1. 研究目的与意义
最近这几年，我国社会经济发展水平迅猛提高，工农等产业都有飞速的发展，在其发展过程中电力资源需求更是直线上升，这也对电力系统安全运行提出了更高的要求。其中断路器防跳对于电力系统安全运行有重大的影响，既可以在继电保护操作回路中实现、也可以由断路器实现。深入学习断路器控制回路对于二次回路工作能力提高是十分必要的。本课题综合继电保护、微机保护、变电站综合自动化、二次回路等相关专业课程知识，加强学生二次部分工作的工程应用能力。通过剖析1套指定型号的断路器工程图纸，以及配套的刀闸、继电保护柜、测控柜图纸和完整的现场二次施工图，尝试应用一些实际设备进行110kV线路保护二次回路施工图设计；使学生对变电站综合自动化系统，特别是二次回路部分，具备一定的工程应用能力。
2. 课题关键问题和重难点
学习南瑞PRC41A-02型线路继电保护柜和南瑞PRCK97-X12型测控柜的工作原理、接线图及其使用方法，参考110kv回路图样图，看懂设备的一、二次图纸、二次回路原理，弄明白变电所的主接线图纸二次系统设备配置、二次回路原理与各回路功能及实现。学习3AP-FG型断路器工程图纸及其断路器操作机构、工作原理及接线图。CS600型刀闸电动机构、CS100型地刀手动机构及它们的防止误操作接线。
按照变电所综合自动化要求进行线路保护二次接线设计，完成如下回路图的设计：1）交流电压、电流回路接线图。2）控制回路接线图。3）信号回路接线图。4）采用合理的刀闸防误方式并完成防误接线原理图。原始资料为各设备厂家工程图纸与江苏省电力设计院某110kV线路保护二次施工图纸。
1）3AP1-FG型断路器。2）CS600型刀闸电动机构、CS100型地刀手动机构。3）南瑞PRC41A-02型线路继电保护柜。4）南瑞PRCK97-X12型测控柜。
3. 国内外研究现状（文献综述）
3AP1-FG型断路器
本开关工作所适用的温度范围为：30C— 55C。
标准额定绝缘水平
| 额定电压 | Kv | 145 |
| 额定频率 额定工频耐受电压（有效值） -对地 -断口间 -相间 | Hz
Kv Kv Kv | 50;60
275 275 275 |
| 额定雷电冲击电压 -对地 -断口间 -相间 |
Kv Kv Kv |
650 650 650 |
| 干弧距离 -对地 -断口间 -相间 |
mm mm mm |
1250 1200 1360 |
| 最小爬电距离 -对地 -断口间 |
mm mm |
3718 3718 |
空气的绝绿能力随着高度的升高而降低，安装高压超过1000米时,外部绝缘的耐压强度为：
除数的计算公式
H...安装高度m
m...系数
m=1工频耐受电压，雷电冲击耐受电压以及相间操作冲击耐受电压
m=0.9断口间操作冲击耐压
m=0.75相对地操作冲击耐压
电气数据
| 额定电压 | kV | 145 |
| 额定频率 | Hz | 50/60 |
| 额定电流 | A | 3150 |
| 额定短路开断电流 | kA | 40 |
| 出线端短路时的静态恢复电压 |
| 根据VDE，IEC标准 |
| 额定关合电流 | kA | 100 |
| 额定短路持续时间 | s | 3 |
操作时间
| 额定电压 |
| 标准型 | 快速线圈 |
| 指令最小持续时间 | ms | 40 | 40 |
| 合闸时间 | ms | 558 | 468 |
| 分闸时间 | ms | 304 | 233 |
| 灭弧时间 | ms | 24 | 23 |
| 开断时间 | ms | 58 | 49 |
| 合分时间 | ms | 3010 | 3010 |
| 间隔时间 | ms | 276 | 276 |
灭弧介质SF6
| 额定电压 | kV | 145 |
| 每台开关的充气量 | kg | 5.1 |
| 每台开关的充气体积 |
| 176.1 |
| 20C时的额定压力 | bar Mpa | 6 0.6 |
| 每个极性的过滤材料 | kg | 0.5 |
| SF6泄露报警信号（20C） | bar | 5.2 |
| SF6泄露闭锁（20C） | bar | 5.0 |
| 机械操作所需SF6的最小压力（20C） | bar | 3.0 |
aSF6充气压力
bSF6泄露报警信号
cSF6总闭锁
d液化曲线
辅组开关
| 型号 | 3SV 92 | ||||
| 额定电压 | V[DC] | 220 | 110 | 60 | 48 |
| 额定工作电流 | A | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 电阻性负载：常闭触头、常开触头、滑动触头 | A | 2.5 | 5.0 | 9.0 | 1.0 |
| 电感性负载 | A | 2.0 | 4.0 | 7.0 | 9.0 |
| 时间常数 | ms | 20 | 20 | 20 | 20 |
开关的构造
开关的三个极柱安装在同一个横梁上，极柱内充有SF6气体，用于灭弧和绝缘。
三个极柱的SF6气体由管路相连组成一个系统，SF6气体密度由一密度计监控，压力由一压力表显示。此开关有一弹簧操作机构，此机构安装于固定在横梁上的操作箱18内。开关所需能量储存于三相共用的一只合闸弹簧和一只分闸弹簧内。B相极柱通过弹簧机构驱动，经传动单元带动开始开始运动，同时通过连接杆与其相连的传动单元带动A相和C相运动。开关的所有控制、监控元件及电气连接端子都安装在位于操作箱18内的安装板上。
极柱
开关的三个极柱是同样的设计，一相极柱剖面图如下。灭弧单元22安装在支柱绝缘子16上，此绝缘子形成了对地的绝缘。
灭弧单元
下图中展示了灭弧单元的剖面，触头系统安装在密封的瓷套中
PRC41A-02
RCS-941为由微机实现的数字式输电线路成套快速保护装置，可用作110kV输电线路的主保护及后备保护。RCS-941包括完整的三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护和低周保护;装置配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能、频率跟踪采样功能;装置还带有跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。此外，RCS-941B还包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护。
RCS-941系列保护根据功能有一个或多个后缀，各后缀的含义如下:
PRCK97-X12
PCS-9705系列测控装置主要用于变电站间隔层数据和信号的测量与控制。该系列装置采用了面向对象的设计思想，具有统一的软件和硬件平台。装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准;PCS-9705系列测控装置采用新型的PowerPC硬件平台，16位并行AD转换器，320*240图形点阵液晶，工业用实时多任务操作系统，实现了大容量、高精度的快速、实时信息处理，采用并行高精度AD转换器，所有交流信号同步采样。谐波模拟量可测量十五次谐波分量。装置支持主接线图显示，图形可网络下装。装置具备完善的间隔层联锁功能，联锁逻辑可网络下装。具有软件报文对时和硬件脉冲对时功能，对时精度高，误差小于1ms 。大尺寸的液晶显示器提供图形和文字的人机界面，便于操作人员操作。灵活的后台通讯方式，配有RS-485或以太网通讯接口（可选双绞线、光纤);采用后插式结构，硬件上强电和弱电严格分开，使装置具有良好的电磁兼容性。支持电力行业标准IEC61850和IEC60870-5-103规约。装置可接受最新的光 ECVT合并单元所发送的数字模拟量信息，实现与光电互感器的配合使用同时亦兼容传统交流头的使用保证了测控装置的通用性
4. 研究方案
二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路。二次回路又称二次系统。按功能二次回路可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路和自动化回路，为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源回路等。二次回路是一个具有多种功能的复杂网络，其内容包括高压电气设备和输电线路的控制、调节、信号、测量与监察、继电保护与自动装置、操作电源等系统。分析如下:
(1)控制系统由各种控制器具、控制对象和控制网络构成。其主要作用是对变配电所的开关设备进行远方跳、合闸操作，以满足改变电力系统运行方式及处理故障的要求。控制系统按自动化程度的不同分为手动控制、半自动控制和自动控制;按控制方式的不同分为分散控制和集中控制;按控制距离的不同分为就地控制和远方控制;按操作电源的不同分为直流控制、交流控制、强电控制和弱电控制等。强电控制采用直流110V或220V，交流额定值100V、5A;弱电控制采用直流6OV及以下，交流50V、1A及以下。
(2）信号系统由信号发送机构、接收显示原件及其网络构成。其作用是准确、及时地显示出相应一次设备的工作状态，为运行人员提供操作、调节和处理故障的可靠依据。信号系统按信号性质的不同分为事故信号、预告信号、指挥信号、位置信号、继电保护及自动装置动作信号等;按信号的显示方式不同分为灯光信号、音响信号和其他显示信号;按信号的相应时间不同分为瞬时动作信号和延时动作信号;按信号的复归方式不同分为手动复归和自动复归信号
5. 工作计划
第1周学习二次设计规程，完成线路保护配置
第2周消化保护说明书，完成保护资料翻译
第3周二次系统学习；设备配置；编写开题报告
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
