GL312型断路器防跳研究及其接线

毕业设计报告(论文)

GL312型断路器的防跳研究及其接线

所 属 系 电气工程系 专 业 继电保护 学 号 01511304 姓 名 王婧雯 指导教师 隆贤林 起讫日期 2015年 4月-6月 设计地点 东南大学成贤学院

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摘要

本文着重研究了六氟化硫断路器的可靠性控制和防跳接线，首先，分析了六氟化硫断路器的操动控制回路，着重介绍了GL312型断路器“防跳”控制回路，并详细介绍了SF6断路器利用弹簧操动机构提高断路器分合闸操作的可靠性；接着就原理和结构方面对操作回路、信号回路和合闸跳闸回路做了详细介绍，为实现控制奠定了理论基础。其次在分析保护配置方面的基础上，针对保护原理，和保护柜的功能对一次设备和二次回路作了各自的介绍；最后进行了GL312型断路器的防跳接线的研究，和本设计相关的回路CAD图。CAD图纸分为七个部分，关于信号部分，交流电源部分、电流及电压部分、隔离开关，高压开关它们各自的回路部分之间的关系。

本文从五个方面来写的。第一章研究了GL312的现状、综述，以及当前中国电力的背景和未来中国高压开关的发展方向。第二章为GL312的操作控制回路。第三章为110kV距离保护中相关的二次配置情况。第四章基于任务图纸，从实际考虑详细讲解了二次回路中涉及到的相关原理，第五章为本文的结语，既是对本次设计的总结，也是四年大学对身为《继电保护》专业知识学习的总结。

关键词 ：继电保护， 断路器，永磁操动机构，二次接线

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Abstract

This paper focuses on the research of the sulfur hexafluoride circuit breaker reliability control and anti jumper. Firstly, it analyses the sulfur hexafluoride breaker actuator control loop, emphatically introduces the GL312 type of circuit breaker \mechanism to improve the circuit breaker tripping and closing operation reliability is introduced in detail; then principle and structure of control circuit, signal circuit and the closing tripping circuit made a detailed introduction, to realize the control of the laid a theoretical foundation.Secondly in the analysis of protection configuration on the basis, according to the principle of protection, cabinet and protection function of a device and secondary circuit made their introduction; finally, a GL312 type circuit breaker jump preventing the connection, drawing the circuit breaker control circuit, the AC voltage and current loop, knife gate anti false principle of CAD drawings.

This paper is written in five ways.. The first chapter of GL312 status, review, and the background of the current electric power of China and the future of China's high-voltage switch development direction. The second chapter is the operation control loop of GL312.. The third chapter is related to the two configuration of 110kV distance protection. In the fourth chapter, based on task drawings, from practical considerations explain in detail the principle involved in the secondary circuit, the fifth chapter is the conclusion of this paper is a summary of the design, is a four - year university of body for a summary of the relay protection professional knowledge learning.

Keywords ： permanent magnetic actuator, protection, secondary connection

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目录

摘要 ..................................................................... II Abstract ................................................................ III 目录 ..................................................................... IV 引言 ..................................................................... VI GL312型断路器的防跳研究及其接线 ....................................... - 1 - 第一章 绪论 ........................................................... - 1 -

1.1 课题背景及意义 ................................................ - 1 - 1.2 GL312的现状、综述 ............................................ - 1 - 第二章 GL312断路器的操作控制回路 ...................................... - 3 -

2.1 断路器的作用及原理 ............................................. - 3 - 2.2 断路器的操动机构 ............................................... - 3 - 2.3 断路器操作回路的要求 .......................................... - 4 - 2.4 断路器“防跳”操作回路 ......................................... - 5 - 2.5 断路器位置、灯光信号回路 ....................................... - 6 - 2.6 GL312的接线要求 .............................................. - 7 - 第三章 110kV距离保护的二次配置 ........................................ - 8 -

3.1 保护配置情况 ................................................... - 8 - 3.2 微机保护的介绍 ................................................. - 8 - 3.3 测控柜 ........................................................ - 9 - 第四章 二次回路的设计 ................................................. - 11 -

4.1二次回路 ...................................................... - 11 - 4.2 互感器....................................................... - 11 -

4.2.1 电流互感器 .............................................. - 11 - 4.2.2 电压互感器 .............................................. - 12 - 4.2.3 电压互感器二次电压切换回路 .............................. - 12 - 4.3断路器的合闸、控制回路 ........................................ - 13 - 4.4信号回路设计 .................................................. - 14 - 4.5刀闸的防误操作闭锁回路 ........................................ - 14 - 4.6 电流回路...................................................... - 15 - 4.7 电压回路...................................................... - 15 - 第五章 结语 .......................................................... - 18 -

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谢 辞 ................................................................ - 19 - 参考文献 ............................................................. - 20 - 附录 二次设计回路图 ................................................... - 21 -

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引言

在现代社会农工业、交通、运输、文教卫生、国防、金融、旅游服务、商业、和人民生活领域等都离不开电能随着生产和生活中所需要用电量的增加，电能一边为我们的生活带来便利一边却也在给我们带来安全隐患。当发生故障时其短路电流通过电气设备会使其发热，当短路电流较长时间通过电气设备时将使电气设备过热而损坏，同时短路点的电弧有可能烧坏设备，短路电流通过导体时，在导体中产生的机械力使导体和支架遭到严重破坏。短路时，系统的电压会极速下降，很可能会造成电动机停止旋转，以至严重影响用户工作，给社会带来严重后果。当系统发生严重断路故障时，会造成并列运行的发电机失步，破坏系统稳定从而引起大面机停电。当系统发生不对称短路时会产生零序电流，通信线路能否正常工作受零序电流的影响，通信线路若不能正常运行其带来的危害是不可估量的。

在如今由各种高低压电气设备组成的电力系统中，断路器是必不可少的，这是源于它对线路起着控制与保护的重要作用，GL312是一种量大而面广的电气开关产品。由于它的存在才有了保证了电网的安全、稳定运行的基础。断路器控制回路如果发生了断路器“跳跃”是非常危险的，大的方面会引起断路器的爆炸甚至发生火灾、小的方面会引起机构损伤或烧坏二次保护设备。所以断路器是电力系统中必需具备的，同样在一次设备中对质量的要求也是较高的，特别是在如今大力发展综合自动化变电站的背景下，合理的防跳回路是微机保护装置中不可缺少的技术条件。

原有的供配电系统现在已很难满足现有生产的要求，为了保障人身安全，对系统能否可靠运行提出了更高的要求。另外从全局考虑，对供配电系统的设计提出了满足工程特点、用电容量的地区供电条件。变电站的综合自动化是指将变电站二次设备（在4.1中给出介绍）利用先进技术和信号处理，再经过我们通过微机软件的一些设计，然后就做到了微机保护功能。因此，在自动化技术不断进步的今天，特别是当今21世纪生活竞争激烈人们追求速度的时代，如果不跟上时代的步伐追上国际的脚步，中国不仅会被淘汰，而且会一直落后，难道我们13亿人口大国甘心就这样看着他们进步自己望尘莫及吗！！！所以实现断路器的高效率工作是十分必要的，高效率是前提，质量是基础，注重细节才能成功，一直创新才能超越。

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GL312型断路器的防跳研究及其接线 第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

高压断路器在电力系统中使用范围很广，在电力系统的各种电压等级中都有应用，是重要的电气设备。高压断路器在电能生产、传输、分配过程中的主要作用是：用来接通或切断处于各种状态下（包括事故状态）线路或负载的电器；当电力系统发生短路时，这时就需要用到断路器的结构性能，在电力系统的稳定和安全方面具有非常重要的意义。

对GL312的防跳研究对于控制系统设备运行可靠性有重要的意义，所以需要本文着重进行防跳的研究。断路器的实际应用必须要满足故障信息的规范性和一致性，做到调度运行可以明确判别电网故障，为电网的辅助决策和对保护装置信息化管理起基础作用。

GL312型开关的绝缘性佳，寿命长的特点使广大用户信服。最近几年SF6断路器在高压系统网得到了广泛的应用，它具有断口电压较小，开断能力强并可以连续开断，适合用在频繁操作的回路另外它的噪音小，由它的成分决定它不易燃可靠性很高，减少了火灾危险情况的发生。在断路器里面它的故障率是最低的，其触头系统的寿命很长，操作系统也比较简单可靠。与之相关的液压、气动机构配用于少油断路器时因断路器的本体故障率较高，所以与SF6断路器跟液、气机构相比其他断路器的缺点凸现，可能给电网安全造成更大的损失，制造商因而从客观上或从市场方面更愿意使用六氟化硫断路器。所以六氟化硫断路器的调整是一项至关重要的工作，它将直接影响到高压断路器的可靠性。

保护要发挥作用，需要合理及完善的二次接线。才能确保人为误操作时不会出现严重后果。

1.2 GL312的现状、综述

目前新建变电站基本采用综合自动化方案。综合自动化控制是一种以计算机为核心构成的集散控制系统，将变电站的测量、控制、保护、信号和自动调节集中在计算机内进行。计算机除了具有逻辑分析能力外。还具有数值运算和数据存储能力。由监控系统及测控单元实现断路器、隔离刀闸、接地刀闸的控制与防误操作闭锁；现场运行相关信息如电流、电压、断路器位置、刀闸位置等由测控单元收集经由网络上传，取消了原有的中央信号屏，同时信息上传至网络层后可以方便地共享，将以往的中央信号与远动信号合并，减少了二次电缆数量同时也为全站防误操作闭锁提供了有利条件。采用了综合自动化方案后，断路器、刀闸分合操作既可以在场地手动操作，也可以再变电站监控后台或上级集控中心、调度中心由监控软件实现操作，实现无人值守。- 1 -

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本次毕业设计任务目的是GL312型断路器的防跳研究及其接线。在设计过程中重

点理解各设备之间的联系、控制回路和信号回路，并找出相应的端子完成设备之间的互联，最终得到完整的二次接线图。相应的CAD图纸中包括交流电压电流回路图、断路器控制回路图、信号回路图和刀闸防误回路图，同时给出了详尽的端子标号和互联关系示意。掌握相关的保护原理和操作规程，同时加强对各厂家的保护柜、测控柜、断路器及隔离刀闸原理的理解。本次设计按照综合自动化方案配置设备，涉及范围主要为保护柜、测控柜等二次设备。保护柜选用许继GXH811A?112Q型；测控柜选用6MD312、断路器采用GL312，隔离刀闸采用CS600型电动机构，接地刀闸采用CS600型手动机构。刀闸防误采用电气硬接点闭锁与监控系统软件闭锁相结合的方式。

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第二章 GL312断路器的操作控制回路

2.1 断路器的作用及原理

GL312型断路器即SF6断路器，下面我们看下它在电力网中的作用：一是根据电网运行可靠的需要，自动将一部分电气设备投入系统；二是当发生故障时，我们远方遥控GL312，做到将故障部分从电网中切除，减少故障的扩大，让无故障部分能够继续正常运行。

断路器包括下几个部分:电流回路、电压回路、储能回路、控制回路、加热照明

和闭锁回路以及外引联锁回路。断路器的操动机构是断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来合闸或维持闭合状态，或是用来跳闸。当断路器进行合闸时，操作机构带动动触头、喷嘴和活塞向左运动，使定触头插入动触头座内，使动定触头有良好的电接触，达到合闸的目的。 本设计GL312采用的的操动机构是弹簧操动机构，采用由优良绝缘性能和灭弧能力的 六氟化硫气体作绝缘介质和灭弧介质，这是由六氟化硫气体可以承受较高的高压短路电流和它的物理性质决定了六氟化硫断路器具有很高的灭弧性能力和较高的可靠性。GL312使用的FS6气体另一方面也可以使设备体积更小可靠性更高。六氟化硫断路器灭弧室的基本结构由动触头，绝缘喷嘴和压气活塞连接在一起组成的，通过绝缘连杆到操作机构

。定触头制成管形，动触头是插座式，动、定触头的端部都镶有铜钨合金。绝缘喷嘴用耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯制成。

随着国民经济的增长，我们对用电的需求和电力的可靠性也在飞快的提高。变电站的开关已经逐渐换代成新型的SF6开关，电力系统负荷日益增长，供电可靠性要求逐步提高；

2.2 断路器的操动机构

开关电器的触头分和必须要靠机械操动系统才能够完成。操动机构作为断路器的重要组成部分，有各种不同的型式，如电磁操动机构、弹簧操动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构等。本设计选用的是GL312型断路器采用的是弹簧操动机构。通常操动机构中的跳闸线圈电流一般在1~5A左右，因此进行断路器操作时，可利用控制开关直接接通跳闸线圈回路，发出直接跳闸命令，跳闸线圈得电合闸回路接通进行跳闸。而合闸线圈则相差很大，对于电磁操动机构，其合闸线圈动作功率要大，所以一般合闸线圈电流在60~400A左右，因此对这类机构进行合闸操作时不能用控制开关直接接通合闸线圈回路，发出直接合闸命令之后，利用辅助触点进行操作。

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2.3 断路器操作回路的要求

(1)操动机构的合闸线圈与跳闸线圈的设计原则都是按短时间内通过电流设计的，断路器接到命令后进行合、跳闸操作时，其操作电路只允许短时间接通，操作完毕后应当自动断开并复归到之前的状态。

为此，在操作回路中引入断路器的辅助触点QF1、QF2等、即在跳闸回路中引入断路器的动合辅助触点QF2（断路器跳闸后接通，合闸后断开），如上图2.（1）所示；

如图2.（2）所示在合闸回路引入断路器的动断辅助触点QF1（断路器跳闸后接通，合闸后断开），当合闸与跳闸操作完毕后，它的辅助触点会自动断开此操作回路。

?2?断路器的合闸跳闸不仅可以通过控制开关手动进行，而且应能由继电保护自控装置来实现。为此，在跳闸回路控制开关的触点回路4上并联接入继电保护的出口中间继电器KPO的触点，见图2.（3）；合闸回路控制开关触点回路3中并联接入自动装置出

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口中间继电器KCA的触点，见图2.（4）

（3）考虑到断开电感电路时，控制开关或继电器的触点可能被烧坏，所以断路器的合闸或跳闸电路应由其辅助触点QF1和QF2断开，而不应由控制开关或继电器的触点断开。因此，断路器的辅助触点在安装时应该预先调节好，让其满足在操作完成后比继电器或控制开关的触头断开的要早一些。

2.4 断路器“防跳”操作回路

所谓“跳跃”，指断路器在自动装置动作或手动合闸以后，如果操作控制开关

SA仍保持之前的状态，然而外界正好处于短路工作状态，即故障状态，此时保护动作使断路器跳闸，因为此时合闸回路仍接通，所以断路器会再次跳闸。如果没有防跳继电器，断路器会不断分闸、合闸，造成断路器跳跃现象。断路器的防跳措施有操作箱防跳和本体防跳: (1)断路器本体防跳：当出现合闸接点粘连或者控制开关为复归时，断路器机构 箱防跳装置动作，合闸闭锁继电器的常开接点断开实现防跳功能。 (2)操作箱防跳：防跳继电器在保护的操作箱内，跳跃闭锁继电器串联接入合闸回路 当出现跳跃现象时，跳跃闭锁继电器动作，断开合闸回路，实现防跳功能。 当断路器的操动结构不带防止断路器“跳跃”的机械连锁机构时，因“跳跃”很快会使断路器损坏，故应在电路中装设防止断路器“跳跃”的电磁连锁机构。

实现防止断路器“跳跃”的电磁连锁方式有几种，图2-1为其一种。在图2-1中，KTL为跳跃闭锁继电器，它是具有电流线圈和电压线圈的中间继电器，电流线圈通电能使继电器动作，电压线圈通电进行自保持。

当控制开关闭合到故障线路上时，继电保护出口的中间继电器KPO动作，其触点闭合，

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使断路器跳闸，同时跳跃闭锁继电器KTL动作。若值班人员手未松开控制开关，即控制开关SA仍处在合闸操作位置，则触点回路3处于接通状态，KTL电压线圈通电，使KTL自保持，其动作触点维持断开状态，断开合闸回路，断路器不会再进行合闸，从而防止断路器多次连续合闸，即防止了断路器的跳跃。

2.5 断路器位置、灯光信号回路

断路器位于配电装置室内，而控制开关在控制室的控制盘上。为了使值班人员在操作时不发生错误，控制盘上应有指示断路器“分”、“合”位置的信号设备。常用的断路器位置信号是用两种不同颜色的信号灯表示的，如前图2-2（1）所示。断路器操作位置的指示一般都用红、绿信号灯来表示，红灯HR串接在断路器的动合辅助触点1-2回路内。这样当断路器在断开位置时，断路器的的辅助触点就会接通绿灯回路，因此绿灯亮起，绿灯亮表示断路器此时在跳闸位置；如果断路器在合闸位置，则由于辅助触点已经进行了切换，红灯回路接通，红灯亮表示断路器在合闸位置。

断路器手动操作与自动操作时都将改变自己的位置。为了在手动操作与自动操作时提醒运行人员注意，设置有了“闪光”电源。当手动操作后断路器经处于合闸或跳闸位置时，控制开关的位置与断路器的位置是一一对应的，此时对应的位置信号灯会发平光。当断路器由继保装置自动合闸或跳闸时，断路器的位置改变了，而控制开关的位置不变，因此控

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制开关和断路器两者位置不对应，接通闪光电源（+）WFS，使与断路器位置相应的信号灯闪光，如图2-2（2）.在运行人员进行手动合闸或跳闸过程中，为了判断操作对象是否正确，在预备操作时也接通闪光电源使相应的信号灯闪光。

2.6 GL312的接线要求

断路器的操动机构有如下的型号如电磁操动机构、弹簧操动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构等。它的控制回路应满足下列要求：

(1)跳闸合闸回路电流脉冲一般应直接作用于断路器的跳闸、合闸线圈，但对于

电磁操作机构来说，就需通过合闸接触器间接地接通合闸线圈才能完成操作，因为电磁操作机构的合闸线圈电流很大。

(2)断路器操作机构中以防跳闸、合闸线圈长时间通电，因此它的跳闸、合闸线 圈都是按短时间内通电，故在跳闸、合闸完成后要求自动解除命令脉冲来切断跳闸

合闸回路。

(3)既可以通过手动操作断路器的跳闸与合闸，同样也可以有继电保护和自动装置 进行远方控制实现GL312的自动跳闸与合闸。 （4）应具备可靠的防跳措施。

(5)应能可靠地保护当二次回路发生短路或过负载的情况，可以监视控制电源及合、跳闸回路是否完好。

(6)应具有监视SF6气体的压力和弹簧是否正常的闭锁回路。 (7)应有可以反映断路器状态的位置信号。

（8）接线应简单可靠，为了减少线路内部出现异常，应减少使用电缆芯数。 （9）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的信号措施。

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第三章 110kV距离保护的二次配置

3.1 保护配置情况

二次设备又称辅助设备，是指对一次设备进行调整、测量、控制、监察和保护的低压设备，它包括控制、信号、测量监察、同期、继电保护装置、自动装置、操作电源等...

本次课题中线路保护采用中性点直接接地电力网中的线路，110KV线路保护采用距离保护，距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离L，并根据该距离L大小确定动作时限的一种继电保护。阻抗继电器精确高不高将对距离保护起着重要的影响。其实保护安装地点至故障点的距离间接代表了它们之间的阻抗。用公式可以表示为如下：

Zr?UR/IR;保护装置的动作是距离（或阻抗）的函数，即t?f(Z1*L);Z1?被保护线路单位长度的正序阻抗；

L?保护点至短路点之间的 距离。 本次设计110kV及以上电压等级电网均属于中性点直接接地电网，所用的保护柜GXH811A-112Q是由2台WXH-811A型高压线路保护组成的。WXH-811A 系列装置的保护为三段相间及接地距离保护、四段零序保护相配合，配置有三相重合闸功能。双母线交流电压切

换回路、适用于断路器单或双跳闸线圈的出口操作回路也在该系列的保护装置中。

3.2 微机保护的介绍

微机保护装置从功能上划分的话可以分为六部分

(1)模拟量输入系统（也称 数据采集系统） （2)继电功能回路（CPU）主系统；

(3)开关量输入/输出回路；（4）人机接口回路；（5）通信回路；（6）电源回路。

如3-2图所示。模拟量输入系统功能：把被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号采集下来，并将此信号经过预处理，然后转换为装置所需要的数字量。开关量输入/输出回路、信号报警和外部接点输入保护的出口跳闸等工作的实现是由光电耦合电路、有接点的中间继电器和并行口组成的。微机保护有众多优点如动作准确率高、可靠性较高、维护

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调试较方便、使用灵活方便、容易获得各种附加功能、可以使用远方监控和经济等优点。

图3-2 保护配置示意图

3.3 测控柜

本次有关110KV线路保护测控装置的功能分为三个方面：

(1)保护方面：三段式距离保护包括低/过电压保护、非电量保护、超温信号报警、接地保护、频率异常、PT断线检测等方面。

（2）测控方面的功能：应用通信技术完成对设备状态的信息的监视，五路遥信开入采集；事故的遥信、装置遥信变位、断路器正常状态时分合遥信；小电流接地探测遥控分合；三相电压、三相电流以及P、Q、cos ? 等9个模拟量的遥测；开关事故次数的统计和4路脉冲的输入。

(3)信息方面的功能：装置描述的远方查看；装置参数的远方查看；保护定值，区号的远方查看，修改功能；保护功能；软压板状态的查看，投退；装置保护开入状态的远方查看；装置运行状态的远方查看；远方对装置进行信号复归；故障录波。

测控柜还可通过后台（监控系统）实现远方控制。当需要直接抑制变电所中断路器、发电机和隔离刀闸状态时，这时调度中心发出相应的控制命令这个过程即为遥控。考虑到

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还有很多问题需要解决如保证装置的正常运行、便于维护、还具有自检查和自诊断等功能。所以它的功能必须要不断的扩展，如下表格3-3分列出了它各自的功能。

类别 遥测信息 遥控信息 遥信信息 线路电流变压器电流发电机输出功率 信息名称 断路器操作命令隔离开关操作命令机组启、停操作命令断路器分、合状态隔离开关分、合闸状态继电保护和自动装置状态负荷母线电压频率功率角电能量等 并联电容器投、切命令发电机组开、停状态 表 3-3

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第四章 二次回路的设计

4.1二次回路

二次回路基本概念：变电所和发电厂的电气设备指一次设备和二次设备，其接线可分为一次接线和二次接线。二次接线又称二次回路，是将二次设备互相连结组成电路，包括交流电压回路、交流电流回路、断路器控制、信号回路、自动装置保护回路和直流回路。二次回路是由某一次接线或一次设备组成的，是用来控制操作、测量监察和保护一次设备的，二次回路对于变电站的检修维护、运行管理来说是不可或缺的。如变电站里的保护装置，变压器等的安装和调试都要用到二次回路或二次接线图。

二次回路中二次设备相互连接的关系是用国家规定的通用图形符号和文字符号来

表示，这种方式称为电气接线图。 (1)本次二次回路设计包括 ：1）互感器的控制回路设计；2）断路器的控制回路设计；3）信号回路的设计； 4）隔离刀闸的防误操作闭锁回路设计。 (2)回路设计中的设备

电流、电压互感器、阿尔斯通CS600和CS100地刀（刀闸）、GL312断路器、GXH811A-112Q(保护柜)、6MD632测控柜。

4.2 互感器

互感器是一种特殊的变压器，将电路中的大电流变成小电流，将高电压变成低 电压的电气设备同样也是供电系统中测量、保护、监控用的重要设备。互感器可为电流 互感器（TA）和电压互感器（TV）他们的工作原理和变压器类似。作用:(1)可以将电流和电压变换成统一的标准值，使仪表和继电器更加标准化； (2)将线路的高电压与二次侧的仪表、继电保护装置隔开，保证操作和运行的 安全。

(3)与测量仪表配合，进行 测量线路的电压、电流和电能；与继电器配合对过电压、过电流和单相接地电气设备进行保护。 4.2.1 电流互感器

电流互感器（TA)是一种变流器，接线原理图如下图4-1.为了防止绕组之间绝缘击穿

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时，一次侧高电压串入二次侧低压侧危害人身和设备的安全，互感器的二次回路侧应保护性接地，运行中的电流互感器二次绕组不允许开路。接线时要注意测量和保护回路应分别接在电流互感器不同的二次绕组上。 4.2.2 电压互感器

电压互感器（TV）是一种小型变压器，如下图所示4-2为一台单相电压互感器的接线。 使用时二次侧切记要保护接地。为防止电压互感器一二次之间绝缘击穿，高电压窜入低电压造成人身伤亡或设备损坏，电压互感器二次侧必须设保护性接地点。运行中二次绕组 切记不允许短路，以免把电压互感器烧坏。

图4-1 图 4-2 4.2.3 电压互感器二次电压切换回路

高压电网中为了减少故障时的停电一般都采用双母线系统。当双母线系统需要进行切换时其设备上相应的自动装置、继电保护和测量表计的电压回路会一起进行切换，一次设备在哪条母线上，其相应 二次设备也应由同一母线电压互感器供电。图4-2.3——电压回路自动切换是利用隔离开关辅助触点实现的。其中，1TV和2TV分别是I母和II母上的电压互感器，其二次侧电压经自身隔离开关3QS和4QS的辅助触点引入电压小母线。一次设备的二次侧电压回路可由电压小母线经隔离开关1QS和2QS进行倒闸操作时，二次电压回路也随之自动切换（通过利用其触点才能实现电压回路自动切换）

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图4-2.3 4.3断路器的合闸、控制回路

通过闭锁、分闸和合闸等信号可以对断路器实现控制，当出现SF6泄露、合闸油压、自动重合等情况下GL312型断路器会发出闭锁信号。图4-3为断路器的合闸回路，x1-610

图4-3断路器的合闸回路

接手控开关S3，接到K11到S1.1常闭触点，再通过Y14得电线圈依次连接S2和K14、到防跳常闭触点S3，接到负极回路X1-625形成通路。当X1-610得电，手动按下S3按钮，电流回到x1-625,此合闸回路接通，断路器合上，紧接着断路器自动储能，准备下次出现情况随时跳闸。

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4.4信号回路设计

如今信号回路应用在变电站和发电厂中时，我们的值班人员在进行监视的过程中仅仅利用二次侧的测量表计对设备和系统的运行状态进行监视远远满足不了系统故障随时可能发生的变化。由于声、光指示信号在人的大脑中比指示数字更加地直观和醒目，更能引起人们的注意所以我们要借助灯光和音响信号来反映设备的运行状态，可以及时发现与分析故障，迅速消除和处理事故。作用于跳闸的继电保护装置动作后会发出事故信号，作用于信号的继电保护装置，动作后发出预告信号，并有相应的灯光指示。我们考虑到信号回路有如下的功能：当GL312事故跳闸时，相应的光字牌及事故灯会闪光；发生故障或异常情况时能瞬时或延时发出相应的音响、灯光和掉牌信号；应满足能进行是否完好的试验；应能满足音响信号可以重复动作，另外可以手动或自动复归。

断路器分、合闸位置GL312断路器机构箱 断路器分合闸位置断路器状态信息隔刀分合闸位置断路器状态信息地刀分合闸位置保护动作信息保护柜GXH811A-112Q测控柜GPSR662-102CS600刀闸电动机构隔刀分、合闸位置线路断路器端子箱 隔刀分、合闸位置地刀CS100分、合闸位置刀闸手动机构 图4-4 信号回路图

4.5 CS100防误闭锁回路

我们通常采用的是就地或远方来实现对CS100-隔离开关的控制，隔离开关的操动机构有手动跟动力操动两类。由于没有灭弧装置，隔离开关不能用来通断大电流，所以隔离开关和断路器之间必须有闭锁。规定:220KV及以上倒闸操作用的隔离开关一般采用远方和就地控制两种方式；检修用隔离开关和接地刀闸一般采用就地控制；本次设计110KV隔离开关、接地刀闸一般采用就地的控制。

隔离开关、接地刀闸的防误闭锁装置分为机械闭锁和电器闭锁两种型式6~10KV配电装置，一般采用机械闭锁装置；35KV及以上配电装置，通常采用电气闭锁装置。

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4-5刀闸的防误操作闭锁回路

如上图4-5所示，本操作的原理是用电磁锁锁住操作机构的转动部分，这样就实现了闭锁操作。当需要断开隔离开关QS时，必须先跳开QF。当然前提是在馈线通电有点的时候才能顺利进行此切换操作。

4.6 电流回路

电流回路在装置中起到保护的作用，通过TA变换到二次侧的电流通入到保护柜中，如下图4-6所示：电流互感器一侧公共接地，另一侧接入保护柜。4-6中TA的A411左侧接

图 4-6 电流回路图

地，右侧接入到GXH811A-112Q的1ID4端;TA的B411右侧接入GXH811A-112Q的1ID2，左侧接地；TA的C411右侧接入到GXH811A-112Q的1ID3，左侧公共接地；TA的N向接入GXH811A-112Q的1ID4，左侧与A、B、C接地端连接起到保护电流互感器TA不受到短路电流的伤害。连接到保护柜形成回路，对线路起到保护的作用。

4.7 电压回路

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如下图所示4-7为电压回路；最顶端是电压小母线，电流从小母线流入GXH811A-112Q，

图4-7 电压回路图

A相小母线1YM通过A630连接到GXH811A-112Q的315，同装置的2YM连接到415，GXH811A-112Q中与他们对应的7UD20连接到6MD632的X10，在6MD632中与X10对应的1X13连入GXH811A-112Q的1UD4,1UD4和公共端1UD5共端子，这一段连线直接引到出线侧到TV电压互感器，另一段与此同理B相小母线1YM通过B630连入GXH811A-112Q的314，2YM连入414，对应的另一侧连入GXH811A-112Q的317，通过B710路连入6MD632的X11，与X11对应的为1X14连入到GXH811A-112Q的1UD-6，通过603-604-602连至出线侧电压互感器。

电压切换回路为如下图4-8，电压小母线1YM通过A630连入到GXH811A-112Q的315、

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图4-8 电压切换

2YM通过A640线路连入到415，A相对应的另一侧318通过A710这条线路有连接片JH连入到计量柜；B相的电压小母线1YM，和2YM分别连入到GXH811A-112Q314、414；GXH811A-112Q中对应的另一侧311通过B710这条回路连入到计量柜；C相的电压小母线1YM、2YM的313、413和GXH811A-112Q中对应的316通过C710连入计量柜。 通过这两个回路互相配合，完成对线路各种短路或意外过流情况的距离保护。

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第五章 结语

本文主要是以GL312型断路器的防跳研究及其接线的设计为研究对象，内容是以一次设备为配置基础用以满足二次设备的设计，适当的加入一些图文分析。在应用方面，对一些实际应用接线等做了简要介绍，以求做到深浅适合，便于对技能知识的理解和掌握。

本文在编写过程中，得到了同学、老师和朋友的大力支持和热心赐教，通过查找，整理资料的过程，提高了我提取和总结信息的能力，写的过程使我对大学中学到的专业知识有了一个体系总结，这对我以后的工作也是有帮助的，修改的过程相当于让我的心灵经历一次又一次精神旅程，虽然有紧张但经过数周的知识总结最终完成了让自己满意的论文。

厂家提供的图纸，把原理图、接线图和端子图分开画的很详细，在老师和朋友的帮助下对看懂图纸有了很快的提高，通过这些时间对厂家图纸的学习，使我具备了一定的读图能力也有了一定的逻辑推断能力，现在给我一张图纸对照符号解释可可以分析它的原理图，这是最大的收获。文章中加入的CAD回路图，加强了我的制图能力。

本次设计二次接线的特点是其各自的回路部分是分开进行的，当有回路出现故障时只要找到它在原理图中的回路，对应接线图找到它的端子，就能查到内部出现故障。所以调试的时候只要万用表和图纸根据逻辑能快速查出错误之处。从设计课题到现在基本已经完成了此次毕业设计的任务，遇到问题解决问题，自己思考时会有很多一系列的思路和问题，记下自己的想法，另一方面也提高了自己的学习能力和Office的操作能力。二次回路和继电保护的知识是一个长期通过应用积累的过程，这次毕设的完成不表示我学习的终结，通过这次查找的过程发现了很多有价值的书籍对我以后的工作有很大的帮助。能顺利完成这次设计很不容易，也不麻烦。由于我请了一个月的假，在这期间我少学了很多只是，但老师和同学通过网络细心对我的疑惑认真解答，慢慢的我从一无所知做到了如指掌，在最后阶段在组长的帮助下，完成了最后一部分CAD图纸的端子图查找。工作中我会更加努力的利用学到的知识来解决遇到的问题。

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谢 辞

再次对隆老师和组长及同学表示诚心的谢意！感谢老师和同学通过网络细心对我的疑惑认真解答，和亲切的帮助，帮我解决问题指引我。五月即将过去，六月我们将各奔西东，很幸运和你们分在了一组，你们的快乐传给了我，而我会将它们继续传递下去的。

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参考文献

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[3] 西北电力设计院，电力工程设计手册第二册[M].北京：中国电力出版社,1997. [4] 华东电业管理局、电力工业部电力科学研究院，220～500kV电网继电保护装置运行整定规程（DL/T 559—94）[S].北京：中国电力出版社,1994.

[5] 电力科学研究院，电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程（DL/T 623—1997）[S].北京：中国电力出版社,1997.

[6] 姚春球，发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2004.

[7] 陈跃，电气工程专业毕业设计指南电力系统分册[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[8] 韩笑，电力工程专业毕业设计指南继电保护分册[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[9] RCS-941A(B/C/D)型超高压线路成套保护装置说明书[S].南京：南瑞继保电气有限公司.

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附录 二次设计回路图

附图A?1：一次系统示意图附图A?2：电流回路图附图A-3：电压回路图附图A-4：断路器控制回路图附图A-5：信号回路图1附图A-6：信号回路图2附图A-7：交流电源回路图附图A-8：隔离刀闸操作闭锁回路图附图A-9：地刀操作闭锁回路及刀闸电机加热回路图

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