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1、第八章 变电所二次回路和自动装置,第一节 二次回路概述 第二节 操作电源 第三节 高压断路器控制回路 第四节 中央信号回路 第五节测量和绝缘监视回路 第六节二次回路安装接线图 第七节自动重合闸装置（ARD） 第八节备用电源自动投入装置（APD） 第九节变电所综合自动化,第一节 二次回路概述,1、定义和分类：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。 二次回路按功能可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动装置回路和操作电源回路等。,2、二次回路图的种类 二次回路图主要有二次回路原理图、二次回路原理展开图、二次回路安装接线图。 二次回路原理图主要是用来表示继电保护、
2、断路器控制、信号等回路的工作原理 原理展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。,二次回路安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装、维护必不可少的图纸。 原理图或原理展开图通常是按功能电路如控制回路、保护回路、信号回路来绘制的，而安装接线图是按设备如开关柜、继电器屏、信号屏为对象绘制的。,供配电系统的二次回路功能示意图,第二节 操作电源,二次回路的操作电源主要有直流和交流两大类； 直流操作电源主要有蓄电池和硅整流直流操作电源。,一、 直流操作电源 1.蓄电池组供电的直流操作电源 蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。 （1）铅酸蓄电池 铅
3、酸蓄电池是由二氧化铅（PbO2）的正极板、铅的负极板和密度为1.21.3g/cm3的稀硫酸电解液组成。它在放电和充电时的化学反应式为,优点：工作性能可靠 缺点：危险、腐蚀、维护量大和占用空间等,（2）镉镍蓄电池 镉镍蓄电池由正极板、负极板、电解液组成。正极板为氢氧化镍Ni(OH)3或三氧化镍（Ni2O3），负极板为镉（Cd），电解液为氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）等碱溶液。它在放电和充电时的化学反应式为,优点：工作可靠、腐蚀性小、大电流放电性能好、体积小和维护简单等。,(3)蓄电池的运行方式 蓄电池的运行方式有两种：充电放电运行方式和浮充电运行方式,2.硅整流直流操作电源:硅整流电容
4、储能直流操作电源 优点:价格便宜,与铅酸蓄电池比较占地面积小、维护工作量小、体积小、不需充电装置。 缺点:电源独立性差,可靠性受交流电源影响,需加装补偿电容和交流电源自动投切装置；二次回路复杂。,二、 交流操作电源 交流操作电源可有两种途径获得：取自所用电变压器；当保护、控制、信号回路的容量不大时，可取自电流互感器、电压互感器的二次侧。 优点：接线简单、投资低廉、维修方便。 缺点：交流继电器性能没有直流继电器完善，不能构成复杂的保护。 使用场合：在小型变配电所中应用较广，而对保护要求较高的中小型变配电所采用直流操作电源。,三、 所用变压器 变电所的用电一般应设置专门的变压器供电，简称所用变。变
5、电所的用电主要有室外照明、室内照明、生活区用电、事故照明、操作电源用电等，为保证操作电源的用电可靠性，所用变一般都接在电源的进线处，对一些重要的变电所，一般应设有两台互为备用的所用变。,第三节 高压断路器控制回路,一、高压断路控制回路的要求 断路器控制回路是指控制（操作）高压断路器跳、合闸的回路。 断路器控制回路的直接控制对象为断路器的操动（作）机构。操动机构主要有电磁操动机构（CD）、弹簧操动机构（CT）、液压操动机构（CY）等。 断路器控制回路的基本要求如下： 1.能手动和自动合闸与跳闸； 2.应能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性； 3.在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，
6、切断合闸或跳闸电源；,4.应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号； 5.应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施； 6.断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线； 7.对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。,二、 电磁操动机构的断路器控制回路 1.控制开关 控制开关是断路器控制和信号回路的主要控制元件，由运行人员操作。 在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。控制开关有六个位置：,“跳闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备跳闸”、“跳闸”、“跳闸后”，其中“跳闸后”和“合闸后”为固定位置，其它为操作时的过渡位
7、置。,图8-7 LW2型控制开关外形结构图,表8-1是LW2型控制开关触点图。（P217）,2.电磁操动机构的断路器控制回路,1) 断路器的手动控制 手动合闸 断路器处于跳闸状态，控制开关SA处于“跳闸后”位置，HG绿灯亮，发平光,表明断路器是断开状态，合闸回路完好又表明控制回路的熔断器和完好回路。 控制开关SA顺时针旋转90，至“预备合闸”位置，触点9-10通，绿灯HG发闪光。 SA顺时针旋转45置于“合闸”位置。SA的5-8通，使合闸接触器KM动作，合闸线圈YO通电，断路器合闸。绿灯熄灭，红灯亮。 当松开SA后，SA自动回到“合闸后”位置，13-16通，红灯发平光，表明断路器手动合闸，同时
8、表明 跳闸回路完好及控制回路的熔断器和完好。,手动跳闸 控制开关SA逆时针旋转90置于“预备跳闸”位置，13-14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光。 SA继续旋转45而置于“跳闸”位置6-7通，使跳闸线圈YR接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。 当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，10-11通，绿灯发出平光，表明断路器手动跳闸，又表明合闸回路完好。,2）断路器的自动控制 自动装置的继电器触点1K和2K的闭合分别实现合、跳闸控制。 红灯发出闪光，表明断路器自动合闸，同时表明跳闸回路完好。,绿灯发出闪光，表明断路器自动跳闸，又表明合闸回路完好。 当断路器因故障跳闸时，保护出口继电器触点3
9、K闭合，YR通电，断路器跳闸，HG发出闪光， 运行人员须将SA旋转到相应的位置上，相应的信号灯发平光。,3）断路器的“防跳” 出现多次“跳闸合闸”现象，称为“跳跃”。 跳闸电流流过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动， KTL1常开触点闭合（自锁），KTL2常闭触点打开，其KTL电压线圈也动作，自保持。防止了跳跃现象。,三、弹簧操动机构的断路器控制回路,弹簧操动机构有使用交流操作电源和直流操作电源两种。,1.直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制回路,2.交流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制回路,第四节 中央信号回路,供配电系统中，保护装置或监测装置动作后都要通过信号系统发出相应的信号提示运
10、行人员。这个信号系统称为中央信号系统。 中央信号系统有以下几种类型： 1.事故信号 断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（或电笛）发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光，事故类型光字牌亮，指示故障的位置和类型。 2.预告信号 当电气设备出现不正常运行状态时，启动警铃发出声响信号，同时标有故障性质的光字牌点亮，指示不正常运行状态的类型，如变压器过负荷、控制回路断线等。,3.位置信号 位置信号包括断路器位置（如灯光指示或操动机构分合闸位置指示器）和隔离开关位置信号等。 4.指挥信号和联系信号 用于主控制室向其它控制室发出操作命令和控制室之间的联系。,一、对中央信号回路的要求 1. 中央事故信号装置应
11、保证在任一断路器事故跳闸后，立即发出音响信号和灯光信号； 2. 中央预告信号装置应保证在任一电路发生故障时，能按要求（瞬时或延时）发出音响信号和灯光信号； 3. 中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。一般事故音响信号电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃；,4. 中央信号装置在发出音响信号后，应能手动或自动复归（解除）音响，而灯光信号及其它指示信号应保持到消除故障为止； 5. 接线应简单、可靠，应能监视信号回路的完好性； 6. 应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进行试验； 7.中央信号一般采用重复动作的信号装置。,二、中央事故信号回路 中央事故信号按操作电源分为交流和直流操作电源两类； 按
12、事故音响信号的动作特性分为不能重复动作和能重复动作两类；按复归方法分为就地复归和中央复归。,1.中央复归不重复动作的事故信号回路,若某断路器（1QF）因事故跳闸，事故信号回路起动，蜂鸣器HB发出声响。按2SB复归按钮解除音响。若此时2QF又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做“不能重复动作”。能在控制室手动复归称中央复归。1SB为试验按钮，用于检查事故音响是否完好。,2.中央复归重复动作的事故信号回路,“重复动作”是利用控制开关与断路器辅助触点之间的不对应回路中的附加电阻和信号冲击继电器（或信号脉冲继电器）来实现的。,三、中央预告信号回路 中央预告信号回路是指在供配电系统中，发生故障
13、和不正常工作状态下发出音响信号。常采用电铃发出声响，并利用灯光和光字牌来显示故障的性质和地点。中央预告信号装置有直流和交流两种，也有不重复动作和重复动作的两种。,1. 中央复归不重复动作预告信号回路,2.中央复归重复动作预告信号回路,当SA在工作位置时，若系统发生不正常工作状态，如过负荷动作1K闭合，+WS经1K、HL1（两灯并联）、SA的13-14、KI到-WS，使冲击继电器KI的脉冲变流器一次绕组通电，发出音响信号，同时光字牌HL1亮 。 SA在试验位置时，试验回路为+WS12-119-108-72WFSHL光字牌（两灯串联）1WFS1-24-35-6-WS，所有光字牌亮，表明光字牌灯泡完
14、好，如有不亮表示光字牌灯泡坏，更换灯泡。 预告信号音响部分的重复动作也是靠突然并入启动回路一电阻，使流过冲击继电器的电流发生突变来实现。启动回路的电阻是用光字牌中的灯泡。,第五节 测量和绝缘监视回路,一、测量仪表配置 电气测量的目的: (1) 计费测量。 (2) 对供电系统中运行状态、技术经济分析所进行的测量，如电压、电流、有功功率、无功功率、及有功电能、无功电能测量等。 (3) 对交、直流系统的安全状况如绝缘电阻、三相电压是否平衡等进行监测。,1变配电装置中测量仪表的配置 (1)在供配电系统每一条电源进线上，必须装设计费用的有功电度表和无功电度表及反映电流大小的电流表。通常采用标准计量柜，计
15、量柜内有计算专用电流、电压互感器。 （2）在变配电所的每一段母线上，应装设电压表4只。 （3）35/610kV变压器应在高压侧或低压侧装设电流表,有功、无功功率表,有功、无功电度表各一只。 （4）310kV配电线路上，装设电流表、有功、无功电度表各一只。 （5）低压动力线上应装一只电流表。照明和动力混合供电的线路上照明负荷占总负荷1520%以上时，应在每相上装一只电流表,（6）并联电容器总回路上，每相装设一只电流表，并应装设一只无功电度表。,2.仪表的准确度要求 (1)交流电流、电压表、功率表可选用1.52.5级；直流电路中电流、电压表可选用1.5级；频率表0.5级。 (2)电度表及互感器准确
16、度配置见表8-2。 (3)仪表的测量范围和电流互感器变流比的选择，宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表的指示在标度尺的2/3处。,二、 直流绝缘监视回路 1.两点接地的危害 在直流系统中，正、负母线对地是悬空的，当发生一点接地时，并不会引起任何危害，但必须及时消除，否则当另一点接地时，会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作，如图所示。,2.直流绝缘监视装置回路图 它是利用电桥原理进行监测的，整个装置可分为信号部分和测量部分。 当绝缘电阻下降到一定值时，流过继电器KE线圈中的电流增大，继电器KE动作，其常开触点闭合，发出预告信号，光字牌亮，同时发出音响信号。利用转换开关ST和电压表2V，可判别哪一极接地。利用转换开关1SL和电压表1V，读直流系统总的绝缘电阻，计算每极对地绝缘电阻。,直流绝缘监视装置原理接线图,第六节 二次回路安装接线图,一、二次回路安装接线图基本知识 1 接线图的绘制要求 绘制接线图应遵循GB6988586的规定,其图形符号应符合GB472884、85的有关规定, 其文字符号包括项目代号应符号GB5094-
