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1、第5章 供配电系统二次接线,第5章 供配电系统二次接线,内容提要： 供配电系统二次接线的基本概念及二次接线图的绘制，二次回路的操作电源 断路器控制回路和信号回路以及电气测量仪表 供配电系统常用的自动装置，变电站的防雷与接地保护。,5.1 二次接线概述,5.1.1 二次接线的基本概念5.1.2 二次接线的分类,5.1.1 二次接线的基本概念,二次设备：指对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备。基本任务：反映一次设备的工作状态，控制一次设备，在一次设备发生故障时，能使故障部分迅速退出工作，保持电力系统处在最好的运行状态。,5.1.2 二次接线的分类,按照电源性质分，有直流回路
2、和交流回路按照用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等,图5.1 供配电系统的二次回路功能示意图,5.2 二次接线图,二次接线图介绍原理接线图 展开接线图安装接线图,5.2.1 二次接线图介绍,二次接线图是以国家规定的标准图形符号和文字符号，表示二次设备的相互连接关系。 分类：原理接线图、展开接线图、安装接线图,5.2.2 原理接线图,原理接线图是用来表示继电保护、 测量仪表和自动装置中各元件的电气联系 及工作原理的电气回路图。,10kV线路保护原理接线图,原理接线图可用来分析工作原 理，但对于复杂线路，看图较困难， 因此，广泛应用展开接线图。,5.2.3 展
3、开接线图,展开接线图：交流电流回路、交流电压回路、直流控制操作回路和信号回路等几个主要组成部分 特点：接线清晰，回路次序明显，便于了解整套装置的动作程序和工作原理，易于阅读，对于复杂线路的工作原理的分析更为方便,10kV线路保护原理接线图,5.2.3 展开接线图,根据电气施工安装的要求，用来表 示二次设备的具体位置和布线方式的图 形，称为二次回路的安装接线图。它反映的是二次回路中各电气元件的 安装位置、内部接线及元件间的线路关系。,以安装接线图为例介绍二次 接线基本要求及二次接线图的绘 制方法。,安装接线图包括： (1)屏面布置图（从控制屏正面看）将各安装设备和仪表实际位置按比例画出。 (2)
4、屏背面接线图（从屏背后看）表明屏内设备在屏背面的引出端子之间的连线情况以及引出端子与端子排间的连接关系。 (3)端子排图（从屏背后看）表明屏内设备与屏外设备连接情况以及屏上需要装设的端子类型、数目以及排列顺序。,1.基本要求,（1）按图施工，接线正确。 （2）导线与电气元件间的连接应牢固可靠。 （3）盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。 （4）电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确。 （5）导线绝缘良好，无损伤。 （6）按规定在端子上连接导线。 （7）二次回路接地应设专用螺栓。 （8）采用规定的绝缘导线，保证安全。,2.二次回路的编号,常用方法： （1）回路编号法：按“
5、等电位”原则标注，在电气回路中相同电位的回路采用同一编号。 （2）相对编号法：按接线对侧的设备名称编号 （3）二次回路的编号原则,二次回路的编号原则,数字编号的分配,3.安装接线图的绘制,需注意以下几个方面： （1）二次设备的表示方法。 （2）接线端子的表示方法。 （3）连接导线的表示方法。,5.3 变电所二次回路的操作电源,二次回路操作电源介绍直流操作电源 交流操作电源所用变压器,5.3.1 二次回路操作电源介绍,二次回路的操作电源是指控制、信号、监测及继电保护和自动装置等二次回路系统所需的电源。 要求：（1）安全可靠 ；（2）容量足够大 分类：（1）直流操作电源；（2）交流操作电源,5.3
6、.2 直流操作电源,铅酸蓄电池组由二氧化铅(PbO2)的正极板、铅(Pb） 的负极板和密度为1.2 g/cm31.3g/cm3 的稀硫酸(H2SO4)电解液构成，容器多为 玻璃。,铅酸蓄电池组的额定端电压 （单个）为2V ，需要蓄电池个数为 118个 ，其中长期接入操作电源母线 的蓄电池个数约为86个 ，其余32个 蓄电池用于调节电压。,优点：与交流的供电系统无直接关系，不 受供电系统运行情况的影响，工作可靠 。缺点：设备投资大，蓄电池使用一段时间 后，电压下降，需用专门的充电装置来进 行充电，因此还需设置专门的蓄电池室， 且有较多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。,镉镍蓄电池组 由正极板、负极板
7、、电解液组成。 单个镉镍蓄电池的端电压额定值为 1.2V，充电后可达1.75V，其充电可采用 浮充电或强充电方式由硅整流设备进行充 电。,优点： （1）不受供电系统运行情况影响、工作 可靠 ； （2）大电流放电性好； （3）使用寿命长； （4）腐蚀性小，不需专门的蓄电池室； （5）运行维护也比较简便 。,硅整流直流操作电源按断路器的操动机构的要求， 可分为： （1）电容储能（电磁操动） （2）电动机储能（弹簧操动）,硅整流电容储能直流操作电源,带有两组不同容量电容储能的硅整流装置图,各主要元件功能：（1）硅整流器I ：做断路器合闸电源，可向控 制、保护、信号等回路供电 ；在硅整流器II发 生故
8、障时可以通过V3向控制母线供电。 （2）硅整流器II：仅向操作母线供电。 （3）二极管V3 ：只允许从合闸母线向控制母 线供电而不能反向供电。 （4）电阻R用于限制在控制母线例发生短路时 流过硅整流I的电流。 （5）C1和C2：储能可动作继电保护装置，使 断路器跳闸。 （6）V4和V5：在事故情况下禁止向操作母线供 电，只向保护回路放电。,优点：价格便宜，占地面积相对较小，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；电容器有漏电问题，易损坏。,复式整流装置 指供直流操作电压的整流器电源有两 个，即电压源和电流源。 优点：能保证供电系统在正常和事故情况 下直流
9、系统均能可靠地供电。,5.3.3 交流操作电源,获得途径： 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。,继电保护方式：,“去分流跳闸”方式,当一次电路发生相间短路时，继电器动作，其常闭触点断开，使YR的短接分流支路被去掉（即“去分流”），使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈YR，断路器跳闸。,直接动作式,在一次电路发生相间短路时，短路电流反应到互感器的二次侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器跳闸。,交流操作电源的优缺点：,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
10、护,5.3.4 所用变压器,变电所的用电设 置专门的变压器 供电，简称所用 变。 变电所用电有室 外照明、室内照 明、操作电源用 电等。,所用变压器接线示意图,5.4 高压断路器的控制与信号回路断,高压断路器 高压断路器的控制方式与控制要求灯光监视的控制回路和信号回路,5.4.1 高压断路器,高压断路器有完善的灭弧装置，不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流。 按采用的灭弧介质来划分主要有：油断路器六氟化硫断路器真空断路器等,5.4.2 高压断路器的控制方式与控制要求,断路器的控制方式 1.按控制地点分为集中控制和就地（分散）控制。 2.按控制电源电压的
11、高低可分为强电控制、弱电控制和 微机控制。 3. 按控制电源的性质可分为直流操作(DC operation) 和交流操作(AC operation)（包括整流操作）。 4.按照对控制电路监视方式的不同可分为灯光监视控制 和音响监视控制电路。,控制回路需满足的要求 1.操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。 2.断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。 3.控制回路应具有反映断路器手动和自动跳、合闸位置的信号。 4.应能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护； 5.具有防止断路器多次合
12、、跳闸的“防跳”装置。 6.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。,5.4.3 灯光监视的控制回路和信号回路,1控制回路的构成 控制开关控制开关是断路器控制回路的主要控制元件，由人员操作使断路器合、闸，在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。,LW2-Z型控制开关外型结构图,固定与自由行程触头示意图,（1）触点盒位置图,表中：“”表示触点接通，“一”表示触点断开。,触点盒位置图表,（2）LW2型控制开关触点图表,LW2-Z-1a,4,6a, 40, 20, 20/F8型开关型控制开关触点表,表中：虚线上打黑点（）的触点，表示在此位
13、置时该触点通。,中间放大器件断路器的合闸电流较大，控制元件和控制回路所能 通过的电流只有几安，二者之间需用中间放大器件进行 转换，常采用直流接触器去接通合闸回路。操作机构高压断路器的操作机构有电磁式、弹簧式和液压式 等，操作机构不同，其控制回路不尽相同，但基本接线 相似。用户变电所的断路器常采用电磁式操作机构。,2控制回路和信号回路操作过程分析,断路器的控制回路和信号回路图,SA控制开关 BC小母线 BF闪光母线 KL防跳继电器 KM中间继电器 KO合闸接触器 YO合闸线圈 YR跳闸线圈 BAS事故音响小母线 K继电器保护触点 K1闪光继电器 SB试验按钮,合闸方式 （1）手动合闸 （2）自动
14、合闸 （3）手动跳闸 （4）自动跳闸 （5）防跳装置 （6）闪光电源装置, 5-5 变电所中央信号系统,5.5.1 中央信号系统的分类 5.5.2 中央信号系统的基本功能,5.5.1 中央信号系统的分类,1.信号装置分类 （1）按性能 a.按动作性能：分为重复动作和不重复动作； b.按复归方式：分为中央复归和就地复归两种。 （2）按用途 位置信号，事故信号和预告信号装置,位置信号：,用来指示设备的运行状态的，如断路器的 通、断状态，所以位置信号又称为状态信号。 对隔离开关常采用一种专门的位置指示器如 MK-9型位置信号指示器来表示其位置状态。,隔离开关位置信号指示器,事故信号 ：,表示供电系统
15、在运行中发生了某种事故而使继电保 护动作，同时事故信号装置发出灯光和音响信号，蜂鸣 器（电笛）发出声音，相应的光字牌变亮，显示文字告 知事故的性质、类别及发生事故的设备。,重复动作的中央复归式事故音响信号回路图,预告信号：,为变电站中电气设备发生故障或出现不正常运行状 态时发出的信号，与事故信号相比，属次紧急信号，且 不会立即造成设备损坏或危及人身安全。变电站中的预告信号通常分为瞬时预告信号和延时 信号两种，经常发生的预告信号有： 变压器、电动机等电气设备过负荷； 变压器油温过高、轻瓦斯保护动作及通风故障等； SF,气体绝缘设备的气压异常； 直流系统绝缘损坏或严重降低； 断路器控制回路及互感器
16、二次绕组回路断线； 小电流接地系统单相接地故障； 继电保护和自动装置交、直流电源断线； 信号继电器动作（掉牌）未复归； 断路器三相位置或有载调压变压器三相分接头位置不一致； 作用于信号继电器的继电保护和自动装置动作等。,5.5.2 中央信号系统的基本功能,信号系统必须具备的功能： （1） 应保证在任一断路器事故跳闸后，能瞬时发出事故信号， 同时位置指示灯闪光，并点亮相应光字牌。 （2） 应保证在任一电路发生故障时，能按要求（瞬时或延时） 准确发出音响、灯光信号和掉牌信号。 （3） 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，而灯光信号及其他指示信号应保持到消除故障为 止，以便帮助查找和分析事故。 （4）在继电保护及自动装置动作后，应能及时将信号继电器手动 复归，并设“信号未复归”光字牌，发送光字牌信号。 （5）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 信号用电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃； （6）接线应简单、可靠，应能监视信号回路的完好性； （7）应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进行试验。,
