论文总字数：10458字

摘 要

如今，电力系统在不断地完善和快速发展中，保护电力系统的正常运行、保证供电可靠性都离不开二次设备。特别是在当今提倡无人值守变电站或远程监控操控电力系统运行的背景下，保障电力系统每个环节稳定运行的核心是继电保护的可靠性、快速性、稳定性、选择性。

本文基于南瑞继保有限公司旗下产品RCS-941保护柜图纸，以及四方、ABB等厂家相关设备图纸，并按照相关工程规定，进行了配置RCS-941A保护的二次系统设计，绘制出交流电流电压回路图、断路器控制回路图、信号回路图、隔离刀闸操作闭锁回路图以及地刀操作闭锁回路图等Auto CAD图纸。

关键词：保护、二次系统设计、电力系统

Abstract

Nowadays, in the continuous improvement and rapid development of the power system, the protection of the normal operation of the power system, to ensure the reliability of power supply is inseparable from the secondary equipment. Especially under the background of advocating unattended substation or AI remote monitoring and control of power system operation, the reliability, rapidity, stability and selectivity of relay protection are the keys to ensure the stable operation of every link of power system.

Based on the NARI., its products of protection cabinet drawings, and BEIJING SIFANG AUTOMATION, ABB and other related equipment manufacturer drawings, and in accordance with relevant provisions of the relevant engineering, the configuration of the - a protection system design, map the alternating current voltage circuit diagrams, circuit breaker control circuit figure, signal circuit breaker, isolating the locking circuit diagram and earthing knife-switch operation latching circuit diagram of Auto CAD drawings.

Key Words：Protection、Secondary system design、Electrical power system.

目录

第一章、线路保护装置 1

1.1关于电力系统装置的要求 1

1.2 二次设备对电力系统的意义 1

1.3输电线路继电保护和安全自动装置的配置。 1

第二章、110KV输电线路的一次设备及其控制 2

2.1电气主接线的选择及其基本要求 2

2.1.1电力主接线的要求 2

2.2断路器 4

2.2.1断路器的含义和分类 4

2.2.2断路器的作用 4

2.2.3断路器控制方式 4

2.2.4断路器操作机构 4

2.2.5断路器的控制回路 5

2.2.6断路器控制回路的基本要求 6

2.3刀闸 6

2.3.1刀闸的含义及分类 6

2.3.2刀闸的作用 6

2.3.3接地刀闸 6

2.4电流互感器 7

2.4.1电流互感器的作用 7

2.4.2电流互感器的配置要求 7

第三章、110KV输电线路二次设备 8

3.1关于RCS-941A型保护柜介绍 8

3.1.1RCS-941型保护柜的保护配置 8

3.1.2RCS-941型保护柜技术参数 8

3.2例举几种RCS-941常用的保护逻辑 9

3.4四方GCSI200EA-122型110KV线路测控柜 11

3.4.1装置概述 11

3.4.2装置主要功能 11

第四章、二次回路图纸设计 12

4.1二次回路的概念 12

4.2电流回路图的设计 12

4.3电压回路图的设计 12

4.4断路器控制回路图 12

4.5交流电源回路图 13

4.6信号回路图 13

结语 14

第一章、线路保护装置

在进行配置RCS-941A保护柜的二次系统设计时，我们应该要熟悉继电保护和安全自动装置的国家行业标准，以便于更加准确、贴合实际得完成设计。因为一个缺乏科学依据和行业标准的电力系统不仅在运行过程中无法合理运行，更是会成为社会上的安全隐患。因此，在进行图纸设计之前，必须懂得一些基本的概念，并且需要了解并熟记关于电力设计的国家标准和行业标准，进而设计出来的电力系统才会做到有理有据。

1.1关于电力系统装置的要求

只要有一条输电线路需要保持稳定供电状态，连续供电时间要达到整年供电时间总和的百分之九十五以上，则要求这个线路的继电保护系统都必须具备、、和这四个规定要求。这四个继电保护设备的必要条件使得当继保系统面对电力系统一旦出现故障或者异常情况时，快速地进行选择性切除故障并且不能影响到电力系统其他部分正常运行。当确定一个电力系统的配置时，应综合考虑以下几个方面：a.电力系统的运行特点；b.这个电力系统所担负的责任；c.电力系统故障出现的概率和可能造成的结果；d.经济上需要合理。

1.2 二次设备对电力系统的意义

继电保护及其安全自动装置的配置形式不仅要满足电力系统的要求，还要结合电力系统的实际运行模式。

按照国家规定，行业规范，我们需要特别注意的是在同一个电力系统中，重要设备和输电线路等继电保护及其安全自动装置的型号、种类不宜繁杂；但为了电力系统的安全，预防同一个厂商设备出现大规模故障，所以也要求这条线路需要提供至少两组不同厂家的继电保护装置和安全自动装置，但大体功能需要一致。

1.3输电线路继电保护和安全自动装置的配置。

二次系统中针对设备和线路的保护主要分成了主保护和后备保护两种保护方式。主保护是某条线路配置的保护满足电力系统稳定和设备安全要求，能尽量快地做出选择，切除被保护设备和线路。

而后备保护则是作为主要保护或断路器拒绝动作时的第二层保障措施。它可分为和两种方式。

表1.1远后备保护与近后备保护的区别

第二章、110KV输电线路的一次设备及其控制

2.1电气主接线的选择及其基本要求

电力系统本身运行的、和对电气主接线的确立有着非常紧密的联系，并且继电保护装置和电气有关设备的选择、电力系统控制方式的确定对此也具有较大的影响。因此，如何统筹各方面的内容，将成本降至最低，利益上升至最大，这些要素都对电气主接线的选择具有重大的参考价值。

电气主接线方式有与两大接线形式，其中接线方式又分为单母线和双母线，而可分为角形接线形式、单元接线形式和桥形接线形式，在此桥形接线形式又分别有内桥接线和外桥接线这两种细分下的接线形式。

因此，在对保护柜的二次系统设计时，我结合了此保护柜适合作为输电线路的主保护和双母线系统具有较高的可靠性，从而对电气主接线做了简单双母线系统的选择。

2.1.1电力主接线的要求

a.保证供电可靠性

电力生产的第一要务是安全且可靠的，保证供电的持续性是电力系统最重要的任务。如果造成停电不仅影响人们群众的生活，而且会对国家政府部门的管理造成巨大的混乱，不利于国家的管理。因此，电气主接线的接线形式考虑的重点必须是供电可靠性。

不仅要确保供电可靠性，电能的质量也是需要保证的。电气主接线无论在何种运行方式下都要满足电能质量的三要素——电压、频率和波形。

b.能够较灵活自如特性

电气主接线不仅需要在正常运行的情况下能够安全可靠地供电，而且需要在系统出现各种故障时，迅速的按照上级调度中心的指示，灵活、快速、渐变地转换运行方式，从而将停电范畴最小化和时间最短化。

主接线也需要满足在某一设备需要检修时，应能灵活快速地将这设备退出电力运行系统中，并使该需检修设备不带电，进而保障检修人员的安全。

c.具有经济性

在设计电气主接线时，不仅要各方面基础都达到，同时尽量将建设成本最低，获得利益最大，占地面积最小，环境污染最轻等。

本次设计所用的主接线为简单双母线，如图2.1所示。

一次系统中主要有两把隔离开关、一把接地隔离开关、1个断路器还有四组电流互感器。其中四组电流互感器作用分别为测量、计算、给母线保护数据参考、给型微机保护柜数据参考。

图2.1 一次系统示意图

2.2断路器

2.2.1断路器的含义和分类

断路器是指能够开断电流电路且能够灭弧的开关装置。按断路器装设地点的不同可将其分为和两种。充当断路器灭弧装置很有多，常见的有，，和，这也导致断路器的种类非常多。

2.2.2断路器的作用

因为断路器适用电压等级高，故它可以用于高压线路。不仅如此，断路器具有灭弧能力，所以断路器可以切断大电流，例如当电路发生故障时，故障输电线路往往有大电流流过，而断路器可以切断这些大电流电路，使得电气系统安全稳定的运行。

2.2.3断路器控制方式

（1）断路器根据操作电源不同，可分成弱电电源控制和强电电源控制两种方式。

表2.1弱电控制与强电控制的区别

（2）断路器如果按操作方式可分为一对一控制，即每一个断路器都有其一套独立的控制回路。亦可分为一对N选线控制，即N个断路器只有一套控制回路、一个控制开关。

（3）断路器在强电控制的情况下，可按控制地点的不同分为两种方式：即和。

表2.2 就地控制与集中的区别

2.2.4断路器操作机构

断路器是电力系统中不可缺少的组成部分，对电力系统有着控制和保护作用，其动作的可靠性和灵敏性决定了电力系统供配电的稳定运行，而断路器的动作主要通过断路器的操作机构来完成。目前，我国常用的断路器操作机构主要有三种：电磁操作机构、弹簧操作机构和永磁操作机构。

2.2.5断路器的控制回路

跳闸回路：

图2.2断路器跳闸回路图

合闸回路：

图2.3断路器合闸回路图

2.2.6断路器控制回路的基本要求

对断路器控制回路的基本要求，简单概括为五点：

a.通电瞬时性：操作完成后，迅速地切断合闸回路或者跳闸回路。

b.可靠动作：当进行合闸或跳闸操作时既能手动进行，也能自动进行。

c.断路器的位置状态：需要能够准确地通过光信号快速地表示当前断路器的位置状态是跳闸状态还是合闸状态。

d.防止 “跳跃”现象的出现：具备“防跳“装置，阻止断路器因某种情况下重复跳闸、合闸。

e.监视控制回路状态：对控制回路是否完好，控制电源是否完好，应需要能够进行监视。

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