牵引变电所电气主接线与配电装置实用教案

1、二次设备(shbi)电路概述 控制方式 二次接线（电路）图供电系统中，为保障一次高压(goy)电气设备安全运行和实现对其操作控制而设置的控制、信号、监测与继电保护、自动装置等一系列低压、弱电电气设备，通常称为二次设备。用来表明二次设备相互联接的电气结线图，称为二次电路图。一般有三种表达形式：原理接线图（归总式原理图）展开接线图（展开式原理图）安装接线图 二次电路图常用符号：图形符号、文字符号 控制室第1页/共32页第一页，共32页。控制控制(kngzh)(kngzh)方式方式按执行地点不同，可分为：就地控制在一次电气设备安装地点进行直接控制，断路器等位置信号也在配电间隔上显示。一般用于交流10

2、KV以下系统。距离(jl)控制（集中控制）在主控室内对变电所的一次电气设备集中进行控制，监测仪表和开关位置信号、中央信号及继电保护装置均配置在主控室屏台上，便于监视和管理运行。按实现方法不同，可分为一对一的分别控制方式和一对多的集中选控方式。远动控制（遥控）在远离变电所的调度端对变电所（执行端）的电气设备进行控制。已实现远动化的系统，往往同时具备距离(jl)和远动两种控制方式。第2页/共32页第二页，共32页。原理原理(yunl)(yunl)接线图接线图 特点(tdin)： 图中标有相关的主电路部分，各设备元件都以整体的形式表示，并对所包括的交流电压回路、交流电流回路和直流控制、信号电路等各组

3、成部分都一并画出。第3页/共32页第三页，共32页。展开展开(zhn ki)(zhn ki)接线图接线图 特点：在原理接线图基础上，将其总体形式的电路(dinl)分解为交流电流、电压回路及直流回路等相对独立的各个组成部分。这时，设备元件的不同线圈与触点等，将分别绘入相应部分的回路图。 读图规则：直流回路部分，力求按照各部件流通电流的顺序，即按其工作时各部件的动作次序，自上而下、由左至右地排列成行。对同一元件的不同线困、接点等应用相同的文字标注，并在展开接线图的一侧可以方便地加注文字说明，从而便于清楚地了解相应部分电路(dinl)的作用。 第4页/共32页第四页，共32页。安装安装(nzhung

4、)(nzhung)接线图接线图 特点：一般包括盘面布置图、盘后接线图和端子排接线特点：一般包括盘面布置图、盘后接线图和端子排接线团等组成部分。在盘后接线图和端子排接线图中，对继团等组成部分。在盘后接线图和端子排接线图中，对继电器、表计等元件及其辅助端子、连接导线等，都需按电器、表计等元件及其辅助端子、连接导线等，都需按其实际形状、位置尺寸成比例地由盘后视绘制出来。其实际形状、位置尺寸成比例地由盘后视绘制出来。图中不画出连接导线而是采用图中不画出连接导线而是采用“相对标志相对标志”的的方法加以表示。所谓方法加以表示。所谓“相对标志相对标志”法也就是在调子排法也就是在调子排( (或或设备元件设备元

5、件) )的每一端头标记出与它连接的另一端头所接设的每一端头标记出与它连接的另一端头所接设备元件备元件( (或端子排端子号码或端子排端子号码) )的标志。的标志。 例图例图绘制方法绘制方法 比较：原理接线图使我们比较：原理接线图使我们(w men)(w men)对装置设备的结构、对装置设备的结构、原理，有一个概括、完整的认识。然而由于其完整性，原理，有一个概括、完整的认识。然而由于其完整性，致使图中连线交错重叠又不易于将元件内部接线等细节致使图中连线交错重叠又不易于将元件内部接线等细节一一表达清楚。一一表达清楚。展开接线图恰恰弥补了原理接线图的这些缺陷，展开接线图恰恰弥补了原理接线图的这些缺陷，

6、尤其是对于复杂装置的电路图，应用展开接线图的表达尤其是对于复杂装置的电路图，应用展开接线图的表达方式对于分析电路工作原理和动作过程，则具有清楚、方式对于分析电路工作原理和动作过程，则具有清楚、明析的优点。明析的优点。安装接线图适应对二次设备装置进行制造、安安装接线图适应对二次设备装置进行制造、安装或调试、检修时使用。装或调试、检修时使用。第5页/共32页第五页，共32页。安装安装(nzhung)(nzhung)接线图例图接线图例图第6页/共32页第六页，共32页。安装安装(nzhung)(nzhung)接线图绘制接线图绘制应该对二次回路中每段连接导线都分别编以相应的数字代号作为标记。编号标记方

7、法应遵循“等电位原则”，亦即在同一电位上的不同分支导线均标记同一数字代号，而在回路中具有电位差异的不同段导线则标记不同的数字代号。在交流回路中编号取为连续递增的数字，并需标示出相、序别。在直流回路中的编号数字系从正极起始依次编以奇数顺序的数字，当通过设备元件的线圈或灯具等负载(fzi)，改变了导线电位的极性后，换以偶数顺序的数字。除了数字编号外还应标示出所属安装单位、电线型号并注明电线去向等。第7页/共32页第七页，共32页。图形符号图形符号第8页/共32页第八页，共32页。文字文字(wnz)(wnz)符号符号第9页/共32页第九页，共32页。控制室控制室 牵引变电所对一次电气设备的控制操作通

8、常采取集中控制的方式。其控制、信号、监测、保护、自动装置等二次电气设备多集中装在控制室中。 在控制室里配备有各种控制盘（分类），二次电路的各种装置都分别装设在相应的控制盘上。 控制盘及其盘面布置原则(yunz)。 控制室布置及其与主电路设备联系示意图。 主控制盘、中央信号盘、量计盘盘面布置图实例。第10页/共32页第十页，共32页。控制控制(kngzh)(kngzh)盘分类盘分类 主控制盘：装有对断路器进行距离控制的开关、按钮、主控制盘：装有对断路器进行距离控制的开关、按钮、信号灯、电流表、电压表、功率表等，并在盘面上绘信号灯、电流表、电压表、功率表等，并在盘面上绘制出相应的模拟主电路。制出相

9、应的模拟主电路。 继电保护盘：装有各种继电保护的电器设备，或者由继电保护盘：装有各种继电保护的电器设备，或者由专门的成套保护屏盘组合而成。专门的成套保护屏盘组合而成。 中央信号盘：装有变电所中各种事故和预告信号装置中央信号盘：装有变电所中各种事故和预告信号装置设备，如事故电笛、预告警铃、闪光装置、各种信号设备，如事故电笛、预告警铃、闪光装置、各种信号光字牌以及信号试验、解除按钮等。光字牌以及信号试验、解除按钮等。 计量盘：装有各种监测、记录仪器表计，如功率表、计量盘：装有各种监测、记录仪器表计，如功率表、瓦时计。瓦时计。 自动、运动装置盘：装有自动装置与远动装置设备、自动、运动装置盘：装有自动

10、装置与远动装置设备、表计、信号等。不能独立成盘时，可与保护装置盘以表计、信号等。不能独立成盘时，可与保护装置盘以及有关的控制盘组合在一起。及有关的控制盘组合在一起。 自用电盘：装有所内交、直流自用电系统的控制开关、自用电盘：装有所内交、直流自用电系统的控制开关、刀闸、表计电器等。通常刀闸、表计电器等。通常(tngchng)(tngchng)分别设交流分别设交流自用电盘与直流自用电盘。自用电盘与直流自用电盘。第11页/共32页第十一页，共32页。控制控制(kngzh)(kngzh)盘布置原则盘布置原则控制系统在变电所内起着神经中枢的重要作用，值班人员根据控制盘上的各种仪器、表计、信号等的指示来监

11、视、判断变电所电器设备(shbi)的运行状态，并通过控制电路设备(shbi)对一次电路设备(shbi)进行各种控制操作。 (1)盘面上仪表、控制、信号设备(shbi)与模拟主电路的布置应简单明了，便于控制、监视和维护。(2)各电气设备(shbi)之间装设距离应根据正面、背面所占最小位置及布线尺寸确定的标准全面考虑。(3)盘面配置应考虑盘后两侧接线端子合理安排。(4)尽量采用标准盘的布置方式，以满足经济性与可靠性等要求。第12页/共32页第十二页，共32页。联络(linlu)示意图第13页/共32页第十三页，共32页。盘面(pn min)布置图第14页/共32页第十四页，共32页。高压开关(ki

12、gun)的控制、信号回路 交、直流电力牵引装置中变压器、线路、整流机组等设备的切投，均由断路器或直流快速开关（统称高压开关）进行操作。用来完成高压开关控制、并发出位置信号的二次电路称为其控制、信号回路。 构成 基本要求 按监视(jinsh)方式可分为：灯光监视(jinsh)回路：适用于一般有人值班变电所；音响监视(jinsh)回路：可用于无人值班变电所或大型变电所。 隔离开关电动控制、信号回路 直流快速开关控制、信号回路符号(fho)说明第15页/共32页第十五页，共32页。符号(fho)说明HD红色信号灯HWJ合闸位置信号继电器LD绿色指示灯FWJ分闸位置信号继电器DL断路器FTJ防跳继电器

13、 (或称跳跃(tioyu)HQ合闸线圈闭锁继电器TBJ)，FQ分闸线圈SM闪光母线KM控制母线SYM事故音响小母线XS信号小母线第16页/共32页第十六页，共32页。控制(kngzh)信号回路构成 控制元件：发出(fch)跳、合闸操作命令。为满足控制、信号回路触点数量多的需要，大都采用带有转动手柄的控制开关。 中间放大元件与继电器断路器的合闸电流很大，如电磁操作机构其合闸电流可达几十到几百安，而控制信号回路电流一般为几安，二者之间需用中间放大元件转换。常用CZ型直流接触器接通合闸回路。 操作机构有电磁式、弹簧式、液压式等，都附有合闸和跳闸线圈。第17页/共32页第十七页，共32页。控制信号(x

14、nho)回路基本要求 在合、跳闸回路中分别接入断路器的辅助触点，以切断回路，并为下次操作做好准备。 应能由控制室控制开关控制进行手动跳、合闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动跳、合闸，同时能由远方调度中心发送控制命令进行跳、合闸。 具有高压开关位置状态信号、事故跳闸与自动合闸的闪光信号。事故信号的构成原理电路。 具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。 采用液压和气体操作机构时，跳、合闸回路中应分别设有液压或气体闭锁(b su)，在低于规定标准压力情况下，闭锁(b su)操作回路。断路器与隔离开关配合使用时，应有防误操作的闭锁(b su)措施。 应能监视跳、合闸控制回路及其电源的完好性。第

15、18页/共32页第十八页，共32页。闪光(shn gung)(shn gung)电源闪光电源由DX-3型闪光继电器及附加电阻、电容等构成(guchng)，接线简单可靠。SGJ闪光(shn gung)继电器YA 实验按钮BD 信号灯第19页/共32页第十九页，共32页。事故(shg)(shg)信号的构成原理电路通常事故信号由“不对应接线原则”构成，亦即由操作的控制开关的接点与断路器的位置联动辅助接点(或分闸位置继电器的正接点)，依据两者位置状态的不一致构成逻辑输出。其一、应接通断路器位置信号灯的闪光电源SM回路，致使位置信号灯发出闪光信号，参见(cnjin)图例。其二、应使中央信号装置的事故音响

16、信号小母线SYM带电，见图(a)、(b)。这时应导致中央信号装置发出事故蜂呜器的音响与有关光字牌显示。第20页/共32页第二十页，共32页。防跳措施(cush) 断路器在手动或自动装置自动合闸时如果进行操作的控制开关未复归或其接点及自动装置动作出口继电器接点卡住(卡死在闭合接通状态)将保持有效执行合闸操作命令，若主电路存在短路故障引起继电保护动作，断路器分闸，那么将出现断路器发生多次“合、跳”闸的现象，应予防止(fngzh)。 防跳措施通常划分为电气防跳与机械防跳。一般6-10千伏级断路器多采用机械防跳，而35干伏级以上断路器多采用电气防跳。 防跳继电器的电流线圈串入分闸回路，电压线圈并接合闸

17、回路。当继电保护动作分闸时，FTJ电流线圈受电，其正接点随之闭合，并由FTJ的电压线圈受电实现自保持动作。这时由于FTJ反接点断开了合闸线圈的电路，于是可依靠反接点来实现“防跳” 。第21页/共32页第二十一页，共32页。灯光(dnggung)(dnggung)监视合闸过程手动合闸：标志为手柄在垂直位置且红灯发出平光。自动合闸：信号回路按“不对应”方式构成，红灯闪亮。跳闸过程手动跳闸：标志为手柄在水平(shupng)位置且绿灯发出平光。自动跳闸：按“不对应方式”绿灯闪亮，同时发出音响。第22页/共32页第二十二页，共32页。音响(ynxing)(ynxing)监视合闸过程手动合闸：手柄在垂直(

18、chuzh)位置且手柄内指示灯发出平光。自动合闸：手柄在水平位置且红灯闪亮。跳闸过程手动跳闸：手柄在水平位置且手柄内指示灯发出平光。自动跳闸：手柄在垂直(chuzh)位置且绿灯闪亮。音响监视第23页/共32页第二十三页，共32页。隔开控制信号(xnho)(xnho)回路合闸过程(guchng)：按动GHA，GHD发光完成。跳闸过程(guchng)：按动GFA，GLD发光完成。符号(fho)说明：GHA合闸按钮GFA分闸按钮GHD合闸位置信号灯GLD分闸位置信号灯断路器与隔离开关联动第24页/共32页第二十四页，共32页。直流快速开关控制信号(xnho)(xnho)回路直流供电系统的特殊情况：（

19、以地铁直流牵引网馈线快速开关为例）通常将整流机组出线的电源快速开关称为“总闸”，而每回路直流馈线快速开关称为“分闸”，通过馈线对双边供电的牵引网供电。当总闸跳开后，各分闸必须断开，形成对侧变电所单边供电。称为总闸与分闸的联跳。当直流馈线或接触网发生故障时，两侧的快速开关均应跳闸。为了加速切除故障，提高供电的可靠性，一般(ybn)还设有“双边联跳”，将跳闸信号通过联跳导线传送至对端变电所，使对端快速开关立即跳闸，以弥补对端延时保护带来的缺陷。例图第25页/共32页第二十五页，共32页。直流控制(kngzh)(kngzh)信号回路例图第26页/共32页第二十六页，共32页。中央(zhngyng)信

20、号系统 用于集中监视变电所中电气设备的运行状态。 组成：事故信号装置：通常(tngchng)包括事故音响和事故闪光信号两部分。预告信号装置：所有非正常运行状态均应给出预告信号。 功能与要求1事故信号装置功能。事故跳闸后应能立即发出音响信号（如蜂鸣器）并使该断路器的位置状态指示灯闪亮。2预告信号装置功能。不正常运行时，应能发出与事故音响相区别的音响信号（如警铃）并使相应光字牌亮灯。3事故信号、预告信号装置应能进行装置功能状态良好与否的试验，以便经常检查。4事故、预告信号音响应能手动或自动复归。光字牌显示则应保留至故障消除、恢复正常运行后，方允许手动或自动复归。第27页/共32页第二十七页，共32

21、页。测量(cling)系统 牵引变电所主要(zhyo)测量表计功用及其配置。电路名称测量表计配置用途电源进线三只或一只电流表一只三相有功功率表监视三相负荷的大小、平衡情况及三相功率主变压器三只或一只电流表三只单相或一只三相有功电度表监视负荷大小、平衡情况及计量电能消耗牵引网馈线一只电流表监视负荷情况动力变压器一只电流表一只三相有功电度表监视负荷情况及计量电能消耗10KV动力馈线10110KV及以上电压母线三只或一只电压表监视母线电压牵引电压母线每相一只电压表监视母线电压并联补偿电容器组电流表一只无功电度表监视补偿电流及计量补偿无功能耗第28页/共32页第二十八页，共32页。绝缘(juyun)监

22、测 直流系统绝缘状况监测直流系统正、负极对地绝缘。一极对地绝缘电阻降低或一点发生接地时，一般对电路的正常运行(ynxng)无直接影响。但若电路中在发生接地故障时，则可能引起二次设备工作失常。可设置绝缘监测装置，当发生单极一点接地（即绝缘损坏）时，及时给出预告信号，并测量对地绝缘电阻值，以便采取措施查找并消除故障。 交流系统绝缘状况监测三相小接地电流系统，单相接地故障通常允许短时持续运行(ynxng)，但为防止出现相间短路，应设置绝缘监测装置。三相交流系统一相接地（或绝缘电阻显著降低）时，因三相电压不对称，将产生零序分量电压。由此可构成相应的绝缘监测装置，通常由三相五柱式电压互感器获得并触发相应信号装置。第29页/共32页第二十九页，共32页。弱电(ru din)选线控制 二次系统中，通常采用强电电源，即直流用220V或110V电压、交流用100V电压和5A电流作为标准电压和电流。 弱电化控制容易与控制器件的数字化、集成化配合，便于提高自动化水平。我国目前弱电控制参数为：直流控制电压一般采用48V或更低电压；交流电压仍为110V，交流电流如用附加电流互感