变电所二次接线工程设计本科毕业设计.docx

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计（论文）变电所二次接线工程设计（at）the quadratic wiring engineering design of rail traction substation(at)年 级: 2010 级 学 号: 姓 名: 专 业: 电气工程及其自动化 指导老师: 2014年 6 月 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第v页院 系 电气工程系 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2010 级 姓 名 题 目 变电所二次接线工程设计（at） 指导教师评 语 指导教师 （签章）评 阅 人评 语 评 阅 人 （签章）成 绩 答辩委员会主任 （签章）年 月 日 毕业设计（论文）任务书班 级 学生姓名 学 号 发题日期：2014年2月24日 完成日期：2014年6月26日题 目 变电所二次接线工程设计(at) 1、本论文的目的、意义 综合自动化系统是铁路变电所的重要装置，它由微机变压器保护及馈线保护等各种保护测控装置组成。变电所工程设计是施工和运营维护的重要依据，通过设计使学生对变电所及综合自动化系统有更全面的了解，对今后的工作具有重要的现实意义。随着计算机技术的发展，近年来cad技术在该领域得到了广泛应用，设计等部门普遍采用cad技术进行设计。本论文的目的是通过毕业设计，掌握变电所工程设计及cad技术在设计中的应用。 2、学生应完成的任务 1、完成at所（交大许继公司ta21综合自动化系统）工程设计； 2、完成（主变保护测控盘为主）工程设计图。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周）第一部分 收集相关资料文献，掌握auto cad应用。 （ 3周 )第二部分 掌握交大许继公司综合自动化系统工程设计方法。 （ 3周 )第三部分 了解变电所一二次接线及相关设备知识。 （ 3周 )第四部分 工程设计图。 （ 4周 ) 第五部分 完成论文写作及整理。 （ 2周 )评阅及答辩 （ 2 周)论文整改 （ 1 周）备 注 4.参考文献：1 柯志敏 索娜.继电保护基础.北京交通大学出版社.2009.06 2 王玉华.供配电技术.北京大学出版社.2012.03 3 刘学军 段慧达 辛涛.继电保护原理.中国电力出版社.2012.06 4 李群湛 贺建闽.牵引供电系统分析.西南交通大学出版社.2012.09 5 黄小红.城市轨道交通供电系统.西南交通大学出版社.2012.07 6 荀堂生 宋志明.变电所二次系统实用技术.中国电力出版社.2010.10 7 熊启新 汪旭峰.变电站二次回路识图与分析.中国电力出版社.2010 8 王国光.变电站二次回路及运营维护.中国电力出版社.2011.03 9 文峰.发电厂与变电站的二次接线及实例分析.机械工业出版社.2008.06 10 戴宪滨.变电站二次回路及其故障处理典型实例.中国电力出版社.2012.08指导教师： 2014年 月 日审 批 人： 2014年 月 日摘 要随着科学技术的不断进步和发展，铁路牵引变电所的自动化化程度也越来越高，变电所的二次设备高度集成，二次接线设计大大简化。但是，掌握二次设备的工作原理以及它们之间的连接关系对牵引变电所建设、运营及维护仍然具有十分重要的意义。本设计是以ta21型牵引变电所安全监控及综合自动化系统为基础，完成牵引变电所的二次接线工程设计。首先，本文介绍了牵引变电所二次回路的相关概念，使读者对二次回路有一定的认识，以便读者能够更清晰的看懂文中的二次接线设计图；其次，本文以主变测控盘和并补测控盘为例，介绍了各盘中所用到的各种自动化装置的工作原理，主要包括wbh-892z主变主保护装置、wbh-892h主变后备保护装置、wbh-892c主变测控装置、wbb-892并补测控装置等；最后，本文以主变测控盘和并补测控盘为例，详细介绍了牵引变电所二次接线的设计过程，并用auto cad画出各盘的二次接线设计图。通过本设计，读者可以对铁路牵引变电所的二次设备工作原理、连接关系及其功能的实现过程有深刻的了解。同时，本设计对于二次接线设计人员以及变电所值班人员具有重要的指导作用。关键词 auto cad；牵引变电所；综合自动化；二次接线设计abstractwith the progress and development of science and technology, the level of railway traction substation automation is becoming higher and higher, highly integrated substation secondary equipment, secondary connection design is greatly simplified. however, to master the working principle of secondary equipment and connections between them relations of traction substation construction, operation and maintenance is still has the extremely vital significance. this design is based on ta21 type traction substation of safety monitoring and the basis of the integrated automation system, complete engineering design of the traction substation secondary wiring. first, this paper introduces the related concepts of traction substation secondary circuit, make the reader has certain understanding to the secondary circuit, so that readers can more clearly understand the text of the secondary wiring design; secondly, based on the main transformer and control plate and and measurement and control plate as an example, introduces the working principle of the plate of all kinds of automation devices used in, mainly includes the wbh-892z main transformer main protection device, wbh-892h main transformer mothball protection device,wbh-892c main transformer measurement and control device, wbb-892 measurement and control device, etc. finally, based on the main transformer and control plate and and measurement and control plate as an example, introduces in detail the design of the traction substation secondary wiring process, and auto cad drawing of each plate secondary wiring design. through this design, the reader can for railway traction substation secondary equipment working principle, connection relation and function of a deeper understanding of the implementation of the process. at the same time, this design for secondary wiring design personnel and the substation attendant has an important guiding role. key words auto cad;traction substation; integrated automation; secondary wiring design 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第vii页目 录第1章 绪论11.1 牵引变电所二次回路基本内容11.2 变电所二次接线图21.2.1 二次接线原理图21.2.2 二次接线安装图31.3 二次回路相关符号41.3.1 图形符号41.3.2 文字符号61.4 二次回路标号61.5 变电所综合自动化系统7第2章 at变电所主接线82.1 at供电系统简介82.2 at变电所电气主接线82.2.1 高压侧接线92.2.2 主变压器92.2.3 低压侧接线92.2.4 相关高压设备及作用11第3章 主变保护测控盘143.1 wbh-892z主变主保护装置143.1.1 装置功能143.1.2 硬件说明143.1.3 保护原理153.2 wbh-892h主变后备保护装置183.2.1 装置的功能183.2.2 保护原理193.3 wbh-892c主变测控装置233.3.1 装置的功能233.3.2 备用电源自投入功能243.4 1#主变保护测控盘二次接设计图273.4.1 交流回路273.4.2 断路器（101）二次接线293.4.3 电动隔离开关（2011m）二次接线313.4.4 遥测信号回路二次接线333.4.5 备自投二次接线343.4.6 信号显示回路二次接线35第4章 并补保护测控盘374.1 装置功能374.2 保护原理384.3 并补测控盘二次接线设计424.3.1 交流回路424.3.2 断路器（231）二次接线424.3.3 遥测信号回路二次接线444.3.4 信号显示回路二次接线44结论45致谢46附录47参考文献67 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第10页第1章 绪论1.1 牵引变电所二次回路基本内容牵引供电系统为了完成电能变换、传输的任务，在牵引网和变电所中安装了大量具有不同功能及用途的电气设备，包括一次设备和二次设备。直接用于电能变换、电能传输的设备，叫做一次设备，主要包括隔离开关、断路器、变压器等。对一次设备的运行情况有控制、监测以及保护等作用的设备，叫做二次设备，主要包括测量仪表、控制系统、信号系统、继电保护和自动化系统和操作电源装置等。二次回路按照电源性质的不同，可分为直流回路和交流回路。直流回路是由直流电源提供电源的控制、保护和信号回路；交流回路又可分为交流电流回路和交流电压回路。交流电流回路由电流互感器提供电源，交流电压回路由电压互感器或所用变压器提供电源，组成测量、控制、保护、监视和信号回路等。二次回路按照功能及用途的不同，又可以分为以下几种回路：1. 测量与监视回路测量与监视回路是由各级电压和电流互感器二次绕组、测量仪表、计算机数据采集系统和自动监视装置等相关设备及电气回路组成。它的主要作用是实时显示和记录一次设备的运行参数，监视一、二次设备的工作状态。它是变电所值班员做好电气运行工作的保障，也是进行故障、事故处理的依据。2. 控制回路控制回路是指由各种相关控制器件（如控制开关、按钮、计算机的键盘和鼠标）、逻辑器件（如各类继电器）、被控对象（如断路器、隔离开关）和执行机构（如短路器的操动机构）等设备及相关回路组成。它的主要作用是控制断路器和隔离开关的合闸、分闸操作，进行电容器组投、切操作，进行变压器冷却风机启、停操作等。3. 继电保护回路和自动装置回路这两种回路是由测量部分、逻辑部分以及执行部分构成。继电保护的主要作用是反应电气设备的不正常运行状态并显示信号，让值班人员及时发现设备出现的问题并做出适当处理；当设备发生故障的时候，回路可以迅速的、有选择的通过断路器跳闸来切除故障部分，从而让没有发生故障设备得以继续运行。自动装置的主要作用是保证供电可靠性和电能质量，完成工作电源与备用电源自动切换、各断路器的自动重合闸操作、电力系统电压调整等任务。4. 信号回路信号回路包括位置信号、继电保护动作信号、事故信号、预告信号及指挥信号等。它的主要作用是反应一次设备及其相关二次设备的运行状态（正常、异常和事故），让值班人员及时发现设备缺陷和故障。5. 操作电源回路操作电源回路是由电源装置及其供电网络组成。它的主要作用是给上述二次回路提供工作电源。操作电源的类型有：交流电源、直流电源，强电电源、弱电电源，整流型直流电源与蓄电池组直流电源等。在变电所中，二次回路是其重要的组成部分。二次回路及其回路的安全、可靠运行，对电力系统的稳定运行具有关键性作用。所以，从事变电站电气运行与维护人员，或者从事二次设备安装、调试人员必须对二次设备及其回路作全面系统的了解。不但要熟悉二次设备及其回路的组成原理等必备知识，而且要掌握其运行、维护及事故处理方面的知识。1.2 变电所二次接线图电力系统的电气接线图可以分为两类，分别是一次接线图和二次接线图。用规定的图形符号和文字符号表示一次设备及其相互之间连接顺序的图称为一次接线图，也称为主接线图；用规定的图形符号和文字符号表示二次设备各元件及其相互之间连接顺序的图纸称为二次接线图。1.2.1 二次接线原理图在电力系统中，用来表示继电保护、监视、测量仪表及自动装置的工作原理的电路图称为原理接线图，原理接线图又可以按归总式和展开式两种方式进行绘制。1. 归总式原理接线图归总式原理接线图通常表示变电所二次回路的工作原理。其一般特点如下：(1)相关二次设备均以整体的图形符号表示；(2)相关的一次设备与二次回路画在一起；(3)相关二次设备的内部结构及接线端子号通常没有画出。2. 展开式原理接线图该图通常表示变电所二次回路的动作原理，它的接线清晰，有利于二次回路故障的查找。其一般特点如下：(1)相关二次设备的内部各器件通常画在不同性质的二次回路中，和一次回路、二次回路的各组成元件用相同的文字符号示意；(2)根据设备所在回路的性质不同，该图由交流电压回路、交流电流回路、直流回路以及信号回路等组成。(3)不同性质的二次回路需要用不一样的数字及文字构成标号，以便于示意二次回路的特点和性质。(4)交流电流（或电压）回路按一定的相序表示；直流（或信号）回路按照继电器动作顺序组成许多不同的回路。为了便于了解每一回路的功能，一般在其回路的右侧添加相应的文字说明。1.2.2 二次接线安装图二次接线安装图实在展开式原理接线图的基础上，根据电气施工安装的要求绘制而成。它用来反映二次回路中设备的具体位置和连接关系。二次接线安装图是二次回路设计的最后阶段，为设备制造及现场安装的实用图，同时也是变电所建成后运行、调试、检修的重要图纸。二次接线的安装接线图通常有屏内端子排图、屏柜背面接线图以及屏正面柜布置图等。1. 屏正面布置图该图是反映屏柜的外形尺寸、屏内设备的外形尺寸以及他们在屏内的排列位置和距离，按照1：1比例绘制而成的施工图。2. 屏背面接线图2t2-a2ai22341安装单位编号设备安装顺序号同类设备顺序编号设备文字编号设备型号1ai11t1-a2134i2-1i1-3屏背面接线图是按照展开式原理接线图和屏正面布置图绘制的施工图。它表示屏内二次设备端子之间的连接关系、二次设备的位置及排列顺序、二次设备端子与屏内端子排之间的连接关系。二次设备的安装位置、排列顺序是观察者在屏后面看到的，其左右排列顺序与屏正面的布置图刚好相反。屏背面接线图中设备符号与顺序必须同展开式原理接线图和屏正面布置图保持一致。二次设备之间的连接关系通常采用“相对标志法”进行标注。“相对标志法”是指甲、乙两个设备相互连接时，在甲设备的接线端子写上乙设备的接线端子号，而在乙设备的接线端子写上甲设备的接线端子号。下图1-1为“相对标志法”的示意图。图1-1 相对标志法示意图3. 端子排图该图是屏内设备与外部电缆连接的中间部件，通常垂直或者水平的布置在屏内。端子排是由不同类型的接线端子组合而成，一般可以分为普通端子排、连接端子排、试验端子排和终端端子排等。普通端子排用来连接由屏外接至屏上或由屏上接至屏外的导线；连接端子排有横向连接片，可与邻近端子排相连，用来连接有分支的二次回路导线；终端端子排用来固定或分隔不同安装项目的端子排。1.3 二次回路相关符号为了表示二次回路的组成、功能和原理，二次回路接线图通常使用统一的文字符号和图形符号来绘制。熟悉和掌握这些符号，对二次回路图设计和使用二次接线图有重要意义。1.3.1 图形符号在二次回路图中，我们一般用不同的图形来表示二次回路中电气设备的特征和含义，这种符号称为图形符号。下表1-1中列出了其中一些常见的图形符号。表 1-1 二次回路常用电气图用图形符号设备名称图形符号设备名称图形符号常开触点常闭触点动合按钮开关接触器线圈、继电器线圈常用符号1234灯的一般符号控制或转换开关接通的连接片接触器动合触点电流互感器一般符号电压互感器一般符号电阻一般符号光电隔离器1. 图形符号的布置方位在绘制二次回路图时，根据布置需要，大部分图形符号可以旋转成任意方向，都不会改变其含义，如表1-1中的电阻一般符号。但对于一些重要电气设备有特殊规定，如开关类电器的辅助触点、继电器触点通常按纵向布置给出，如果需要将其横向布置时，应该把纵向布置的触点符号逆时针旋转90。2. 图形符号的状态二次回路图中，电气设备的可动部分（如继电器的触点、断路器的辅助触点等），一般用其不带电或者不工作的状态位置表示。例如，单稳态的机电设备为不带电状态；具有可动部分的元器件，横向布置时，动作方向一律向上，纵向布置时，动作方向一律向右；具有“停用”位置的手动转换开关，其图形符号用“停用”位置表示。3. 图形符号的表示方法通常一个二次设备多由几个元器件构成，由于每个元器件在二次回路中所起的作用不同，所以他们的布置位置也不同。根据各个元器件的不同位置，电气设备的图形符号的表示方法有三种，分别是集中表示法、半集中表示法和分开表示法。 1.3.2 文字符号在绘制二次回路图时，文字符号注释在图形符号的旁边用于电气设备的名称、种类、功能、状态或特征。其一般可以分为以下两类。 1. 基本文字符号它表示电气设备的名称和种类，通常有单字母和双字母两种。单字母文字符号是用一个特定的拉丁字母来表示电气设备、电子元件的种类；双字母文字符号是对单字母文字符号的进一步划分，双字母符号是由一个表示设备种类的单字母符号，于表示设备功能、状态及特征的另一个字母组成。如“q”表示电力电路的开关器件，“f”表示具有保护器件功能，所以用“qf”组合用来表示断路器。2. 辅助文字符号辅助文字符号位于基本文字符号的后面，它表示电气设备的功能、状态和特征。例如“on”表示电路的导通位置，“off”表示电路的断开位置。此外，辅助文字符号既可以用来表示基本文字符号，也可以单独使用。1.4 二次回路标号在二次回路图中，通过对展开式原理接线图中的每个回路进行标号，来区分图中每条回路的功能和用途，绘制安装接线图及保证二次接线正确性。标号采用国家标准或者相关行业标准，由英文字母加数字、特殊字符或数字组成。1. 直流回路标号通常用3位阿拉伯数字或者4位及以下的阿拉伯数字来表示直流回路标号，可以将它们分成四个组，每一组对应一组回路。例如牵引变电所有两路进线，用范围从101-199的三位数字来表示第一路进线（第一组）标号；用范围从201-299的三位阿拉伯数字来表示第二路进线（第二组）标号。2. 交流回路标号交流回路标号是由电力系统三相a、b和c加数字组构成，如“1lh-1a”中，“lh”表示电流互感器，第一个“1”表示电流互感器设备序号，第二个“1”表示电流互感器的第一组二次绕组，“a”表示a相的二次回路感应电流。3. 小母线回路标号有些二次回路，为了体现其回路的特殊性和重要性，通常采用专用的二次回路标号。如“+km、-km”表示控制回路电源，“+xm、-xm”表示信号回路电源“(+)sm”表示闪光信号。4. 二次回路标号原则（1）比较重要的二次回路要采用专用标号，如正直流、负电源回路等。（2）接于同一点的所有回路均采用同一标号（等电位）。（3）直流回路标号，每组回路按各自的编号组从上到下（或从左到右）进行。（4）交流回路标号，从互感器二次绕组输出端开始，每隔一个元件按顺序编号，标号补分奇、偶数。1.5 变电所综合自动化系统随着现代高新技术的不断发展，变电所设备高度集成，其自动化程度逐步提高。变电所综合自动化系统就是利用这些技术对变电站二次设备（包括继电保护设备、控制设备、测量设备、信号设备、故障录波设备、自动及远动装置等）的功能加以重新整合、优化设计，并用它们来对变电所内部的全部设备的运行状况进行监视、测量、控制和协调的一种综合性自动化系统。在本设计中，采用的是交大许继生产的ta21型牵引变电所综合自动化系统。该系统是由wkh-892型馈线保护装置、wbb-892型并补保护测控装置、wdb-892型动力变保护测控装置、wbh-892z型主变主保护装置、wbh-892h型主变后备保护装置、wbh-892c型主变测控装置、wck-892型通用测控装置、wxh-892型信号显示装置、wtx-892型通用通信装置及安全监控系统组成。第2章 at变电所主接线2.1 at供电系统简介at供电方式最早在日本新干线上应用，这种供电方式是在铁路牵引供电系统中，并联自偶变压器，构成的一种供电方式。这种供电方式不仅可以大大降低牵引网对通信线路的影响，而且它比现在其他形式的牵引供电系统更具优势，因而被法国、美国、苏联、中国等相继采用。在at牵引供电的方式下，变电所的低压侧的电压为两相227.5kv或者单相55kv。at供电方式如图2-1所示，从主变电所来看，牵引网负馈线f和接触线c连接在at的原边，组成电压为55kv供电回路，从每个at变电所之间来看，钢轨与at绕组的中点相连接，从而让钢轨与接触网两者之间的电压依旧是27.5kv。图2-1 at供电方式在at供电方式中将自偶变压器并联于牵引网中，成功地克服了bt供电方式下将吸流式变压器串入牵引网中而引起的bt分段的缺点。而且，在at供电方式下，列车所在的at段形成27.5kv的短回路，该回路又与变电所之间形成55kv的长回路，这样一来，长回路的电压升高一倍，可以以较小的电流，为牵引网提供更大的功率，从而牵引网的功率损失、电压损失均减小，与此同时，还可以保证at供电系统可靠、稳定的运行。一般情况下，at之间的间隔大约为10km。在at供电方式下，钢轨电位较低，而且抑制通信干扰的能力和bt回流线供电方式差不多。正是因为at供电方式的具有上述优点，在高速、重载等大电流铁路线路中，通常采用at供电方式。 2.2 at变电所电气主接线at供电方式下牵引变电所的电气主接线是指向带有自偶变压器供电方式的牵引网供电的交流牵引变电所电气主接线。这种牵引变电所一般采用具有特殊结构的三相两相平衡变压器作为主变压器，用以减小单相不对称牵引负荷对电力系统负序电流的影响，同时实现降压和变相的目的，并且以227.5kv的电压馈线给牵引网供电。本设计中at变电所的电气主接线图如图2-2所示。2.2.1 高压侧接线电源进线为两路独立的110kv三相交流输电线路。两台主变压器的高压侧采用外桥接线方式，采用这种接线形式，运行的灵活性比较好的同时供电的可靠性也比较高。当变电所正常运行时，只有一路电源投入使用，而另一路作为备用。当工作电源进线线路发生事故或者故障时，备用电源进线线路通过备用电源自投入装置，自动切换替代原电源进线线路运行，从而保证变电所正常对外供电。2.2.2 主变压器主变压器为两台三相两相平衡变压器，在本所中采用的是斯考特（scott)变压器。正常运行时，一台工作、一台备用，当工作变压器故障时，由电源自投装置自动转换为备用变压器运行。斯考特（scott）变压器，是常用的三相-两相特种变压器之一。它可以把进线电源的三相交流电变换成为两相相位相差/2交流电，对牵引网提供两相供电电源，同时保证供电的三相电源平衡。通常斯考特（scott）变压器大多用于电气化铁路的牵引网中。斯考特（scott）变压器的高压侧有两个绕组，相互连接形成倒t形，其底部的绕组（叫做底绕组）连接高压系统（电源进线）的两相相间电压（如a，c两相相间电压uac），而另一绕组（叫做高绕组）则连接在底绕组的中点和高压系统（电源进线）的三相电压中的余下一相（如b相），底绕组和高绕组之间的匝数比为1：3/2；次边是由两个匝数相同的单相绕组，在空间结构上分别与原边倒t形绕组相对应，使得低压侧构成互为/2相位差的两相电压u、u，分别给不同的两侧接触网分段供电。当两馈电分段电流分别为i，i时，通过电流变比和相位转换，可得原边三相电流iaibic且相位是对称的，使原边三相负荷实现了平衡。2.2.3 低压侧接线斯科特（scott）变压器低压侧高边绕组t和低边绕组m分别取得u、u，其电压均为2 27.5 kv，相间位移为/2。u引出线为tt和ft，u的引出线为tm和fm ，分别连接到对应的两组带有双极隔离开关分段的单母线系统。图2-2 at变电所电气主接线 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第48页系统正常运行时，两组隔离开关都处于合闸状态，当某段母线需要检修时将其对应的隔离开关断开。每段母线部都设有电压互感器,这样以便某段母线需要检修或者因故障而断电时，可以持续对测量表计以及继电保护回路供电。分别从u、u相的两段母线上馈出两路馈线t、f（正馈线）以及t、n、f，由它们分别给复线牵引网的左、右两侧供电区间的上、下行线路供电。在两回路馈线的断路器之间，还另外设有备用断路器，经过对应的隔离开关的转换操作，可以用备用断路器来代替任意馈线回路的断路器工作。同时，每相母线都并联有无功补偿装置。由于斯科特（scott）变压器低压侧绕组不能获得与地电连接的中性点n，所以在每路馈线t和馈线f的断路器后面都设有一台at，它的容量和铁路牵引网中安装at容量一样。这样可以让机车运行在相邻的牵引变电所的at内的时候时，仍然可以产生吸流效应。如果主变压器的低压侧绕组有可以接地运行的中性点n或者变压器内部自带自耦变压器及其输出端子,则可以不另外设置at。2.2.4 相关高压设备及作用1互感器在变电所中，互感器是一次系统和二次系统之间电流、电压信号传递的的高压电气设备。按照用途的不同可以分为两大类：电压互感器及电流互感器。电流互感器是把一次系统的中的大电流变换成小电流，通常为1a或5a,然后给测量装置、保护装置以及自动装置等二次设备提供交流电流。电压互感器是把一次系统中的高电压变换成低电压，通常为100v或100/3v,然后给测量装置、保护装置以及自动装置等二次设备提供交流电压。主接线图中互感器编号及其作用如表2-1所示。表2-1 互感器编号及作用互感器编号作用1yh、2yh进线电压计量、保护及测量3yh6yh母线电压计量1lh、2lh进线电流计量、测量、过流、过负荷及差动3lhm、3lht、4lhm、4lhtm、t座馈线电流测量、过流及差动5lh、6lh并补装置电流测量及保护7lh12lh馈线电流测量及保护2断路器短路器是由于其具有完善的灭弧室，可以在正常情况下接通或者断开对应的一次回路，在一次回路发生故障时，可以通过继电保护装置，快速跳闸，切除故障设备及线路，故断路器是变电所中最重要的高压电气设备。主接线图中短路器的编号及其安装位置如表2-2所示。表2-2 断路器编号及安装位置断路器编号安装位置101、102变压器高压侧进线断路器231、232并补装置断路器211214m、t座馈线断路器21b、22bm、t座馈线备用断路器3隔离开关隔离开关是变电所中常用的刀闸类开关设备。隔离开关按照其控制方式的不同，可以分为手动隔离开关和电动隔离开关。隔离开关处于合闸位置时，可以通过负荷电流和短路电流，在分闸位置时，有明显的断口，从而使线路中的电气设备与电源隔离。但是，隔离开关不带有灭弧功能，所以不能带负荷进行合分闸操作，只有当对应的断路器处于分闸位置，负荷断开时，隔离开关才允许分合闸。主接线图中的隔离开关编号及安装位置如表2-3所示。表2-3 隔离开关编号及安装位置隔离开关编号安装位置1001、1002跨条电动、手动隔离开关1011、1012、1021、1022电源进线电动、手动隔离开关1013、1023电源进线电压互感器手动隔离开关2011m、2011t、2021m、2021tm、t座馈线电动隔离开关2311、2321并补装置手动隔离开关2001m、2001t、2002m、2002t低压侧母线手动隔离开关2143、2141、2133、2131t座馈线电动、手动隔离开关2113、2111、2123、2121m座馈线电动、手动隔离开关22b1、2132、2142t座馈线备用线路手动、电动隔离开关21b1、2112、2122m座馈线备用线路手动、电动隔离开关2114、2124、2134、21441at4at电动隔离开关2411、2421变电所自用变进线手动隔离开关2511、2512、2521、25223yh6yh手动隔离开关4避雷器避雷器是一种可以用来保护电器设备不受高瞬态过电压（通常是雷击过电压）危害，并且限制电流持续时间和电流幅值的电气设备。通常把它接在电网导线和底线之间，当电力系统遭受雷击过电压时，可以通过瞬间接通大地泄流，以达到保护电气设备的目的。主接线中避雷器的编号及安装位置如表2-4所示。表2-4 避雷器编号及安装位置避雷器编号安装位置1bl、2bl电源进线避雷器3bl10blm、t座馈线避雷器11bl14bl并补装置避雷器15bl22blm、t座接触线及馈线避雷器5自用变压器自用变压器是给该变电所内部提供动力及照明的变压器。在牵引变电所中，主变采用三相-两相平衡变压器，所以为了使变电所内获得三相电源，通常采用反变换的斯考特（scott）接线（两相-三相）的自用变压器，连接于主变低压侧母线上，如图2-2所示。第3章 主变保护测控盘在牵引变电所中，对主变进行测量、保护、控制以及显示其工作状态的屏柜，称为主变测控盘。它主要是由wbh-892c主变测控装置、wbh-892z主变主保护装置、wbh-892h主变后备保护装置组成。它们是用高性能微处理机来实现对主变压器进行保护、测控的装置。3.1 wbh-892z主变主保护装置 3.1.1 装置功能 1. 保护功能 l 高压侧失压保护 l 差动速断保护 l 高压侧pt断线检测 l 二次谐波闭锁的比率差动保护 2. 召测功能 实时电量 l 变压器高压侧a相电流（幅值、相位） l 变压器高压侧b相电流（幅值、相位） l 变压器高压侧c相电流（幅值、相位） l 变压器高压侧a、b相间电压（幅值、相位） l 变压器高压侧b、c相间电压（幅值、相位） l 变压器高压侧c、a相间电压（幅值、相位） l 变压器低压侧相电流（幅值、相位） l 变压器低压侧相电流（幅值、相位） 故障录波量自检报告事件报告故障报告3. 控制功能4. 遥信功能5. 通信功能3.1.2 硬件说明装置的硬件包括交流变换插件、保护插件、信号插件、出口插件、接口插件和电源插件，其结构框图如图3-1所示。图3-1 装置硬件结构3.1.3 保护原理 1. 差动速断保护 信号(1)差动速断保护配置 跳两侧断路器图3-2 差动速断保护原理框图 图中，分别是变压器高压侧a相、b相、c相的差动电流，是差动速断保护的整定值。 （2)差动保护接线 图3-3 变压器差动保护接线（3)电流平衡关系下式中，从原边引进保护装置的电流信号用、表示。对于scott变压器有：（3-1）电流平衡关系：（3-2）上式中，为是衡系数，本设计为scott变压器，,式中为变压器高压侧、低压侧绕组匝数比。本设计为110kv进线，；若是220kv进线，则。差动电流为：（3-3）制动电流为：（3-4）（4)差动速断保护动作条件在装置中设置有变压器三相差动速断保护，其动作条件是：（3-5）上式 -差动电流；-差动速断整定值。2. 二次谐波闭锁的比率差动保护 (1)二次谐波闭锁的比率差动保护配置 图3-4 二次谐波闭锁的比率差动保护原理框图 图中，为变压器高压侧a相、b相、c相的基波电流，为变压器高压侧a相、b相、c相的二次谐波电流，为二次谐波含量定值。(2)二次谐波闭锁的比率差动保护动作条件 在变压器差动保护中，带有比率制动特性（含二次谐波闭锁条件）三相差动保护，其动作特性曲线如下图3-5所示。 图3-5 比率制动特性曲线 比率差动动作条件是：（3-6） 式中 -制动电流，按式（3-4）计算； -差动电流，按式（3-3）计算； -差动电流整定值； -制动电流段整定值； -段比率制动系数； -制动电流段整定值； -段比率制动系数。 二次谐波闭锁条件（防止空载投入时产生的励磁涌流）： （3-7）式中 -二次谐波制动比； -变压器高压侧a、b、c相的二次谐波电流； - 变压器高压侧a、b、c相的基波电流。 3. 高压侧失压保护 装置会实时对电压互感器传入的电压信号进行检测，当装置检测到有失压时，信号插件会发出失压信号，经过预设时间的延时消抖处理，发出跳闸命令。 4. 高压侧pt断线检测 当电压监视连片投入时，三相相电压中只要有一相相电压小于pt断线的整定值，经过预设时间的延时，装置会发出高压侧pt断线信号。 3.2 wbh-892h主变后备保护装置 3.2.1 装置的功能 1. 保护功能 l 低压侧相过电流保护