL(+)，專用來(lái)接入紅、綠指示燈。儲(chǔ)能電容器的電能只給控制小母線WC供電。 </p><p>　　當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路(其中QF3—4原已閉合)，使斷路器自動(dòng)跳閘。隨后QF3—4斷開(kāi)，使紅燈RD滅，并切斷跳閘回路，同時(shí)QF1—2閉合，而SA在合閘

24、位置，其觸點(diǎn)SA5—6也閉合，從而接通閃光電源WF(+)，使綠燈GN閃光，表示斷路器自動(dòng)跳閘。由于斷路器自動(dòng)跳閘，SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9—10閉合，而斷路器已跳閘，其觸點(diǎn)QF5—6也閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，又發(fā)出音響信號(hào)。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將控制開(kāi)關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置(反時(shí)針扳轉(zhuǎn)450后松開(kāi))，使SA的觸點(diǎn)與OF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)“對(duì)應(yīng)”關(guān)系，全部事故信號(hào)立即解除。</p><p>

25、<b>　　四、課程設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　在這次電氣設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)課程設(shè)計(jì)中，我選做了斷路器的控制與中央信號(hào)回路設(shè)計(jì)這一課題。因?yàn)槲矣X(jué)得這一個(gè)課題更貼近與實(shí)際操作，更能使我們理解在課本中學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際操作的關(guān)系。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我運(yùn)用在課本上學(xué)到的理論知識(shí)和翻閱有關(guān)書(shū)籍資料查到的應(yīng)用知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)很簡(jiǎn)單的一回路中央信號(hào)回路。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的控制回路控制斷路器分合閘

26、以及斷路器在故障情況下自行跳閘。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，但是它卻使我深層的理解了斷路器的工作原理及其與控制回路的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？刂苹芈吠ㄟ^(guò)一個(gè)壓互或者流互從主電路上即時(shí)采集信號(hào)，在得到正常工作信號(hào)或故障信號(hào)時(shí)通過(guò)分合閘線圈控制斷路器動(dòng)作。由于時(shí)間比較緊，這次課程設(shè)計(jì)只進(jìn)行了一周。但是在這短短一周時(shí)間中，我學(xué)到了許多在課本上學(xué)不到的知識(shí)。雖然過(guò)程中也遇到了一些困惑，但是在老師的幫助下，一一的解決并且將其應(yīng)用于自己的設(shè)計(jì)中。課程設(shè)計(jì)就是鍛煉我們把在

27、課本上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于自己設(shè)計(jì)的實(shí)際問(wèn)題中的能力。將理論知識(shí)靈活應(yīng)用于實(shí)際生活，這是我們高專學(xué)生一直強(qiáng)調(diào)的能力。而在校學(xué)習(xí)期間由于時(shí)間等條件的限制，我們不能完全進(jìn)入社會(huì)實(shí)際當(dāng)中。通過(guò)課程設(shè)計(jì)這種形式，我們能夠?qū)⒗碚撀?lián)系實(shí)</p><p><b>　　附錄1：參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]范錫普.發(fā)電廠電氣部分（第二版）.水利電力出版社</p&