第七章工厂供电系统二次回路和自动装置

1、工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置1 第七章第七章 工厂供电系统的二次回路和工厂供电系统的二次回路和 自动装置自动装置 工厂供电工厂供电 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置2 任课教师联系信息任课教师联系信息 姓名：姓名： 王随平王随平 教授教授 单位：单位： 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信

2、息科学与工程学院 控制工程系控制工程系 办公室：民主楼办公室：民主楼317317 办公电话：办公电话：8883647588836475 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置3 第一节二次回路及其操作电源第一节二次回路及其操作电源 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 第三节电测量仪表与绝缘监视装置第三节电测量仪表与绝缘监视装置 第四节供电系统的自动装置与远动化第四节供电系统的自动装置与远动化 第五节二次回路的安装接线和接

3、线图第五节二次回路的安装接线和接线图 本章主要内容本章主要内容 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置4 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 一、二次回路及其分类一、二次回路及其分类 是指用来控制、指示、监测和保护一是指用来控制、指示、监测和保护一 次电路运行的电路次电路运行的电路 二次回路二次回路/电路电路/系统系统 的定义的定义 二次设备：二次回路中的设备二次设备：二次回路中的设备 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂

4、 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置5 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 一、二次回路及其分类一、二次回路及其分类 二次回路的组成二次回路的组成 监测监测 系统系统 信号信号 系统系统 控制（操控制（操 纵）纵） 系统系统 继电保护继电保护 和自动装和自动装 置置 检测、处理、执行是控制的基本结构检测、处理、执行是控制的基本结构 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4

5、-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置6 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 一、二次回路及其分类一、二次回路及其分类 直流回路直流回路 电流回路电流回路 电源电源 性质性质 分分 类类 交流交流 回路回路 电压回路电压回路 用用 途途 断路器控制断路器控制(操作操作)回路回路 信号回路信号回路 测量和监视回路测量和监视回路 继电保护和自动装置回路继电保护和自动装置回路 电流互感器供电电流互感器供电 电压互感器供电电压互感器供电 蓄电池或整流装置供电蓄电池或整流装置供电 反应短路故障的继电器和断路器的跳闸线圈 控制与 信号设备 接线简单、维护方便、 投资少，但其技术性

6、能尚不能完全满足大、 中型发电厂及变电站 的要求。 适用小型变 电站。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置7 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 二、直流操作电源二、直流操作电源 直流操作电源直流操作电源 蓄电池组蓄电池组 整流装置整流装置 铅酸铅酸 镉镍镉镍硅整流电容储能硅整流电容储能复式整流复式整流 以厂（站）自用交流以厂（站）自用交流 电源、电压互感器二电源、电压互感器二 次电压、电流互感器次电压、电流互感器 二次电二次

7、电 流等为输入流等为输入 量的复合式整流设备量的复合式整流设备 独立、可靠的直流电源，即使在全厂（站）独立、可靠的直流电源，即使在全厂（站） 交流系统都停电的情况下，仍能在一定的交流系统都停电的情况下，仍能在一定的 时间内（通常为时间内（通常为2h）可靠供电，是发电厂）可靠供电，是发电厂 及大、中型变电站及大、中型变电站 不可缺少的电源设备。不可缺少的电源设备。 蓄电池通常采用蓄电池通常采用110V或或220V的电压供电。的电压供电。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供

8、电系统二次回路和自动装置8 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 二、直流操作电源二、直流操作电源 铅酸蓄电池铅酸蓄电池 端电压较高、冲击放电电流大；端电压较高、冲击放电电流大； 适合于断路器跳、合闸的冲击负荷；适合于断路器跳、合闸的冲击负荷； 工作可靠；工作可靠； 充电时要排出氢和氧的混合气体：充电时要排出氢和氧的混合气体： 有爆炸危险有爆炸危险 而且随着气体带出强腐蚀硫酸蒸气而且随着气体带出强腐蚀硫酸蒸气 一般工厂供电系统中不予采用。一般工厂供电系统中不予采用。 运行维护比较复杂；运行维护比较复杂； 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的

9、的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置9 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 二、直流操作电源二、直流操作电源 镉镍蓄电池镉镍蓄电池 工作可靠；工作可靠； 大电流放电性能好，比功率大；大电流放电性能好，比功率大； 机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小；机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小； 无需专用房间来装设，应用比较普遍。无需专用房间来装设，应用比较普遍。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七

10、章工厂供电系统二次回路和自动装置10 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 硅整流电容储能式直流电源硅整流电容储能式直流电源 单独采用硅整单独采用硅整 流器作直流操流器作直流操 作电源，在交作电源，在交 流供电系统电流供电系统电 压降低或电压压降低或电压 消失时，控制消失时，控制 回路失电。回路失电。 电容储能的硅电容储能的硅 整流电源，在整流电源，在 交流供电系统交流供电系统 电压降低或消电压降低或消 失时，由储能失时，由储能 电容器对继电电容器对继电 保护和跳闸回保护和跳闸回 路供电路供电 储能电容器容量限制，短时供电。储能电容器容量限制，短时供电。 适用：小型发电厂及中

11、、小型变电站。适用：小型发电厂及中、小型变电站。 闪光信号 小母线 U1主要用作断 路器合闸电源， 并可向控制、信 号和保护回路供 电。 C1、C2 储能电容器储能电容器 控制小母线 合闸 小母线。 U2的容量较小， 仅向控制、信号和 保护回路供电（由 二极管VD1、VD2、 VD3起作用）。 供电方供电方 向限制向限制 二、直流操作电源二、直流操作电源 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置11 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电

12、源 二、直流操作电源二、直流操作电源 复式整流直流电源复式整流直流电源 特点：特点： 能在故障状态下输出较大的直流电流能在故障状态下输出较大的直流电流 结构简单、运行维护工作量小；结构简单、运行维护工作量小； 适用场合：适用场合： 具有单电源的中小型变电站具有单电源的中小型变电站 电压源（从 厂、站自用 交流电源或 电压互感器 取得）-正 常运行时 电流源（从电流互感器取得）-故障状态下 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置12 第一节第一节 二次

13、回路及其操作电源二次回路及其操作电源 二、直流操作电源二、直流操作电源 复式整流直流电源复式整流直流电源 电压源（从厂、站自用 交流电源或电压互感器 取得）-正常运行时 电流源（从电 流互感器取得） -故障状态下 当稳压要求较高时装 设铁磁谐振稳压器 能保证在正常和短路故障情况下直流系统均能可靠地供电。能保证在正常和短路故障情况下直流系统均能可靠地供电。 较电容储能式的输出功率更大，电压稳定性更好。较电容储能式的输出功率更大，电压稳定性更好。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七

14、章工厂供电系统二次回路和自动装置13 第一节第一节 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 三、交流操作电源三、交流操作电源 二次回路简化、投资少、维护方便二次回路简化、投资少、维护方便 不适于比较复杂的继电保护、自动不适于比较复杂的继电保护、自动 装置及其他二次回路。装置及其他二次回路。 用于中小工厂变配电所中断路器采用于中小工厂变配电所中断路器采 用手动操作或弹簧操作及继电保护用手动操作或弹簧操作及继电保护 采用交流操作的场合。采用交流操作的场合。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-

15、4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置14 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路一、概述一、概述 电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹 簧操作机构和手动操作机构可交直流两用， 但一般采用交流操作电源。 高压断路器二次回路高压断路器二次回路 控制回路控制回路 信号回路信号回路 指示一次电路指示一次电路 设备运行状态设备运行状态 的二次回路的二次回路 控制控制(操作操作)高压高压 断路器分、合断路器分、合 闸的回路闸的回路 位置信号位置信号 事故信号事故信号预告信号预告信号 显示正常工作的位置状态。显示正常工作的位置状态。 红灯红灯(RD)亮，合闸位置；亮，合闸位

16、置； 绿灯绿灯(GN)亮，分闸位置。亮，分闸位置。 显示事故工作状态。显示事故工作状态。 红灯闪光，自动合闸；红灯闪光，自动合闸； 绿灯闪光，自动跳闸绿灯闪光，自动跳闸 还有事故音响信号和光还有事故音响信号和光 字牌等。字牌等。 在一次设备出现不在一次设备出现不 正常状态时或在故正常状态时或在故 障初期发出的报警障初期发出的报警 信号。信号。 值班员可根据预告值班员可根据预告 信号及时处理。信号及时处理。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置15

17、一、概述一、概述 控制与信号回路的主要要求控制与信号回路的主要要求 完好性。完好性。采用灯光监视的方式，监视控制采用灯光监视的方式，监视控制 回路保护装置回路保护装置(熔断器熔断器)及其分、合闸回路的完好及其分、合闸回路的完好 性，以保证断路器的正常工作。性，以保证断路器的正常工作。 命令解除命令解除分、合闸操作完成后，应能使命分、合闸操作完成后，应能使命 令脉冲解除，即能断开分、合闸的电源。令脉冲解除，即能断开分、合闸的电源。 位置指示位置指示应能指示断路器正常分、合闸的应能指示断路器正常分、合闸的 位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的 指示信

18、号。指示信号。 “不对应原理不对应原理”接线接线断路器的事故跳闸回路，断路器的事故跳闸回路， 应按应按“不对应原理不对应原理”接线。接线。 预告信号预告信号对有可能出现不正常工作状态或对有可能出现不正常工作状态或 故障的设备，应装设预告信号。故障的设备，应装设预告信号。 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置16 一、概述一、概述 不对应原理不对应原理 当断路器采用手动时，利用手动操作

19、机构的辅助触点当断路器采用手动时，利用手动操作机构的辅助触点 与断路器的辅助触点构成与断路器的辅助触点构成“不对应不对应”关系，即操作机关系，即操作机 构构(手柄手柄)在合闸位置而断路器已跳闸时，发出事故跳在合闸位置而断路器已跳闸时，发出事故跳 闸信号。闸信号。 当断路器采用电磁操作机构或弹簧操作机构时当断路器采用电磁操作机构或弹簧操作机构时 ，则，则 利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成“不对不对 应应”关系，即控制开关关系，即控制开关(手柄手柄)在合闸位置而断路器已在合闸位置而断路器已 跳闸时，发出事故跳闸信号。跳闸时，发出事故跳闸信号。 第二节

20、高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置17 二、采用手动操作机构的断路二、采用手动操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 信号小母线 限流电阻 手动操 作机构 辅助触 绿色 红色 跳闸线圈 (脱扣器) 出口继电器触头 断路器 的辅助 触头 推上操作机构手柄使断 路器合闸。这时断路器 的辅助触点QF34闭合

21、， 红灯RD亮，指示已经合 闸。 由于该回路有限流电阻 R2，跳闸线圈YR虽有电 流通过，但电流很小， 不会动作。 红灯RD亮，还表明跳闸 回路及控制回路的熔断 器FU1、FU2是完好的， 即红灯RD同时起着监视 跳闸回路完好性的作用。 电阻R1和R2：防止指示灯灯座短路指示灯灯座短路时 造成控制回路短路或断路器误跳闸。 合闸时合闸时 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置18 二、采用手动操作机构的断路二、采用手动操作机构的断路 器控制和信号回路器

22、控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 信号小母线 限流电阻 手动操 作机构 辅助触 绿色 红色 跳闸线圈 (脱扣器) 出口继电器触头 断路器 的辅助 触头 扳下操作机构手柄使断 路器分闸。断路器的辅 助触点QF34断开，切 断跳闸回路， 同时辅助触点QF12闭 合，绿灯GN亮，指示断 路器已经分闸。 绿灯GN亮，还表明控制 回路的熔断器FU1、FU2 是完好韵，即绿灯GN同 时起着监视控制回路完 好性的作用。 分闸时分闸时 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动

23、 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置19 二、采用手动操作机构的断路二、采用手动操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 信号小母线 限流电阻 手动操 作机构 辅助触 绿色 红色 跳闸线圈 (脱扣器) 出口继电器触头 断路器 的辅助 触头 在断路器正常操作分、合闸时， 由于操作机构辅助触点QM与断路器 辅助触点QF56都是同时切换的， 总是一开一合（不对应接线），所 以事故信号回路总是不通的，不会 错误地发出事故信号。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电

24、系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置20 二、采用手动操作机构的断路二、采用手动操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 信号小母线 限流电阻 手动操 作机构 辅助触 绿色 红色 跳闸线圈 (脱扣器) 出口继电器触头 断路器 的辅助 触头 当一次电路短路故障时，继 电保护装置动作，其出口继电器 KM触点闭合，接通跳闸线圈YR的 回路(QF34原已闭合)，使断路 器跳闸。随后QF34断开，使红 灯RD灭，并切断YR的跳闸电

25、源。 与此同时，QF12闭合，使绿灯 GN亮。这时操作机构的操作手柄 虽然仍在合闸位置，但其黄色指 示牌掉落，表示断路器自动跳闸。 同时事故信号回路接通，发出音 响和灯光信号。 事故信号回路是按“不对应原理” 接线的，由于操作手柄仍在合闸 位置，其辅助触点QM闭合，而断 路器已事故跳闸，其辅助触点 QF56也返回闭合，因此事故信 号回路接通。当值班员得知事故 跳闸信号后，可将操作手柄扳下 至分闸位置，这时黄色指示牌随 之返回，事故信号也随之解除。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29

26、第七章工厂供电系统二次回路和自动装置21 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线 灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 双向自复式并具有保持触点 的LW5型万能转换开关 LW5型万能转换开关： 手柄正常为垂直位置(0o)。 顺时针扳转45o，为合闸(ON) 操作，手松开即自动返回 (复位)，保持合闸状态。 反时针扳转45o，为分闸 (OFF)操作，手松开也自动 返回，保持分闸状态。虚 线黑点()：表在此位置时 该触点接通；虚线上

27、标出 的箭头()，表手柄自动 返回的方向。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置22 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线 灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 合闸接触器 合闸时，将SA手柄顺 时针扳转45 o，触点 SA12接通，合闸接 触器KO通电(其中 QF12原已闭合)，

28、其 主触点闭合，使电磁 合闸线圈YO通电，断 路器合闸。 合闸合闸 脱扣器 故障出口继电器 合闸线圈 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置23 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线 灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 合闸接触器 合闸后，控制开关 SA自动返回，其触 点SA12断

29、开，切 断合闸回路，同时 QF34闭合，红灯 RD亮，指示断路器 已经合闸，并监视 着跳闸线圈YR回路 的完好性。 合闸后合闸后 脱扣器 不对应接线 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置24 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线 灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 合闸接触器 分

30、闸时分闸时 分闸时，SA手柄反时针扳 转45 o，其触点SA78接 通，跳闸线圈YR通电(其 中QF34原已闭合)，使 断路器QF分闸。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置25 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线 灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 合闸接触器 分闸后分闸后

31、分闸后，控制开关SA自动 返回，其触点SA78断开， 断路器辅助触点QF34也 断开，切断跳闸回路，同 时触点SA34闭合， QF12也闭合，绿灯GN亮， 指示断路器已经分闸，并 监视着合闸线圈KO回路的 完好性。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置26 三、采用电磁操作机构的断路三、采用电磁操作机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 控制小母线 闪 光 信 号 小 母 线

32、灯光 信号 小母 线 信号音响 小母线 合闸小母线 合闸接触器 短路故障短路故障 脱扣器 不对应接线 当一次短路故障时，继电保护装 置动作，KM触点闭合，接通跳闸线 圈YR回路(其中QF34原已闭合)， 使自动跳闸。随后QF34断开，使 红灯RD灭，并切断跳闸回路，同时 QF12闭合，而SA在合闸位置，其 触点SA56也闭合接通闪光电源 WF(+)，绿灯GN闪光，表跳闸。由 于断路器自动跳闸，SA在合闸位置， 其触点SA910闭合，而断路器已 跳闸，其触点QF56也闭合，因此 事故音响信号回路接通，又发出音 响信号。当值班员得知事故跳闸信 号后，将SA的操作手柄扳向分闸位 置(反时针扳转45

33、o后松开)，使SA 触点与QF的辅助触点恢复“对应” 关系，全部事故信号立即解除。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置27 四、采用弹簧操动机构的断路四、采用弹簧操动机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 在其合闸线圈中串有弹簧 已贮能闭锁触点SQS1。 只有弹簧贮能后，才能合 闸； 当设有自动重合闸，如重 合于永久性故障时，弹簧 来不及贮能（需9S），故 不能第二次重合。为

34、可靠 起见，仍加了“防跳”回 路。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置28 四、采用弹簧操动机构的断路四、采用弹簧操动机构的断路 器控制和信号回路器控制和信号回路 第二节高压断路器的控制与信号回路第二节高压断路器的控制与信号回路 弹簧机构是利用预先储能 的合闸弹簧释放能量，使 断路器合闸。 合闸弹簧由交直流两用电 动机拖动储能，也可手动 储能。 能量消耗低,无渗漏,环境适 应性强等特点 在126kV550kV及以下电 压等级的高压断路器中较 多

35、分闸位置 指示灯 合闸位置 指示灯 储能电动机 位置开关 储能电动机 位置开关 储能电动机 位置开关 储能完毕闭合 储能完毕断开 断路器合 闸线圈 断路器脱 扣线圈 LW2或LW5型万能转换开关 储能完毕断开 储能启动按钮 储能电动机 继电保护出口继电器 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置29 LETs Take a short Break! 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和

36、 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置30 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 对电力装置回路的电力运行参数作经常测量、选择测对电力装置回路的电力运行参数作经常测量、选择测 量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理 用的计量仪表的总称。用的计量仪表的总称。 电测量仪表电测量仪表 用途分类用途分类 常用测量仪表常用测量仪表 计量仪表计量仪表 对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量 和记录用的仪表和记

37、录用的仪表 对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电 力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电能力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电能 表表( (又称电度表又称电度表) )。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置31 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 对常用测量仪表的一般要求对常用测量仪表的一般要求 能正确反映电力装置的运行参数和绝缘状

38、况。能正确反映电力装置的运行参数和绝缘状况。 交流回路指示仪表的准确度等级，不应低于交流回路指示仪表的准确度等级，不应低于2.52.5级；级； 直流回路指示仪表的准确度等级，不应低于直流回路指示仪表的准确度等级，不应低于1.51.5级级; ; 1.51.5级和级和2.52.5级的常用测量仪表，应配用准确度不低于级的常用测量仪表，应配用准确度不低于1.1. 0 0级的电流、电压互感器级的电流、电压互感器; ; 仪表的测量范围仪表的测量范围( (量限量限) )和电流互感器变流比的选择，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，仪表的指示宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表

39、的指示 在标度尺的在标度尺的2/32/3处。处。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置32 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 仪表、互感器准确度配置仪表、互感器准确度配置 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置33 一、电测量仪表一、电测量仪表第三

40、节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 变配电装置中变配电装置中 各部分仪表的配置要求各部分仪表的配置要求 在电力用户的电源进线上电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点， 必须装设计费的有功电能表和无功电能表，而且宜采用全国统 一标准的电能计量柜。 变配电所的每段母线上，母线上，必须装设电压表测量电压。 35110610的电力变压器电力变压器，应装设电流表、有功功率 表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一 侧视具体情况而定。 310的配电线路的配电线路，应装设电流表、有功和无功电能表各 一只。 380的电源进线或变压器低压侧的电源进线或变压器低压侧，各相应

41、装一只电流表。 低压动力线路上低压动力线路上，应装设一只电流表。 并联电力电容器组的总回路上并联电力电容器组的总回路上，应装设三只电流表，分别测 量各相电流，并应装设一只无功电能表。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置34 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 610高压线路高压线路 电测量仪表电路图电测量仪表电路图 电流表 三相有功电能表三相无功电能表 电压小母线 电压互感器 记忆电能表的联

42、结方式记忆电能表的联结方式 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置35 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 220380照明线路照明线路 电测量仪表电路图电测量仪表电路图 电流表 三相四线有功电能表 记忆电能表的联结方式记忆电能表的联结方式 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工

43、厂供电系统二次回路和自动装置36 二、绝缘监视装置二、绝缘监视装置第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 电压互感器中的零序磁通电压互感器中的零序磁通 绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故 障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故 各相感应一致各相感应一致 各相感应不一致各相感应不一致 不同感应磁通产生不同感应电压，引起不同的相电流不同感应磁通产生不同感应电压，引起不同的相电流 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂

44、供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置37 一、电测量仪表一、电测量仪表第三节第三节 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 635小电流接地系统的小电流接地系统的 绝缘监视装置电路图绝缘监视装置电路图 电压互感器 电压转 换开关 高压隔离开关及其辅助触头 电压继电器 信号继电器 控制小母线 信号小母线预告信号小母线 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次

45、回路和自动装置38 LETs Take a short Break! 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置39 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 暂时性的暂时性的 电力系统大多数故障电力系统大多数故障架空线路的短路故障架空线路的短路故障 自动合闸，恢复供电自动合闸，恢复供电 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的

46、二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置40 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 方法方法 机械式机械式电气式电气式 组成元件组成元件 晶体管型晶体管型微机型微机型 机电型机电型 重合次数重合次数 二次重合式二次重合式一次重合式一次重合式三次重合式三次重合式 ARD分类分类 弹簧式 断路器 电磁操作机 构断路器 成功率6090%成功率15% 成功率3% 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二

47、二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置41 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置与远动化第四节供配电系统的自动装置与远动化 手动合闸按下1通电接通合闸线圈回路断路器合闸。 ARDKAR动作其常开延时闭合触点闭合通电通电 断路器合闸。 跳闸线圈 合闸线圈 重合 闸继 电器 保护装置出口继电器触头 合闸按钮 跳闸按钮 合闸 接触 器 电气一次电气一次ARD基本原理电路基本原理电路 手手 动动 合合 闸闸 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的

48、 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置42 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 二次重合闸二次重合闸 一般应用于高压长距离供电线路。由于长距离线路有一般应用于高压长距离供电线路。由于长距离线路有 时造成短路的原因往往在一次重合闸后能够自动消除时造成短路的原因往往在一次重合闸后能够自动消除 （如细金属线短路等，一次重合闸后，短路电流可以（如细金属线短路等，一次重合闸后，短路电流可以 烧毁金属线路，消除故障原因，二次重合闸就可以成

49、烧毁金属线路，消除故障原因，二次重合闸就可以成 功。功。 二次重合闸一般要加后加速装置，不能像一次重合闸二次重合闸一般要加后加速装置，不能像一次重合闸 后有故障延时跳闸，而是有故障立即跳闸，以保护线后有故障延时跳闸，而是有故障立即跳闸，以保护线 路的设施不受损坏。有二次重合闸装置的第一次重合路的设施不受损坏。有二次重合闸装置的第一次重合 闸与只能一次重合闸的原理基本是一样的，仅仅增加闸与只能一次重合闸的原理基本是一样的，仅仅增加 了二次重合闸和后加速跳闸而已了二次重合闸和后加速跳闸而已 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自

50、自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置43 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 手动跳闸手动跳闸按下2接通跳闸线圈回路，使断路器跳闸。 短路故障跳闸：短路故障跳闸：短路保护装置动作闭合接通跳闸线圈的回路 使断路器跳闸。自动重合闸：如使得KAR动作延时闭合重合闸。 跳闸线圈 合闸线圈 重合重合 闸继闸继 电器电器 保护装置出口继电器触头 合闸按钮 跳闸按钮 合闸 接触 器 电气一次电气一次ARD基本原理电路基本原理电路 延时闭合延时闭合 如不加防跳措施，则在故障

51、未消除的工况下，是否反复跳、合闸？如不加防跳措施，则在故障未消除的工况下，是否反复跳、合闸？ 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置44 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸继电器结构和原理电气一次自动重合闸继电器结构和原理(简简) 电压线圈电压线圈 电流线圈电流线圈 双线圈继电器，电压线圈启动、电流线圈保持双线圈继电器，电压线圈启动、

52、电流线圈保持 电容电容 限流电阻限流电阻 限流电阻限流电阻 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置45 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸 正 在 合 闸 合 闸 后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 工 厂 供 电

53、第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置46 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸 正 在 合 闸 合 闸 后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 使使ARD退出工作，可将退出工作，可将SA2扭至扭至OFF位置。位置。 工 厂 供 电 第第

54、 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置47 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸 正 在 合 闸 合 闸 后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 双线圈继电器常用于防跳继电器和信号继双线圈继电器常用于防跳继电器和信号继 电器。有电流启动电器。

55、有电流启动/电压保持型、电压启动电压保持型、电压启动/ 电流保持型，也有电压启动电流保持型，也有电压启动/电压保持、双电压保持、双 线圈启动线圈启动/单线圈保持等形式。其原理是两单线圈保持等形式。其原理是两 个线圈的磁力设计不同，其中一个线圈用个线圈的磁力设计不同，其中一个线圈用 于使继电器吸合（启动线圈）；而另一个于使继电器吸合（启动线圈）；而另一个 线圈的磁力一般不足以使继电器动作，但线圈的磁力一般不足以使继电器动作，但 通电后即使启动线圈断电，仍可保持继电通电后即使启动线圈断电，仍可保持继电 器在吸合状态。器在吸合状态。 此处此处KM的自保持电流线圈与的自保持电流线圈与KM34和和km5

56、6 触头串联后串接在触头串联后串接在KAR重合闸继电器的出重合闸继电器的出 口回路，完成自保持功能。口回路，完成自保持功能。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置48 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸 正 在 合 闸 合 闸

57、后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 KAR出口回路串联出口回路串联KS，为，为KAR动作发出灯动作发出灯 光或音响信号。光或音响信号。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置49 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸

58、正 在 合 闸 合 闸 后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 断路器跳闸断路器跳闸 QF12复位闭合复位闭合 KT线圈得电。线圈得电。 KT12断开；断开； 串入限流保持电阻串入限流保持电阻 R5； 延时后延时后KT12闭合；闭合； KM电压线圈得电。电压线圈得电。 KM动作动作 KM12打开，指示打开，指示 灯灯HL灭。灭。 KM34闭合。闭合。KM56 闭合。闭合。 KM电流线圈得电电流线圈得电 保持。保持。 KS得电，发出信号。得电，发出信号。 合闸线圈合闸线圈KO得电，得电， QF重新合闸。重新合闸。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的

59、的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置50 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简简) 防跳继电器 后加速继电器 合闸接触器 跳闸线圈 预 备 合 闸 正 在 合 闸 合 闸 后 投入/切除ARD KM电流线圈 KM电压线圈 ARD只能重合闸一只能重合闸一 次。次。 一次电路永久故障一次电路永久故障 KAR使得断路器使得断路器 重合重合继电保护二继电保护二 次动作次动作但

60、电容但电容C 还来不及充好电还来不及充好电 KM继电器的电继电器的电 压线圈难以驱动压线圈难以驱动 KM动作，保证动作，保证 ARD只重合一次。只重合一次。 电容电容C是避免多次是避免多次 重合闸的关键。重合闸的关键。 工 厂 供 电 第第 七七 章章 工工 厂厂 供供 电电 系系 统统 的的 二二 次次 回回 路路 和和 自自 动动 装装 置置 2021-4-29第七章工厂供电系统二次回路和自动装置51 一、电力线路的自动重合闸装一、电力线路的自动重合闸装 置置() 第四节供配电系统的自动装置第四节供配电系统的自动装置与远动化与远动化 电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置示例(简