华工自动化企业供电第6章供配电系统二次接线

1、第六章第六章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线本章内容本章内容 变电所二次回路用于保障一次回路正确、安全、可靠变电所二次回路用于保障一次回路正确、安全、可靠运行的系统。本章对其操作电源、高压断路器控制回路、运行的系统。本章对其操作电源、高压断路器控制回路、中央信号回路、测量和绝缘监视回路、二次回路安装接线中央信号回路、测量和绝缘监视回路、二次回路安装接线图，自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等进行详细图，自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等进行详细分析。分析。第六章第六章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线第一节第一节 二次回路概述二次回路概述一、二次回路概念及其作用一、二次回路概念

2、及其作用用来控制、指示、监测和保护一次电路运行以及为一次用来控制、指示、监测和保护一次电路运行以及为一次回路提供操作电源等功能的回路；回路提供操作电源等功能的回路；主要包括：断路器控制回路、信号回路、保护回路、监主要包括：断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路以及自动化回路、操作电源回路等。测回路以及自动化回路、操作电源回路等。第一节第一节 二次回路概述二次回路概述供配电系统的二次回路功能示意图如下所示。供配电系统的二次回路功能示意图如下所示。在图中，断路器控制回路的主要功能是对断路器进行在图中，断路器控制回路的主要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护通、断操

3、作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，启动信号回路发出声响和灯光信号。跳闸，启动信号回路发出声响和灯光信号。第一节第一节 二次回路概述二次回路概述n操作电源向断路器控制回路，继电保护装置，信操作电源向断路器控制回路，继电保护装置，信号回路，监测系统等二次回路提供所需的电源。号回路，监测系统等二次回路提供所需的电源。电压互感器、电流互感器还向监测、电能计量回电压互感器、电流互感器还向监测、电能计量回路提供电流和电压参数。路提供电流和电压参数。第一节第一节 二次回路概述二次回路概述二、二次回路图分类二

4、、二次回路图分类第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路为了实现对断路器的控制，必须有发出分、合闸命令的控制为了实现对断路器的控制，必须有发出分、合闸命令的控制机构，如控制开关或控制按钮等；执行操作命令的断路器的机构，如控制开关或控制按钮等；执行操作命令的断路器的操动机构；以及传送命令到执行机构的中间传送机构。由这操动机构；以及传送命令到执行机构的中间传送机构。由这几部分构成的电路，即为断路器控制回路。几部分构成的电路，即为断路器控制回路。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路一、高压断路器控制回路要求一、高压断路器控制回路要求1、手动和自动结合、手动和自动结合能够手动和

5、自动合闸、跳闸；能够手动和自动合闸、跳闸；2、监视和保护：、监视和保护：监视控制回路操作电源以及跳闸、合闸回路的完好性；监视控制回路操作电源以及跳闸、合闸回路的完好性；对二次回路短路、过负荷进行保护；对二次回路短路、过负荷进行保护； 3、命令自动解除、命令自动解除断路器操动机构中的合、跳闸线圈按断路器操动机构中的合、跳闸线圈按短时通电短时通电设计，设计，在合闸在合闸或者跳闸完成后能够自动解除命令脉冲，切断合闸或者跳闸或者跳闸完成后能够自动解除命令脉冲，切断合闸或者跳闸电源；电源； 4、位置信号、位置信号具有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号；具有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号；第二

6、节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路 5、防跳措施：、防跳措施：具有防止断路器多次合、跳闸的防跳措施；具有防止断路器多次合、跳闸的防跳措施； 6、事故跳闸回路按照不对应原理接线；、事故跳闸回路按照不对应原理接线； 7、监视和闭锁回路：、监视和闭锁回路：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、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；弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路；第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路二、电磁操动机构的断路器控制回路二、电磁操动机构的断路器控制回路（1）控制开关（控制元件）控制开关（控制元件

7、）LW2型系列自动复位控制开关（万能开关，复合开关，组合开型系列自动复位控制开关（万能开关，复合开关，组合开关）结构关）结构第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路nLW2-Z-1a.4.6a.40.20.20/F8型控制开关的触点图型控制开关的触点图表如下所示；控制开关有表如下所示；控制开关有6个位置，其中个位置，其中“跳闸后跳闸后”和和“合闸后合闸后”为固定位置，其他为操作时的过渡为固定位置，其他为操作时的过渡位置。位置。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n注意几点：注意几点：（1）共有）共有24个固定触点；个固定触点；（2）共有）共有6个触点盒；而且每个触点盒中

8、有个触点盒；而且每个触点盒中有4个触点；按照个触点；按照触点盒的位置为序进行编号排列；触点盒的位置为序进行编号排列；（3）四个字母的含义：）四个字母的含义：T跳闸；跳闸；D后；后；C合闸；合闸；P预备；预备；（4）注意分析过程中用到的触点；主要用到触点号为：）注意分析过程中用到的触点；主要用到触点号为：5-16；即用到中间四个触点盒。；即用到中间四个触点盒。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路2.电磁操动机构的断路器控制原理电磁操动机构的断路器控制原理结合电磁操动机构的断路结合电磁操动机构的断路器控制以及信号回路分析器控制以及信号

9、回路分析下列过程下列过程（1）断路器的手动控制）断路器的手动控制a.合闸前状态合闸前状态nSATD：合闸前，即跳闸：合闸前，即跳闸后位置：后位置：触点触点10-11接通接通回路：回路：+WCK11-10HG1RQF1KM-WC。QF1闭合，闭合，HG绿灯亮。因限流电绿灯亮。因限流电阻阻1R的存在，流过合闸接触的存在，流过合闸接触器线圈器线圈KM的电流很小，不足的电流很小，不足以使其动作；而且绿灯亮表示以使其动作；而且绿灯亮表示合闸回路完好且断路器处于跳合闸回路完好且断路器处于跳闸位置。闸位置。触点触点14-15接通，接通，QF2断开，断开，对应回路不通；对应回路不通；第二节第二节 高压断路器控

10、制回路高压断路器控制回路b.手动合闸过程：手动合闸过程： n第一阶段第一阶段 SAPC：即预备合：即预备合闸位置，将闸位置，将SA在在TD位置顺时针位置顺时针旋转旋转90度。度。n触点触点9-10接通接通回路：回路：+WFK9-10HG1RQF1KM-WC。HG闪光；闪光；此时控制开关的位置与合闸此时控制开关的位置与合闸后的位置相同，但是断路器后的位置相同，但是断路器依然处于断开位置依然处于断开位置不对不对应接线原理：即控制开关的应接线原理：即控制开关的指示位置与断路器的实际位指示位置与断路器的实际位置不对应；绿灯闪光表明处置不对应；绿灯闪光表明处于于PC状态，提醒工作人员核状态，提醒工作人员

11、核对操作对象是否有误。对操作对象是否有误。n触点触点K13-14接通：接通：QF2断开，对断开，对应回路不通应回路不通；第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n第二阶段第二阶段 SAC：即合闸：即合闸位置，将位置，将SA在在PC位置顺时针位置顺时针旋转旋转45度。度。触点触点5-8接通接通 回路：回路：+WCK5-8KTL2QF1KM-WC。没有没有1R的电流作用，电流较的电流作用，电流较大，大，KM动作，对应触点动作，对应触点KM1，KM2闭合，合闸线闭合，合闸线圈圈YO通电，断路器合闸动通电，断路器合闸动作。合闸完成后，断路器作。合闸完成后，断路器的常闭辅助触点的常闭辅助触点Q

12、F1断开，断开，即自动断开合闸回路，绿即自动断开合闸回路，绿灯灭。而断路器的常开辅灯灭。而断路器的常开辅助触点助触点QF2闭合。闭合。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n触点触点9-12接通接通+WFK9-12HG1RQF1KM-WC。但合闸。但合闸完成后完成后QF1断开，断开，HG灭掉。灭掉。n触点触点13-16接通接通回路：回路：+WCK16-13HR2RKTLQF2YR-WC。合闸完成后。合闸完成后QF2闭合，又因闭合，又因2R的存在，的存在，使得回路电流很小，不足使得回路电流很小，不足以跳闸线圈以跳闸线圈YR动作，因而动作，因而只是只是HR起到指示作用，表起到指示作用，

13、表明明SA处于合闸位置；处于合闸位置；第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n第三阶段第三阶段 合闸后合闸后 SACD 在控制开关内部弹簧的作用下，在控制开关内部弹簧的作用下，SA自动回到自动回到“合闸后合闸后”位置。位置。n触点触点13-16接通接通回路：回路：+WCK16-13HR2RKTLQF2YR-WC。又因又因2R的存在，使得回路的存在，使得回路电流很小，不足以跳闸线电流很小，不足以跳闸线圈圈YR动作，因而只是动作，因而只是HR起到发出平光指示断路器起到发出平光指示断路器处于手动合闸状态后作用，处于手动合闸状态后作用，同时表明跳闸回路完好以同时表明跳闸回路完好以及控制回路

14、中的及控制回路中的1FU，2FU完好。完好。n触点触点9-10接通接通 由于回路中由于回路中QF1断开，回路不通。断开，回路不通。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路nC：手动跳闸：手动跳闸第一阶段第一阶段 预备跳闸预备跳闸 SAPTSA逆时针旋转逆时针旋转90度，到度，到达预备跳闸位置：达预备跳闸位置：SAPTn触点触点13-14接通，触点接通，触点13-16断开断开回路：回路：+WFK13-14HR2RKTLQF2YR-WC将红灯接于闪光母线，红将红灯接于闪光母线，红灯闪光，此时控制开关的灯闪光，此时控制开关的位置处于跳闸后的位置，位置处于跳闸后的位置，但是断路器依然处于合闸

15、但是断路器依然处于合闸状态，采用的是不对应接状态，采用的是不对应接线原理。表明处于预跳状线原理。表明处于预跳状态。态。n触点触点10-11接通，但是接通，但是QF1断断开，使得回路不通。开，使得回路不通。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路第二阶段第二阶段 跳闸跳闸SAT，SA在在PT位位置逆时针旋转置逆时针旋转45度；度；n触点触点6-7接通接通回路：回路：+WCK6-7KTLQF2YR-WC跳闸线圈接通，断路器跳闸，跳闸线圈接通，断路器跳闸，之后之后QF1接通，接通，QF2断开；断开；此时红灯灭掉；此时红灯灭掉；n触点触点10-11接通接通回路：回路：+WCK10-11HG1

16、RQF1KM-WC跳闸完成后跳闸完成后QF1闭合，绿灯闭合，绿灯开始亮开始亮n触点触点14-15接通，由于跳闸完成接通，由于跳闸完成后后QF2断开，回路断开。断开，回路断开。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路第三阶段第三阶段 跳闸后跳闸后SATD，在弹簧作用下，在弹簧作用下，SA由由T回到回到TD位位置；置；n触点触点10-11接通接通回路：回路：+WCK11-10HG1RQF1KM-WC。QF1闭合，闭合，HG绿灯绿灯亮。亮。因限流电阻因限流电阻1R的存在，流的存在，流过合闸接触器线圈过合闸接触器线圈KM的电的电流很小，不足以使其动作；流很小，不足以使其动作；而且绿灯亮表示合

17、闸回路而且绿灯亮表示合闸回路完好且断路器处于跳闸位完好且断路器处于跳闸位置。置。n触点触点14-15接通，接通，QF2断开，断开，对应回路不通；对应回路不通；第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路（2）断路器的自动控制）断路器的自动控制断路器的自动控制通过断路器的自动控制通过自动装置的继电器触点自动装置的继电器触点1K，2K完成完成，二者分别，二者分别与与5-8和和6-7并联分别实现合闸和跳闸的自动控制，并联分别实现合闸和跳闸的自动控制，执行过程不再由控制执行过程不再由控制开关来控制开关来控制，即控制开关的位置不变化。即控制开关的位置不变化。当当1K动作时，即执行合闸操作时，控制开

18、关依然处于跳闸后状态动作时，即执行合闸操作时，控制开关依然处于跳闸后状态,二者二者不再一致，需要人为改变。不再一致，需要人为改变。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路当当2K动作时，即自动执行跳闸操作时，控制开关依然处于合闸后状态，动作时，即自动执行跳闸操作时，控制开关依然处于合闸后状态，二者不一致需要人为改变。二者不一致需要人为改变。因此，自动跳闸以及自动合闸后，指示灯指示状态与断路器的实际状因此，自动跳闸以及自动合闸后，指示灯指示状态与断路器的实际状态不对应，需要人为改变控制开关的位置。态不对应，需要人为改变控制开关的位置。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n

19、事故自动跳闸过程：事故自动跳闸过程：当系统中发生事故，保护出口继电器触点当系统中发生事故，保护出口继电器触点3K闭合，闭合，SA的的6-7接通，接通，YR通通电，执行跳闸操作，电，执行跳闸操作，HG（绿灯）发出闪光，表明断路器事故跳闸。与（绿灯）发出闪光，表明断路器事故跳闸。与3K串联的串联的KS为信号继电器电流线圈，电阻较小，不影响跳闸回路电流，跳为信号继电器电流线圈，电阻较小，不影响跳闸回路电流，跳闸后闸后KS通电能够发出信号。通电能够发出信号。同时，断路器常闭辅助触点同时，断路器常闭辅助触点QF3，在跳闸后闭合，而，在跳闸后闭合，而SA依然置于依然置于“合闸合闸后后”位置，触点位置，触点

20、K1-3，K17-19接通，事故音响小母线接通，事故音响小母线WAS与与-WS接通构接通构成回路，从而启动事故音响装置，发出事故音响信号，如电笛或者蜂鸣器。成回路，从而启动事故音响装置，发出事故音响信号，如电笛或者蜂鸣器。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路（3）断路器的防跳）断路器的防跳若没有若没有KTL防跳继电器，在合闸后如果控制开关防跳继电器，在合闸后如果控制开关SA的触点的触点K5-8或者自动或者自动装置触点装置触点1K被卡死，而此时系统中出现永久性故障，继电保护使断路器被卡死，而此时系统中出现永久性故障，继电保护使断路器跳闸后，断路器常闭触点跳闸后，断路器常闭触点QF1

21、闭合，合闸回路又被接通，则出现多次闭合，合闸回路又被接通，则出现多次“跳跳闸闸-合闸合闸”的现象的现象称为称为“跳跃跳跃”；跳跃会导致断路器损坏，造成事故的扩大，故需要增加防跳继电器跳跃会导致断路器损坏，造成事故的扩大，故需要增加防跳继电器KTL。第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n防跳继电器防跳继电器KTL的工作原理：的工作原理：第二节第二节 高压断路器控制回路高压断路器控制回路n防跳继电器防跳继电器KTL的工作原理的工作原理当控制开关当控制开关SA合闸（合闸（K5-8接通）或者自动装置触点接通）或者自动装置触点1K合闸时，如果此时系统中存合闸时，如果此时系统中存在永久性故障

22、，则继电保护动作，其触点在永久性故障，则继电保护动作，其触点2K闭合，使得断路器跳闸。跳闸电流流闭合，使得断路器跳闸。跳闸电流流过防跳继电器过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动，常闭触点的电流线圈，使其启动，常闭触点KTL2打开，常开触点打开，常开触点KTL1闭闭合，使其合，使其KTL电压线圈也动作，并且电压自保持；断路器跳开后，电压线圈也动作，并且电压自保持；断路器跳开后，QF1闭合，如果闭合，如果此时合闸脉冲没有解除，即控制开关或者自动装置触点被卡死，因常闭触点此时合闸脉冲没有解除，即控制开关或者自动装置触点被卡死，因常闭触点KTL2已断开，所以断路器不会合闸；只有当触点已断开，所以断路

23、器不会合闸；只有当触点K5-8或者或者1K断开后，防跳继电器断开后，防跳继电器KTL电压线圈失电后，常闭触点才能闭合。这样就能防止跳跃现象的出现。电压线圈失电后，常闭触点才能闭合。这样就能防止跳跃现象的出现。 第三节第三节 中央信号回路中央信号回路一中央信号回路的作用及类型一中央信号回路的作用及类型1.作用作用变电所进出线、变压器和母线等都要配置继电保护或者变电所进出线、变压器和母线等都要配置继电保护或者监测装置，保护或者监测装置动作后都要通过信号系统监测装置，保护或者监测装置动作后都要通过信号系统发出相应的信号来提示运行人员，能够直接反映出继电发出相应的信号来提示运行人员，能够直接反映出继电

24、保护以及绝缘装置的状态。保护以及绝缘装置的状态。中央信号回路主要包括：事故信号回路和预告信号回路。中央信号回路主要包括：事故信号回路和预告信号回路。第三节第三节 中央信号回路中央信号回路2.中央信号类型中央信号类型事故信号：断路器发生事故跳闸时，起动事故信号：断路器发生事故跳闸时，起动蜂鸣器发出蜂鸣器发出报警报警，断路器位置指示灯闪光，事故类型光字牌点亮，断路器位置指示灯闪光，事故类型光字牌点亮，指示指示故障的位置和类型故障的位置和类型。预告信号：当电气设备预告信号：当电气设备异常运行时异常运行时，警铃起动警铃起动，标有，标有故障性质的光字牌点亮，故障性质的光字牌点亮，指示异常运行的类型指示异

25、常运行的类型。位置信号：断路器的位置（分合指示器）、隔离开关位置信号：断路器的位置（分合指示器）、隔离开关位置信号等；位置信号等；指挥信号：用于主控制室向其他控制室发出操作命令；指挥信号：用于主控制室向其他控制室发出操作命令；联系信号：控制室之间的联系；联系信号：控制室之间的联系；第三节第三节 中央信号回路中央信号回路二、中央事故信号回路二、中央事故信号回路中央事故信号：断路器事故跳闸后，能够及时发出音中央事故信号：断路器事故跳闸后，能够及时发出音响信号（蜂鸣器）并用光字牌灯显示出故障性质。响信号（蜂鸣器）并用光字牌灯显示出故障性质。（蜂鸣器（蜂鸣器+光字牌）光字牌）第三节第三节 中央信号回路

26、中央信号回路1.中央复归不重复动作的事故信号回路中央复归不重复动作的事故信号回路n断路器正常工作时：断路器正常工作时：断路器合上，控制开关断路器合上，控制开关SA的的K1-3，K19-17接通，此时接通，此时每个断路器的辅助常闭触点是断开的；从而所有回路不每个断路器的辅助常闭触点是断开的；从而所有回路不通；通；n断路器事故跳闸时：断路器事故跳闸时：如如1QF跳闸，则跳闸，则1QF闭合，闭合，回路：回路：+WSHBKM常闭触点常闭触点K1-3K19-171QF-WS蜂鸣器蜂鸣器HB发出声响。发出声响。第三节第三节 中央信号回路中央信号回路n按按2SB复归按扭复归按扭，KM线圈通电，线圈通电，KM

27、常闭打开，蜂鸣器常闭打开，蜂鸣器HB断电解除断电解除音响，音响，KM常开触点闭合，继电器常开触点闭合，继电器KM自锁，此时如果其他断路器自锁，此时如果其他断路器2QF也发生事故跳闸，则蜂鸣器不会发出音响，所以称为不能重复动作。也发生事故跳闸，则蜂鸣器不会发出音响，所以称为不能重复动作。n能够在控制室内通过手动复归称为中央复归。能够在控制室内通过手动复归称为中央复归。n1SB为试验按扭为试验按扭，用于检查事故音响的完好性。，用于检查事故音响的完好性。第三节第三节 中央信号回路中央信号回路2中央复归重复动作预告信号回路中央复归重复动作预告信号回路第三节第三节 中央信号回路中央信号回路（1）当）当S

28、A处于工作位置处于工作位置，K13-14,15-16接通时，若接通时，若系统中出现异常运行，则系统中出现异常运行，则1K,2K.中对应的继电中对应的继电器触点闭合，假设器触点闭合，假设1K闭合：闭合：回路：回路：+WS1K1HLK13-14,K15-16KI-WSHA发出音响，光字牌发出音响，光字牌1HL发亮指示；发亮指示；第三节第三节 中央信号回路中央信号回路（2）当）当SA处于试验位置，处于试验位置， 回路：回路：+WSK12-11K9-10K8-72WFSHL1WFSK1-2K4-3K5-6-WS使得所有光字牌变使得所有光字牌变亮，检验灯泡的好亮，检验灯泡的好坏。坏。2SB为音响解除按为

29、音响解除按钮，音响解除后，钮，音响解除后，若其他设备或者回若其他设备或者回路出现异常工况时，路出现异常工况时，音响及对应的光字音响及对应的光字牌便会提示牌便会提示重重复动作。复动作。第四节第四节 测量回路测量回路1.三相电路有功功率的测量三相电路有功功率的测量CCCBBBAAACBAIUIUIUPPPPcoscoscos 为相电压和相电流；为相电压和相电流； 为相电压和相电流之间的夹角；为相电压和相电流之间的夹角；CBACBAIIIUUU,CBA,第四节第四节 测量回路测量回路n在三相对称系统中，在三相对称系统中， 相电压，相电流；相电压，相电流； 线电压和相电流；线电压和相电流； 为为相电压

30、和相电流相电压和相电流之间的夹角；之间的夹角；cos3cos3UIIUP,UIIU,第四节第四节 测量回路测量回路 对于单相电路的功率瞬时值，设此时初相位：对于单相电路的功率瞬时值，设此时初相位： 0( 2sin)( 2sin()coscos(2)pu iUwtIwtU IU Iwt cos3IUppppCBA对于三相对称电路而言，对于三相对称电路而言，可见，三相对称系统瞬时功率之和也是常数，等于可见，三相对称系统瞬时功率之和也是常数，等于三相平均功率；但是各相的瞬时功率不相等。三相平均功率；但是各相的瞬时功率不相等。第四节第四节 测量回路测量回路（1）三相三线制电路）三相三线制电路二瓦计，二表法；无论三二瓦计，二表法；无论三相是否对称，均可采用该方法；相是否对称，均可采用该方法；1212()()()AB AABACB CCBCA ABACC Cpu iuuipu iuuipppu iuiiu i由