第六章 供电系统二次接线

1、工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术1第六章第六章 供电系统的二次接线供电系统的二次接线 第一节第一节 概述概述第二节第二节 操作电源操作电源第三节第三节 电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视 （重点）第四节第四节 高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制和信号回路 （重点/难点）第五节第五节 中央信号装置中央信号装置 工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术2第一节第一节 概述概述 供电系统的二次接线是指用来对一次接线的运行进行供电系统的二次接线是指用来对一次接线的运行进行控控制制、监测监测、指示指示和和保护保护的电路，亦称二次回路。的电路，亦称二次回路。 分原理电路图和安装接线图分原

2、理电路图和安装接线图( (包括屏背面接线图、端子接线包括屏背面接线图、端子接线图等）。图等）。 二次回路按其功能分有：操作电源回路、电气测量回路二次回路按其功能分有：操作电源回路、电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路、中央信号与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路、中央信号装置、继电保护回路以及自动化装置等。装置、继电保护回路以及自动化装置等。二次回路按二次回路按电源性质电源性质分分直流回路直流回路交流回路交流回路交流电流回路：交流电流回路：由电流互感器供电由电流互感器供电交流电压回路：交流电压回路：由电压互感器供电由电压互感器供电 一、二次接线概念一、二次接线概念 二、

3、二次接线图分类二、二次接线图分类 3TA2:S1TA3:S1TA1:S1TA2:S1X1:1X1:3X1:2X1:4TA3S1TA2TA1S1S1S2S2S2X1:1PA2:22121PA1:2X1:2PA2PA1X1:321PA3PA2:2PA3:2X1:4续上页续上页S1TA3电 流 回 路测 量 表 计S2S2S2S1S1TA1TA2PA1PA2PA3AAATA 1:S2TA 1:S1TA 3:S2TA 2:S2X 16PA 1:11PA 1:254PA 3:1PA 2:132端子接线图端子接线图原理电路图原理电路图屏背面接线图屏背面接线图工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术4第二节第二

4、节 操作电源操作电源作用：作用： 正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸；正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸； 事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源应能保证继电保护系统可靠地工作。应能保证继电保护系统可靠地工作。 性质：直流（可靠性高）性质：直流（可靠性高） 交流（可靠性不高）交流（可靠性不高） 操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。一、操作电源概念一、操作电

5、源概念要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。5 目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。 二、直流操作电源二、直流操作电源充电模块充电模块监控模块监控模块直流馈电柜直流馈电柜交流配电单元交流配电单元电池室电池室绝缘监测模块绝缘监测模块小型分屏柜小型分屏柜小型一体柜小型一体柜6续上页续上页高频开关直流电源原理框图高频开关直流电源原理框图7续上页续上页YB2TV-TV220或 110V免 维 护

6、 铅 酸 电 池 -+QMQ+HL2绝 缘 检 测 仪+-+-VT降 压 装 置M 380V交 流 电 源 (ATS)-+220或 110VFU3 FU4YB3QKFU1FU2MnM1YB1HL1微 机 综 保 装 置 电 源 WP储 能 回 路 电 源 WCL 控 制 回 路 电 源 WC 信 号 回 路 电 源 WS一一种种直直流流电电源源系系统统图图8三、交流操作电源三、交流操作电源 小型小型10kV配变电所一般选用交流操作电源，可以配变电所一般选用交流操作电源，可以从所用变压器或电压互感器取得从所用变压器或电压互感器取得220V电压源。电压源。F UT VQF1QF2FuQF31412

7、131110897vwTV 6453TI65WB(L3)SA2178234电压小母线电压互感器二次侧接地检查继电器控制电源母线转换开关及电压测量WV(L1)WV(L2)WV(L3)220V100VSA1KV WB(L1)V转换开关转换开关中间变压器中间变压器电压继电器电压继电器9续上页续上页 用电压互感器作交流操作电源，可靠性差，只能作为断路用电压互感器作交流操作电源，可靠性差，只能作为断路器正常跳合闸以及油浸式变压器瓦斯保护或干式变压器温度保器正常跳合闸以及油浸式变压器瓦斯保护或干式变压器温度保护的工作电源。护的工作电源。TAKCYCTI2QF去分流跳闸方式去分流跳闸方式 过电流保护的操作方

8、式：过电流保护的操作方式： 采用电流互感器作为采用电流互感器作为操作电源，作用于电流脱扣器操作电源，作用于电流脱扣器跳闸。跳闸。 采用整流储能装置，将采用整流储能装置，将电流转换成电压，作用于电流转换成电压，作用于电压电压脱扣器，脱扣器，使断路器跳闸。使断路器跳闸。 采用不间断电源采用不间断电源UPS。作用于作用于电压脱扣器跳闸，电压脱扣器跳闸，使断使断路器跳闸路器跳闸。工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术10第三节第三节 电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视 任务：任务： 监视供电系统的运行状态和计量一次系统消耗的电能，监视供电系统的运行状态和计量一次系统消耗的电能， 保证供电系统安

9、全、可靠、优质和经济合理地运行。保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。 要求：要求： 对电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配对电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配 电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于 观测，经济耐用等。观测，经济耐用等。一、电气测量回路一、电气测量回路（一）电气测量的任务与要求（一）电气测量的任务与要求 （二）电气测量仪表的配置（二）电气测量仪表的配置 供电系统变配电装置中的各部分仪表按规定要求配置。供电系统变配电装置中的各部分仪表按规定要求配置。11续上页续上页（三）电气测量回路示例（三

10、）电气测量回路示例10kV线路电气测量原理电路图线路电气测量原理电路图APAPJPJPJRPJRvarhvarhTA1TA1TA3TA2TA3TA21S21S21S21S11S11S1varhPJvarhPJWhWhWV(L1)WV(L2)WV(L3)WhWhPJRPJR测 量 表 计电 压 回 路测 量 表 计电 流 回 路电能表接线电能表接线12续上页续上页T A 4T A 1T A 3T A 2L 1 ,L 2 ,L 30 .3 8 k V 母 线380V电源进线回路电气测量原理电路图。电源进线回路电气测量原理电路图。电 流 采 样TA3TA2TA1S2S2S2S1S1S1TA4S2S1

11、无 功 补 偿L2VL1AAAcos自动控制器至无功补偿L3cos测 量 表 计电 压 回 路测 量 表 计电 流 回 路PWPWPPFPPFPVPA3PA2PA1WWWWPWPWFU2FU3FU113续上页续上页 基于先进的数字信号处理和单片机技术的新型数字式智能基于先进的数字信号处理和单片机技术的新型数字式智能表，集测量、显示、报警输出、参数设置和数据存储为一体，表，集测量、显示、报警输出、参数设置和数据存储为一体，已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。 TA2TA3S2S2S1S1L2L1220V220/110VL3TA1S2S1

12、多 功 能 仪 表多 功 能 仪 表多 功 能 仪 表FU2FU3FU1电 流 回 路电 压 回 路测 量 表 计测 量 表 计测量表计工作电源下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。14FU3WV(L3)WV(L2)TVWV(L1)FUKVFU1 FU2PV3PV2PV1VVPV4VVw电 压 互 感 器接地信号装置dM电压小母线dNvuTV绝缘检查电压表n电压表二、交流系统的绝缘监视二、交流系统的绝缘监视 利用一次系统接地后出现的零序电压给出信号或跳闸。利用一次系统接地后出现的零序电压给出信号或跳闸。工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术1

13、5第四节第四节 高压断路器的控制和高压断路器的控制和 信号回路信号回路 高压断路器的控制回路是指用控制开关或遥控命令操作断高压断路器的控制回路是指用控制开关或遥控命令操作断路器跳、合闸的回路。路器跳、合闸的回路。 信号回路是用来指示一次系统设备运行状态的二次回路。信号回路是用来指示一次系统设备运行状态的二次回路。用来显示断路器正常工作的位置状态。用来显示断路器正常工作的位置状态。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。在系统出现不正常状态时或在故障初期发在系统出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。出的报警信号。信号按信号按用途分用途分位置信号：位置信号

14、：事故信号：事故信号：预告信号：预告信号：断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。一、概述一、概述 16二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路 LW12型万能转换开关型万能转换开关 控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。 这种控制开关有六个位置：这种控制开关有六个位置： 两个预备操作位置（两个预备操作位置（“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”）；）； 两个操作位置（两个操作位置（“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”）；）； 两个固定

15、位置（两个固定位置（“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”）。）。LW2型万能转换开关型万能转换开关17续上页续上页LW1216D/49.4636.6开关接点图表开关接点图表 触点号触点号1234567891011121314151617181920 手手柄柄位位置置 跳跳 闸闸 后后预备预备合闸合闸合合 闸闸合合 闸闸 后后预备预备跳闸跳闸跳跳 闸闸18T A 1 T A 3T A 2Q F2H WW C L ( L 3 )F U 4S Q TS Q TM1W C L ( L 1 )熔 断 器3314S A1 09S A R1 41 3储 能 回 路F U 3储 能 小 母 线储 能 位 置指

16、 示 灯储 能电 机续上页续上页断路器控制与信号回路分析：断路器控制与信号回路分析：1.手动储能合闸手动储能合闸 采用弹簧采用弹簧操动机构的断操动机构的断路器在首次合路器在首次合闸前需先储足闸前需先储足能量。能量。 按钮旋钮指示灯按钮旋钮指示灯行程开关行程开关341219W C (L 3 )F U 2Y CQ FS Q TY TQ F合 闸指 示 灯控 制 回 路W C (L 1 )21653 41S AF U 13熔 断 器合 闸回 路控 制 小 母 线跳 闸指 示 灯2187413S AK A保 护 回 路3保 护跳 闸跳 闸回 路H RH G续上页续上页Q FT A 2 T A 3T A

17、 1储足储足能量能量后，后，就可就可进行进行合闸合闸操作操作。 341220跳 闸回 路保 护跳 闸3保 护 回 路K AS A314781 2跳 闸指 示 灯控 制 小 母 线合 闸回 路熔 断 器3F U 1H RH GS A143561 2W C (L 1 )控 制 回 路合 闸指 示 灯Q FY TS Q TQ FY CF U 2W C (L 3 )续上页续上页 2.手动跳闸手动跳闸Q FT A 2 T A 3T A 1341221续上页续上页 3.自动跳闸自动跳闸跳 闸回 路保 护跳 闸3保 护 回 路K AS A314781 2跳 闸指 示 灯控 制 小 母 线合 闸回 路熔 断

18、器3F U 1S A143561 2W C (L 1 )控 制 回 路合 闸指 示 灯Q FY TS Q TQ FY CF U 2W C (L 3 )H RH GT A 1 T A 3T A 2Q F341222事 故 跳 闸信 号 回 路433S A14W F SQ F1312S A1 61 5W D S21321续上页续上页 断路器自动跳闸后，而控制开关断路器自动跳闸后，而控制开关SA仍处仍处于于“合闸后合闸后”位置，这种情况称为位置，这种情况称为“不对应不对应”关系。关系。 事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置发出事故音响信号。发出事故音响信号。 事故

19、信号的解除：事故信号的解除： 将将SA转至转至“预备跳闸预备跳闸” “跳闸跳闸” “跳闸后跳闸后”位，使其与断路器恢复对应关系位，使其与断路器恢复对应关系。 4.电气防跳电气防跳 利用利用SA的闭锁触点。的闭锁触点。341223SA 1合 位监 视控 制 回 路Y CQ FSQ TFU 2-W CK H TK H TSQ 2K H CK H TSQ 1K PTK PC0 21214133SA 1FU 1+W CSA 256K H C4231防 跳控 制 小 母 线熔 断 器合 闸自 保 持遥 控合 闸手 动合 闸跳 位监 视H GQ FY TH RK H TK H TK PTK H T1782

20、314 3K PC跳 闸指 示 灯遥 控跳 闸手 动跳 闸跳 闸自 保 持保 护跳 闸合 闸指 示 灯三、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路三、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路 远方远方就地就地防误操作防误操作联锁触点联锁触点合位继电器合位继电器合保继电器合保继电器跳保继电器跳保继电器跳位继电器跳位继电器24续上页续上页微 机 综 合 保 护 监 控 装 置弹 簧未储能远方就地切 换控制回路断 线手 车位 置断路器位 置控制小母线-WSFU4QF+WSFU3熔断器装 置 电 源SQ3KPTKPC61 05SA22SQT信 号 输 入 回 路备 用装 置接 地信 号复 归SQT-WCL

21、FU6HWMSQTFU5合 闸 回 路SBSAR+WCL工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术25第五节第五节 中央信号装置中央信号装置 对中央事故信号装置的要求是对中央事故信号装置的要求是： 在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号( (电笛电笛) )，并在控制屏或配电装置上有表示事故跳闸的具体断路器位置的并在控制屏或配电装置上有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。灯光指示信号。 中央信号中央信号: : 事故信号和预告信号事故信号和预告信号 有能重复动作和不能重复动作两种有能重复动作和不能重复动作两种, ,并能手动或自动复归。并能手动或自动复

22、归。 对中央预告信号装置的要求是对中央预告信号装置的要求是： 当供电系统发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的当供电系统发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号（电铃），并有显示故障性质和情况时，应及时发出音响信号（电铃），并有显示故障性质和地点的指示信号（光字牌指示）。地点的指示信号（光字牌指示）。26续上页续上页WS(L3)KAFU2HAWFSKAKAHYKAHWWS(L1)FU1SB1SB2WDS信 号电 源监 视断 路 器事 故 跳 闸音 响 试 验按 钮音 响 解 除按 钮解 除 音 响继 电 器事 故 信 号电 笛信 号 小 母 线熔 断 器 下图是不能

23、重复动作的中央事故信号装置回路图，为便于下图是不能重复动作的中央事故信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将变配电所的所有断路器事故跳闸信号回路分析其工作原理，将变配电所的所有断路器事故跳闸信号回路绘在一起列于图右。绘在一起列于图右。 断 路 器 Q F 3断 路 器 Q F 2断 路 器 Q F 1配 电 装 置 事 故 跳 闸 信 号 回 路324131221S A 3332314S A 22 14312S A 1W D S34311 51 51211 61 6S A 3Q F 313 4 343311 511 211 21 6S A 2S A 1Q F 1W F SQ F 327续上页续

24、上页熔 断 器信 号 小 母 线 电 铃预 告 信 号继 电 器解 除 音 响按 钮音 响 解 除按 钮音 响 试 验未 复 归掉 牌监 视电 源信 号WASB2SB1FU1WS(L1)HWKAKAHYKAHAFU2WS(L3)KAWPS 下图是不能重复动作的中央预告信号装置回路图，为便于下图是不能重复动作的中央预告信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。 W P SH WK S 1K S 2K S 3W AW A变 压 器 超 高 温预 告 信 号 回 路变 压 器 超 温 系 统 接 地信 号电 源监 视掉

25、牌未 复 归工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术28本章小结本章小结 本章是本课程的重点，也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识。本章是本课程的重点，也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识。 本章首先讲述了供电系统一次接线的概念、变配电所的操作电源本章首先讲述了供电系统一次接线的概念、变配电所的操作电源 ；其；其次重点讨论了电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回次重点讨论了电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路路 ；最后简要介绍了中央信号装置；最后简要介绍了中央信号装置 。 本章重点：本章重点：电气测量回路与绝缘监视、高压断路器的控制和信号回路。电气测量回路与

26、绝缘监视、高压断路器的控制和信号回路。 本章难点：本章难点：高压断路器的控制和信号回路。高压断路器的控制和信号回路。 教学基本要求：了解变配电所常用操作电源、中央信号装置；教学基本要求：了解变配电所常用操作电源、中央信号装置；理解供理解供电系统的典型二次接线；灵活运用电系统的典型二次接线；灵活运用10kV及以下变配电所二次接线的设计及以下变配电所二次接线的设计。 工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术29 思考题与习题解答提示思考题与习题解答提示 6-1 提示：参见提示：参见教材教材P133。 6-2 提示：参见提示：参见教材教材P132 P136。 6-3 提示：参见提示：参见教材教材P136

27、 P137。 6-4 提示：参见提示：参见教材教材P139。 6-5 提示：参见提示：参见教材教材P140。 6-6 提示：参见教材提示：参见教材P140和和P144。 6-7 提示：提示：参照教材参照教材P141P142和和P144。 6-8 提示：提示：参照教材参照教材146。工程电磁场工程电磁场供电技术供电技术30自自 测测 题题 一、填空题一、填空题 1变变电所的信号装置按用途可分为电所的信号装置按用途可分为 、 、 三种。三种。 2二次接线按功能分有操作电源回路二次接线按功能分有操作电源回路 、 、 、 以及自动化装置等。以及自动化装置等。 3. 小型变电所交流操作电源可从小型变电所

28、交流操作电源可从 取得，但其可靠性受一取得，但其可靠性受一次系统影响，一般不能直接作为次系统影响，一般不能直接作为 保护的电源，对这种保护通常采保护的电源，对这种保护通常采用用 操作方式。操作方式。 二、简答题二、简答题 2. 什么是二次接线？与一次接线什么是二次接线？与一次接线 三、分析题三、分析题 试分析教材图试分析教材图6-7所示断路器控制和信号回路的工作原理。所示断路器控制和信号回路的工作原理。 31接线端子接线端子32电压继电器电压继电器电磁式电压继电器实物图片电磁式电压继电器实物图片文字符号：文字符号： KV图形符号：图形符号：U 测量线圈测量线圈动作动作触点触点常开常开触点触点常

29、闭常闭触点触点电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁动静触点动静触点33中间变压器中间变压器文字符号：文字符号： TI图形符号：图形符号：34转换开关转换开关旋转手柄旋转手柄触点盒触点盒文字符号：文字符号： SA图形符号：图形符号：657835测量仪表测量仪表c o sP P FP AAVP VP WWv a r hW hP JP J R单相电子式多费率单相电子式多费率电能表电能表三相电子式多费率三相电子式多费率电能表电能表普通机械表普通机械表多功能数字表多功能数字表36UPS蓄 电 池旁 路 电 源主 电 源整 流 器静 态 开 关逆 变 器维 修 旁 路负 荷目前市场上的目前市场上的UPS应用较多的为在线式