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芦岭矿风井控制系统设计 摘要 继电保护装置是供电系统的重要组成部分，实施继电保护是保证供电系统 安全、稳定、可靠运行和提高供电电能质量的重要一环。微保是继保现在的情 况。微机综保其实也可以理解为：继电保护+ 微机计算机的综合体。微机型保 护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护。 根据实地考察，本次中央风井扇风机改造配电的内容包括：更换十台高压 开关柜，其中进线柜两台、电压互感器柜两台、变压器柜两台、出线柜两台、 联络柜两台，采用r c s 9 6 0 0 c s 系列保护测控装置。r c s 9 6 0 0 c s 系列保护测 控装置是针对工矿电力系统的特点而独立开发的新型“四合一”( 保护、遥测、 遥控、遥信) 综合保护测控装置，此装置的应用为煤矿电力系统的安全、稳定、 经济运行提供了坚实的基础。 关键字：控制系统设计测控保护微机综保 c o n t r o ls y s t e md e s i g no fa i rt u b ei nl u l i n gc o a lm i n e a b s t r a c t r e l a yp r o t e c t o ri sa ni m p o r t a n tp a r to fe l e c t r i cp o w e rs y s t e m t oe n s u r et h a t e l e c t r i cp o w e rs y s t e mr u n ss a f e l y ，s t a b l ya n du n f a i l i n g l y ，a sw e l la st oi m p r o v et h e q u a l i t yo fe l e c t r i ce n e r g y ，r e l a yp r o t e c t i o ni sav i t a ls e c t o r c u r r e n tr e l a yp r o t e c t i o n i sm i c r o c o m p u t e rs y n t h e s e sp r o t e c t i o n m i c r o c o m p u t e rs y n t h e s e sp r o t e c t i o n ，a sa m a t t e ro f f a c t ，c a nb e c o n s i d e r e d a s s y n t h e s e s o f r e l a yp r o t e c t i o n a n d m i c r o c o m p u t e r t h i st y p eo fe q u i p m e n ti su s e di nt h ei n t e g r a t i o no fm e a s u r e ， c o n t r o l ，p r o t e c t i o na n dc o m m u n i c a t i o n ，w h i c hi sa ne c o n o m i cp r o t e c t i o n v i ai n v e s t i g a t i o no nt h es p o t ，t h i se l e c t r i cp o w e rr e c o n s t r u c t i o no fc e n t r a l w i n d - w e l lf a nc o n t a i n sc h a n g i n gt e nh i g h - - v o l t a g es w i t c ht a n k sa n di n t r o d u c i n ga m e a s u r e & c o n t r o lp r o t e c t o ro fr c s 一9 6 0 0 c ss e r i e s t e nh i g h - v o l t a g es w i t c ht a n k s a r ea sf o l l o w s ：t w oc o n d u i ti n t a k et a n k s ，t w ov o l t a g em u t u a l i n d u c t a n c et a n k s ，t w o t r a n s f o r m e rt a n k s ，t w oc o n d u i to u t l e tt a n k s ，a n dt w oc o n n e c t i o nt a n k s r c s 一9 6 0 0 c ss e r i e si san e wt y p eo fi n t e g r a t e dm e a s u r e & c o n t r o lp r o t e c t o r ，w h i c h i sd e v e l o p e di n d e p e n d e n t l ya i m i n ga tt h ec h a r a c t e ro fe l e c t r i cp o w e rs y s t e mi n i n d u s t r y & m i n i n g i ti n t e g r a t e sp r o t e c t i o n ，r e m o t es e n s i n g ，r e m o t ec o n t r o la n d r e m o t ei n f o r m a t i o n t h i se q u i p m e n tp r o v i d e saf i r mb a s ef o rt h ee l e c t r i cp o w e r s y s t e mo fm i n i n gt of u n c t i o ns a f e l y ，s t a b l ya n de c o n o m i c a l l y k e yw o r d s ：c o n t r o ls y s t e m ，d e s i g n ，m e a s u r ea n dc o n t r o l ，p r o t e c t i o n ，m i c r o c o m p u t e r s y n t h e s e sp r o t e c t i o n 插图清单 图1 1 抽出式通风示意图1 图1 2 系统图7 图2 1 主画面液晶显示1 3 图2 2 命令菜单树形目录结构1 3 图3 1 机箱结构尺寸18 图3 2 进线柜一次系统图18 图3 3 进线柜电压、电流回路图1 9 图3 4 进线柜控制回路图2 0 图3 5 进线柜储能回路2 1 图3 6 进线柜柜内照明2 l 图3 7 进线柜控制回路备用接点2 1 图4 1 电压互感器柜一次系统图2 7 图4 26 k v l 段2 段电压互感器并列二次原理2 8 图4 3 电压并列开关2 9 图4 4 转换开关1 3 0 图4 5 转换开关2 3 0 图4 6 电压互感器柜内照明31 图4 7 电压互感器柜试验位、运行位指示3l 图5 1 变压器柜一次系统图3 5 图5 2 变压器柜电压、电流回路3 6 图5 3 变压器柜控制回路3 7 图5 4 变压器柜储能回路3 8 图5 5 变压器柜柜内照明3 8 图5 6 变压器柜控制回路备用接点3 8 图6 1 出线柜一次系统图4 5 图6 2 出线柜电压、电流回路4 6 图6 3 出线柜控制回路4 7 图6 4 出线柜储能回路4 8 图6 5 出线柜柜内照明4 8 图6 6 出线柜控制回路备用接点4 8 图7 1 联络柜一次系统图5 4 图7 2 联络柜电压、电流回路图5 5 图7 3 联络柜控制回路图5 6 图7 4 联络柜储能回路5 7 图7 5 联络柜柜内照明5 7 图7 6 联络柜控制回路备用接点5 7 表格清单 表3 1 进线柜s a 接点图表2 2 表3 2 进线柜材料表2 2 表4 12 柜、9 柜材料表3 2 表5 1 变压器柜s a 接点图表3 9 表5 2 变压器柜材料表3 9 表6 1 出线柜材料表4 9 表7 1s a 接点图表5 8 表7 2 联络柜材料表5 8 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究 成果，也不包含为获得 盒胆王些盔堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签 逸霞期坤加上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金毽王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金笪巴王些 煌可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学雠文储躲荐缛 签字日期乡刃哕年多月2 日 聊躲玉p 导师签名： 声 j ) 扩 签字日期：h 嗣年b 月箩日 j 嘶：0 5 - l i 一3 | | 卿2 j 3 孑6 5 暑兮仍午 邮编：z 3 劬汐 赳南矛雕魏：jujn4矿_翥；糊性 后盔市淼：萋 储荀罐 文位址论单地位作讯爹【臣 致谢 多年的学习已近尾声，通过系统学习，不仅使我的知识结构和科研能力上 了一个新台阶，更重要的是，各方面的素质得到了提高。而这一切，都要归功 于各位老师的深切教诲与热情鼓励。在即将毕业的前夕，我要感谢这些年来所 有教育我、关心和支持我的老师和同学们，是他们在我学习期间给了我最有力 的支持，使我能顺利的完成学业，对此，我表示衷心地感谢! 本课题是在我的 导师王华强副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。一年多来，王教授多次询 问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。 王教授以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工 作作风和大胆创新的迸取精神对我产生重要影响。在此谨向王教授致以诚挚的 身十意和崇高的敬意。 作者：李海雯 2 0 0 9 年5 月 1 1 矿井通风 第一章绪论 矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。每个通风系统至少 要有一个进风井和一个出风井。矿井通风是矿井安全生产的基本保障，矿井通 风指借助于机械或自然风压，向井下连续输送新鲜空气，稀释并排出有毒、有 害气体和粉尘，调节矿内小气候，创造良好的工作环境，保证矿工安全与健康， 提高劳动生产率。中国矿山安全条例与安全规程规定：向井下供给新鲜风量一 般每人不得少于4 m 3 m i n ，在采掘工作面进风风流中，按体积计算，0 2 不得低 于2 0 ，c 0 2 不得超过o 5 ，此外对井下各处的空气成分、风速和气温也都 有相应规定。故矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生 产期间始终占有非常重要的地位。 按主要通风机的安装位置不同，分为抽出式、压入式及混合式三种。芦岭 矿通风采用抽出式通风。如图所示，抽出式通风是将矿井主通风机安设在出风 井一侧的地面上，新风经进风井流到井下各用风地点后，污风再通过风机排出 地表的一种矿井通风方法。 抽出式通风的特点是：在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于低于当 地大气压力的负压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井 内。抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。 在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压力提高， 在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。因此，目前我国大部分矿 井，一般多采用抽出式通风。 1 进风井2 回风井3 通风机 图1 1 抽出式通风示意图 矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。2 0 世纪8 0 年代以 来，随着煤矿机械化水平的提高，采煤方法、巷道布置及支护的改革，电子和 计算机技术的发展，我国矿井通风技术有了长足的进步，通风管理日益规范化、 系列化、制度化，通风新技术和新装备愈来愈多地投入应用。为加强通风安全 技术管理，在矿井空气成分、风速及气温等条件的遥测和通风设备、设施的遥 控等方面的研究，取得很大进展。目前中国可从地面集中监视井下各作业点的 c h 2 浓度和风速，当某处c h 2 超过规定浓度时，能自动报警，并切断电源。有 的国家已研制成c h 2 、0 2 、c o 、气温、风速、风压等多参数遥测系统，用电子 计算机处理遥测数据，还对主扇等设备的运转进行监控。以低耗、高效、安全 为准则的通风系统优化改造在许多煤矿得以实施，使其能够更好地为高产、高 效、安全的集约化生产提供安全保障。 1 2 继电器保护 继电保护是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策 的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力 系统及其元件( 发电机、变压器、输电线路等) ，使之免遭损害，所以沿称继电 保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时 间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除 异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保 护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护。随着电子技术、 计算机技术、通信技术的飞速发展，人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、 进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用。继电保护装置必须具 备以下5 项基本性能：安全性，在不该动作时，不发生误动作；可靠性，在该 动作时，不发生拒动作；快速性，能以最短时限将故障或异常消除；选择性， 在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电；灵敏性， 反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足 以上5 项基本性能外，还应注意其经济性，即不仅考虑保护装置的投资和运行 维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造 成的损失。 随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保 护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从 电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将 呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。 系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限 制到最小，负荷停电时间减到最短。此外，任一部分的故障均影响电能的安全 2 生产，特别是大机组和大电力系统的相互影响和协调正成为电能安全生产的重 大课题。因此，系统的继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑设备的承变 能力，设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。 近2 0 年来，微机型继电保护装置在我国电力系统中获得广泛应用，常规 的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。 以往，继电保护装置与继电保护原理是一一对应的，不同的保护原理必须用不 同的硬件电路实现。微机继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机继 电保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在通用的硬件平台上可以实现多 种性能更加完善、功能更加复杂的继电保护原理。一套微机保护往往采用了多 种保护原理，例如高压线路保护装置具有高频闭锁距离、高频闭锁方向相问阻 抗、接地阻抗、零序电流保护及自动重合闸功能。微机保护还可以方便地实现 一些常规保护难以实现的功能，如工频变化量阻抗测量和工频变化量方向判别。 1 3 微机综合保护 继电保护装置是供电系统的重要组成部分，实施继电保护是保证供电系统 安全、稳定、可靠运行和提高供电电能质量的重要一环。保护用继电器的发展 为电磁型、整流型、晶体管型0 半集成电路型、微机型综合保护装置五个阶段。 微保是继保现在的情况。微机综保其实也可以理解为：继电保护+ 微机计算机 的综合体。 微机型保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护； 针对配网终端高压配电室量身定做，以三段式无方向电流保护为核心，配备电 网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、 电度表等，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机，方便实现配网 自动化；装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投功能，可灵活 实现进线备投及母分备投功能。 1 、微机继电保护的发展史 微机继电保护指的是以数字式计算机( 包括微型机) 为基础而构成的继电 保护。它起源于2 0 世纪6 0 年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国的些学 者的倡导下开始进行研究的。6 0 年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保 护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的 技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保 护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基 础。计算机技术在7 0 年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的 飞速发展，使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降， 可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在 7 0 年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。 3 8 0 年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广 应用。9 0 年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护 技术发展历史过程中的第四代。 我国的微机保护研究起步于2 0 世纪7 0 年代末期、8 0 年代初期，尽管起步 晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经过1o 年左右的奋斗， 到了8 0 年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机保护已达到了大量实用 的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导 的作用。从7 0 年代开始，华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通 大力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1 9 8 4 年 原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得 应用，揭开了我国继电保护发展史上的新一页，为微机保护的推广开辟了道路。 在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机 保护和发电机一变压器组保护也相继于1 9 8 9 年、19 9 4 年通过鉴定，投入运行。 南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1 9 9 1 年通过鉴定。天津大 学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安 交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于 1 9 9 3 年、19 9 6 年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保 护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的 继电保护装置。因此到了9 0 年代，我国继电保护进入了微机时代。随着微机保 护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应 用于实际之中。 2 、微机保护装置的基本构成 微机继电保护装置一般采用插件式结构，通常包含交流变换插件、模数转 换和微处理器插件、人机管理插件、开关量输入插件、电源插件和继电器插件 等。尽管不同厂家的产品采用的微处理器和模数转换方式可能不同，但微机保 护装置的结构却基本相同。随着微处理器技术的发展，内部集成的资源越来 越多，一个处理器芯片往往就是一个完整的微处理器系统，使得硬件设计变的 非常简单。较复杂的微机保护装置通常采用多c p u 结构。多个保护c p u 通过 串行通讯总线与人机管理c p u 相连。通过装置面板上的键盘和液晶显示实现对 保护c p u 的调试与定值设置。人机管理c p u 设计通过现场通信总线与调度直 接连接，便于实现变电站无人值守和综合自动化。 3 、微机保护装置的原理 微机保护的原理随保护的对象不同而不同，也随应用场合变化而变化( 主 要是电压等级、设备类型等) 。不同的保护原理需要采集的模拟量、开入量和开 出量也各不相同。虽然一套微机保护装置集成了许多保护原理，但各种保护原 理仍然是相对独立的。微机继电保护装置的软件配置一般为一个主程序和两个 4 中断服务程序。主程序包括初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸 ( 及后加速) 处理模块。不同保护原理的第一、三个模块是基本相同的，但保 护逻辑判断模块随不同的保护原理而相差甚远。如距离保护中含有振荡闭锁程 序部分，而零序电流保护则没有振荡闭锁部分。中断服务程序包括定时采用中 断服务程序和串行口通信中断服务程序。 4 、微机保护装置的特点 ( 1 ) 改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现 在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保 护：可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及 人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。 ( 2 ) 可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方 便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 ( 3 ) 工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装 置体积小，减少了盘位数量；功耗低。 ( 4 ) 可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波 动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软 件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 ( 5 ) 使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而 缩短维修时间：同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 ( 6 ) 可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微 机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。 5 、微机继电保护技术发展趋势 微机继电保护技术发展趋势向网络化，智能化，保护、控制、测量和数据 通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领 域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期 取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些 引人注目的新趋势。 自适应控制技术在微机继电保护中的应用。自适应继电保护的概念始于2 0 世纪8 0 年代，它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改 变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保 护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。自适应继电 保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的 距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前 景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系 统振荡的影响以及故障发展问题，提出了自适应对策，从理论和实践两方面探 讨了实现自适应式微机距离保护的可行性。对自适应原理在输电线路继电保护 的应用作了全面的分类描述，使自适应继电保护的原理得到了进一步的发展和 完善。研究了将自适应继电保护的原理应用于距离保护中，根据系统运行工况 的变化，调整距离保护的动作特性，从而提高了距离保护的性能。 人工神经网络在微机继电保护中的应用。进入2 0 世纪9 0 年代以来，人工 智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域 都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。 专家系统、人工神经网络( a n n ) 和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保 护中，为继电保护的发展注入了活力。 基于生物神经系统的人工神经网络具有分布式存储信息、并行处理、自 组织、自学习等特点，其应用研究发展十分迅速，目前主要集中在人工智能、 信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近几年来，电力系统微机继电保护 领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向 保护、主设备保护等。 1 4 课题研究内容 芦岭矿煤矿风井设备老化，常规的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以 及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。以往，继电保护装置与继电保护原理是 一一对应的，不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机继电保护的诞 生与应用彻底改变了这一状况。 本次改造就是基于该煤矿矿井通风控制技术现状，采用r c s 9 6 0 0 c s 系列 保护测控装置，此装置是针对工矿电力系统的特点而独立开发的新型“四合一 ( 保护、遥测、遥控、遥信) 综合保护测控装置。为煤矿电力系统的安全、稳 定、经济运行提供了坚实的基础。 根据实地考察，本次中央风井扇风机改造配电的内容包括：更换十台高压 开关柜，其中进线柜两台、电压互感器柜两台、变压器柜两台、出线柜两台、 ， 联络柜两台。 6 卜 匝掭峨ni匦 龆 7 一； 昌 器 号 n 午 。杏杏州 吾 譬 蚕 “鼍“坩七 喇z上 窖 萤 邑 曷璺 n 剐 霉 r = 一”甓 嗡 。 鼬毒 位 望 星奏 k 一 皇 出 脚 r 一 量 g o ， 盏 午 蚕 毛各卜一“ 蚕 苗 3 皇 鼬 * 一* - - - ，= - 一 + + 一 出 杏杏 七； 镌 璺 日 p ， 是 r 一_ ng龆吕 c ) o 喜卜杏卜“一一 罨二 ng 妻 ，一x y 。一一卜 畦 罱 譬 。， 3 昌 杏杏lb ； 避 上品 壁- 茧 邑 口巴 是 璺 意 p ， 昌 - * 叫 占燎 器 替 皇 n g 为 t 宁 器 = 葛 杏杏 瓣 毒a ， 蓦 蚕 望 1 + 1 替 2 曷 口 立乏皓- * 芟 垦 路 s ， 口 日 。一 昌昌 昌 拦 n望 萎 宅毒 。” 菱 看 3 蚕 昌鬯 窖 璺“x “ + - 堪 皇 曷 璺 皇每杏l 由+ z n 鲁 龆 。 白h 各卜。4 ”1 鼬 号 o 2 十x p l 趟 罱 篁 盆 毯 e - - 吾- - 各i 每。 制 上 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仪表室具有良好的抗电磁干扰性能，成套设备周到细致地设计安全保证了人身 安装的防误操作机械连锁装置。 k y n 2 8 a 柜体采用进口敷铝锌板经数控设备加工后，栓合组装成形。具有 机械性能好、结构紧凑、外形美观等特征；柜内采用金属隔板，划分为五个独 立的功能小室，当产生故障电弧时，将通过泄压通道迅速泄放至柜后上方；相 同功能单元的可移开部件( 即手车) 可实现完全互换；组合方案灵活多样，进、 出线方式可由用户任意选择；设备内主回路导体及母线系统均采取绝缘套装措 施；设备具有防止电气误操作的“五防”闭锁功能。可配置多种真空断路器。 ( 2 ) 真空断路器：正常运行是真空断路器闭合，当发生故障时真空断路 器断开，起到电气设备的保护和控制之用。z n 2 0 。5 0 0 型真空断路器适合于交流 5 0 h z ，额定电压至l1 4 0 k v ，额定电流至5 0 0 a 的工矿企业，发电厂，变电站 及频繁操作的结合。触头属于真空介质内，因而，其体积小、耐压高、分断能 力高、使用寿命长、触头不必维修，尤其是因其电弧不外露，安全可靠的优点， 为煤炭、电力、化工、冶金、石油等工业部门所广泛采用。技术参数：额定 工作电压11 4 0 v ；额定工作电流5 0 0 a ；额定短路开断电流9 k a ；额定短路开 断次数1 6 次；额定电流开断次数3 0 0 0 次；机械寿命1 5 万次；额定短时耐受 电流9 k a ；额定短时耐受时间4 s ：额定工频耐受电压10 k v ；额定开矩4 4 - 0 4 m m ： 8 触头自闭力1 0 0 + l o n ：额定开矩下的触头反力1 4 0 4 - 1 4 n ；额定触头压力下的接 触电阻s 1 0 0 m a ) 。 ( 3 ) 电流互感器：可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数 值较小的二次电流，用来进行保护、测量。安在开关柜内，是为了要接电流表 之类的仪表和继电保护用。每个仪表不可能接在实际值很大的导线或母线上， 所以要通过互感器将其转换为数值较小的二次值，在通过变比来反映一次的实 际值。l z z b j 9 型电流互感器为树脂浇注绝缘，户内型，全封闭支抚柱式结构 的电流互感器。适用于是交流5 0 h z 、额定电压为1 2 k v 及以下电力系统中，供 电流、电能测量及继电保护用。 ( 4 ) 零序电流互感器：电力系统产生零序接地电流时零序电流互感器与 继电保护装置或信号配合使用，使装置元件动作，实现保护或监控。h y - l j 系 列零序电流互感器是电缆型，采用a b s 工程塑料外壳，树脂浇注成全密封， 绝缘性能好，外形美观。产品包括各种孔径( 0 4 0 中2 4 0 ) 、容量、变比、准 确限值系数的高精度零序电流互感器及与小电流接地选线装置、继电器等配套 的高灵敏度零序电流互感器，具有运行可靠、安装方便等特点。使用范围广泛， 不仅适应电磁型继电保护，还能适应电子和微机保护装置。用户可根据系统的 运行方式，中性点有效接地或中性点非有效接地的不同，选用相适应的零序电 流互感器。 ( 5 ) 电压互感器：把高电压按比例关系变换成1 0 0 v 或更低等级的标准二 次电压，供保护、计量、仪表装置使用，同时，使用电压互感器可以将高电压 与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但 它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗 回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流 增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。 可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。 j d z j 一6 型电压互感器是本次改造中所选用的互感器，此互感器为环氧树 脂浇注绝缘半封闭户内单相电压互感器，适用于额定频率5 0 h z ，额定电压1 0 k v 及以下户内装置的电力系统中作电压、电能测量和继电保护使用，当互感器在 额定电压下励磁时，能承受1s 外部短路而无损伤。外绝缘爬电比距满足i i 级 污秽等级要求。技术参数：产品符合标准g b l 2 0 7 和i e c l8 6 ：额定电压：3 k v 、 6 k v 、10 k v ；额定电压比、额定绝缘水平、准确级次与相应的额定二次负荷见 表；准确级组合：0 2 6 p 、0 5 6 p 、0 2 0 5 6 p 。 ( 6 ) 熔断器：安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。熔断器就 会在电路中电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从 而起到保护电路安全运行的作用。x r n p 高压限流熔断器要求速断能力高，开 断电流可达6 3 k a ；功耗小，温升低；动作特性快，安一秒动作特性快，例如 9 额定电流i o o a 的熔断件，通以1 0 0 0 a 的预期电流，弧前不超过o 1 s ；安一秒 特性误差小于士1 0 ；配有弹簧式撞击器标准型8 0 n ，该撞击器要具有接触面 大，压强小优点，这样在推动开关联锁动作时，不会产生将开关与撞针接触面 打碎式击穿的情况发生：有较大的限流作用；规格标准化，产品性能符合 g b t 15l6 6 2 国家标准及i e c 6 0 2 8 2 1 国际标准；能可靠开断最小开断电流至 额定开断电流之间的任何故障电流。 ( 7 ) 接地开关：具有一定的关合能力以保护开关设备内其它电气设备不 受损坏，与各种高压开关柜配套使用，作为高压电器设备检修时接地保护用。 采用j n l 5 1 0 ，结构形式为组装式，其性能符合g b l 9 8 5 8 9 交流高压隔离开 关和接地开关及i e c l 2 9 的要求。适用于户内3 1 2 k v 三相交流5 0 h z 的电力 系统中。使用环境条件为周围空气温度上限+ 4 0 、下限1 0 ；海拔高度不超 过1 0 0 0 米；地震烈度不超过8 度。 ( 8 ) 高压带电显示器：用以反应显示器装置设置处高压回路带电状况。 采用d x n t 型，其启辉电压小于等于1 5 0 0 v ，最小输入电流5 u a 。显示盒面板 上有三个高亮度红色指示灯用于指示三项高压每项是否带电，并留四个电极方 便测试笔测试。高压带电显示器应与相应的电容传感器配套，可适用于户内额 定电压为3 6 4 0 5 k v 频率为5 0 h z 的开关设备上，用以反应显示器装置设置处 高压回路带电状况，( d x n 2 t ) 同时控制闭锁装置联动。带电显示闭锁装置应采 用长寿命、高光效发光二极管为发光体，外壳采用超音波焊接全密封，防尘、 防潮效果显著，其性能指标符合i e c6 1 9 5 8 ( 2 0 0 0 ) 国际标准和d l t 5 3 8 9 3 国内 电力行业标准要求。主要特点有：采用三防设计，能适应恶劣环境，三相高压 带电显示；备有外接测试端子，可进行二次验电或配接相位比较器；限压装置， 提高显示系统安全等级。主要技术参数：配套传感器1 8 p f ( 电容) ；额定频率 5 0 h z ；相数：三相；启辉电压：7 0 0 15 0 0 v ( 1 0 k v ) ，1 4 0 0 。18 0 0 v ( 2 4 k v ) ；最小 输入电流：5 u a ；电气绝缘水平：2 0 0 0 v 1 m i n ( 工频) ；环境湿度：日平均9 5 ， 月平均9 0 ；环境温度：+ 4 0 3 0 。 l o 2 1 简介 第二章r c s 9 6 0 0 c s 系列的保护测控装置 本次改造采用南瑞继保电器有限公司生产的r c s 9 6 0 0 c s 系列的保护测控 装置是针对工矿电力系统的特点而独立开发的新型“四合一”( 保护、遥测、 遥控、遥信) 综合保护测控装置。主要适用于石化、钢铁、冶金等行业，也适 用于电力行业中对保护功能要求比较灵活的场合。r c s 9 6 0 0 c s 系列装置具备 完善的保护、测控功能，且保护和测控功能相对独立，保护装置工作不受测控 和外部通信的影响，确保保护的安全性和可靠性。r c s 9 6 0 0 c s 系列保护测控 装置配置灵活，不仅支持现场所需的保护、监视、控制功能，还支持综合自动 化所需的各种高级应用功能，如故障信息、录波信息功能等，为企业电力系统 的安全、稳定、经济运行提供了坚实的基础。r c s 9 6 1 1 c s 适用于1 1 0 k v 以下 电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的线路过流保护及测控装置。 考虑到煤矿电力系统的控制要求，除具备常规的保护功能外，还提供更完 善的辅助控制功能：启动时间间隔控制功能，启动报告记录功能( 例如：记录 电机启动时刻、启动过程的最大电流、最大差流，并可记录启动波形) ，低压 闭锁启动功能，电机启动联锁逻辑控制功能，大电流闭锁功能等。出口特性更 灵活，提供多路可组态的动作接点。每个保护元件可灵活选择动作的出口，方 便了现场的应用和各种联锁逻辑的实现。保护模块与其他模块完全分开，保护 模块在硬件、软件上均具有独立性。保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪与 否不影响保护正常运行。 独立的c p u 作为整机起动元件，该起动元件在电子电路上( 包括数据采 集系统) 与保护c p u 完全独立，动作后开放保护装置出口继电器正电源。保 护c p u 担负保护功能，完成输入量的采样计算，动作逻辑判断直至跳闸。保护 c p u 还设有本身的起动元件，构成独立完整的保护功能。灵活的自动重合闸方 式，支持多种重合闸起动方式和重合闸检定方式。能在当地实时完成有功功率、 无功功率、功率因素等的计算并能在当地完成有功电度、无功电度的实时累加。 具备方便的现场装置测试功能，包括遥信顺序试验，出口传动试验和遥测信号 试验等。友好的人机界面、支持多种语言的显示和报告打印。 采用新型的3 2 位i x p 4 2 0 + d s p 硬件平台结构，工业用实时多任务操作系 统，实现了大容量、高精度的快速、实时信息处理。采用高分辨率的并行a d 转换器，每周波2 4 点高速采样、实时并行计算，结合专用的测量c t ，保证了 遥测量的高精度。硬件资源丰富，开入量多达2 5 路，提供丰富的信号和出口 接点，支持出口插件扩展。保护功能和通信功能分别由独立的c p u 来实现，网 络的状况不影响保护的正常运行。 2 2 主要特点 r c s 一9 0 0 0 c s 型系列保护测控装置采用先进的技术、精心设计，使保护和 测控既相对独立又相互融合，保护装置工作不受测控和外部通信的影响，确保 保护的安全性和可靠性。r c s 一9 0 0 0 c s 系列保护测控装置不仅支持现场所需的 保护、监视、控制功能，还支持综合自动化所需的各种高级应用功能，如故障 信息、录波信息功能等，为企业电力系统的安全、稳定、经济运行提供坚实的 基础。 装置采用全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在 软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电 磁辐射也满足相关的标准；硬件资源丰富，开入量最多达2 5 路，提供丰富的 信号和出口接点，支持出口插件扩展：支持出口组态功能，每个保护元件可灵 活选择动作的出口，方便了现场的应用和联锁逻辑的实现；操作回路配置灵活， 可以适应各种操作机构；保护功能配置齐全、动作快速、性能可靠；电动机保 护