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第四篇电气二次回路第十七章信号回路一、概述（1）在变电所中，必要安装有完善而可靠的信号装置，以供运行人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。一、概述（2）这些信号装置按其告警的性质一般可以分为以下几种：1）事故信号――表示设备或系统发生故障，造成断路器事故跳闸的信号；2）预告信号――表示系统或一、二次设备偏离正常运行状态的信号；3）位置信号――表示断路器、隔离开关、变压器的有载调压开关等开关设备触头位置的信号；4）继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号。一、概述（3）为了方便现场运行人员分析判断，不同的信号一般有不同的表示方式，如事故信号一般用电笛声表示，并伴有相应断路器变位的绿灯闪光信号；预告信号、继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号常发光字信号并伴有警铃声；一、概述（4）断路器位置常以红绿、隔离开关位置常以自动、手动变位的十字灯或机械位置变化等来表示；主变的有载调压开关位置则常以相应的数字显示。随着计算机监控系统的应用，信号系统变得越来越完善，它的分类更细，信息量更全，可以语言报警，并记录报警时间，这样对事故的追忆、分析更为方便。一、概述（5）在的变电所中，正常的操作和事故处理，均由变电所的运行人员根据调度指令及对信号设备动作情况的分析判断来进行控制操作。其中信号装置的作用是把电气设备和电力系统的运行状况变换运行人员可以察觉的声光信号。所以，虽然与控制装置相比信号装置不直接作用并改变设备的运行状态，但对变电所的安全运行同样重要。一、概述（6）变电所的信号装置必须满足以下要求。1）信号装置的动作要准确、可靠信号装置作为一种信息变换设备，它输入的信息是电气设备和电力系统的各种运行状态，输出是运行人员可以感受的声光信号。这种变换是按人事先约定的对应关系进行的。例如，表示断路器正常合闸用红灯信号灯点亮；事故跳闸的声音信号是电笛声，而灯光信号是绿色信号灯闪光；直流系统接地时为警铃响，并有光字牌指示等等。一、概述（7）信号装置的这种变换信息的功能一定要准确可靠，既不能误变换，也不允许不变换。否则，运行人员就不能准确地掌握电气设备和系统的运行工况，因而也就不能作出正确的判断和操作，甚至可能造成操作地延误或严重事故。例如，当小接地电流系统发生单相接地时，如果信号装置失灵而不能及时发出警报信号，运行人员就不可能作出停用电容器及拉路查找接地点决定和操作，结果系统发生长时间接地，结果造成设备绝缘损坏和故障停电事故。一、概述（8）2）声光信号要便于运行人员注意运行人员感受各种信号主要靠视觉和听觉，光线的不同颜色、亮度，声音的不同频率及强度被人感受的灵敏度不同。信号装置采用的声光信号必须适应人的要求，明显、清晰，最有利于人的感官接收与判别，有利于对发生事件的判断。一、概述（9）具体解释如下：a）对不同性质的信号，要有明显的区别。例如，事故跳闸的音响是电笛声，预告信号的音响是警铃声，运行人员从音响信号就能判断发生事件的性质。一、概述（10）b)信号装置是否动作要有明显的区别，便于运行人员查找具体的动作信号内容，不致多读或少读信号，造成对发生事件的错误判断。最好还能做到，在几个动作的信号中，已经动作并被运行人员确认的信号与没有确认的之间有明显的区别，如未确认的闪光，已确认的不闪光；一、概述（11）b）动作后又自动消失与没有动作的信号之间有明显的区别，如自动消失的有闪光但可复归，未动作的没有任何信号等。随着微机型信号系统及计算机监控系统的应用，这一点已不难实现。一、概述（12）c)在变电所中信息量很大，在大量的信号中，动作的信号属于哪个设备单元，应有明显的指示。这样，在出现不正常运行状态或发生事故时，通过信号装置的动作指示，运行人员就能迅速知道，在哪个回路中，在什么设备上，发生了什么性质和什么内容的故障，便于快速反应与正确处理。一、概述（13）3）信号装置对事件的反应要及时当电气设备或系统发生事故或出现异常运行状态时，运行人员必须及时知道，并尽快进行处理，减少事故造成设备损坏的程度及对电网的影响，这样就要求信号装置有较高的反应速度，否则可能延误事故的处理，而使事故扩大。一、概述（14）3）信号装置对事件的反应要及时在信号系统中，常常根据信号的重要性将其分为瞬时预告信号与延时预告信号，这样既可以突出一些重要信号，也可以减少一些次要信号对运行人员的精神压力，如一些在系统波动或操作中的瞬间干扰可能触发的信号。二、事故信号（1）事故信号的级别高于预告信号，它只有当系统或变电所内设备发生故障引起断路器跳闸时才动作。二、事故信号（2）断路器跳闸具体可以由以下原因引起：1）线路或电气设备发生事故，由继电保护装置动作跳闸；2）自动无功优化、备用电源自投等自动装置来跳闸；3）继电保护或自动装置误动作、二次回路故障误跳闸或断路器自动脱扣等非正常跳闸。二、事故信号（3）以上断路器跳闸无论是何种原因引起的，运行人员都应当立即知道，并迅速采取措施处，所以事故信号装置应具有以下功能：1）发生断路器跳闸时应无延时发出事故音响信号，同时有相应的灯光信号（一般为相应断路器绿灯闪光）指出发生跳闸的断路器位置；二、事故信号（4）2）应立即通过远动装置，向调度系统及远方的监控系统发出遥信信号；3）能手动或自动复归音响信号，能进行定期切换对声光信号进行试验，但在试验时不发遥信；4）事故时应有光信号或机械掉牌、机械变位等指示信号，指明继电保护和自动装置的动作情况；二、事故信号（5）5）能重复动作，当一台断路器事故跳闸后，在运行人员还没来得及确认事故及复位之前又发生了新的事故跳闸时，事故信号装置还能发出音响和灯光信号；6）能手动对事故信号装置进行定期切换试验。三、预告信号（1）预告信号是系统或变电所中电气设备运行状态发生变化或不正常的信号，在一般变电所中，预告信号应包括以下内容。1）系统中发生各种参数的越限，如系统过电压、欠电压，系统频率异常，各种电力设备的过负荷等；三、预告信号（2）2）系统出现异常的运行方式，如交流小电流接地系统的接地故障；3）设备损坏但还不致造成故障跳闸，如电流互感器一次熔丝熔断造成二次电压异常，轻瓦斯动作告警等；4）各种设备的运行参数超过报警值还不至于造成故障时，如带油设备的油温升高超过极限，各种液压或气压机构的压力异常等，用SF6气体绝缘设备的SF6气体密度或压力异常；三、预告信号（3）5）各种设备的回路、压力等状态与运行要求不符，可能存在缺陷会危及设备安全运行时，如弹簧机构的弹簧没有拉紧，三相断路器的三相位置不一致，有载调压变压器的三相分接头位置不一致，断路器的控制回路断线等；6）继电保护装置或回路发生异常，可能影响其正常运行的，继电保护和自动装置的交、直流电源消失，装置故障信号等；三、预告信号（4）9）电流或电压互感器的二次回路断线、失压，产生差流、零流、差压、低压等越限告警或闭锁保护的；10）变电所中有继电保护或其它信号继电器动作没有复归的；11）变电所公用设备发生故障或异常，如直流系统的接地或电压异常，所用电等缺相或失压等；三、预告信号（5）12）动作于信号的继电保护和自动装置的动作；13）一些设备的切换或动作，如断路器油泵起动，变压器辅助冷却器起动等。其他一些运行人员需要了解的运行状态，也可以发出预告信号。当预告信号动作时，即发生了电气设备或系统运行状态的不正常，这时运行人员应立即通过预告信号装置掌握异常情况，及时进行处理并做好记录，防止事故发生。三、预告信号（6）因此对预告信号装置提出以下要求：1）预告信号出现时，应能与事故信号有区别的音响信号，同时有灯光信号指出预告信号的内容；2）能手动或自动的复归音响信号，在预告信号消除以前，应能保留相应的灯光或机械掉牌信号；三、预告信号（7）3）能重复动作，即在一个预告信号没有消除前，再出现新的预告信号时，仍能发出音响和灯光信号；4）当保护装置或信号装置的直流电源因故消失重新恢复后，信号装置应保证其动作状态不便，便于运行人员查找；5）预告信号可以有选择地通过远动装置发给调度或集控中心；三、预告信号（8）6）能手动对预告信号装置进行定期切换试验。四、信号系统的其它问题（1）一、路器的位置信号断路器的位置信号只是反映其工作状态，有时也作为判断控制电源直流消失或控制回路断线的辅助判据。在实际运行的变电所中常用的断路器位置信号有单灯制、三灯制两种。四、信号系统的其它问题（2）对三相操作机构的断路器，一般用单灯制来指示断路器位置信号，如图17－1为常用的、指示灯直接接在分、合闸回路的断路器位置指示回路，其接线简单明了，但如果采用白炽灯，由于其功率较大（约15W），会在分、合闸线圈上产生较大压降，切断分、合闸线圈可能产生的较大干扰电压也容易使白炽灯烧坏。图17－1断路器位置信号指示接线图之一四、信号系统的其它问题（3）6要避免以上缺点，可以用中间继电器接在分、合闸回路，再由继电器接点控制指示灯的方法，如图17－2。图17－2断路器位置信号指示接线图之二四、信号系统的其它问题（4）下表是该回路在几种常见状态时红绿灯的不同指示情况，根据对灯光信号及音响信号的综合判断，就能清楚地判断断路器位置与是否事故跳闸。四、信号系统的其它问题（5）KK位置断路器位置红灯绿灯备注分后分暗亮预合分暗闪亮合后合亮暗分暗闪亮电笛响预分合闪亮暗四、信号系统的其它问题（6）对于220kV及以上具有分箱操作机构的断路器，由于各相断路器都有独立的操作回路，每相断路器也可能有不同的分、合闸状态，所以较为完备的是采用六灯制来指示每相断路器的位置，其中每一相可以看成一台三相操作机构的断路器的位置。四、信号系统的其它问题（7）如图17－3，每相的TWJ、HWJ各接一只灯，与三相操作机构相同，可以根据每只灯的状态来判断每相断路器的位置。图17－3采用六灯制的分相操作断路器位置指示接线图四、信号系统的其它问题（8）为了简化接线，有时也采用双灯制来指示断路器位置，如图17－4，其中分闸位置继电器TWJ三相接点串连，合闸位置继电器HWJ三相位置并联。当断路器有一相处于分闸位置时，绿灯亮红灯不良，只有当断路器的三相均处于合闸位置时，红灯才亮，所以对于这种接线要知道是哪一相分闸，需要进一步综合其它信息判断。四、信号系统的其它问题（9）好在目前生产的成套操作相中一般都有开关分、合闸的信号记录，微机保护装置中也有故障相报告，所以双灯制在现场应用也很广泛。图17－4采用双灯制的分相操作断路器位置指示接线图四、信号系统的其它问题（10）二、隔离开关接地器的位置信号在控制柜上，为指示一次系统的运行方式，常常需要反映变电所中个隔离开关和接地闸刀的运行状态。该位置信号可采用手动设置机械变位、自动调整机械指示或灯光指示的方式。四、信号系统的其它问题（11）手动设置机械变位的方法简单，但要增加运行人员的操作工作量，而且如果操作中遗忘，将造成指示信号与实际运行状态不一致的情况，对安全运行不利。自动指示的方式无论采用机械变位还是灯光指示，都是有隔离开关合接地闸刀的的辅助触点来控制的，隔离开关或接地闸刀操作后，相应的辅助接点变位，带动机械指示或灯光信号变位。四、信号系统的其它问题（12）由于隔离开关的分布范围广，辅助触点所处的环境条件差，为防止隔离开关辅助触点绝缘不良而影响其他回路的安全，隔离开关的位置信号应设立独立的电源。四、信号系统的其它问题（13）三、继电保护和自动装置的动作信号在发生事故时，在伴有音响和灯光信号出现的同时，还应有标明继电保护和自动装置动作的信号，用来协助运行人员分析事故和检验各种装置动作的正确性。四、信号系统的其它问题（14）在一些大型变电所中，由于继电保护和自动装置的构成原理复杂，套数多，因而动作的指示信号多，控制柜上无法具体指示每一个信号，所以我们经常将这些信号接到信号未复归小母线上，在中央信号控制柜上发“掉牌未复归”信号。当发生事故跳闸时，运行人员根据断路器跳闸等情况判断故障发生的单元，然后再到保护屏上去查看详细的动作指示信号。四、信号系统的其它问题（15）四、信号系统的电源由于信号系统的回路复杂，牵涉面广，如果信号系统与控制及保护装置共用电源，则