机场线供电系统培训教材

北京首都机场线供电系统(ɡònɡdiànxìtǒnɡ)培训教材二OO九年四月一日(yīrì)精品资料前言(qiányán)为了(wèile)精品资料第一篇10kV开关(kāiguān)柜及开关(kāiguān)第一章目录一、10kV开关柜、1、基本结构2、开关柜的隔室3、防止误操作的联锁装置4、控制线插头5、开关柜的操作二、VD4型断路器1、弹簧储能2、VD4电气控制回路(huílù)图3、名称对照表4、控制回路(huílù)解析：三、计量手车四、EK6型接地开关精品资料一、10kV开关柜：1、基本机构：UNIGEARZS1开关柜的基本柜型由固定的柜体和可移开的真空断路器手车组成。柜体分为四个隔室：母线室A、断路器室B、电缆室C和低压室D。三个高压隔室（母线室、断路器室和电缆室）的顶部都装有压力释放板，当开关柜内部电弧产生时，高压隔室内气压升高，这时由于柜门紧闭并可靠密封，高压气体将打开压力释放板从开关柜顶部释放出来。电缆室门和断路器室门是分开的，各自带有由防爆玻璃制成的观察窗，相邻的开关柜由各自的隔板隔开，拼柜后仍有空气缓冲层，可以防止开关柜被贯穿融化。开关柜外壳顶部上的压力释放板按照分支母线电流(diànliú)的大小，由钢板或网络板制成，压力释放板的一端用钢螺丝固定，另一端用塑料螺丝固定。当开关柜内部压力过大时，塑料螺丝断裂，柜体泄压板被打开。2、开关柜的隔室：（见图一）2.1母线室：主母线为“D”型截面，根据载电流(diànliú)的大小，确定采用单根或双根母线方案。所有母线都用热缩套管覆盖，母线连接处螺栓用绝缘罩罩住。母线是在开关柜拼接后逐段固定在分支母线上，因此无须绝缘子支撑。2.2断路器室：精品资料断路器室包括手车和开关柜相关的必要设备，象母线室一样，断路器室为金属全封闭。静触头盒5和静触头安装在主安装板12上，断路器室好包括金属活门12.1/12.2。在手车移向运行位置的过程中，活门被手车上的驱动块13.16和连杆38打开，手车移开后活门自动关闭。手车在试验/隔离位置时，活门将手车与主回路(huílù)隔离。二次插头在手车的试验/隔离位置时可被拔下来进行测试。在试验/隔离位置时，手车仍然完全处在开关柜内且断路器室门可关闭，断路器分、合闸按钮装在断路器面板上，分、合闸和弹簧储能/未储能的指示器可通过观察窗查看。2.3电缆室电缆室根据运行需要可安装电流互感器、固定式电压互感器或电压互感器手车及接地开关等。一般电压互感器手车安装有高压熔断器。接地开关为EK6型，可采用手动或电动操作（本线为手动），接地开关位置可通过辅助开关电气指示和机构联动的机械两种指示观测到。避雷器一般采用固定安装，但也有手车式安装。本线只有进线隔离柜里才有手车式避雷器。精品资料2.4低压室（也称为继电器室）低压室安装有传统或新型的综合控制和保护装置。在低压室下部，固定三排端子排的框架可以向上旋转，便于安装和布线(bù xiàn)。开关柜内部的二次线敷设在右侧线槽内，控制电缆敷设在左侧的线槽内，线槽上盖有金属板在低压室的侧板上还留有小母线穿越孔。图一：开关柜基本结构精品资料精品资料3防止误操作的联锁装置3.1柜内联锁A:当接地开关和断路器在分闸位置时，手车(shǒuchē)才能从“试验/隔离”位置移至工作位置，反之一样。在中间位置，开关被机械闭锁。B：断路器只有在手车(shǒuchē)处于“试验/隔离”位置或“工作”位置时才能进行合闸操作。在中间位置时，开关被机械闭锁。C：如开关柜采用数字保护装置，可通过软件编程来实现开关的防误操作。D：手车(shǒuchē)在“试验/隔离”位置或“运行”位置而没有控制电压时，断路器不能合闸，仅能手动分闸（机械电气联锁）E：只有在“试验/隔离”位置时才能拔下控制线插头F：接地开关只有手车(shǒuchē)在“试验/隔离”位置或拉出开关柜时才能合闸（机械联锁）G：接地开关合闸时，手车(shǒuchē)不能从“试验/运行”位置移向运行位置。3.2门板的联锁A：如断路器室门打开，手车(shǒuchē)不能被摇进运行位置B：手车(shǒuchē)在运行位置或在中间位置时，断路器室门不能被打开C：电缆室门打开，接地开关则不能合闸D：接地开关分闸，则电缆室门不能被打开精品资料3.3闭锁装置：A：活门在手车移开后用挂锁分别锁定B：接地开关操作孔可用挂锁锁定C：断路器手车操作孔可用挂锁锁定4控制线插头本线采用５８针式控制线插头连接器，其编号根据不同的开关柜而有所改变。在这种情况下，该控制线插头连接器编号只能(zhīnénɡ)用于与之相对应的开关柜。（见图）精品资料5开关柜的操作：所有操作都在开关柜的门关闭时进行5.1手动将手车从试验/隔离位置推入到运行位置：A:连接控制线插头B：关闭前门C：确认断路器处于分闸状态D：在转动滑片打开(dǎkāi)操作孔后，将操作手柄插入手车丝杆机构的方形插口中E：顺时针方向转动操作手柄，直到转不动为止（大约20圈见下图）F：观察位置指示器G：取下操作手柄5.2手动将手车从运行位置移到试验/隔离位置：A：确认断路器处于分闸位置B：按上述进入工作位置的步骤，倒向操作。精品资料精品资料5.3注意事项：Ⅰ、手车不容许停留在运行位置和试验/隔离(gélí)位置之间的任何中间位置（机构将闭锁合闸操作）Ⅱ、必须在断路器分闸时推入或拉出手车Ⅲ、必须缓慢移动断路器手车及其他手车，以避免任何可能使机械闭锁变形的碰撞。如在移动中遇到阻碍不要强行操作，要检查操作顺序是否正确。Ⅳ、在取下断路器操作手柄后，必须注意弹簧销头应完全堵住操作孔，确保销头的后部已经移到丝杆的六角帽内，即防止运行中对丝杆的误操作。误操作可能导致断路器的闭锁。5.4解锁方式：A．当手车处于工作位置时，将操作手柄插入操作孔中，顺时针旋转45

左右即实现解锁，再逆时针将手车摇出。Ｂ.当手车处于试验位置时，将操作手柄插入操作孔中，逆时针旋转45

左右即实现解锁，在顺时针将手车摇出。Ｃ.当手车处于中间任何位置时，将操作手柄插入操作孔中，顺时针旋转45

或逆时针旋转45

左右即实现解锁，再将手车摇进摇出。Ｄ.当电机及电机回路工作正常时，也可依照上述的方法进行解锁，实现手动摇进摇出。精品资料5.5将手车从试验／隔离位置移到服务小车上：Ａ.打开断路器室的门Ｂ.拔起控制线插头，将其锁定在手车上的存放位置。C.将服务小车推到开关柜正面，通过小车高度调节器调整工作台的高度，让其定位销对准柜前的定位孔后，服务小车通过锁键与开关柜锁定。D.向内侧滑动把手，解除手车与开关柜的联锁(liánsuǒ)，将手车拉到服务小车上，松开滑动把手，将手车锁定在工作台上。E.操作键锁释放杠杆（在操作台的前下部），将服务小车从开关柜移开。用挂锁将活门锁定。5.6紧急分闸：当断路器在运行位置，出现紧急情况，如开关柜低压室出现烟雾造成视线不清，进行常规的电气操作可能扩大事故范围，即可使用紧急跳闸机构进行分闸操作。紧急跳闸机构安装在开关柜门的中部，如图。精品资料精品资料二、VD4型断路器：1、弹簧储能：Ⅰ、对配有储能电动机的断路器，储能自动完成。若储能电动机损坏，也可手动储能。Ⅱ、对配有手动储能机构的断路器，将储能杠杆插入插口，反复上下运动（约２5次），直到指示出已储能状态。达到(dádào)储能状态时，储能机构自动脱扣，储能杠杆的进一步运动无效。Ⅲ、断路器在储能后，可以进行一次合分闸操作。（见下图）精品资料精品资料２、VD4电气控制回路(huílù)图：精品资料3、名称(míngchēng)对照表

符号

元件名称符号元件名称XB058针孔的航空插头BS1与储能机构联动的辅助开关

BB1与断路器主轴联动的辅助开关BB2与断路器主轴联动的辅助开关

BB3与断路器主轴联动的辅助开关MT手车摇进摇出操作电机BL合闸闭锁电磁铁辅助开关RL1合闸闭锁电磁铁

MO1第一分闸脱扣器MC合闸脱扣器TR1~TR9整流元件MS弹簧操作机构储能电机

KN防跳继电器RR串联电阻

P蜗卷弹簧操作机构BT2工作位置限位开关BT1试验位置限位开关精品资料4、控制回路解析：Ⅰ、电机储能回路：开关合闸后弹簧能量释放，此时接通电机储能回路。流程为ＸB０：２５→BS１：３２＼３１（弹簧能量释放后接点闭合）→Ｍ０储能电机→BS１：４１＼４２（弹簧能量释放后接点闭合）→ＸB０：３５。储能后BS１辅助接点转换完成开关储能。Ⅱ、手车合闸回路：ＸB０：４→TR３（整流元件）→ＫN：１＼２→BS１：１３＼１４（电机储能后接点闭合）→BB1：３１＼３２→BL：０＼２（RL1带电后接点闭合）→MC→TR３（整流元件）→ＸB０：１４。合闸后手车辅助开关触点进行转换。Ⅲ、手车分闸回路：ＸB０：３１→BB2：１３＼１４（合闸后接点闭合）→TR２（整流元件）→MO1→TR２（整流元件）→ＸB０：３０。分闸后手车辅助开关触点进行转换。Ⅳ、手车防跳回路：当开关合闸后BB1接点转换，这时BB1：５３＼５４闭合→ＫN受电→ＫN：1＼2打开、１＼４闭合，断开手车合闸回路，达到防止开关跳跃的功能(gōngnéng)。三、计量手车1、计量手车（这里指ＰＴ手车）PT是电压互感器(又名TV)，PT的作用是将大电压转变成小电压，供保护监测装置采集。在运行中PT二次不得短路。精品资料因为PT本身阻抗很小，短路会使二次回路通过很大的电流，使二次熔断器熔断，影响表记的指示，甚至引起保护装置的误动。为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，高压(gāoyā)窜入二次，危及人身和设备安全，二次侧必须有一端接地。PT一、二次侧的回路中一般都装设熔断器作为短路保护。Ⅰ、线路PT：安装在开闭站进线开关的进线侧，采集线路侧电压信号。Ⅱ、母线PT：Ⅲ、安装在环网进出线开关的PT，采集线路侧电压信号。2、计量手车没有开关操作和机械联锁功能。3、计量手车在进线或馈线柜中通过导板放在电缆室，在两边的闭锁销插入后，手车同时到达运行位置并已连接到开关柜的接地系统上，如采用与计量柜相符的电压互感器，同时可安装高压(gāoyā)熔断器。精品资料精品资料四、EK6型接地开关接地开关安装在变压器开关柜的右侧，有一个与驱动轴转速无关的快速合闸机构，仅当断路器处于试验/隔离位置或移开时，才能操作接地开关，为安全(ānquán)起见，开关柜断路器室门关闭时，才可合接地开关。精品资料1．接地开关的合分向下压接地开关操作滑片，当接地开关处于合闸位置时，滑片保持在压下的位置。A：将操作曲柄向上或向下插入六角轴进行操作B：顺时针方向转动曲柄，关合接地开关；反时针方向转动曲柄，断开接地开关，转动角度约为180度，转动时动作应连贯。C：观察接地开关的机械/电气的位置指示器。D：取下曲柄。2．接地手车A：从开关柜中移走断路器B：用螺栓将接地小车和驱动块按如下连接：①驱动块安装在顶部位置使下活门打开②驱动块安装在底部位置使上活门打开。C：用螺栓将接地小车和带3个套管的绝缘板按如下连接：①触臂安装在底部实现电缆(diànlǎn)接地②触臂安装在顶部实现母线接地D：将完整的短路连接件安装在接地手车上，用螺栓将接地电缆(diànlǎn)的一端连接到短路连接件上，将电缆(diànlǎn)的另一头连接到开关柜的接地端子上E：将上述连接好的接地小车移入试验/隔离位置，用曲柄将小车摇到运行位置，为安全起见，该操作必须在断路器室门关闭后才能进行F：在开关柜门上悬挂接地警告标牌精品资料精品资料第二篇10kV系统(xìtǒng)保护及保护装置

目录第一章10kV系统保护一、保护配置的要求(yāoqiú)及说明二、10kV系统保护的配置三、自投装置设置及实现方案四、电流选跳保护功能五、逻辑图第二章机场线保护装置一、保护装置简介二、保护装置操作说明三、工作中的注意事项四、保护装置的巡视与维护精品资料第一章10kV系统(xìtǒng)保护一、保护配置的要求及说明1、机场线保护设置的要求：Ⅰ、区间线路故障，实现速断跳闸。Ⅱ、开闭所外电源进线的过流保护的延时时间设置为0.5秒。Ⅲ、保证(bǎozhèng)保护系统的选择性。2、说明：10kV系统正常运行方式下，每回外电源串带1～3座变电所负荷；一座开闭所两回外电源均退出运行，由相邻开闭所支援供电时，每回外电源串带1～4座变电所负荷。开闭所外电源进线的过流保护的延时时间设置为0.5秒，如果10kV环网系统仅采用常规的过流保护，难以实现选择性保护。环网系统发生故障时，影响范围较大,且需要人为判断故障区段，而后恢复非故障区段的正常供电，恢复供电所需时间较长，因此，环网电缆采用电流选跳保护，以实现10kV环网系统的选择性保护。开闭所10kV母联设有合环保护功能，正常运行时允许合环操作。精品资料二、10kV系统保护(bǎohù)的配置１开闭所进线过流保护跳闸４配电变压器速断保护跳闸零序保护跳闸（小电阻接地系统为跳闸，其他为报警）过流保护跳闸外部跳闸零序保护跳闸失压跳闸变压器超温跳闸零序报警过负荷报警２母联零序报警零序报警馈线失灵跳闸５牵引变压器

速断保护跳闸失压跳闸过流保护跳闸３环网开关总保护跳闸零序保护跳闸区间电缆故障过负荷报警区间电缆零序零序报警母线故障跳闸外部故障跳闸馈线故障后备跳闸变压器开门相邻设备光纤异常整流器开门邻所母线故障后备区间故障后备跳闸精品资料三、自投装置设置及实现方案1、开闭所10kV母联设置自动投切功能。实现方案（以东直门变电所为例说明）：201开关进线失压（在进线PT测量到失压信号后），II段母线有压；母联保护单元延时向201开关发跳闸指令；当确认201开关处于分闸状态后，延时合母联断路器。完成母联自动投入操作。进线断路器过流保护动作、手动分闸、遥控分闸不启动母联自投功能。同时，母联的自投功能可当地或远方解除，以保证维护(wéihù)维修人员的安全。当202开关进线失压时自投过程相同不再详述。2、非开闭所10kV母联设置自动投切功能。实现方案（以三元桥站混合变电所为例说明）：201开关电流选跳保护动作并跳闸201开关，确认201开关分闸后，并且I段母线失压，检II段母线有压后，母联保护装置的自动投切功能发合闸指令，使母联断路器合闸，完成母联断路器的自动投入操作。进线断路器过流保护动作、手动分闸、遥控分闸均闭锁母联自投功能。同时，母联的自投功能可当地或远方解除精品资料3．开闭所母联合环选跳功能。开闭所的母联开关均设置了合环保护。当处于运行工作位置的电源进线或母联开关需要进行维修工作时，为减小停电范围，需使用合环选跳功能，进行不停电倒闸，其操作顺序如下：第一步，合环开关打在允许位。第二步，选择合环选跳开关（201，202，245）。第三步，合母联断路器（当合环电流超过整定值时，被选跳的断路器跳闸）。第四步，手分/遥分被选跳的断路器（当合环电流没有超过整定值时，需对被选跳断路器进行分闸操作）四、电流选跳保护功能电流选跳保护是利用装置间的直接通信可编程功能，实现线路两端信息的传递与逻辑判断。（一）电流选跳功能具有以下特点：1、电流选跳保护完全可以代替传统的电流差动保护，而不会降低系统可靠性。2、可以解决传统电流差动后备(hòubèi)保护选择性与速动性相矛盾的问题，满足系统对开闭所外电源进线0.5S的要求。3、电流选跳保护方案整定计算简单，保护整定无须配合。增加供电区段的开关数量，也不影响既有站的运行。4、具有动态的后备(hòubèi)保护功能，提高系统的可靠性。精品资料(二）电流选跳保护：如下图：以东直门开闭所、三元桥、将台路、五元桥、北皋开闭所为例。正常运行方式下由东直门开闭所和北皋开闭所向区间的所有变电站供电。五元桥每段上各有一台环网开关分断作为联络开关。当电流选跳保护在出现区间线路故障时，通过电流选跳保护装置实现跳闸。电流选跳保护各变电所的电流整定值只需在站内进行计算配合(pèihé)，每个站的馈线与进、出线的时间配合(pèihé)问题都是相互独立的，不需要与环网上其他站的进、出线的时间配合(pèihé)，甚至在联络开关合上时，也不会因为供电区段的加长，而影响整个环网供电线路的选择性，满足电力系统对环网故障时开闭所10kV外电源进线0.5S的要求。精品资料(三)电流选跳保护装置的接线方式：机场线选用的电流选跳保护装置F35的光纤模块型号为7J，采用端对端的通信方式，光纤通道连接成环形。每台F35的发送端口与光纤环网中另一台F35的接受(jiēshòu)端通过光纤进行连接，通讯时间<4ms。环网接线如上左图，光纤接线方式如上右图。精品资料（四）电流选跳逻辑：F35-1，F35-2均能检测到过流信号，通过内部逻辑电流选跳保护(bǎohù)不动作。F35-3检测到过流信号(xìnhào)，F35-4未检测到过流信号(xìnhào)，通过内部逻辑电流选跳保护动作。精品资料（五）典型故障分析如供电区段系统图中所示，在正常运行方式下，东直门枢纽变电站和孙河变电站向区间供电，联络开关断开。图中在不同的供电区域内共设置了4个故障点，我们以此来分析当系统中出现任一故障时，保护装置应如何动作，都有哪些开关接受到了命令。1、故障点（d1）发生在区间（1）开关动作情况：电流选跳保护装置通过内部逻辑判断跳开两端断路器三元桥221开关和将台路202开关。将台路245自投合闸，201带两段母线运行。（2）保护装置：如图所示，东直门221开关，三元桥202、221开关，将台路202开关为环网开关。当区间（d1）点发生故障时，东直门221开关，三元桥202、221开关，都能够检测到故障电流，而东直门221与三元桥202都检测到故障电流，符合(fúhé)选跳保护不动作的条件。而三元桥221与将台路202开关只有一个开关检测到故障电流，符合(fúhé)选跳保护动作的条件，跳开两端断路器三元桥221开关，将台路202开关。将台路202开关跳闸后，启动备自投，245合闸。2、故障点（d2）发生在馈线断路器：（1）开关动作情况：将台路247开关跳闸。其余开关正常运行。（2）保护装置：d2点所在馈线断路器电流保护启动，馈线断路器247开关保护跳闸后切断故障点。当d2点所在的馈线断路器失灵时，由故障馈线断路器所在的母线的进线断路器经过流启动后的0.38秒跳闸，切断故障线路。3、故障点（d3）发生在东直门开闭所进线电源电缆侧：（1）开关动作情况：东直门201进线失压跳闸，母联245自投。202带两段母线运行。（2）保护装置：当进线电源电缆侧发生故障时供电局东直门枢纽变电站馈出开关过流保护动作跳闸。东直门变电站进线201失压，245自投。其余开关运行正常。精品资料4、故障点（d4）发生在东直门开闭所4﹟母线上：（1）开关动作情况：东直门201开关、211开关、三元桥201开关跳闸，东直门231开关不动，三元桥245自投。东直门245不自投。（2）保护装置：201进线过流保护动作，201进线跳闸，同时联跳同一母线环网开关211，东直门211保护装置向三元桥201发出联跳信号(xìnhào)，三元桥201跳闸，符合启动备自投的条件，合三元桥245。

精品资料五、逻辑(luójí)图1、逻辑(luójí)符号：Ⅰ、＆-----“与”门。条件全满足出1。输入输出000111010100Ⅱ、≥1-----“或”门。条件只要(zhǐyào)有一个满足就出1。输入输出000111011101精品资料Ⅲ、“非”门输入输出0110Ⅳ、XOR-----“异或”门。输入输出0110精品资料2、机场线10kV逻辑图包含如下主要内容，详细内容见图纸。A、开闭所进线合、分闸条件B、开闭所母联合、分闸条件C、开闭站备自投启动、自投条件D、环网进线合分闸条件E、环网出线合分闸条件F、非开闭站母联合分闸条件G、非开闭站备自投启动、自投条件H、动力(dònglì)变压器开关合分闸条件I、牵引变压器开关合分闸条件精品资料第二章保护装置一、保护装置简介机场线10kV供电(ɡònɡdiàn)系统采用双环网供电(ɡònɡdiàn)方案，在该系统中环网线路采用F35微机保护装置；外电源进线开关、母联开关、牵引变压器开关及配电变压器开关采用F650微机保护装置。二、保护装置、（一）F650保护装置1．F650保护装置按键说明IO*F1F2ESC（绿）（红）（灰）（灰）（灰）（灰）（黑）精品资料2．保护装置面板指示：I：该按钮可用来合上用户可编程开关。完全由用户来编程。0：该按钮可用来断开用户可编程开关。完全由用户来编程。*：用户可编程。F1：用户可编程。F2：用户可编程。ESC：退出键。当该键被按下超过3秒钟时间，可检验所有LED灯和复位跳闸LED灯。旋转按钮或往复键：它既可被旋转，也可被按下。用于选择菜单、子菜单、设置及确认。按下或旋转该按钮从文本备用屏幕进入文本主菜单。命令按钮：位于面板右下方的命令按钮，带有三个选项：本地、远方及断开。3．装置操作：（1）本地操作（绿）：允许以本地模式执行操作（HMI，前RS232端口及后COM2端口）。（2）远方运行（绿）：只允许通过远方通讯方式(fāngshì)来执行操作（COM1及COM3—以太网）（3）断开（红）：允许执行闭锁操作。精品资料按下命令按钮可由当地操作模式切换到远方操作模式，反之亦然。在数秒内（顺序为当地—远方—断开）按下命令按钮可切换到断开状态（为了启用(qǐyòng)维护和安全禁止控制）。4、F650保护装置常用操作菜单说明。（1）菜单的名称与描述（见下表）（2）常用菜单的查看A、实际值的查看：实际值>测量>一次值>电流电压功率能量需求量实际值>测量>二次值>电流电压功率B、故障报告的查看：改变设置>产品设置>故障报告>显示故障C、保护状态的查看：实际值>状态>保护D、修改日期：日期和时间精品资料E、查阅版本号：选择主屏幕>Logotype标识（此选项作为主屏幕用来选择装置标识，包括(bāokuò)固化软件和引导程序版本以及型号和就地端口COM2的通讯参数）。F、开入、开出操作：命令：所有事先配置好的操作都将被显示。转动往复键可显示这些操作。按下往复键预选要执行的操作。按下确认信息（Intro）后操作被执行。（二）F35保护装置1、F35保护装置的面板指示灯该面板装有指示灯、按键和一个通讯接口。复位键用于复位锁住的指示灯、指示器或目标信息，RS232接口用于与笔记本电脑连接。（1）状态指示器：A、INSERVICE(运行)：表示控制电源已接通，所有监视的输入/输出和内部系统均正常；保护装置已被编程。B、TROUBLE（故障）：表示保护装置有内部故障。C、TESTMODE（试验模式）：表示保护装置处于试验模式。D、TRIP（跳闸）：表示选定的跳闸接点已动作。这个指示器总处于闭锁状态；必须启动RESET命令才能使其复位。E、ALARM（告警）：选定的报警信号已动作。F、PICKUP（启动）：表示某个元件启动。（2）事件原因指示器精品资料这些指示器用于显示输入信号，这些输入信号与动作元件或具有等待复位的锁存标志元件有关。A、VOLTAGE（电压）：与电压相关。B、CURRENT（电流）：与电流相关。C、FR