供配电系统的二次回路与实用教案

1、图9-1 二次回路(hul)的功能示意图第1页/共122页第一页，共123页。在图9-1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，电流互感器二次回路有较大(jio d)的电流，相应继电保护的电流继电器动作，保护回路做出相应的动作。一方面，保护回路中的出口(中间)继电器接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动信号系统回路将发出声响和灯光信号；另一方面，保护回路中相应的故障动作回路的信号继电器将向信号回路发出信号，如光字牌和信号掉牌等。操作电源主要向二次回路提供所需的电源。电压、电流互感器还向监测及电能计量回路提供主回路的电流和电压参数。

2、第2页/共122页第二页，共123页。就二次回路接线图而言，主要有二次回路原理接线图、二次回路展开接线图和二次回路安装接线图。二次回路原理接线图用来表示继电保护、断路器控制、监测等回路的工作原理，在原理图中继电器和其触点画在一起，由于导线交叉太多，因此这种接线图的应用受到了一定的限制。而二次回路展开接线图的应用较广泛。本章所介绍的断路器控制回路、信号回路等均采用原理展开图。二次回路安装接线图是在原理图或其展开图的基础上绘制的，为安装、维护时提供导线连接位置。原理图或展开图通常是按功能电路(dinl)(如控制回路、保护回路、信号回路)来绘制的，而安装接线图是以设备(如开关柜、仪表盘中的设备)为对

3、象来绘制的。第3页/共122页第三页，共123页。9.2 二次回路的操作电源二次回路的操作电源是指供电给控制、信号、监测及继电保护和自动装置等二次回路正常工作所需的电源。二次回路要正常工作，操作电源是必不可少的。因此操作电源首先必须安全可靠，不受供电系统运行情况的影响，能保持不间断供电； 其次容量要足够大，应能够满足供电系统正常运行和事故处理所需要的容量。操作电源有直流电源和交流电源两大类。直流操作电源用于大、中型变配电所，通常采用蓄电池组、复式整流装置或带电容器储能的硅整流装置供电； 交流操作电源用于小型变配电所，采用所用变压器、电流(dinli)互感器及电压互感器供电。第4页/共122页第

4、四页，共123页。9.2.1 直流操作电源目前，常用的直流操作电源有两种形式： 带镉镍电池的硅整流(zhngli)直流系统和带电容储能装置的硅整流(zhngli)直流系统。1. 带镉镍电池的硅整流(zhngli)直流系统变配电所常用的镉镍电池直流系统一般由镉镍电池组、硅整流(zhngli)设备和直流配电设备组成，其接线如图9-2(a)所示。该系统带有一组镉镍电池和两套硅整流(zhngli)装置。第5页/共122页第五页，共123页。镉镍电池组接线如图9-2(b)所示。运行时S6开关投入，如无连锁接线时，X1、X2端子短接，电压继电器KV线圈接在硅整流器与二极管V1之间。正常情况下，硅整流器有直

5、流电压输出，电池组接入直流母线以浮充方式工作。当硅整流器失去直流电压时，KV动断触点闭合，中间继电器KM动作，并接通时间继电器KT，经一定延时后使直流接触器KM1动作，其动断触头断开蓄电池组，以防止过度放电。回路中电压表指示电池组端电压，电流表指示浮充电流。通过调节RW电阻可改变浮充电流，以保证电池组端电压不超过允许值。V3V3第6页/共122页第六页，共123页。图9-2 镉镍电池直流系统原理图(a) 镉镍电池及硅整流(zhngli)直流系统； (b) 镉镍电池组接线第7页/共122页第七页，共123页。在直流母线(mxin)上还接有绝缘监察装置和闪光装置，绝缘监察装置采用电桥结构，用来监测

6、正负母线(mxin)或直流回路对地绝缘电阻。当某一母线(mxin)对地绝缘电阻降低时，电桥不平衡，检测继电器中有足够的电流流过，继电器动作并发出信号。闪光装置主要提供灯光闪光电源。 带镉镍电池的硅整流直流系统不受供电系统运行情况的影响，其可靠性高，使用寿命长，大电流放电性好，但投资相对较大。这种形式的直流操作电源一般用于重要用户的变配电所。第8页/共122页第八页，共123页。2. 带电容储能装置的硅整流直流系统带电容储能装置的硅整流直流系统在正常运行时，直流系统由硅整流器供电。当系统故障，即交流电源电压降低或消失时，由电容储能装置放电从而使得保护跳闸。这种系统的优点是投资少，运行维护方便；

7、缺点是可靠性不如蓄电池。如图9-3所示为电容储能的硅整流直流系统原理图。硅整流的电源来自所用变低压母线，一般设一路电源进线，但为了保证直流操作电源的可靠性，可以(ky)采用两路电源和两台硅整流装置。硅整流器U1主要用作断路器合闸电源，并可向控制、保护、信号等回路供电，其容量较大。硅整流器U2仅向操作母线供电，容量较小。第9页/共122页第九页，共123页。图9-3 电容储能(ch nn)的硅整流直流系统原理图第10页/共122页第十页，共123页。两组硅整流器之间用电阻R和二极管V3隔开，V3起逆止阀的作用，它只允许(ynx)从合闸母线向控制母线供电而不能反向供电，以防在断路器合闸或合闸母线侧

8、发生短路时，引起控制母线的电压严重降低，进而影响控制和保护回路供电的可靠性。电阻R用于限制在控制母线侧发生短路时流过硅整流器U1的电流，起保护V3的作用。在硅整流器U1和U2前，也可以用整流变压器来实现电压调节。整流电路一般采用三相桥式整流电路。第11页/共122页第十一页，共123页。在这种系统的直流操作电源的母线上引出若干条线路，分别向各回路供电，如合闸回路、信号回路、保护回路等。在保护供电回路中，C1、C2为储能电容器组，电容器所储存的电能仅在事故情况下用作继电保护回路和跳闸回路的操作电源。逆止元件V1、V2的主要(zhyo)作用是在事故情况下，当交流电源电压降低引起操作母线电压降低时，

9、禁止向操作母线供电，而只向保护回路放电。在变电所中，控制、保护和信号系统设备都安装在各自的控制柜中，为了方便使用操作电源，一般在屏顶设置(并排放置)操作电源小母线。屏顶小母线的电源由直流母线上的各回路提供。第12页/共122页第十二页，共123页。9.2.2 交流操作电源交流操作的断路器应采用交流操作电源，相应地断路器的保护继电器、控制设备、信号装置及其他二次元件均应采用交流形式。交流操作电源可分为电流源和电压源两种。电流源取自电流互感器，主要供电给继电保护和跳闸回路。电压源取自变配电所的所用变压器或电压互感器，通常前者作为正常工作电源，后者因其容量小，只用作保护油浸式变压器内部(nib)故障

10、的瓦斯保护的交流操作电源。第13页/共122页第十三页，共123页。交流操作电源供电给高压断路器跳闸线圈的供电方式，可分为直接动作式(见图9-4(a) ) 、中间(zhngjin)电流互感器动作式(见图9-4(b) )和去分流跳闸式(见图9-4(c) ) 。采用交流操作电源可使二次回路简化，投资减小，维护更为方便，因此在中小型变电所中应用广泛。但交流操作电源不适用于比较复杂的二次系统。第14页/共122页第十四页，共123页。图9-4 交流操作电源供电的过电流保护电路(a) 直接动作式；(b) 中间电流互感器动作式；(c) 去分流(fn li)跳闸式第15页/共122页第十五页，共123页。9

11、.3 高压断路器的控制回路9.3.1 高压断路器控制回路的基本要求对断路器控制回路的基本要求如下所述。(1) 应能监视电源及跳、合闸回路的完好性，以保证断路器的正常工作。(2) 跳、合闸完成后，应能自动解除跳、合闸命令脉冲。由于合闸线圈和跳闸线圈都是按通过短时工作电流设计的，因此(ync)分、合断路器后应立即自动断开，以免烧坏线圈。(3) 应能指示断路器正常合闸和跳闸的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号。通常用红绿灯的平光来指示断路器的位置状态，用闪光来指示断路器的自动跳、合闸。红灯发平光表示断路器处在正常合闸位置； 绿灯发平光表示断路器处在正常跳闸位置； 红灯闪光表示断路器处

12、在自动合闸位置； 绿灯闪光表示断路器处在自动跳闸位置。 第16页/共122页第十六页，共123页。(4) 当断路器事故跳闸时，应能自动发出事故跳闸信号。断路器事故跳闸信号的启动回路应按不对应原则接线。当断路器采用电磁操动机构或弹簧操动机构时，可利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成不对应关系，即控制开关在合闸位置而断路器已跳闸时，启动事故跳闸信号。(5) 应能够防止断路器短时间内连续多次分、合闸的跳跃现象发生。高压断路器控制回路的直接控制对象为断路器的操动机构。具有不同操动机构的断路器其控制回路有很大的区别，该控制回路的构成取决于断路器操动机构的形式和操作电源的类别。由于电磁操动机构只能采用

13、直流操作电源，弹簧操动机构可交、直流两用(lin yn)，而手动操动机构一般采用交流操作电源，因此断路器控制回路的构成形式是不同的。第17页/共122页第十七页，共123页。9.3.2 手动控制的断路器控制回路图9-5是手动操作的断路器控制回路的原理图。合闸时，推上操动机构手柄使断路器合闸。这时断路器的辅助触点QF3-4闭合，红灯HR亮，指示断路器已经合闸。由于有限流电阻R2，因此跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会动作。红灯HR亮，还表明跳闸线圈YR回路及控制回路的熔断器FU1FU2是完好的，即红灯HR同时起着监视(jinsh)跳闸回路完好性的作用。第18页/共122页第十八页，共12

14、3页。图9-5 手动操作(cozu)的断路器控制回路第19页/共122页第十九页，共123页。 跳闸时，扳下操动机构手柄使断路器跳闸。断路器的辅助触点QF3-4断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF1-2闭合，绿灯HG亮，表示(biosh)断路器已经跳闸。绿灯HG亮，还表明控制回路的熔断器FU1FU2是完好的，即绿灯HG同时起着监视控制回路完好性的作用。在断路器正常操作跳、合闸时，由于操动机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF5-6都是同时切换的，总是一开一合，因此事故信号回路总是不通的，并且不会错误地发出事故信号。第20页/共122页第二十页，共123页。当一次电路发生短路故障时，继电保护装置K

15、A动作，其出口继电器触点(ch din)闭合，接通跳闸线圈YR的回路，使断路器跳闸。随后QF3-4断开，使红灯HR灭，并切断YR的跳闸电源。与此同时，QF1-2闭合，使绿灯HG亮。这时操动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，由于操动机构仍在合闸位置，其辅助触点(ch din)QM闭合，而断路器已因事故跳闸，其辅助触点(ch din)QF5-6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跳闸位置，这时黄色指示牌随之返回，事故信号也随之消除。控制回路中

16、分别与指示灯HR和HG串联的电阻R1和R2，主要用来防止由于指示灯灯座短路而造成控制回路短路或断路器误跳闸。第21页/共122页第二十一页，共123页。9.3.3 电磁操动机构的断路器控制回路1. 控制开关控制开关是发出跳、合闸命令的主令开关。目前，通常采用LW2系列组合式万能转换开关。LW2系列控制开关的结构(jigu)如图9-6所示。控制开关共有6个位置，在各种操作位置时触点的通断情况见表9-1。表9-1中“”表示接通，“”表示断开。第22页/共122页第二十二页，共123页。图9-6 LW2系列控制(kngzh)开关的结构图第23页/共122页第二十三页，共123页。第24页/共122页

17、第二十四页，共123页。在断路器控制回路中，控制开关的通断情况除可采用如表9-1所示的图表法表示以外，在实际展开接线图中，一般还可采用触点通断的图形符号来表示。如图9-7中控制开关SA所示，图中水平线是开关的接线端子引线，6条垂直虚线表示手柄6个不同的操作挡位： PC预备(ybi)合闸，C合闸，CD合闸后，PT预备(ybi)跳闸，T跳闸，TD跳闸后，水平线下面的黑点表示在此位置时该对触点是闭合的。第25页/共122页第二十五页，共123页。图9-7 电磁操动机构的断路器控制及信号(xnho)回路第26页/共122页第二十六页，共123页。2. 电磁操动机构的断路器控制(kngzh)及信号回路如

18、图9-7所示为电磁操动机构的断路器控制(kngzh)及信号回路。1) 断路器的手动控制(kngzh)(1) 手动合闸。设断路器处于跳闸状态，此时控制(kngzh)开关SA处于“跳闸后”(TD)位置，其触点-B11接通，QF1闭合，绿灯HG亮，表明断路器为断开状态。在此通路中因电阻R1存在，故流过合闸接触器KO的电流很小，不足以使其动作。第27页/共122页第二十七页，共123页。将控制开关SA顺时针旋转90至“预备合闸”(PC)位置，-接通，将信号灯接于闪光小母线(+)WF上，绿灯HG闪光，表明控制开关的位置与“合闸后”的位置相同(xin tn)，但断路器仍处于跳闸后状态，这是利用了不对应原理

19、接线，同时提醒运行人员核对操作对象是否有误。如无误，再将SA置于“合闸”(C)位置，继续顺时针旋转45，SA的-接通，使合闸接触器KO接通于+WC和WC之间，KO动作，其触点KO1和KO2闭合，合闸线圈YO通电，断路器合闸。断路器合闸后，QF1断开使绿灯熄灭，QF2闭合，由于B13-B16接通，因此红灯亮。当松开SA后，在弹簧作用下，SA自动回到“合闸后”位置，B13-B16接通，使红灯发出平光，表明断路器手动合闸，同时表明跳闸回路及控制回路的熔断器FU1和FU2均完好。在此通路中，因电阻R2存在，故流过跳闸线圈YR的电流很小，不足以使其动作。第28页/共122页第二十八页，共123页。(2)

20、 手动跳闸。将控制开关SA逆时针旋转90置于“预备跳闸”(PT)位置，B13-B16断开，而B13-B14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光，表明SA的位置与跳闸后的位置相同，但断路器仍处于合闸状态。将SA继续旋转45置于“跳闸”位置(T)，-接通，使跳闸线圈YR接通，此回路中的(KTL线圈为防跳继电器KTL的电流线圈)YR通电跳闸，QFl合上，QF2断开，红灯熄灭。当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，-B11接通，绿灯发出平光(pnggung)，表明断路器手动跳闸，合闸回路完好。第29页/共122页第二十九页，共123页。2) 断路器的自动控制断路器的自动控制通过自动装置的继电器触点，如

21、图9-7中的K1和K2(分别与-和-并联)的闭合分别实现合、跳闸的自动控制。自动控制完成后，信号灯HR或HG将出现闪光，表示断路器自动合闸或跳闸，且表明跳闸回路(hul)或合闸回路(hul)完好，运行人员将SA旋转到相应的位置上，相应的信号灯将发出平光。第30页/共122页第三十页，共123页。当断路器因故障跳闸时，保护出口继电器触点K3闭合，SA的-触点被短接，YR通电，断路器跳闸，HG发出闪光，表明断路器因故障跳闸。与K3串联的KS为信号继电器电流型线圈，电阻很小。KS通电后将发出信号，同时由于QF3闭合(12支路)且SA置于“合闸后”(CD) 位置，因此-和B17-B19接通，事故音响小

22、母线WAS与信号回路中负电源(dinyun)接通(成为负电源(dinyun)，启动事故音响装置将发出事故音响信号，如电笛或蜂鸣器发出的声响。第31页/共122页第三十一页，共123页。3) 断路器的防跳若没有防跳继电器KTL，则在合闸后，控制开关SA的触点-或自动装置触点K1将被卡死； 而此时又遇到一次系统永久性故障，继电保护使断路器跳闸，QF1闭合(b h)，合闸回路又被接通，如此将出现多次“跳闸合闸”现象，这种现象称为跳跃。如果断路器发生多次跳跃现象，则会使其毁坏，从而造成事故扩大。所以在控制回路中要增设防跳继电器KTL。第32页/共122页第三十二页，共123页。防跳继电器KTL有两个线

23、圈，一个是电流启动线圈，串联于跳闸回路； 另一个是电压自保持线圈，经自身的常开触点与合闸回路并联，其常闭触点则串入合闸回路中。当用控制开关SA合闸(-通)或自动装置触点K1合闸时，如合在短路故障上，则继电保护将动作，其触点K2将闭合，从而使得断路器跳闸。跳闸电流流过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动，常开触点KTL1闭合(自锁)，常闭触点KTL2打开，其KTL电压线圈也动作，自保持。断路器跳开后，QF1闭合，如果此时合闸脉冲未解除，即控制开关SA的触点-或自动装置触点K1被卡死，则由于(yuy)常闭触点KTL2已断开，因此断路器不会合闸。只有当触点-或K1断开后并且防跳继电器KTL电压线圈失

24、电后，常闭触点才闭合，这样就防止了跳跃现象。第33页/共122页第三十三页，共123页。9.3.4 弹簧操动机构的断路器控制回路(hul)弹簧操动机构有使用交流操作电源的弹簧操动机构和使用直流操作电源的弹簧操动机构两种。使用直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制及信号回路(hul)如图9-8所示。图9-8中，M为储能电动机，Q1Q4为弹簧操动机构的辅助触点，其余设备与图9-7相同。由于弹簧操动机构储能耗用功率小，因此合闸电流小，在断路器控制回路(hul)中，合闸回路(hul)可用控制开关直接接通合闸线圈YO。第34页/共122页第三十四页，共123页。图9-8 使用(shyng)直流操作电源的

25、弹簧操动机构的断路器控制及信号回路第35页/共122页第三十五页，共123页。当弹簧操动机构的弹簧未拉紧时，辅助触点Q1打开，不能合闸； Q2和Q3闭合(b h)，使电动机接通电源储能。当弹簧拉紧时，Q1闭合(b h)，而Q2和Q3断开，电动机停止储能。断路器是利用弹簧存储的能量来进行合闸的，合闸后，弹簧释放，电动机接通后可储能，为下次动作(合闸) 作准备。如图9-9所示为使用交流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制信号回路，其工作原理与使用直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制信号回路的原理相似。第36页/共122页第三十六页，共123页。图9-9 使用交流(jioli)操作电源的弹簧操动机构

26、的断路器控制信号回路第37页/共122页第三十七页，共123页。9.4 中央信号回路9.4.1 中央事故信号回路中央事故信号回路应保证在任一断路器事故跳闸后立即(不延时)发出音响信号和灯光信号或其他指示信号，事故音响信号用电笛或蜂鸣器来表示(biosh)。中央事故信号回路按事故音响的动作特征可分为不能重复动作的和能重复动作的两种。第38页/共122页第三十八页，共123页。1) 中央复归不能重复动作的事故信号回路图9-10是中央复归不能重复动作的事故信号回路。这种信号回路适用(shyng)于高压出线较少的中小型变配电所。当任一台断路器自动跳闸后，断路器的辅助触点将接通事故音响信号。在值班员听到

27、事故信号后，按下SB2按钮即可解除事故音响信号，但控制屏上断路器的闪光信号却继续保留着。图9-10中，SB1为音响信号的试验按钮。这种信号回路不能重复动作，即第一台断路器自动跳闸后，值班人员虽已解除事故音响信号，但控制屏上的闪光信号依然存在。假设这时又有一台断路器自动跳闸，则事故音响信号将不会动作，因为中间继电器触点KM(3-4) 已将KM线圈自保持，KM(1-2)是断开的，所以音响信号不会重复动作。只有将第一个断路器的控制开关SA1的手柄旋至对应的跳闸后位置时，另一断路器在自动跳闸时才会发出事故音响信号。第39页/共122页第三十九页，共123页。图9-10 中央(zhngyng)复归不能重

28、复动作的事故信号回路第40页/共122页第四十页，共123页。2) 中央复归能重复动作的事故信号回路图9-11是中央复归能重复动作的事故信号回路。图9-11中，KU为ZC-23型信号脉冲继电器，KRD为干簧继电器，脉冲变流器TA一次侧并联的二极管V1和电容C用于抗干扰，TA二次侧并联的二极管V2起单向旁路作用。当TA的一次电流突然减小时，在二次侧感应的反向电流经V2旁路，不流过干簧继电器KRD的线圈。例如，当某台断路器(如QF1)自动跳闸时，会因其辅助触点与控制开关SA1不对应而使事故音响信号小母线WAS与信号小母线-WS接通，从而使脉冲变流器TA的一次电流突增，其二次侧感应电动势则使得(sh

29、 de)干簧继电器KRD动作。KRD的动合触点闭合使中间继电器KM1动作，其动合触点KM1(1-2)闭合使KM1自保持；第41页/共122页第四十一页，共123页。其动合触点KM1(3-4)闭合使蜂鸣器HB发出音响信号； 其动合触点KM1(5-6)闭合则启动时间继电器KT。KT达到整定的时限后触点闭合，接通中间继电器KM2，其动断触点断开可使KM1失电，从而解除了HB的音响信号。当另一台断路器(如QF2)又自动跳闸时，脉冲变流器TA的一次电流会产生一个增量，其二次侧又感应一个电动势使干簧继电器KRD再次动作(dngzu)，从而使HB再次发出事故音响信号，因此这种回路称为重复动作(dngzu)的

30、音响信号回路。第42页/共122页第四十二页，共123页。图9-11 中央复量能重复动作的事故信号(xnho)回路第43页/共122页第四十三页，共123页。9.4.2 中央预告信号回路中央预告信号回路应保证在任一电路发生不正常运行状态时，都能按要求(瞬时或延时)准确发出音响信号和灯光信号。预告信号用电铃表示。图9-12是中央复归不能重复动作的预告信号回路。当系统中发生不正常工作状态时，相应继电器触点KA闭合，同时启动预告音响信号电铃HA和光字牌HL，值班人员得知预告信号后，按下按钮SB2，中间继电器KM动作，其触点KM(1-2)断开，解除电铃HA的音响信号，KM(3-4)闭合，使KM自保持，

31、KM(5-6)闭合，黄色信号灯HY亮，提醒值班人员发生了不正常工作状态，而且尚未解除。当不正常工作状态消除后，继电器触点KA返回，光字牌HL的灯光和黄色信号灯HY也同时熄灭。但在头一个不正常工作状态未消除时，如果出现另一个不正常工作状态，则电铃HA不会重复动作。至于中央复归能重复动作的预告信号回路，其基本工作原理与图9-11所示的中央复归能重复动作的事故(shg)信号回路相似，此处从略。第44页/共122页第四十四页，共123页。图9-12 中央复归不能重复动作的预告(ygo)信号回路第45页/共122页第四十五页，共123页。9.5 电测量仪表与绝缘监视回路在供配电系统中，进行电气测量的目的

32、有三个： 一是计费测量，主要是计量用电单位的用电量，如有功电能表和无功电能表； 二是对供电系统中的运行状态和技术经济分析进行测量，如电压、电流以及有功电能、无功电能的测量等，这些参数通常都需要定时记录； 三是对交、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。由于(yuy)目的不同，因此对测量仪表的要求也不一样。第46页/共122页第四十六页，共123页。9.5.1 仪表的准确度要求(1) 交流电流、电压表和功率表可选用1.52.5级；直流电路中电流表和电压表可选用1.5级；频率(pnl)表选用0.5级。(2) 电能表及互感器准确度配置如表9-2所示。第47页/共122页第四十

33、七页，共123页。第48页/共122页第四十八页，共123页。(3) 仪表的测量范围(量限)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23处。对有可能过负荷运行的电力装置回路，仪表的测量范围宜留有适当的过负荷裕度。对重载启动的电动机和运行中有可能出现短时冲击电流的电力装置回路，宜采用(ciyng)具有过负荷标度尺的电流表。对有可能双向运行的电力装置回路，应采用(ciyng)具有双向标度尺的仪表。第49页/共122页第四十九页，共123页。9.5.2 互感器和测量仪表的配置测量是通过测量仪表来实现的，而测量仪表又要通过互感器反映一次系统状况，所以要实现测量

34、与监察，需要正确地配置互感器和测量仪表。1. 电流互感器的配置凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。未装断路器的变压器中性点以及变压器的出口等回路中，也应装设电流互感器。装设电流互感器的数量应满足测量仪表、继电保护和自动装置的要求。在中性点直接接地的三相电网中，电流互感器按三相配置； 在中性点非直接接地的三相电网中，电流互感器按两相配置，变压器回路按三相配置。用作继电保护的电流互感器应尽可能减小或消除不保护区。同一(tngy)网络中各线路的电流互感器均应配置在同名相上。第50页/共122页第五十页，共123页。2. 电压互感器的配置电压互感器的配置除应满足测量仪表、继电保护和自动装置的要求外，

35、还应考虑绝缘监察装置的要求。每段母线(mxin)都必须装设电压互感器，以供测量、保护之用。610 kV母线(mxin)装设一只三相五柱式或三只单相电压互感器，35 kV以上母线(mxin)一般装设三只单相电压互感器。第51页/共122页第五十一页，共123页。3. 电气测量仪表的配置变配电所中各部分仪表的一般配置如下所述。(1) 在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。为指示负荷电流，进线上还应装设一只电流表。(2) 变配电所的每段母线上必须装设电压表测量电压。在中性点非有效(yuxio)接地的系统中，各段母线上还应装

36、设绝缘监视装置。(3) (35110)(610) kV的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。(610)0.4 kV的电力变压器在高压侧应装设电流表和有功电能表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电能表。第52页/共122页第五十二页，共123页。(4) 310 kV的配电(pi din)线路应装设电流表、有功电能表和无功电能表各一只。如不是送往单独经济核算单位，则可不装无功电能表。当线路负荷在5000 kVA及5000 kVA以上时，可再装设一只有功功率表。380 V的电源进线或变压器低压侧各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电能

37、表，则低压侧还应装设一只有功电能表。低压动力线路上应装设一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15的线路上应装设三只电流表来分别测量三相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电能表。(5) 在并联电力电容器组的总回路上应装设三只电流表，分别测量三相电流，并应装设一只无功电能表。第53页/共122页第五十三页，共123页。9.5.3 测量回路与绝缘监视回路1. 电气测量回路 图9-13是610 kV线路电气测量仪表接线图，共配置了一只电流表、一只三相有功电能表和一只三相无功电能表。二次测量仪表装置的额定( dng)电流一般为5 A，额定( dng)电压一般为100 V，因此，仪表

38、的电流和电压均通过互感器接入。第54页/共122页第五十四页，共123页。图9-13 610 kV线路电气测量(cling)仪表接线图(a) 总归式原理接线图； (b) 展开式原理接线图第55页/共122页第五十五页，共123页。2. 绝缘监视回路绝缘监察装置主要用来监视小接地电流系统相对地的绝缘情况。 当这种系统发生一相接地时，线电压不变，因此对系统运行尚不至于造成危害，但这种情况不允许(ynx)长期运行，否则当另一点再发生接地时，故障就发展为两相接地短路，将造成停电事故。为了防止这种情况的发生，必须装设连续工作的绝缘监察装置，以便及时发现系统中某点接地或绝缘降低。第56页/共122页第五十

39、六页，共123页。图9-14是635 kV母线(mxin)的电压测量和绝缘监视电路。该电路采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器。电压互感器二次侧有两组线圈，一组接成Y形，在其引出线上的三只电压表均接各相的相电压。当一次电路某一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指示为零，其他两相的电压表读数则升高到线电压。通过零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障。图9-14中，另一组二次线圈接成开口三角形，构成零序电压过滤器，供电给一个过电压继电器。在系统正常运行时，开口三角形的开口处电压接近于零，继电器不动作。当一次电路发生单相接地故障时，将在开口三角形的开

40、口处出现近100 V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光信号和音响信号。第57页/共122页第五十七页，共123页。图9-14 635 kV母线的电压测量(cling)和绝缘监视电路第58页/共122页第五十八页，共123页。这种绝缘监视电路只能判别哪一相发生了故障，不能判别是哪一条线路发生了故障，因此这种绝缘监视装置是无选择性的，只适用于出线(ch xin)不多的系统。第59页/共122页第五十九页，共123页。9.6 二次回路的安装接线图9.6.1 屏面布置图屏面布置图是二次设备在屏上安装的依据。屏面布置图中的设备尺寸及设备间距都要按比例准确地绘出，屏面设备的排列布置一般应满足下列

41、要求。(1) 便于观察。在运行中需经常监视的仪表一般布置在离地面1.8 m上下； 属于同一电路的相同(xin tn)性质的仪表在布置时应互相靠近； 信号设备的布置要显而易辨。(2) 便于操作和调整。控制开关、调节手轮、按钮的高度一般距地0.81.5 m。(3) 检修试验安全、方便。(4) 设备布置要紧凑合理、协调美观。第60页/共122页第六十页，共123页。图9-15为线路控制屏的屏面布置图。电流表、功率表位于最上几排，距地面高度为1.52.2 m左右； 下面为光字牌、转换开关、同期开关等； 再下面为模拟母线、隔离开关位置指示器、信号灯具以及控制开关等。为了便于运行管理和设计，通常将二次设备

42、及其接线划分为不同的安装单位(或称为安装单元)。一般将属于可独立运行的一个一次电路(dinl)的二次设备划分为一个安装单元。如图9-15所示，线路的控制屏有两个安装单元。第61页/共122页第六十一页，共123页。图9-15 线路(xinl)控制屏的屏面布置图第62页/共122页第六十二页，共123页。图9-16为继电保护屏的屏面布置图。图9-16中一些不需经常观察的继电器都布置在屏的上部，而运行中需要(xyo)监视和检查的继电器，则应位于屏的中部，离地面高度约为1.5 m。通常按电流继电器、电压继电器、中间继电器的顺序，由上而下依次排列。下面放置较大的继电器和信号继电器，最下面布置连接片和试

43、验部件。第63页/共122页第六十三页，共123页。图9-16 继电保护(j din bo h)屏的屏面布置图第64页/共122页第六十四页，共123页。9.6.2 接线端子及端子排图在各种控制、保护、信号等二次屏屏后的左右两侧均装设有接线端子排。接线端子排由各种形式的接线端子组合而成，是二次接线中专用来接线的配件(pijin)，凡屏内设备与屏外设备及屏顶小母线连接时，必须经过端子排； 同一屏内不同安装单位的设备互相连接时，也要经过端子排； 而同一屏内同一安装单位的设备互相连接时，则不需要经过端子排。根据结构形式和用途，接线端子可以分成下列几种类型。(1) 一般端子。一般端子又称普通端子，用于

44、同一个回路导线的直接连接，为用量最多的端子。其外形如图9-17(a)所示。第65页/共122页第六十五页，共123页。(2) 连接端子。通过绝缘座上部的中间缺口，用导电片把相邻的端子连在一起，即形成了连接端子，这种端子用于连接有分支的二次回路导线，其外形如图9-17(b)所示。(3) 试验端子。这种端子用于运行试验时不允许断开的电流互感器回路，如图9-17(c)。试验端子的接线如图9-17(d)。(4) 连接型试验端子。这种端子同时具有试验端子和连接端子的作用，与试验端子相似。所不同的是，其绝缘座上部的中间有一个缺口。这种端子应用在彼此连接的电流试验回路中。(5) 特殊端子。特殊端子用于需要很

45、方便断开的二次回路中。(6) 终端端子。终端端子用于固定(gdng)或分离不同安装单元的端子。第66页/共122页第六十六页，共123页。图9-17 端子外形图(a) 一般端子；(b) 连接端子；(c) 试验(shyn)端子；(d) 试验(shyn)端子的接线第67页/共122页第六十七页，共123页。图9-18为端子排的表示方法。在端子排中，每个端子要按一定的规律进行排列，同时还要按排列顺序进行编号。端子排的排列应遵照如下原则(yunz)： 不同安装单位的端子应分别排列，不得混杂在一起； 端子排一般采用竖向排列，且应排列在靠近本安装单位设备的那一侧； 每一个安装单位端子排的端子应按一定次序排

46、列，以便于寻找端子，其排列次序为： 交流电流回路、交流电压回路、信号回路、控制回路、其他回路。第68页/共122页第六十八页，共123页。图9-18 端子(dun z)排的表示方法第69页/共122页第六十九页，共123页。9.6.3 屏后接线图屏后接线图标明了屏上设备引出端子之间的连接情况，以及设备与端子排之间的连接情况。屏后接线图是二次屏组装过程中配线的依据，也是现场安装施工、调试试验和运行时的重要参考图纸。它是以展开图、屏面布置图和端子排图为依据绘制的。绘制屏后接线图的基本原则和方法如下所述。(1) 屏后接线图是背视图，看图者的位置应在屏后，因此左右方向正好与屏面布置图相反。(2) 屏上

47、各设备的实际尺寸已由平面布置图决定，因此画屏后接线图时，设备外形可采用简化外形(如方形、圆形、矩形等)表示，必要时也可采用规定的图形符号表示。图形不要按比例绘制，但要保证设备间的相对位置正确。各设备的引出端子应注明编号，并按实际排列顺序画出。设备内部接线一般(ybn)不必画出，或只画出有关的线圈和触点即可。从屏后看不见的设备轮廓其边框应用虚线表示。第70页/共122页第七十页，共123页。(3) 设备与设备、设备与端子排之间，连接导线的表示方法有两种。 连续线表示法。该法表示两端(lin dun)子之间的导线是连续的，如图9-19(a)所示。这种表示法导线较多，只适用于较简单接线的情况。 中断

48、线表示法。该法表示两端(lin dun)子之间的导线是中断的，在中断处采用相对编号法。如甲乙两端(lin dun)子相连，则在甲处标乙，在乙处标甲。由图9-19(b)可见，端子排X1的2号端子与仪表P3的4号端子连接，X1的4号端子与P3的3号端子连接等。中断线表示法省略了部分导线，使得接线图清晰易辨，故在工程实际中得到了广泛应用。第71页/共122页第七十一页，共123页。图9-19 连接导线的表示方法(fngf)(a) 连续线表示法； (b) 中断线表示法第72页/共122页第七十二页，共123页。9.7 电力线路的自动重合闸装置(ARD)9.7.1 对自动重合闸装置的基本要求(1) 手动

49、或通过遥控操作将断路器断开，或手动合闸于故障，随即由保护装置动作，断路器跳闸后，自动重合闸不应动作。(2) 除上述情况外，当断路器因继电保护动作或其他原因而跳闸时，自动重合闸装置均应动作。(3) 自动重合闸的次数应符合预先规定，即使(jsh)ARD装置中任一元件发生故障或接点粘接，也应保证不多次重合闸。第73页/共122页第七十三页，共123页。(4) 应优先采用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来启动重合闸，同时也允许由保护装置来启动，但此时必须采取措施来保证自动重合闸能可靠地动作。(5) 自动重合闸在完成动作以后，一般应能自动复归，准备(zhnbi)好下一次再动作。有值班人员看守的10

50、kV以下的线路也可采用手动复归。(6) 自动重合闸应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电器保护的动作。第74页/共122页第七十四页，共123页。9.7.2 电气一次自动重合闸装置图9-20为采用DH-2型重合闸继电器的自动重合闸原理图，图中所画为合闸后的位置。SA1为断路器的控制开关，SA2为自动重合闸装置的选择开关，用于投入(tur)和解除ARD装置。第75页/共122页第七十五页，共123页。图9-20 电气一次自动(zdng)重合闸原理接线图第76页/共122页第七十六页，共123页。1. 故障跳闸后的自动重合闸过程当线路正常运行时，SA1和SA2都在合闸的位置，图9-20中，除-、

51、B21-B23接通之外，其余(qy)接点均不接通，ARD投入工作，QF(1-2)是断开的。重合闸继电器KAR中电容器C经R4充电，其充电回路是+WCSA2R4C-WC，同时指示灯HL亮，表示母线电压正常，电容器已在充电状态。第77页/共122页第七十七页，共123页。当线路发生故障时，由继电保护(速断或过电流)动作，使跳闸(tio zh)回路通电跳闸(tio zh)，KTL的电流线圈启动，KTL(1-2)闭合，但因SA1-不通，KTL的电压线圈不能自保持，故跳闸(tio zh)后，KTL的电流电压线圈将断电。由于QF(1-2)闭合，KAR中的KT通电动作，KT(1-2)打开，使R5串入KT回路

52、，以限制KT线圈中的电流，仍使KT保持动作状态，KT(3-4)经延时后闭合，电容器C对KM(I)线圈放电，使KM动作，KM(1-2)打开使HL熄灭，表示KAR动作。KM(3-4)、KM(5-6)和KM(7-8) 闭合，合闸接触器KO经+WCSA2KM(3-4)、KM(5-6)KM电流线圈KSXB KTL(3-4)QF(3-4)接通，使断路器重新合闸。同时，后加速继电器KAc也因KM(7-8)闭合而启动，KAc闭合。若故障为瞬时性的，且此时故障应已消失，继电器保护不会再动作，则认为重合闸合闸成功。QF(1-2)断开，KAR内继电器均返回，但后加速继电器KAc触点延时打开。若故障为永久性的，则继电

53、保护动作(速断或至少为过电流动作)，KT1常开触点闭合，经KAc的延时打开触点，跳闸(tio zh)回路接通跳闸(tio zh)，QF(1-2)闭合，KT重新动作。第78页/共122页第七十八页，共123页。由于电容器还来不及充足电，KO不能动作，即使时间很长，但电容器C与KO线圈已经并联，电容C将不会(b hu)充电至电源电压，因此，自动重合闸只重合一次。第79页/共122页第七十九页，共123页。2. 手动跳闸时，重合闸不应重合因为人为操作断路器跳闸是运行(ynxng)的需要，无需重合闸，因此可利用SA1的B21-B23和-来实现。当操作控制开关跳闸时，在“预备跳”和“跳闸后” -接通，使

54、电容器与R6并联，充电不到电源电压而不能重合闸。此外在跳闸操作的过程中，SA1的B21-B23均不通(参见SA1选用表9-1的型号), 相当于把ARD解除。3. 防跳功能当ARD重合闸于永久性故障时，断路器将再一次跳闸，当KAR中KM的触点被粘住时，KTL的电流线圈将因跳闸而被启动，KTL(1-2)闭合并能自锁，KTL电压线圈通电保持，KTL(3-4) 断开，切断合闸回路，从而防止跳跃现象。第80页/共122页第八十页，共123页。9.8 备用电源自动投入装置(APD)9.8.1 对备用电源自动投入装置的要求对备用电源自动投入装置的要求如下所述。(1) 当工作电源不论何种原因消失(故障或误操作

55、)时，APD应动作； (2) 应保证在工作电源断开后备用电源电压正常，才投入备用电源； (3) 备用电源自动投入装置只允许动作一次； (4) 电压互感器二次回路断线时，APD不应误动作； (5) 在采用(ciyng)APD的情况下，应检验备用电源的过负荷情况和电动机的自启动情况。如过负荷严重或不能保证电动机自启动，则应在APD动作前自动减负荷。第81页/共122页第八十一页，共123页。9.8.2 备用(biyng)电源自动投入装置的接线由于变电所电源进线及主接线不同，因此对所采用的APD的要求和接线也不同，如APD有采用直流操作电源的，也有采用交流操作电源的。1. 主电源与备用(biyng)

56、电源方式的APD接线如图9-21所示为采用直流操作电源的备用(biyng)电源自动投入原理接线图。第82页/共122页第八十二页，共123页。图9-21 备用电源(dinyun)自动投入原理接线图(a) 对应的主接线图； (b) 备用电源(dinyun)自动投入装置接线图第83页/共122页第八十三页，共123页。当工作电源进线因故障断电时，失压保护动作，使QF1跳闸，其辅助常闭触点QF1(1-2) 闭合，常开触点QF1(3-4)打开，时间继电器KT线圈失电，由于(yuy)KT触点延时打开，因此在其打开前，合闸接触器KO通电，QF2的合闸线圈YO2通电合闸，由于(yuy)QF2两侧的隔离开关处

57、于预先合闸的位置，因此备用电源被投入。应当注意，这个接线比较简单，有些未画出，如母线WB短路会引起QF1跳闸，也会引起备用电源自投入，这是不允许的。所以，只有当电源进线上方发生故障，而QF1以下部分没有发生故障时，才能投入备用电源。只要是QF1以下的线路发生故障并引起QF1跳闸时，应加入备用电源闭锁装置，以禁止APD投入。第84页/共122页第八十四页，共123页。2. 互为备用电源的APD接线当双电源进线互为备用电源时，要求在任一路工作(gngzu)电源消失时，另一路备用电源自动投入装置动作。双电源进线的两个APD接线是相似的，如图9-22所示，该图为断路器采用交流操作的弹簧操动机构，其主电

58、路一次接线如图9-21所示，只不过进线电源均为工作(gngzu)电源。第85页/共122页第八十五页，共123页。图9-22 双电源互为备用电源的APD原理接线图(a) APD控制电路； (b) 两路电源进线二次电压(diny)回路第86页/共122页第八十六页，共123页。当WL1工作时，WL2为备用。QF1在合闸位置，SA1的-、-不通，B16-B13通。QF1的辅助触点中常闭打开，常开闭合。QF2在跳闸位置，SA2的-、-、B13-B16均断开。当WL1电源侧因故障而断电时，电压继电器KV1、KV2常闭触点闭合，KT1动作，其延时闭合触点延时闭合，使QF1的跳闸线圈YR1通电，则QF1跳

59、闸。QF1(1-2)闭合，则QF2的合闸线圈YO2经SA1B16-B13QF1(1-2)KS4KM2常闭触点QF2(7-8)WC(b)而通电，将QF2合上，从而使备用电源WL2自动(zdng)投入，变配电所恢复供电。第87页/共122页第八十七页，共123页。同样，当WL2为主电源时发生上述现象后，WL1也能自动投入。在合闸电路中，虚框内的触点为对方断路器保护回路的出口继电器触点，用于闭锁(b su)APD。当QF1因故障跳闸时，WL2线路中的APD合闸回路便被断开，从而保证变配电所内部故障跳闸时，APD不被投入。第88页/共122页第八十八页，共123页。9.9 变电所综合自动化9.9.1

60、变电所实现综合自动化的优越性与常规变电所的二次系统相比，变电所实现综合自动化可以在以下几个方面体现(txin)出独特的优越性。(1) 供电质量高。变电所综合自动化系统中包括电压、无功自动控制功能，对于具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电所，可根据实际运行情况进行实时调整与控制，从而大大提高了电压合格率，使无功潮流更为合理，并降低了电能损耗。(2) 变电所运行管理的自动化水平高。变电所实现综合自动化后，监视、测量、记录等工作都由计算机自动进行，避免人为主观干预，从而提高了测量精度。第89页/共122页第八十九页，共123页。(3) 在线运行的可靠性高。变电所综合自动化系统一般是由各个微机子系