高压开关的控制信号电路

高压开关的控制信号电路

一、控制信号电路概述

（-）控制电路的基本构成

变电所的断路器、隔离开关的控制电路一般是由指令单元、闭锁

单元、连锁单元、中间传送放大单元、执行单元和连接它们的导线等

二次电气设备组成。

（二）控制电路的类型

按指令电器与操作机构之间距离的远近,电气控制的方式可分为：

远动控制

距离控制

就地控制

按对断路器工作状态、控制电路完整性监视方式不同，控制电路分

为：

灯光监视控制回路

音响监视控制回路。

（三）控制电路的基本技术性能

1.能进行正常的人工分闸与合闸，又能进行故障时的自动分闸或自

动重合闸。

2.能够指示断路器的分、合闸位置状态，自动分、合闸时应有明显

的信号显示。

3.能监视控制电源及下一次操作电路的完整性。

4.无论断路器的操幼机构中是否设有防止跳跃的机械闭锁装置，控

制电路中均应设防止跳跃的电气闭锁装置。

5.对于采用气动、弹簧、液压操动机构的断路器，其控制电路中应

设相应的气压、弹簧（压力）、液压闭锁装置。

6、当隔离开关采用电动操作时，断路器与隔离开关控制电路中设

置相应的联锁措施，保证其联动操作顺序的正确性。

7、接线应力求简单,可靠,联系电缆的条数、芯数应尽量减少。

控制、信号回路

牵引变电所内各设备的控制方式：

变压器、整流机组:投入或切除运行均采用断路器或直流快速开关

进行。

高压开关：用控制开关通过控制回路进行操作，操作完后用灯光信

号反映开关的位置状态

控制信号回路：用来完成高压开关控制、并发出位置信号的二次回

路。

构成

控制元件：运行人员用来发出开关跳、合闸操作命令的操作按钮、

控制开关等。

中间放大元件与继电器：作用是将控制元件的操作命令转换成高压

开关的电磁操作机构所需要的大电流。

操动机构:直接对高压开关进行分、合闸操作。

灯光监视的断路器控制、信号回路

KMLTBJ防跳继电器

KMCHC合闸接触器

YTTQ分闸线圈

YCHQ合闸线圈

HLGLD绿色指示灯

HLRHD红色指示灯

KPEBCJ保护出口继电器

WCKM直流控制电源小母线

WFSM闪光电源小母线

WOHM直流合闸回路电源小母线

WASSYM事故音响小母线

控制开关SA

三个位置:合位、分位、零位置

手柄平时处于“零位置"

顺时针方向旋转45合闸

因为合闸位是个不固定的位置，操作完毕后控制开关手柄在弹簧力作用

下,自动沿逆时针方向转45返回中间零位。逆时针方向45分闸，松手

后复位

WAS-XM

SASAQFfT

]—①③-0⑪

变电所中，运行人员为了及时发现与分析故障，迅速消除和处理事

故，统一调度和协调生产，除了依靠测量仪表或监视系统监视设备运行

外，还必须借助灯光和音响信号装置反映设备正常和非正常的运行状态。

一、信号装置的分类

1.位置信号

它主要指示开关电器的位置状态。一般由亮平光的红、绿信号灯

组成,位置信号安装在相应的控制盘上。

2.继电保护和自动装置动作信号

它主要指示故障对象和故障性质,一般由信号继电器和光字牌组成,

安装在相应的保护盘或控制盘上。

3.中央信号

事故音响信号、预告音响信号、全所共用的光字牌信号等合称为

中央信号。

装置按发出信号的性质分为事故信号和预告信号。故障状态时中

央信号装置发出的相应信号称为事故信号。事故信号分为事故音响信

号（蜂鸣器）、事故灯光信号及光字牌信号。

不正常运行状态时中央信号装置发出的相应信号称为预告信号。

预告信号一般由电铃音响信号、掉牌信号和光字牌信号组成。

二、信号装置的功能

1.事故信号装置功能

事故信号是变电所发生事故时断路器的跳闸信号，引起断路器事故

跳闸的原因如下：

⑴线路或电气设备发生故障，由继电保护装置动作跳闸。

⑵继电保护或自动装置误动作跳闸。

⑶控制回路故障误跳闸。

无论何种原因引起的事故跳闸,事故信号装置均应满足：

⑴当断路器事故跳闸时，无延时发出事故音响信号，同时并使相应

断路器的位置信号灯闪光或亮白灯。

⑵事故时应立即起动远动装置,发出遥信。

⑶事故音响信号应能手动复归或自动复归。

无论何种原因引起的事故跳闸,事故信号装置均应满足：

⑴当断路器事故跳闸时，无延时发出事故音响信号，同时并使相应

断路器的位置信号灯闪光或亮白灯。

⑵事故时应立即起动远动装置,发出遥信。

⑶事故音响信号应能手动复归或自动复归。

⑷事故时应有指明继电保护和自动装置动作情况的光信号和其他

形式信号。

⑸能自动记录发生事故的时间。

⑹事故时,应能启动计算机监控系统。

⑺事故音响、灯光信号装置应能进行完好性险查试验。

音响信号的复归方式可分为就地复归、中央复归、手动复归、自

动延时复归等方式。

就地复归:在电气设备安装所在地进行个别信号单独复归；

中央复归:在主控制室内中央信号盘上集中复归；

手动复归:值班人员在相应配电盘上进行复归；

自动延时复归：信号发出后，经一定时间的延时，电路自动复归有

关信号。

2.预告信号装置的功能

预告信号是变电所中电路或电气设备出现不正常运行状态的信号,

包括以下内容：

⑴各种电气设备的过负荷。

⑵各种带油设备的油温升高超过极限。

⑶交流小电流系统接地故障。

⑷各种电压等级的直流系统接地。

⑸各种液压或气压机构压力异常、弹簧机构的弹簧未拉紧。

⑹用SF6气体绝缘设备的SF6气体密度或压力异常。

⑺各种继电保护和自动装置的交、直流电源断线。

⑻断路器的控制回路断线

⑼电流互感器和电压互感器的二次回路断线。

(1。)继电保护和自动装置的信号继电器动作未复归。

(11)其他一些值班员需要了解的运行状态也可发出预告信号。

当变电所中电路或电气设备出现不正常运行状态时，对预告信号装

置提出以下要求：

⑴预告信号出现时,应能瞬时或延时发出与事故信号有区别的音响

信号,同时有灯光信号指出不正常运行内容。

⑵能手动复归或自动复归音响信号，显示故障性质的灯光信号应保

留,直至故障排除。

⑶预告信号装置应具有重复动作的功能。

⑷预告音响、灯光信号装置应能进行完好性险查试验。

所谓重复动作，主要是对音响信号而言，能重复动作是指当第一个

故障出现时的音响信号解除之后，灯光信号未复归之前，也就是第一个

故障未排除前，如果又出现不正常工作状态，中央信号装置仍能按要求

发出音响及灯光信号。在上述时间范围内不能连续发出若干音响信号,

而只有当前一个故障排除后，才能发出后续故障的音响信号时，称为不

重复动作。

继电保护装置

一、继电保护概述

发生短路时可能产生以下后果：

1）通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏。

2）短路电流通过非故障设备时，由于发热和电动力的作用，引起电

气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减。

3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或

影响产品的质量。

4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至导致整个

系统瓦解。

（一）继电保护的定义及其任务

继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正

常的运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

它的基本任务是：

1）自动地、迅速地和有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故

障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

2）反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件（如有无

经常值班人员）而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行

调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备切

除。

（二）继电保护装置的基本要求

1.选择性

2.速动性

3.灵敏性

4.可靠性

（三）继电保护的构成及工作原理

1.基本构成

继电保护的基本构成包括：

变换电路

测量比较元件

执行操作电路

2.工作原理

电流保护作用示意E

QF一断路器；ST一分闸弹簧,

YR—跳闸线图*K一继电器；

A■lw*TMA*ttja

（四）继电保护装葩分T袋

1.按保护装置反应的参数分类：

如电流保护、低电压保护、距离保护、差动保护等。

2.按保护装置的构成元件分类：

如电磁型保护、感应型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成

电路型保护、微型计算机保护等。

3.按被保护设备对象分类：

如线路保护、母线保护、变压器保护、牵引网保护等。

4.按保护的主备位置分类：

如主保护、后备保护、辅助保护等。

(五)继电保护的发展概况

1.熔断器。

2.继电器。

3.晶体管

4.集成电路

5.微机保护

城市轨道交通供电系统已广泛采用微机保护装置。

二、城轨供电系统继电保护装置配置情况

1.进出线电缆

进出线电缆设置导引线纵差保护作为主保护。后备保护设置过流

保护。

2.整流机组

(1)内部过电压保护.

(2)外部过电压限制；

(3)内部短路保护；

(4)电源保护；

(5)温度保护。

3.400V低压主开关

过负荷保护、短延时过负荷保护、接地保护。

4.直流牵引供电系统保护

保护系统应满足如下要求：

1.能适用于所有线路供电方案，如单边供电、同一变电所内几个整

流器并列供电、相邻变电所整流器并列双边供电等。

2.能区分牵引电漏口故障电流、基本保护和后备保护。

3.动作迅速。

4.直流牵引供电系统保护

电流类保护(大电流脱扣保护、di/dt保护电流上升率及电流增

量保护、过流保护)；

电压类保护（低电压保护、电压降保护、保护、轨道带电保护）、

框架类保护（轨道过压保护、正极接地保护）；

其它保护（接触网热过负荷保护等保护方式）。

三、整流机组继电保护

1.内部过电压（换相过电压）保护

为避免内部过电压将二极管反向击穿，在每个二极管上并联安装

RC过电压限制回路。

三、整流机组继电保护

2.直流侧过电压保护

为限制直流侧或整流器交流进线侧可能出现的过电压，例如开关操

作过电压或大气过电压在整流器直流输出端并联安装RC和压敏电阻

RY过电压限制回路。RC电路由串联阻尼电阻RI和电容C1组成。另

外,在整流器的直流输出端还并联起稳压作用的电阻R2,用于限制整流

器的空载电压。

三、整流机组继电保护

3.整流器内部短路保护

设置快速熔断器和逆流监视。

4.电流保护

整流机组应设以下电流保护:

(1)过载保护；

(2)过流保护；

⑶电流速断保护

保护配合曲线图

lOmin

Imin

100ms

10mB

a7IS248///dn

整流变压器壑流器

修定容/：4000kVA型号：21'?475Mos

33.0kV/118&0Vnus8.0%DRisnnV；jmnA

6.整流机组温度保护

变压器温度保护

整流器温度保护

报警温度

跳闸温度

四、牵引供电系统继电保护

（-）大电流脱扣保护

（二）电流上升率及电流增量保护（DDL保护）

DDL保护成为地铁馈线保护的主保护。

▲电流近端短路电流

远端短路电流

rvX

2.DDL保护原理

L*DC1500V

d/7df保护典型动作特性

4f/n4-A.-L/右人+.M

曲线分析：

1）曲线1的电流增量小于K,肯定不是故障情况。该电流曲线实

际表示机车在距离牵引变电所很远处启动时的机车启动电流。

2）曲线2的电流增量小于K,也肯定不是故障情况。

3）曲线3的电流增量虽然超过可整定值，但电流变化率的延时时

间不足（小于双）,在这一段时间内不作配的判断，经过几毫秒的延时后电

流就开始下降,故不是故障情况。

4）曲线4的电流增量超过整定值,延时时间也满足,故可以肯定

是故障情况。

5）曲线5的电流增量超过K,有可能是故障情况,再检测电流上升

持续时间,发现其值超过了di/dt延时整定值,则肯定是故障情况。

6）曲线6的电流增量超过K,有可能是故障情况。

3.DDL保护参数的整定

在双边供电线路中,di/dt和△1保护整定的原则如下：

1)di/dt的整定值应尽可能的小,以获得尽可能大的保护范围。

2)di/dt的整定值应足够大,以躲过列车的启动电福口滤波器充电

电流。

3)M