GIS二次控制原理介紹20130824解析.ppt

1、Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,GIS二次控制原理介紹,課程版本,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,1,課程簡介,課程名稱：GIS二次控制原理介紹 授課對象：工程技術(shù)科設(shè)計(jì)員 課程目標(biāo)：掌握GIS二次控制基本原理 課程時長：3小時,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,2,課程目錄,第一章 GIS二次控制基本概念 第二章 GIS二次控制基本原理 第一節(jié)

2、電源原理 第二節(jié) 斷路器控制原理 第三節(jié) 三工位開關(guān)控制原理 第四節(jié) 互感器原理 第五節(jié) 電氣聯(lián)鎖原理 第六節(jié) 信號及報警原理 第三章 總結(jié),Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,3,GIS二次控制基本概念,第一章 GIS二次控制基本概念 GIS二次控制即在GIS 設(shè)備中對一次設(shè)備進(jìn)行操作、控制、保護(hù)和測量。 在GIS 設(shè)備中凡是對一次設(shè)備進(jìn)行操作、控制、保護(hù)、測量的設(shè)備以及各種信號裝置，統(tǒng)稱為二次設(shè)備。 二次設(shè)備及相關(guān)的線路叫二次回路。 GIS二次設(shè)備及相關(guān)的二次回路構(gòu)成了GIS的二次控制系統(tǒng)。,Copyright

3、 Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,4,GIS二次控制基本原理,第二章 GIS二次控制基本原理 第一節(jié) 電源原理 第二節(jié) 斷路器控制原理 第三節(jié) 三工位隔離開關(guān)控制原理 第四節(jié) 互感器原理 第五節(jié) 電氣聯(lián)鎖原理 第六節(jié) 信號及報警原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,5,GIS二次控制基本原理,第一節(jié) 電源原理圖 電源原理即給對一次設(shè)備進(jìn)行操作、控制、保護(hù)、測量的設(shè)備以及各種信號裝置提供電源。 電源回路的設(shè)計(jì)是基于用戶的實(shí)際情況而靈活處理的。一般要求

4、用戶提供三路或四路獨(dú)立的直流220V/110V電源，一路220V或380V交流電源。其中直流電源回路分別為控制回路、信號報警回路、電機(jī)回路。如CB分閘回路為兩套時，應(yīng)為第二套回路單獨(dú)提供一路直流電源。 如用戶的直流屏提供的直流電源回路有困難時，電源的設(shè)計(jì)可采用環(huán)網(wǎng)形勢或直流合并形式，具體設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定。 典型的電源原理如下。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,6,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,7

5、,交流電源進(jìn),直流電源進(jìn),GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,8,電源進(jìn),分段,電源進(jìn),GIS二次控制基本原理,典型的間隔電源原理圖中未畫出斷路器控制電源，因斷路器控制回路最為重要，因此單獨(dú)使用的一組DC 220V電源是由控制室單獨(dú)提供的(或者是直流屏的電源，或者是保護(hù)裝置的電源)，國外絕大部分工程需要增加斷路器控制電源回路及微型斷路器。 小部分工程只要求提供交流環(huán)網(wǎng)，直流采用輻射供電。 間隔較多時，交流采用AC380V三相四線制，各間隔從環(huán)網(wǎng)中取一相，整個工程需盡可能達(dá)到三相負(fù)載平衡。 G

6、IS二次電源原理參考0SS.684.051 GIS工程電源設(shè)計(jì)原則 。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,9,GIS二次控制基本原理,第二節(jié) 斷路器控制原理圖 斷路器是高壓開關(guān)設(shè)備中最重要、最復(fù)雜的一種，既能切換正常負(fù)荷，又可排除短路故障，同時承擔(dān)著控制和保護(hù)雙重任務(wù)。 斷路器控制回路包括：合閘回路、防跳回路、分閘回路、監(jiān)視回路、電動機(jī)控制及保護(hù)回路、SF6低氣壓閉鎖回路、電機(jī)回路、加熱回路及指示回路。 斷路器原理圖如下:,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Righ

7、ts Reserved.,10,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,11,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,12,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,13,合閘回路說明 1. ZK1為就地遠(yuǎn)方選擇開關(guān)，選擇就地時，ZK1：1/2接通，ZK1:3/4斷開;CZK1為CB的操作開關(guān)，CZK1：3/4為合閘接點(diǎn)，

8、CZK1：1/2為分閘接點(diǎn)。 2. PC為斷路器的六位數(shù)顯合閘計(jì)數(shù)器，CB每電氣合閘一次，PC加1，PC有可復(fù)歸和不可復(fù)歸兩種形式供選擇。,GIS二次控制基本原理,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,14,合閘回路說明 3. 合閘回路中串有LSJ常閉接點(diǎn)、FTJ常閉接點(diǎn)、DBJ常閉接點(diǎn)、兩個DL閉接點(diǎn)、并聯(lián)的CK1CK2,當(dāng)這些接點(diǎn)都處于閉合位置時，CB的合閘回路算正常。 3.1 LSJ: 當(dāng)CB兩側(cè)的某個隔離開關(guān)在操作過程中時，LSJ被驅(qū)動，LSJ:21/22常閉接點(diǎn)斷開，CB的合閘回路被

9、切斷。 3.2 FTJ:當(dāng)合閘操作后，合閘指令保持未復(fù)位時，F(xiàn)TJ被驅(qū)動， FTJ:21/22常閉接點(diǎn)斷開. 3.3 DBJ: 當(dāng)CB氣室氣壓降低至閉鎖值時，DBJ:21/22常閉接點(diǎn)斷開。 3.4 當(dāng)CB已經(jīng)處于合閘狀態(tài)時，其輔助接點(diǎn)DL：11/12、 DL：21/22都斷開。 3.5 當(dāng)CB的彈簧能量未儲滿時，CK1CK2處于斷開狀態(tài)。 以上五種狀態(tài)閉鎖了CB的合閘回路，且合閘回路監(jiān)視信號將反饋給主控室，告之合閘回路不正常，執(zhí)行不了合閘操作。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,15,分閘回路說明 1. CB有

10、兩個分閘線圈，145KVGIS工程中大部分間隔只使用了第一個分閘回路，第二個分閘回路預(yù)留。 2. CB的第一分閘回路與合閘回路共用控制電源；如果有工程要求使用第二分閘回路，一般會為第二跳閘回路設(shè)置獨(dú)立電源。,GIS二次控制基本原理,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,16,分閘回路說明 3. 兩分閘回路中串有DBJ和CB的常開輔助接點(diǎn)DL: 3.1 DBJ: 當(dāng)CB氣室氣壓降低至閉鎖值時，DBJ:21/22常閉接點(diǎn)斷開。 3.2 當(dāng)CB已經(jīng)處于分閘狀態(tài)時，其分閘回路中的輔助接點(diǎn)DL都處于斷開

11、狀態(tài)。 以上兩種狀態(tài)閉鎖了CB的分閘回路，且分閘回路監(jiān)視信號將反饋給主控室，告之分閘回路不正常，執(zhí)行不了分閘操作。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,17,分閘回路說明 4. 分閘回路與合閘回路不同點(diǎn)： 4.1 分閘回路中沒有串接LSJ接點(diǎn)，CB的分閘無聯(lián)鎖條件。 4.2 分閘回路中無彈簧儲能閉鎖接點(diǎn)，只要CB合閘，對CB的分閘彈簧進(jìn)行了一次儲能。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,18,防跳回路說明 1.假

12、如沒有FTJ回路: CB接到合閘指令（因某種原因，合閘指令一直保持未復(fù)歸)，CB執(zhí)行了合閘操作； 當(dāng)CB接到分閘指令，CB 執(zhí)行了分閘操作，因合閘指令一直保持，CB又執(zhí)行合閘，如果分閘指令不斷，斷路器將會不斷地分合，這樣會降低斷路器的性能甚至帶來事故。,GIS二次控制基本原理,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,19,防跳回路說明 2. 有FTJ回路: CB接到合閘指令（假如因某種原因，合閘指令一直保持未復(fù)歸)，斷路器合閘后，其輔助開關(guān)DL:13/14閉合，驅(qū)動防跳繼電器FTJ動作，F(xiàn)TJ:

13、1/2將閉合自保持， FTJ:21/22常閉將斷開，切斷了CB的合閘回路。 當(dāng)CB執(zhí)行分閘后，因FTJ:21/22 切斷了CB的合閘回路，即使CB合閘指令保持，也執(zhí)行不了合閘操作，避免了CB重復(fù)分合閘。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,20,防跳回路說明 3. 就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK1:5/6接點(diǎn)的說明： 3.1 左圖中CB:50與CB:51短接，ZK1:5/6接點(diǎn)無實(shí)際功能，無論就地還是遠(yuǎn)方操作CB合閘，都使用CB本體自身的防跳功能。 3.2 如將CB:50和CB:51短聯(lián)片拆除，當(dāng)ZK

14、1打在就地位置時，ZK1:5/6接通，F(xiàn)TJ回路正常使用，即就地操作CB時，使用就地的防跳回路，ZK1在遠(yuǎn)方位置時（ZK1:5/6斷開），F(xiàn)TJ回路不起作用了。,GIS二次控制基本原理,監(jiān)視回路 監(jiān)視回路：監(jiān)視回路分為合閘回路監(jiān)視和分閘回路監(jiān)視。 接入監(jiān)視回路電流50mA，如果電流過大會造成合閘、分閘線圈誤動作。 個別設(shè)計(jì)院會要求監(jiān)視點(diǎn)需變更，如：無論就地和遠(yuǎn)方狀態(tài)下都監(jiān)視合閘和分閘回路；只監(jiān)視CB線圈（帶輔助接點(diǎn)），不監(jiān)視DBJ、FTJ、LSJ等狀態(tài)對合閘回路的影響。 合閘監(jiān)視回路中另串接了FTJ接點(diǎn)和常閉輔助接點(diǎn)，原因？,Copyright Sieyuan Electric Co., Lt

15、d. All Rights Reserved.,21,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,22,電機(jī)控制及保護(hù)回路說明 1. 電機(jī)控制回路中的CK1CK2為儲能限位開關(guān)，當(dāng)彈簧儲能未到位時，CK1:3/4和CK2:3/4都閉合，驅(qū)動ZLC（電機(jī)儲能接觸器），電機(jī)轉(zhuǎn)動，為合閘彈簧儲能。儲能到位時， CK1:3/4和CK2:3/4斷開，ZLC失電復(fù)歸，停止儲能。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserve

16、d.,23,電機(jī)控制及保護(hù)回路說明 2. SJ(時間繼電器）：ZLC通電動作開始，時間繼電器開始計(jì)數(shù)，儲能發(fā)生異常，25秒后儲能還未結(jié)束，SJ的延時斷開接點(diǎn)斷開，切斷了儲能回路，故障排除后，通過FAN對時間繼電器復(fù)歸。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,24,電機(jī)控制及保護(hù)回路說明 3. ZJ(中間繼電器）：在儲能期間，ZJ提供“儲能未儲能”信號。 4. CB電機(jī)控制及保護(hù)與CB控制共用電源，個別設(shè)計(jì)院會要求將電機(jī)控制及保護(hù)與電機(jī)共用電源。,GIS二次控制基本原理,Copyright Si

17、eyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,25,SF6氣壓閉鎖回路說明 1. 閉鎖回路與CB控制回路共電源 2. CB氣室的密度計(jì)有報警和閉鎖兩級氣壓值：0.53MPa 報警級；0.5MPa 閉鎖級 3. 當(dāng)氣壓降低至0.5MPa時，MJ2:3/4接點(diǎn)閉合，DBJ通電動作，其串在合分閘回路中的常閉接點(diǎn)斷開，閉鎖CB的合分閘回路。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,26,SF6氣壓閉鎖回路說明 4. 個別設(shè)計(jì)院提出使用DBJ的常開接點(diǎn)閉鎖合分

18、閘回路：氣壓正常時，MJ2接點(diǎn)為閉合狀態(tài)，分合閘回路中的DBJ的常開接點(diǎn)閉合，CB無閉鎖；當(dāng)氣壓降低至0.5MPa時，MJ2的接點(diǎn)斷開，DBJ復(fù)歸，其常開接點(diǎn)斷開，閉鎖分合閘回路。 5. 斷路器低氣壓報警和斷路器閉鎖兩級報警,隔離和接地開關(guān)氣室只有低壓報警沒有閉鎖？,GIS二次控制基本原理,加熱回路： 機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有100W加熱器，受LCP柜內(nèi)的溫控器控制 指示回路： 指示燈與機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)串接，通過機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)變位指示斷路器分合位置，合閘亮紅燈，分閘亮綠燈。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,27,GIS二次控制基本

19、原理,145kV & 252kV GIS CB控制回路的區(qū)別 145kV GIS CB為一臺彈簧機(jī)構(gòu)，三相機(jī)械聯(lián)動。 252kV GIS CB為三臺彈簧機(jī)構(gòu)，三相電氣聯(lián)動。 252kV GIS CB存在三相不一致保護(hù)（或三相不同期）： 在超過預(yù)設(shè)時間后（一般設(shè)置2.5s5s左右），若三臺CB機(jī)構(gòu)中，任一相或兩相CB機(jī)構(gòu)分合閘位置與剩余CB機(jī)構(gòu)分合閘位置不同，則三相CB機(jī)構(gòu)全分。此功能一般在控制柜面板上設(shè)置壓板，可根據(jù)設(shè)計(jì)院及客戶要求投入或退出。 252kV GIS CB三臺彈簧機(jī)構(gòu)的儲能電機(jī)同時啟動瞬間，啟動電流很大，為避免此影響，設(shè)計(jì)了電機(jī)按順序延時啟動。,Copyright Sieyuan

20、 Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,28,GIS二次控制基本原理,第三節(jié) 三工位開關(guān)控制原理 三工位開關(guān)是隔離開關(guān)和接地開關(guān)集成一體的開關(guān)元件。由于隔離和接地共用一個動觸頭，因此共有三種工作位置：隔離分、接地分；隔離合、接地分；隔離分、接地合，這樣實(shí)現(xiàn)了隔離和接地的機(jī)械閉鎖；同時電動操動機(jī)構(gòu)內(nèi)部有兩套驅(qū)動和控制裝置，實(shí)現(xiàn)了隔離和接地的電氣聯(lián)鎖。三工位開關(guān)不僅可以進(jìn)行電動操作，還可以通過工裝進(jìn)行手動操作。 三工位開關(guān)控制回路包括：聯(lián)鎖回路、分合操作過程信號回路、合閘控制回路、分閘控制回路、手動操作聯(lián)鎖回路、電機(jī)回路、加熱回路、指示回路。 三工位開關(guān)原

21、理圖如下：,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,29,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,30,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,31,三工位中隔離開關(guān)控制回路說明 1. 遠(yuǎn)方控制與就地控制共電源，遠(yuǎn)方合分閘遙控信號時無源接點(diǎn)。 2. 合閘回路中串接有TJ12(DS分閘繼電器常閉接點(diǎn)）、HJ21(ES合閘繼電

22、器）、CK12(DS合閘限位開關(guān)）、CK13(機(jī)構(gòu)擋板限位開關(guān)）、-2DL(ES的常閉輔助開關(guān)）、聯(lián)鎖回路。,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,32,三工位中隔離開關(guān)控制回路說明 3. 過程聯(lián)鎖回路并聯(lián)了HJ11、TJ12、CK14，當(dāng)隔離開關(guān)在電動操作或機(jī)構(gòu)擋板打開時，其回路會驅(qū)動LSJ，用以閉鎖CB合閘回路。 4. 隔離開關(guān)的合分閘是由電機(jī)帶動的，電機(jī)正反轉(zhuǎn)分別實(shí)現(xiàn)合閘和分閘。 接地開關(guān)與隔離開關(guān)控制原理相同，接地開關(guān)其過程聯(lián)鎖功能一般不使用。,GIS二次控制基本原理,Copyrigh

23、t Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,33,FES與ES的區(qū)別 1. FES機(jī)構(gòu)一般簡稱為“快速接地開關(guān)”或“故障接地開關(guān)”，其具有關(guān)合2次100kA短路電流的能力。 2. FES一般僅配置在進(jìn)線間隔中，用于防止帶電誤合接地開關(guān)造成事故的偶然現(xiàn)象。 3. 一般FES機(jī)構(gòu)與高壓帶電顯示裝置（驗(yàn)電器）配合使用。 4. ES合分閘是由電機(jī)帶動動觸頭來實(shí)現(xiàn)的，F(xiàn)ES分合閘是由電機(jī)為彈簧儲能后彈簧釋放能量來實(shí)現(xiàn)的。,GIS二次控制基本原理,第四節(jié) 互感器原理圖 互感器的作用就是將高電壓和大電流按嚴(yán)格的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成可以用儀表進(jìn)行測量的低電壓和

24、小電流，同時作為信號源供繼電保護(hù)、自動裝置以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行采集和測量。 同時互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。 互感器分為電流互感器和電壓互感器兩大類。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,34,GIS二次控制基本原理,電流互感器常見參數(shù)： 額定電流比：額定一次電流與額定二次電流之比 準(zhǔn)確級：對電流互感器所給定的等級?；ジ衅髟谝?guī)定使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。 額定輸出（容量）：在額定二次電流及接有額定負(fù)荷條件下，互感器所供給二次電路的視在功率值（在規(guī)定功率因數(shù)下以VA表示）。 電流互感器

25、的詳細(xì)內(nèi)容可參考GB 1208-2006。 電磁式電流互感器原理圖如下：,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,35,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,36,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,37,電壓互感器常見參數(shù)： 額定電壓比：額定一次電壓與額定二次電壓之比 準(zhǔn)確級：對電壓互感器所給定的等級?；ジ衅髟谝?guī)定

26、使用條件下的誤差應(yīng)在規(guī)定的限值內(nèi)。 額定輸出（容量）：在額定二次電壓及接有額定負(fù)荷條件下，互感器所供給二次電路的視在功率值（在規(guī)定功率因數(shù)下以VA表示）。 電壓互感器的詳細(xì)內(nèi)容可參考GB 1207-2006。 電磁式電壓互感器原理圖如下：,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,38,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,39,GIS二次控制基本原理,第五節(jié) 電氣聯(lián)鎖原理 開關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖系統(tǒng)是以

27、防止人身傷害、系統(tǒng)故障及設(shè)備的損壞而進(jìn)行設(shè)置的。 電氣聯(lián)鎖具體要求如下： 防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)； 防止帶電合接地開關(guān)； 防止接地時合斷路器； 防止誤分、合斷路器； 防止誤入帶電間隔。 以上五條即是電力規(guī)程中規(guī)定的開關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足的五防要求。GIS設(shè)備據(jù)此完成聯(lián)鎖方案的設(shè)計(jì)。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,40,GIS二次控制基本原理,GIS各元件之間的聯(lián)鎖方案（打開聯(lián)鎖參考圖） 隔離開關(guān)(普通) 聯(lián)鎖條件:以該隔離開關(guān)附近的斷路器及前后的接地開關(guān)斷開為條件； 如果沒有斷路器的間隔應(yīng)考慮以母線區(qū)分隔離開關(guān)斷開

28、為條件。 母線分段隔離開關(guān) 聯(lián)鎖條件：該隔離開關(guān)的任何一側(cè)母線在無壓的條件（即：連接在該母線任何一側(cè)的所有母線隔離開關(guān)在打開狀態(tài)，及其前后接地開關(guān)斷開的條件下）可以操作。 母線切換隔離開關(guān) 聯(lián)鎖條件：不分合負(fù)荷電流或構(gòu)成母線環(huán)流的開關(guān)全部閉合的條件下 可以操作。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,41,GIS二次控制基本原理,接地開關(guān)（普通） 聯(lián)鎖條件：該接地開關(guān)前后的隔離開關(guān)斷開的條件下可以操作。 線路側(cè)接地開關(guān) 聯(lián)鎖條件：線路側(cè)隔離開關(guān)斷開的前提下，在線路無壓的條件下可以操作。 母線接地開關(guān) 聯(lián)鎖條件：連接在該母線上的所有隔離開關(guān)斷開的條件下可以操作。 斷路器 聯(lián)鎖條件：斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)為電動或電動彈簧機(jī)構(gòu)的場合，以隔離開關(guān)不再操作中為條件可以合閘，但分閘操作中不設(shè)置聯(lián)鎖。 聯(lián)鎖原理圖設(shè)計(jì)見下圖（雙母線線路間隔）。,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,42,GIS二次控制基本原理,Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Re