主要二次设备的功能和应用场景分析

1.TV 重动并列柜

TV 二次电压由电缆输送至TV 并列重动柜后接于柜顶电压小母线，由柜顶电压小母线输送至各相关保护柜、电度表柜的柜顶。

图6-3　主要二次设备连接示意图

2.微机保护柜

线路保护采用双套光纤纵联保护配置，两个保护柜，型号分别为PRC31A—02、GPSL602—102GXC。

图6-4　PRC31A—02保护柜布置图

(1)PRC31A—02 保护柜。PRC31A—02保护柜由RCS931A 微机保护装置、CZX—12R 操作箱、打印机、信号复归按钮 (FA1、FA4)、打印试验按钮 (YA1)、重合闸方式选择开关 (QK1)、光纤终端合、交流空气开关(ZKK)、直流空气开关 (DK)、连接片 (压板)、端子排 (1D、4D、JD、RD)组成。柜平面布置图如图6-4所示。

1)RCS—931A 装置。RCS—931A 装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220kV 及以上电压等级输电线路的主保护以及后备保护。RCS—931A 包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及两个延时段零序方向过流构成的全套后备保护。

RCS—931A 保护装置正面如图6-5所示，有液晶显示屏、信号灯、小键盘、调试通信口、模拟量输入口。

图6-5　RCS—931保护正面面板布置图

组成装置的插件有：电源插件 (DC)、交流插件 (AC)、低通滤波器 (LPF)，CPU插件(CPU)、通信插件 (COM)、24V 光耦插件 (OPT1)、高压光耦插件 (OPT2，可选)、信号插件(SIG)、跳闸出口插件(OUT1、OUT2)、扩展跳闸出口 (OUT，可选)、显示面板(LCD)。RCS—931保护背面布置图如图6-6所示。

图6-6　RCS—931保护背面布置图

从装置的背面 (如图6-6 所示)看，左边第一个插件为电源插件，输入220V 或110V 直流，输出5V、±12V、24V 电源，其中24V 电源用于光耦回路。

图6-6中左边第二个插件为交流输入变换插件 (AC)，与系统接线图如图6-7所示。交流输入为母线电压、单相线路电压、线路电流，变换器输出至低通滤波 (LPF)插件。

CPU 插件是装置的核心部分，由单片机 (CPU)和数字信号处理器 (DSP)组成，CPU 完成装置的总起动元件和人机界面及后台通信功能，DSP 完成所有的保护算法和逻辑功能。装置采样率为每周波24 点，在每个采样点对所有保护算法和逻辑进行并行实时计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。

起动CPU 内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通信及与面板通信；另外还具有完整的故障录波功能，录波格式与COMTRADE 格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。CPU 插件还带有光端机，它通过64kbit/s高速数据通道 (专用光纤或复用PCM 设备)，用同步通信方式与对侧交换电流采样值和信号。

图6-7　微机保护交流输入示意图

通信插件(COM)的功能是完成与监控计算机或RTU 的连接，实现三类通信：①插件设置了两个用于向监控计算机或RTU 传送报告的RS485接口或以光纤接口通过以太网上送报告；②设置了一个用于对时的RS485 接口，该接口只接收GPS 发送的秒脉冲信号，不向外发送任何信号；③一个用于打印的RS485 或RS232 接口连接打印机。

24V 光耦插件(OPT1)、高压光耦插件 (OPT2)用于开关量输入。保护柜上的一些压板、选择开关(如重合闸选择开关)、操作箱送来的断路器位置等触点信号经光耦转换为数字信号“0”、“1”供微机保护使用。GPS对时信号也可由光耦插件接入，RS485口与光耦GPS对时方案不能同时使用，只能选用一种。(www.xing528.com)

信号插件(SIG)主要是将5V 的动作信号经三极管转换为24V 信号，从而驱动继电器。

跳闸出口插件(OUT1、OUT2)，OUT1以空触点形式输出信号以及开关量供其他保护使用；OUT2为出口插件，输出分、合闸命令。

2)CZX—12R 装置。CZX—12R 为分相操作箱，内部设有操作回路及电压切换回路。保护跳闸、重合命令以及测控柜来的手动分、合闸命令均接入操作回路，线路断路器的分、合控制命令由操作箱经断路器端子箱送入断路器机构箱执行。两路母线二次电压由电压小母线送至PRC31A—02保护柜的柜顶，由柜顶经端子排1D 接入操作箱，同时母线侧隔离刀闸QS1、QS2的位置信号也经断路器端子箱送入，电压切换回路依据母线侧刀闸位置判别当前线路接于哪条母线，选出相应的母线二次电压送入保护及测控单元。二次电压回路中接有交流空气开关ZKK。

DK 为直流空气开关，直流电源由小母线送至保护柜顶，经DK 分成几路分别用作保护电源、控制电源1、控制电源2。FA1、FA4为信号复归按钮，分别复归n1、n4单元。1QK 为重合闸方式切换开关。

连接片(压板)有的直接串在保护出口回路，可投、退保护；有的接在微机保护开关量输入回路，经光耦电路采集后变为电位信号送入保护装置，实现保护方式的切换。

各单元、开关、按钮、压板接线均接于柜端子排，其他设备与保护柜的联系也通过柜端子排进行。

CGQ 为直流接地检测传感器，接至直流电源接地检测设备。

(2)GPSL602—102GXC 保护柜。GPSL602—102GXC 保护柜布置如图6-8 所示，保护柜由微机线路保护PSL602、微机断路器保护PSL631A、光纤传输装置GXC—01以及复归按钮、打印机、切换开关、交流、直流空气断路器、连接片(压板)等构成。

图6-8　GPSL602G—102GXC保护柜布置图

PSL602A 数字式超高压线路保护装置以纵联距离和纵联零序作为全线速动主保护，以距离保护和零序方向电流保护作为后备保护。保护有分相出口，可用作220kV 及以上电压等级的输电线路的主保护和后备保护。保护功能由数字式中央处理器CPU 模件完成，其中一块CPU 模件(CPU1)完成纵联保护功能，另外一块CPU 模件 (CPU2)完成距离保护和零序电流保护功能。

GXC-01装置为光纤信号传输装置，通过专用光缆或64kbit/s同向接口复接PCM设备传输继电保护及安全自动装置信息。

对于单断路器接线的线路保护装置中还增加了实现重合闸功能的CPU 模件(CPU3)，可根据需要实现单相重合闸三相重合闸综合重合闸或者退出。

PSL631A 数字式断路器保护装置包括断路器失灵启动、三相不一致保护、充电保护及独立的过流保护等功能，主要适用于220kV 及以上电压等级的双母线接线方式。断路器保护详细内容见本书第7章。

保护柜交流电压由PRC31A—02 保护柜4n单元 (CZX—12R)电压切换回路送入，出口分、合闸也接至PRC31A—02保护柜4n单元。

信号复归按钮、交流、直流空气开关、连接片(压板)作用类同PRC31A—02，微机保护装置结构基本相同，由电源、CPU、光耦、信号、输出等插件组成，不再赘述。QK1为重合闸方式选择开关，11QK1、11QK2为用于通道切换开关。

3.测控柜

测控柜作用可简单地分为“遥测”和“遥控”两类。

(1)遥测。遥测量有交流量(线路电流、切换后母线电压)，开关量两类。开关量包括刀闸位置、断路器位置、断路器信息 (如弹簧未储能、SF6泄漏等)、保护信息 (分、合闸出口、保护动作、保护告警、TV 断线等)。测控单元将采集的信息转为数字信号由网络上传至监控后台机。

(2)遥控。后台遥控分、合断路器命令由网络送入测控单元，转为触点形式后送入操作箱CZX—12R 执行。遥控命令可在变电所监控后台机上操作发出，也可由上级调度自动化系统经网络发出。

后台遥控分、合使用电动机构的隔离刀闸命令由网络送入测控单元，经防误闭锁逻辑以触点形式送出，经断路器端子箱送入刀闸机构执行，同时测控柜还可以输出刀闸操作闭锁触点供防误回路使用。

4.保护信息管理机柜

微机保护的报文由网络通信接口(如RS485口)送入信息管理机，进行规约转化后，再由网络上传至监控后台机。

信息管理机还有GPS对时功能，保证变电所各微机保护等数字化设备统一时钟。