軌道交通牽引供變電技術(shù)課件：傳統(tǒng)中央信號(hào)系統(tǒng)

第八章供變電系統(tǒng)控制、信號(hào)系統(tǒng)及其自動(dòng)化、數(shù)字化第三節(jié)傳統(tǒng)中央信號(hào)系統(tǒng)軌道交通牽引供變電技術(shù)軌道交通牽引供變電技術(shù)第三節(jié)傳統(tǒng)中央信號(hào)系統(tǒng)

牽引變電所主控制室中的中央信號(hào)裝置為安裝于值班室內(nèi)的集中報(bào)警系統(tǒng)，用于集中監(jiān)視變電所中電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，便于值班人員及時(shí)了解和處理故障及各種異常情況。軌道交通牽引供變電技術(shù)

中央信號(hào)裝置通常由事故信號(hào)裝置和預(yù)告信號(hào)裝置兩部分組成。事故一般指主電路系統(tǒng)發(fā)生短路故障，繼電保護(hù)動(dòng)作并導(dǎo)致有關(guān)斷路器跳閘。在切除短路故障部分的同時(shí)，造成該部分主電路系統(tǒng)的停電，這是事故區(qū)別于一般故障的主要特征。事故信號(hào)裝置通常包括事故音響與事故閃光信號(hào)兩部分。預(yù)告信號(hào)則包括除上述事故以外的一、二次電氣設(shè)備的故障與不正常運(yùn)行狀態(tài)，即所有非正常運(yùn)行狀態(tài)均應(yīng)給出預(yù)告信號(hào)。事故音響信號(hào)和全部預(yù)告信號(hào)都安裝在公用的中央信號(hào)盤上。采用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之后，不再設(shè)中央信號(hào)系統(tǒng)，或?qū)⑵浜?jiǎn)化，只設(shè)計(jì)集中報(bào)警作為計(jì)算機(jī)報(bào)警的后備報(bào)警。軌道交通牽引供變電技術(shù)一、中央信號(hào)裝置的功能與要求（1）事故信號(hào)裝置功能。變電所內(nèi)所有斷路器事故跳閘后，應(yīng)能立即發(fā)出音響信號(hào)（如蜂鳴器音響），并應(yīng)使該斷路器的位置狀態(tài)信號(hào)燈（綠色信號(hào)燈GN）發(fā)閃光。（2）預(yù)告信號(hào)裝置功能。當(dāng)電氣設(shè)備、裝置出現(xiàn)各種不正常的運(yùn)行狀況時(shí)，應(yīng)能發(fā)出區(qū)別于上述事故音響的另一種音響信號(hào)（如警鈴音響），并使相應(yīng)設(shè)備監(jiān)視異常狀態(tài)的有關(guān)光字牌亮燈。軌道交通牽引供變電技術(shù)（3）事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)裝置都應(yīng)能進(jìn)行裝置功能狀態(tài)良好與否的試驗(yàn)，以便經(jīng)常檢查。（4）事故、預(yù)告信號(hào)音響都應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。表明故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的光字牌顯示，保留至故障消除、恢復(fù)正常運(yùn)行以后，方允許自動(dòng)或手動(dòng)復(fù)歸。中央信號(hào)裝置可由電磁型器件和集成電路等構(gòu)成，或由微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成其功能。本節(jié)著重介紹電磁型中央信號(hào)裝置的工作原理和基本電路。微機(jī)監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)則已在本書(shū)第七章專門講述。軌道交通牽引供變電技術(shù)二、電磁型中央信號(hào)裝置的構(gòu)成與工作原理

按中央信號(hào)中的音響信號(hào)（蜂鳴器和警鈴）動(dòng)作和解除方式，有重復(fù)動(dòng)作和不能重復(fù)動(dòng)作、個(gè)別解除（復(fù)歸）和中央解除，以及自動(dòng)復(fù)歸和手動(dòng)復(fù)歸等多種形式，因而構(gòu)成不同的中央信號(hào)電路。牽引變電所的斷路器和高壓開(kāi)關(guān)數(shù)量相對(duì)較少，多采用中央復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)回路，而預(yù)告信號(hào)則采用中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作的回路。

中央復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)回路如圖

8.13

所示，它由電磁型中間繼電器（KCA、KSS、KRS）、閃光裝置、蜂鳴器及各種按鈕構(gòu)成。（1）動(dòng)作情況。斷路器事故自動(dòng)跳閘后，事故音響小母線

M728

與信號(hào)小母線－700

接通（由于“不對(duì)應(yīng)”原理，參見(jiàn)圖

8.6

和圖

8.9），啟動(dòng)事故信號(hào)繼電器KCA，其常開(kāi)觸點(diǎn)KCA2-4閉合，使音響信號(hào)繼電器KSS1動(dòng)作。蜂鳴器HAU回路被接通而使HAU發(fā)聲。并由常開(kāi)觸點(diǎn)KSS17-9自保持，不致因KCA觸點(diǎn)返回而導(dǎo)致HAU發(fā)聲中斷，這時(shí)表明有斷路器事故跳閘。增加KSS2中間繼電器，是為了經(jīng)由KCA8-10常開(kāi)觸點(diǎn)（并由KSS28-10自保持）向遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度中心發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)。（一）事故音響信號(hào)回路軌道交通牽引供變電技術(shù)圖8.13中央信號(hào)接線圖軌道交通牽引供變電技術(shù)（2）解除音響。撳動(dòng)解除按鈕SBre，解除音響信號(hào)繼電器KRS回路接通并動(dòng)作，且由KRS8-10常開(kāi)觸點(diǎn)自保持，其常閉觸點(diǎn)KRS3-5斷開(kāi)，使KSS繼電器失電，從而使蜂鳴器HAU停止發(fā)聲。這時(shí)因控制開(kāi)關(guān)仍在“合閘后”位置，閃光信號(hào)依然存在。值班員需將事故跳閘斷路器的控制開(kāi)關(guān)扳到“跳閘后”位置，M728回路被斷開(kāi)，閃光信號(hào)才消除，而事故音響信號(hào)是由中央（集中）手動(dòng)復(fù)歸的。軌道交通牽引供變電技術(shù)（3）不重復(fù)動(dòng)作。如小母線M728一直帶電，上述音響解除后KRS仍保持動(dòng)作（通過(guò)KCA2-4觸點(diǎn)），其常閉觸點(diǎn)KRS3-5一直切斷事故音響電路而使其進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。此時(shí)，如有第二臺(tái)斷路器發(fā)生事故跳閘，HAU也不會(huì)發(fā)聲，因而是不重復(fù)動(dòng)作的。只有在M728失電后，事故音響電路才解除閉鎖，可再次接受新的事故信息。（4）音響試驗(yàn)。運(yùn)行中，經(jīng)常需對(duì)事故信號(hào)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，檢查回路是否良好。試驗(yàn)時(shí)，按動(dòng)試驗(yàn)按鈕SBte，使KSS1動(dòng)作而發(fā)出事故音響。軌道交通牽引供變電技術(shù)（二）預(yù)告信號(hào)回路當(dāng)變電所電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，應(yīng)由預(yù)告信號(hào)裝置發(fā)出警鈴音響信號(hào)，同時(shí)使相應(yīng)的光字牌（燈光）信號(hào)顯示，表明有異常情況存在并告知運(yùn)行人員進(jìn)行處理。這類不正常運(yùn)行情況，包括主變壓器過(guò)負(fù)荷、油溫過(guò)高；電壓互感器回路斷線；直流操作電源系統(tǒng)單極接地；控制回路斷線，自動(dòng)裝置動(dòng)作；氣體斷路器（如SF6）氣壓過(guò)低等。牽引變電所一般采用中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作的預(yù)告信號(hào)回路，如圖8.13（b）所示，它的構(gòu)成與事故信號(hào)回路大部分類似，但啟動(dòng)和重復(fù)動(dòng)作電路有較大差異，現(xiàn)按各組成部分的構(gòu)成原理、動(dòng)作情況分別說(shuō)明如下：軌道交通牽引供變電技術(shù)1.沖擊繼電器工作原理預(yù)告信號(hào)裝置中保證重復(fù)動(dòng)作的主要元件是沖擊繼電器，它接收各種預(yù)告信號(hào)的脈沖，并轉(zhuǎn)換成音響信號(hào)（也可用于事故信號(hào)）。目前應(yīng)用較多的沖擊繼電器為ZC-23型、JC-2型等。前者主要由脈沖變流器TP、靈敏元件（干簧繼電器）KRD、出口中間繼電器和濾波器件等組成，其內(nèi)部接線如圖8.14（a）所示，JC-2型沖擊繼電器的結(jié)構(gòu)如圖8.14（b）所示。ZC-23型沖擊繼電器動(dòng)作的基本原理為：利用串接在直流信號(hào)回路的微分變流器TP，將流過(guò)持續(xù)的矩形電流脈沖變成短暫的尖頂電流脈沖來(lái)啟動(dòng)靈敏元件KRD，KRD所帶觸點(diǎn)使中間元件KC動(dòng)作（并自保持）而啟動(dòng)預(yù)告音響信號(hào)。JC-2型沖擊繼電器主體為具有永磁鐵心結(jié)構(gòu)的雙線圈雙位置的極化繼電器，KP［見(jiàn)圖8.14（b）］，W1或W2線圈流過(guò)脈沖電流時(shí)，可動(dòng)銜鐵的頂部受磁化而被吸或相斥，致使觸點(diǎn)動(dòng)作并保持在該位置。如上述線圈中流過(guò)相反方向的電流，則可動(dòng)銜鐵的極性改變，可使KP觸點(diǎn)回復(fù)原位。軌道交通牽引供變電技術(shù)

（a）ZC-23型內(nèi)部接線（b）極化繼電器型（JC-2）圖8.14

沖擊繼電器的構(gòu)成與接線圖1—銜鐵；2—?jiǎng)佑|點(diǎn)；3—靜觸點(diǎn)；TP—脈沖電流變換軌道交通牽引供變電技術(shù)2.預(yù)告信號(hào)回路動(dòng)作情況采用ZC-23型沖擊繼電器的預(yù)告信號(hào)回路如圖8.13（b）所示?，F(xiàn)以斷路器控制回路斷線故障為例，說(shuō)明其動(dòng)作原理。由圖8.9可知，QF控制回路發(fā)生斷線（失電）時(shí)，其位置繼電器KCT、KCC的常閉觸點(diǎn)同時(shí)閉合，使M713小母線回路通電，導(dǎo)致圖8.13（a）中斷線監(jiān)視繼電器KVC受電動(dòng)作，其帶延時(shí)的常開(kāi)觸點(diǎn)KVC［見(jiàn)圖8.13（b）］閉合，并通過(guò)光字牌H1使預(yù)告信號(hào)母線M709、M710和＋700連通，M709、M710經(jīng)由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAte1-2、SAte5-6（正常時(shí)閉合）將沖擊繼電器KSP的變流器TP連至－700的電路接通，H1發(fā)光。同時(shí)脈沖電流信號(hào)經(jīng)TP微分后，送入靈敏元件KRD的線圈使其動(dòng)作，KRD的常開(kāi)觸點(diǎn)啟動(dòng)出口元件KC，KC的常開(kāi)觸點(diǎn)將延時(shí)繼電器KT回路接通，從而使警鈴HAB發(fā)聲，當(dāng)KRD線圈中的尖頂脈沖消失后，KRD的觸點(diǎn)返回，KC由所帶觸點(diǎn)KC1自保持使HAB一直維持發(fā)聲。時(shí)間繼電器KT的作用是防止發(fā)生瞬時(shí)性異常故障時(shí)，裝置誤發(fā)音響信號(hào)（由一定延時(shí)躲開(kāi)）。軌道交通牽引供變電技術(shù)3.手動(dòng)復(fù)歸（解除）、試驗(yàn)按下復(fù)歸按鈕（常閉式）SBre，KC線圈斷電，其觸點(diǎn)全部返回，HAB音響停止，準(zhǔn)備第二次動(dòng)作。如流過(guò)TP的脈沖電流信號(hào)因某種原因突然消失或減小，其所產(chǎn)生的反方向電勢(shì)引起的二次側(cè)脈沖電流被二極管Vl旁路，從而防止KRD出現(xiàn)誤啟動(dòng)。對(duì)預(yù)告音響回路完好性的試驗(yàn)、檢查，可按動(dòng)試驗(yàn)按鈕SBte來(lái)實(shí)現(xiàn)，其動(dòng)作過(guò)程同前。4.重復(fù)動(dòng)作當(dāng)?shù)谝粋€(gè)預(yù)告信號(hào)啟動(dòng)并手動(dòng)復(fù)歸后，又有其他預(yù)告信號(hào)發(fā)生并使相應(yīng)的H發(fā)光。由于回路電阻的變化（兩組H并聯(lián)），致使TP原邊脈沖電流突增，從而沖擊繼電器又重復(fù)動(dòng)作，并可實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)。軌道交通牽引供變電技術(shù)

需要指出，上述預(yù)告音響信號(hào)解除后，光字牌仍一直保持亮燈，直至運(yùn)行人員將非正常故障消除，M709、M710失電后才自動(dòng)熄滅。圖8.13中信號(hào)小母線（±700）的熔斷器的完好性，分別由繼電器KVF和監(jiān)視燈LDVF進(jìn)行監(jiān)視，