工厂供配电技术项目7供配电系统二次回路

工厂供配电技术供配电系统二次回路项目七供配电系统的二次回路承担着控制、指示、监测和保护一次设备的重要任务。二次回路通过复杂的电气连接网络，实现对一次设备的精准控制和有效保护，确保供配电系统的安全、经济、稳定运行。项目导入本项目主要介绍二次回路的操作电源、接线图，以及控制回路、信号回路、绝缘监视装置、电测量仪表、自动装置等相关知识。认识绝缘监视装置、电测量仪表及自动装置认识二次回路/任务导航/任务一任务二一、二次回路概述二、二次回路的操作电源三、二次回路接线图四、控制回路和信号回路一、绝缘监视装置二、电测量仪表三、自动装置项目目标知识目标技能目标素质目标了解二次回路的分类。掌握二次回路操作电源和接线图的相关知识。掌握控制回路和信号回路的工作原理。熟悉直流绝缘监视装置的工作原理。熟悉电测量仪表的要求及配置原则。了解自动装置的相关知识。树立勤奋踏实、拼搏进取、勇于担当的奋斗精神。培育崇实尚业、刻苦钻研、精益求精的工匠精神。培养恪尽职守、事必躬亲、开拓进取的工作作风。能够识读二次回路接线图。能够用单相有功电能表进行计费测量。任务一认识二次回路任务引入实训课上，老师告诉同学们：想要读懂二次回路接线图，必须掌握各个电气设备对应的图形符号和文字符号。如图（a）所示为某10kV线路定时限过电流保护装置二次回路的归总式原理图；如图（b）所示为图（a）对应的展开式原理图。（a）归总式原理图 （b）展开式原理图某10kV线路定时限过电流保护装置的二次回路接线图学习完本任务，请大家按照图片连接好电路，初步了解其工作原理和动作顺序后，识读该二次回路接线图。一、二次回路概述对一次设备的工作状态进行控制、保护、测量、监测和指示的辅助电气设备称为二次设备，如控制开关、继电器、测量仪表、指示灯、音响和灯光信号设备等。二次设备通过电流互感器或电压互感器与一次设备建立电的联系，由二次设备组成的电路称为二次回路。二次回路又称二次系统，是供配电系统中至关重要的组成部分。一、二次回路概述二次回路的组成二次回路控制回路信号回路保护回路互感器二次回路电测量仪表回路操作电源绝缘监视装置自动装置（图中未画出）二次回路直流回路交流回路交流电流回路交流电压回路根据电源性质的不同由电流互感器供电由电压互感器供电一、二次回路概述二次回路的组成自动装置能够自动投入备用电源和有关断路器，提高供配电系统的供电可靠性和稳定性。当线路发生短路故障时，互感器二次回路有较大的电流，相应继电保护装置动作，接通控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，同时启动信号回路发出音响和灯光信号。主要功能是对断路器进行通、断操作。电压、电流互感器主要向电测量仪表回路提供电压和电流参数。主要向二次回路提供所需要的电能。主要用于监视系统的对地绝缘状态，预防接地故障的发生。二、二次回路的操作电源二次回路的操作电源直流操作电源交流操作电源主要用于大、中型变配电所主要用于小型变配电所1．直流操作电源直流操作电源蓄电池组供电的直流操作电源硅整流直流操作电源根据供电方式的不同二、二次回路的操作电源1．直流操作电源1）蓄电池组供电的直流操作电源蓄电池组既可将化学能转化为电能使用，又可将电能转化为化学能储存起来。蓄电池组供电的直流操作电源是一种与供配电系统运行方式无关的独立电源系统，即使在变配电所完全停电的情况下，仍可在2h内可靠供电。蓄电池（1）铅酸蓄电池充电时会排出氢和氧的混合气体，且随着气体会带出硫酸蒸气，具有一定的危险性和污染性，且铅酸蓄电池投资较大，需要专门的蓄电池室放置，因此现在工厂变配电所中一般不采用。（2）镉镍蓄电池不受供配电系统影响、工作可靠、腐蚀性小、比功率大、大电流放电性能好、机械强度高、使用寿命长，因此在大、中型工厂变配电所中应用广泛。二、二次回路的操作电源2）硅整流直流操作电源1．直流操作电源硅整流直流操作电源电容储能直流操作电源电动机储能直流操作电源根据断路器操作机构要求的不同这里重点介绍应用较广泛的硅整流电容储能直流操作电源。二、二次回路的操作电源1．直流操作电源为保证直流操作电源的可靠性，采用两个交流电源和两台硅整流器。U1、U2—硅整流器；VD1、VD2、VD3—二极管；QK1、QK2、QK3、QK4—刀开关；WO—合闸母线；WC—控制母线；WF—闪光信号小母线；R—限流电阻；C1、C2—储能电容器。硅整流电容储能直流操作电源的原理图主要用作断路器合闸电源，并可向控制、信号、保护回路供电，其容量较大。仅向控制回路供电，容量较小。U1和U2之间用限流电阻R和二极管VD3隔开，其中R用来限制控制母线侧发生短路时流过VD3的电流，以免VD3被烧毁；VD3起逆止阀的作用，它只允许合闸母线WO向控制母线WC供电。二、二次回路的操作电源1．直流操作电源硅整流电容储能直流操作电源的原理图在正常情况下，硅整流器U1和U2不仅能给合闸回路、信号回路和保护回路供电，还能给储能电容器C1、C2供电，即C1、C2处于浮充电状态。在事故情况下，C1、C2所储存的电能作为保护回路和断路器跳闸回路的直流操作电源。C1、C2充电回路中的二极管VD1和VD2起逆止阀作用，用来防止事故情况下交流电源电压降低引起控制母线电压降低时，储能电容器C1、C2向控制母线上的其他回路供电。二、二次回路的操作电源1．直流操作电源硅整流电容储能直流操作电源的原理图直流操作电源的母线上还接有绝缘监视装置和闪光装置。采用电桥结构，用来监测正负母线或直流回路对地绝缘电阻，当某一母线对地绝缘电阻降低时，电桥不平衡，若检测到继电器中有足够的电流流过，继电器动作发出信号。主要提供灯光闪光电源。二、二次回路的操作电源当断路器采用交流操作时，应配备交流操作电源。2．交流操作电源交流操作电源有两种获得途径：一是取自所用变压器；二是当控制回路、信号回路和保护回路的容量不大时，可取自电流互感器和电压互感器的二次侧。一种较为普遍的方式当交流操作电源取自电流互感器的二次侧时，主要供电给保护回路和跳闸回路；当交流操作电源取自电压互感器的二次侧时，其容量较小，一般只供电给油浸式变压器的瓦斯保护回路。三、二次回路接线图二次回路接线图是用国家标准规定的电气设备图形符号与文字符号绘制的，用来表示二次回路中各元件相互连接关系及其工作原理的电气简图。1．二次回路接线图的基本知识二次回路接线图二次回路原理图二次回路安装接线图根据用途和绘制方法的不同绘制二次回路接线图时，图形符号应遵循GB/T4728.1～13—2022《电气简图用图形符号》的有关规定，文字符号（包括项目代号）应符合GB/T5094.1～2—2018《工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号》的有关规定。三、二次回路接线图1．二次回路接线图的基本知识高层代号（1）定义：指供配电系统或电气设备中较高层次的项目。表示：前缀“=”加字母代码和数字，如“=A2”表示较高层次的开关柜A2。位置代号（2）定义：指二次设备从属的位置。表示：前缀“+”加字母代码和数字，如“+WL3”表示二次设备从属于3号线路。二次设备项目代号的构成由于二次设备是从属于一次设备或一次电路的，因此为避免混淆，所有二次设备都应标明其项目代号。一个完整的项目代号包括四个代号段，如表所示。三、二次回路接线图1．二次回路接线图的基本知识常用的项目种类及字母代码项目种类字母代码（单字母）

项目种类字母代码（单字母）电容器C测量仪表P保护器件（如熔断器）F电阻R信号器件H变压器、互感器T开关器件Q电线、电缆、母线W继电器、接触器K端子排X电动机M跳闸线圈Y种类代号（3）定义：指不同类型的二次设备。表示：前缀“-”加字母代码和数字，如“-K1”表示顺序编号为1的继电器。端子代号（4）定义：指用来识别电器连接端子的代号。表示：前缀“:”加端子数字编号，如X1:2表示端子排X1的第2个端子。三、二次回路接线图二次回路原理图是用来表示二次回路的构成、相互动作顺序和工作原理的图纸，是二次回路接线图的原始图纸。2．二次回路原理图1）归总式原理图归总式原理图是将二次回路与一次回路的相关部分画在一起，以整体图形符号表示二次设备的构成、数量及电气连接关系的图纸。二次回路原理图归总式展开式根据形式的不同三、二次回路接线图2．二次回路原理图该继电保护装置由继电器KA1、KA2、KT、KS组成。6～10kV线路过电流保护装置的归总式原理图KA1、KA2为电磁式电流继电器，其线圈分别接在电流互感器TA1、TA2的二次侧回路中；KT为电磁式时间继电器；KS为电磁式信号继电器。三、二次回路接线图2．二次回路原理图6～10kV线路过电流保护装置的归总式原理图正常工作时，电流互感器的二次电流达不到KA1、KA2的动作值，KA1、KA2的触点不会动作，断路器QF的跳闸线圈YR不会接通，QF不会跳闸。当一次回路发生短路故障时，电流互感器二次侧回路中的电流增大。若通过KA1或KA2线圈中的电流超过其动作值，则KA1或KA2的触点闭合，KT启动。经一定时限后，KT的延时触点闭合，直流电源正极经KS的线圈、QF的辅助触点S2和YR到负极。当YR通过电流时，QF自动跳闸，将短路故障切除。三、二次回路接线图2．二次回路原理图6～10kV线路过电流保护装置的归总式原理图从图中可以看出，归总式原理图优点：能直观、清楚地反映继电保护装置的原理，且二次回路和一次回路的相关部分画在一起，易形成清晰的整体概念。缺点：但是图中线条较多，当二次回路较复杂时便不能清晰表示，因此归总式原理图仅用于简单的电路中。三、二次回路接线图2）展开式原理图2．二次回路原理图6～10kV线路过电流保护装置的展开式原理图展开式原理图的线路清晰，易于理解整套继电保护装置的动作顺序和工作原理，特别是当二次回路较复杂时，其优点更加突出。因此，在工程中展开式原理图的应用广泛。它将二次回路分成了交流回路和直流回路两部分，其工作原理与归总式原理图相同。交流回路各支路从上到下按相序排列，直流回路各支路从上到下按继电器的动作顺序排列，每个支路中各元件按实际连接顺序排列。展开式原理图是将二次设备的线圈与触点分别用图形符号表示，按照各回路的动作原理而绘制的图纸。三、二次回路接线图知识链接绘制展开式原理图时，要遵循一定的原则：①继电器和各种电气元件的文字符号与相应归总式原理图中的文字符号一致；②继电器和每一接线回路的作用都应在该图右侧注明；③同一电气设备的不同位置，线圈和触点均采用同一文字符号表示；④主回路垂直布置在图的左方或上方，控制回路水平布置在图的右方或下方；⑤控制回路采用水平线绘制，尽量减少交叉。三、二次回路接线图二次回路安装接线图是根据安装施工的要求，详细表示二次设备具体位置和布线方式的图纸。它用于运行和试验中对二次回路的检查、维修和故障处理，是施工现场不可缺少的图纸。3．二次回路安装接线图二次回路安装接线图屏面布置图端子排接线图屏后接线图1）屏面布置图屏面布置图是生产、安装过程中的重要参考。屏面布置图中各二次设备的具体位置、尺寸及它们之间的距离要按比例准确绘出，以确保二次设备的正确安装和布线的顺利进行。三、二次回路接线图2）端子排接线图端子排是由若干个接线端子组合而成的，用于配电柜之间或配电柜与外部设备的连接。端子排通常垂直布置在屏后两侧，可分为一般端子、连接端子、试验端子和其他端子，各端子的用途如下。3．二次回路安装接线图其他端子：如终端端子、标准端子、特殊端子等。连接端子：通过绝缘座上部的中间缺口，用导电片将相邻的端子连接在一起，提供较多的接点供接线使用。一般端子：用来连接屏内、外导线或电缆。试验端子：用于需要接入试验仪器的电流回路中，通过它来校验电流回路中仪表和继电器的准确度。三、二次回路接线图按规定，二次回路安装接线图上端子的代号应与设备上端子的标记一致。3．二次回路安装接线图X1—端子排；TA1～TA4—电流互感器；S1～S2—电流互感器二次线圈；YR1～YR2—跳闸线圈；PJ1—三相有功电能表；PA—电流表；KA1～KA2—电流继电器。端子排接线图三、二次回路接线图屏后接线图标明屏上各二次设备引出端子之间、二次设备与端子排之间的连接情况。端子之间的连接导线有以下两种表示方法。3．二次回路安装接线图连续线表示法：用连续线画出两端子之间的连接导线。若用连续线将二次回路安装接线图中的连接导线全部画出，会使图纸上的线条难以辨认。目前这种方法很少采用。中断线表示法：在线条中断处标明导线的去向，即在接线端子出线处标明对方端子的代号，没有标号的端子表示空着不接。这种方法简明清晰，使用广泛。3）屏后接线图四、控制回路和信号回路控制回路是指控制（操作）高压断路器合、跳闸的二次回路，直接控制对象为高压断路器的操作机构。1．控制回路和信号回路概述操作机构手动操作机构电磁操作机构（CD）弹簧操作机构（CT）可采用交直流两用电源，但一般采用交流操作电源。只能采用直流操作电源。四、控制回路和信号回路信号回路是指用来指示一次设备运行状态的二次回路。1．控制回路和信号回路概述信号位置信号事故信号预告信号根据用途的不同用来指示高压断路器正常运行时的位置状态。红色指示灯亮，表示高压断路器处于合闸位置；绿色指示灯亮，表示高压断路器处于跳闸位置。用来指示高压断路器在事故情况下的状态。事故信号由音响信号和灯光信号组成。在一次设备出现不正常运行状态时或在故障初期发出的报警信号。预告信号也由音响信号和灯光信号组成。采用电铃发出报警信号即光字牌变亮，指示故障性质和地点采用蜂鸣器发出报警信号即绿色指示灯闪烁，表示高压断路器处于跳闸位置四、控制回路和信号回路1．控制回路和信号回路概述对控制回路和信号回路的基本要求：（1）应能监视控制回路继电保护装置（如熔断器）及其合、跳闸回路的完好性，以保证高压断路器正常工作。（2）合、跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，即能切断合、跳闸电源。（3）应具有防止高压断路器多次合、跳闸的防跳措施。（4）应能指示高压断路器正常合、跳闸的位置状态，且自动合、跳闸时有明显的指示信号。（5）高压断路器的事故信号回路，应按不对应原理接线。（6）对可能出现不正常运行状态或故障的一次设备，应装设预告信号。四、控制回路和信号回路知识链接不对应原理当高压断路器采用手动操作机构时，利用手动操作机构的辅助触点与高压断路器的辅助触点构成不对应关系，即操作机构在合闸位置而高压断路器已跳闸时，发出事故信号。当高压断路器采用电磁操作机构或弹簧操作机构时，利用控制开关的触点与高压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高压断路器已跳闸时，发出事故信号。四、控制回路和信号回路2．手动操作的控制回路和信号回路WC—控制母线；WS—信号小母线；GN—绿色指示灯；RD—红色指示灯；R1、R2—限流电阻；QF（1～6）—高压断路器QF的辅助触点；QM—手动操作机构辅助触点。手动操作的控制回路和信号回路原理图（1）合闸时，推上手动操作机构手柄使高压断路器合闸。这时高压断路器的辅助触点QF（3-4）闭合，QF（1-2）断开，红色指示灯RD点亮，指示高压断路器已经合闸。由于该回路有限流电阻R2，因此跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小不会动作。此外，红色指示灯RD点亮表明控制回路的熔断器FU1、FU2是完好的，即红色指示灯RD同时起监视控制回路完好性的作用。四、控制回路和信号回路2．手动操作的控制回路和信号回路WC—控制母线；WS—信号小母线；GN—绿色指示灯；RD—红色指示灯；R1、R2—限流电阻；QF（1～6）—高压断路器QF的辅助触点；QM—手动操作机构辅助触点。手动操作的控制回路和信号回路原理图在高压断路器正常合、跳闸时，由于手动操作机构的辅助触点QM与高压断路器的辅助触点QF（5-6）是同时切换的，因此事故信号回路总是不通的，不会错误地发出事故信号。（2）跳闸时，扳下手动操作机构手柄使高压断路器跳闸。这时高压断路器的辅助触点QF（3-4）断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF（1-2）闭合，绿色指示灯GN点亮，指示高压断路器已经跳闸，同时表明控制回路的熔断器FU1、FU2是完好的，即绿色指示灯GN同时也起监视控制回路完好性的作用。四、控制回路和信号回路2．手动操作的控制回路和信号回路手动操作的控制回路和信号回路原理图值班人员得知事故信号后，可将手动操作机构手柄扳下至跳闸位置，这时黄色指示牌返回，事故信号也随之解除。同时事故信号回路接通，发出音响和灯光信号。（3）当一次回路发生短路故障时，继电保护装置KA动作，其触点闭合，接通跳闸线圈YR的回路，使高压断路器跳闸。随后辅助触点QF（3-4）断开，切断YR的跳闸电源，红色指示灯RD熄灭。与此同时，辅助触点QF（1-2）闭合，绿色指示灯GN点亮。这时手动操作机构手柄虽仍在合闸位置，但其黄色指示牌掉落，表示高压断路器自动跳闸。控制回路中分别与指示灯GN和RD串联的电阻R1和R2，主要用来防止指示灯灯座短路时造成控制回路短路或高压断路器误跳闸。四、控制回路和信号回路3．电磁操作的控制回路和信号回路LW5型万能转换开关四、控制回路和信号回路3．电磁操作的控制回路和信号回路WF—闪光信号小母线；WL—灯光信号小母线；WC—控制母线；WS—信号小母线；WAS—事故音响信号小母线；WO—合闸母线；SA—控制开关；KO—合闸接触器；YO—合闸线圈。电磁操作的控制回路和信号回路原理图（1）合闸时，将控制开关SA的手柄顺时针扳转45°，其触点SA（1-2）接通，合闸接触器KO通电，KO的主触点闭合，使合闸线圈YO通电，高压断路器QF合闸。松开控制开关SA，其自动返回到“合闸后”状态，触点SA（1-2）断开，切断合闸回路。与此同时，辅助触点QF（3-4）闭合，红色指示灯RD点亮，指示高压断路器已经合闸，并监视控制回路的完好性。四、控制回路和信号回路3．电磁操作的控制回路和信号回路WF—闪光信号小母线；WL—灯光信号小母线；WC—控制母线；WS—信号小母线；WAS—事故音响信号小母线；WO—合闸母线；SA—控制开关；KO—合闸接触器；YO—合闸线圈。电磁操作的控制回路和信号回路原理图（2）跳闸时，将控制开关SA的手柄逆时针扳转45°，其触点SA（7-8）接通，跳闸线圈YR通电，使高压断路器QF跳闸。松开控制开关SA，其自动返回到“跳闸后”状态，触点SA（7-8）断开，辅助触点QF（3-4）也断开，切断跳闸回路。与此同时，触点SA（3-4）和辅助触点QF（1-2）闭合，绿色指示灯GN点亮，指示高压断路器已经跳闸，并监视控制回路的完好性。四、控制回路和信号回路由于红、绿色指示灯兼有监视控制回路完好性的作用，因此长时间运行耗能较多。为减少操作电源中储能电容器能量的过多消耗，另设灯光信号小母线WL，专门用来接入红、绿色指示灯。储能电容器的能量只用来供电给控制母线WC。小提示四、控制回路和信号回路3．电磁操作的控制回路和信号回路电磁操作的控制回路和信号回路原理图值班人员得知事故信号后，可将控制开关SA的操作手柄扳向跳闸位置，使SA的触点处于“跳闸后”状态，与高压断路器的辅助触点恢复对应关系，解除事故信号。（3）当一次回路发生短路故障时，继电保护装置KA动作，其触点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使高压断路器自动跳闸随后辅助触点QF（3-4）断开，切断跳闸回路，红色指示灯RD熄灭。这时辅助触点QF（1-2）闭合，控制开关SA在合闸位置，触点SA（5-6）闭合，接通闪光信号小母线WF，使绿色指示灯GN闪烁，表示高压断路器自动跳闸。由于高压断路器自动跳闸，其辅助触点QF（5-6）闭合，而控制开关SA在合闸后位置，其触点SA（9-10）闭合，因此事故信号回路接通，发出音响和灯光信号。四、控制回路和信号回路4．弹簧操作的控制回路和信号回路在弹簧操作的控制回路和信号回路中，弹簧操作机构利用预先储能的合闸弹簧释放能量，使高压断路器合闸。合闸弹簧可由交直流两用电动机拖动储能，也可手动储能。SB—按钮；SQ1、SQ2、SQ3—储能位置开关；M—储能电动机。采用CT7型弹簧操作机构的控制回路和信号回路原理图按下按钮SB，储能电动机M通电，合闸弹簧储能。储能完成后，储能位置开关SQ3自动断开，切断M的电源，同时储能位置开关SQ1和SQ2闭合，为合、跳闸做好准备。合、跳闸后，合闸弹簧释放，储能位置开关SQ1和SQ2自动断开、SQ3自动闭合，M再次通电开始储能。四、控制回路和信号回路4．弹簧操作的控制回路和信号回路采用CT7型弹簧操作机构的控制回路和信号回路原理图（1）合闸时，将控制开关SA的手柄扳向合闸位置，SA（3-4）接通，合闸线圈YO通电，使高压断路器QF合闸。合闸后，辅助触点QF（1-2）断开，绿色指示灯GN熄灭，切断合闸回路。同时辅助触点QF（3-4）闭合，红色指示灯RD点亮，指示高压断路器在合闸位置，并监视控制回路的完好性。四、控制回路和信号回路4．弹簧操作的控制回路和信号回路采用CT7型弹簧操作机构的控制回路和信号回路原理图（2）跳闸时，将控制开关SA的手柄扳向跳闸位置，SA（1-2）接通，跳闸线圈YR通电，使高压断路器QF跳闸。跳闸后，辅助触点QF（3-4）断开，红色指示灯RD熄灭，切断跳闸回路。同时辅助触点QF（1-2）闭合，绿色指示灯GN点亮，指示高压断路器在跳闸位置，并监视控制回路的完好性。四、控制回路和信号回路4．弹簧操作的控制回路和信号回路采用CT7型弹簧操作机构的控制回路和信号回路原理图值班人员得知该事故信号后，可将SA的手柄扳向跳闸位置，解除事故信号。（3）故障时，继电保护装置KA动作，其触点闭合，跳闸线圈YR通电，使高压断路器QF跳闸。随后辅助触点QF（3-4）断开，切断跳闸回路，红色指示灯RD熄灭。由于高压断路器QF是自动跳闸，SA的手柄仍在合闸位置，触点SA（9-10）闭合，而高压断路器QF已经跳闸，辅助触点QF（5-6）闭合，因此事故音响信号小母线WAS有电，从而发出事故信号。（1）当线路过负荷或发生短路故障时，线路流过的电流增大，接在电流互感器二次侧的电磁式电流继电器KA1、KA2中的电流也相应增大。任务实训——识读二次回路接线图识读二次回路接线图1．识读二次回路的归总式原理图如图（a）所示的二次回路是针对10kV线路的过电流保护，其工作原理和动作顺序如下。（a）归总式原理图某10kV线路定时限过电流保护装置的二次回路接线图（2）当电流超过继电保护装置的整定值时，电磁式电流继电器KA1、KA2动作，其触点闭合，接通电磁式时间继电器KT，使其得电。（3）经过整定时限，KT的延时触点闭合，通过电磁式信号继电器KS发出跳闸信号，同时高压断路器的跳闸线圈YR得电，高压断路器QF跳闸，切断故障线路，实现定时限过电流保护。任务实训——识读二次回路接线图（a）归总式原理图某10kV线路定时限过电流保护装置的二次回路接线图（1）作为保护用的电流互感器TA1和TA2的二次绕组为交流回路的电源，分别接入电磁式电流继电器KA1、KA2线圈，由公共线连成回路。（2）直流回路中左、右两侧的竖线表示正、负电源，正、负电源是由变配电所直流屏引出的，所有回路分别列于正、负电源之间，其动作顺序从左到右，从上到下。任务实训——识读二次回路接线图（b）展开式原理图某10kV线路定时限过电流保护装置的二次回路接线图2．识读二次回路的展开式原理图如图（b）所示为二次回路的展开式原理图，它以分散形式表示二次设备之间的电气连接关系，其通常按照功能电路（控制回路、保护回路、信号回路等）来绘制。二次回路展开式原理图的识读如下。（3）当线路过负荷或发生短路故障时，电流互感器TA1和TA2的一次绕组有短路电流流过，交流回路中的电磁式电流继电器KA1或KA2的线圈启动，其在直流回路中的触点闭合，接通电磁式时间继电器KT的线圈回路。（4）电磁式时间继电器KT动作后，经过整定时限，KT的延时触点闭合，通过电磁式信号继电器KS发出跳闸信号，并接通跳闸回路。高压断路器在合闸状态时，其辅助触点是闭合的，因此在跳闸线圈YR中有电流流过，使高压断路器跳闸，切断故障线路，实现定时限过电流保护。任务实训——识读二次回路接线图（b）展开式原理图某10kV线路定时限过电流保护装置的二次回路接线图任务2认识绝缘监视装置、电测量仪表及自动装置任务引入实训课上，老师告诉同学们：电测量仪表就像是供配电系统中的能量守护者，它默默监视着供配电系统的电能消耗。为准确地计量电能消耗，就要确保电测量仪表能够准确无误地工作，并对电测量仪表进行正确读数。如图所示为变配电所单相有功电能表的接线图，学习完本任务后，请大家用该单相有功电能表进行计费测量。变配电所单相有功电能表的接线图一、绝缘监视装置直流系统在运行中，控制母线的正、负极都是不接地的，当发生一点接地时，对运行没有影响，但必须及时除去，否则当另一点接地时，会引起控制回路、信号回路、保护回路等的误动作，如图所示为A、B两点接地造成断路器误跳闸的情况。A、B两点接地造成断路器误跳闸的情况因此，在直流系统中要求装设直流绝缘监视装置经常监视其绝缘情况。直流绝缘监视装置的原理图一、绝缘监视装置它是利用电桥原理进行监视的，其中两个平衡电阻R1=R2=1000Ω，其与正、负极对地绝缘电阻R+和R-组成电桥的四个臂，灵敏元件KR接于电桥对角线上，出口元件为中间继电器KM。一、绝缘监视装置上述直流绝缘监视装置的缺点：当正、负极对地绝缘电阻均等下降时，不能及时发出预告信号。二、电测量仪表为监视供配电系统中电力装置的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供配电系统安全、可靠、经济地运行，必须在供配电系统的电力装置中装设一定数量的电测量仪表。常用电测量仪表二、电测量仪表供配电系统中的电测量仪表主要用于计费测量、运行监测、安全保障等。由于其用途不同，因此对电测量仪表的要求也不同，具体如下。1．对电测量仪表的要求（1）能正确反映电力装置的运行参数，能随时监测电力装置回路的绝缘状态（2）除谐波电测量仪表外，交流回路电测量仪表的准确度等级应不低于2.5级；直流回路电测量仪表的准确度等级应不低于1.5级（3）对于1.5级和2.5级的常用电测量仪表应配置不低于1.0级的互感器（4）电测量仪表的测量范围和电流互感器变流比的选择应满足电测量仪表的指示在标度尺的70%～100%处（5）对有可能过负荷运行的电力装置回路电测量仪表的测量范围应留有适当的过负荷裕度（6）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应采用具有过负荷标度尺的电测量仪表（7）对有可能双向运行的电力装置回路应采用具有双向标度尺的电测量仪表二、电测量仪表若要测量供配电系统中电气设备和线路的运行参数，则需要配置相应的电测量仪表。电测量仪表的配置原则如下。2．电测量仪表的配置原则（1）在供配电系统的每条电源进线上，必须装设计费用的有功电能表和无功电能表，以及反映电流大小的电流表。（3）35kV/6～10kV的变压器，应在高压侧或低压侧装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表各一只；6～10kV/0.4kV的变压器，应在高压侧或低压侧装设电流表和有功电能表各一只，若是单独经济核算的单位，则还应装设一只无功电能表。（2）在变配电所的每段母线上，必须装设四只电压表，其中一只测量线电压，另外三只测量相电压。在中性点不接地系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。二、电测量仪表2．电测量仪表的配置原则（4）3～10kV的配电线路，应装设电流表和有功电能表各一只，若是单独经济核算的单位，则还应装设一只无功电能表。（5）380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装设一只电流表。如果变压器高压侧未装设电能表，低压侧还应装设一只有功电能表。（6）并联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，还应装设一只无功电能表。（7）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，每相应装设一只电流表。若需要计量电能，则应装设一只三相四线有功电能表。对三相负荷平衡的线路，可只装设一只单相有功电能表。三、自动装置供配电系统中的自动装置备用电源自动投入装置自动重合闸装置1．备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置（简称APD）是当主电源线路发生故障而断电时，能自动且迅速将备用电源投入运行的装置。1）APD的作用对于供电可靠性要求较高的变配电所，通常设有两路及以上的电源进线。若在作为备用电源的线路上装设APD，则在工作电源线路突然断电时，失压保护装置使该线路的断路器跳闸，而备用电源线路上的断路器会在APD的作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，从而提高供电可靠性，保证对用户的不间断供电。三、自动装置2）对APD的基本要求1．备用电源自动投入装置（1）工作电源无论何种原因（故障或误动作）消失时，APD都应动作。（2）应保证工作电源已经断开，且备用电源电压正常时，才投入备用电源。（3）APD只允许动作一次，以防将备用电源投入持续性故障上造成断路器损坏或使事故扩大。（4）APD的动作时间应尽量缩短，以利于电动机自启动和减少停电时间对生产的影响。（5）电压互感器二次回路断线时，APD不应误动作。三、自动装置3）APD的分类在工厂变配电所中，APD多用在备用线路、母线分段断路器和备用变压器上。1．备用电源自动投入装置（a）备用线路APD（b）母线分段断路器APD（c）备用变压器APDAPD的展开式原理图APD三、自动装置1．备用电源自动投入装置（1）正常运行时，由工作线路供电；发生故障时，QF1断开，APD自动将QF2合闸，备用线路投入工作，恢复供电。（a）备用线路APD（b）母线分段断路器APD（2）正常运行时，两段母线分别运行，分段断路器QF5断开；发生故障时，QF2或QF4断开，APD自动将QF5合闸，两段母线正常工作。特点：两段母线正常时都在供电，发生故障时又互为备用。三、自动装置1．备用电源自动投入装置（3）正常运行时，变压器T1、T2工作，变压器T3备用；发生故障时，QF2或QF4断开，APD自动将QF6或QF7合闸，备用变压器T3投入工作。（c）备用变压器APD特点：备用变压器平时不投入使用，只有当工作变压器发生故障时才投入使用。三、自动装置4）APD的典型接线1．备用电源自动投入装置6～10kV两路电源进线断路器互投的APD展开式原理图变配电所电源进线及主接线不同，对采用APD的要求和接线也有所不同。电源进线的运行方式有工作电源和备用电源方式，也有互为备用电源方式，下面主要介绍这两种电源进线方式的APD接线。（1）工作电源和备用电源方式的APD接线。正常运行时，假设QF1（工作电源）合闸，其辅助触点QF1（5-6）接通，红色指示灯RD1点亮，指示QF1处于合闸位置；QF2（备用电源）跳闸，其辅助触点QF2（11-12）闭合，绿色指示灯GN2点亮，指示QF2处于跳闸位置。此时低电压继电器KV1～KV4的线圈均通电，其辅助触点断开，时间继电器KT1、KT2无电。三、自动装置1．备用电源自动投入装置6～10kV两路电源进线断路器互投的APD展开式原理图当断路器QF1控制的工作电源停电时，低电压继电器KV1和KV2失电，其辅助触点接通，启动时间继电器KT1（即APD低电压启动），经事先整定的延时后，KT1动作，其辅助触点KT1（1-2）闭合，信号继电器KS1动作，通过连接压板XB1和已闭合的辅助触点QF1（5-6），使断路器跳闸线圈YR1通电，从而使QF1跳闸。三、自动装置1．备用电源自动投入装置6～10kV两路电源进线断路器互投的APD展开式原理图QF1跳闸后，其辅助触点QF1（5-6）断开，切断跳闸回路，红色指示灯RD1熄灭。QF1的辅助触点QF1（3-4）恢复闭合，绿色指示灯GN1点亮，指示QF1处于跳闸位置。QF1跳闸的同时，其辅助触点QF1（7-8）也恢复闭合，通过信号继电器KS4、中间继电器KM2的辅助触点KM2（7-8）、断路器QF2的辅助触点QF2（11-12），使断路器的合闸线圈KO2通电（即APD低电压启动），从而使QF2合闸，则备用电源开始供电。三、自动装置1．备用电源自动投入装置6～10kV两路电源进线断路器互投的APD展开式原理图QF2合闸后，其辅助触点QF2（13-14）闭合，红色指示灯RD2点亮，指示QF2处于合闸位置，同时QF2的辅助触点QF2（9-10）闭合，KM2线圈通电，辅助触点KM2（5-6）闭合使其自保持，辅助触点KM2（7-8）断开，切断QF2的合闸回路，从而保证了QF2只动作一次。该动作称为断路器防跳跃动作，即为防跳跃闭锁。三、自动装置该电路的不足之处：当QF1（工作电源）因电磁式电流继电器动作而跳闸时，QF2（备用电源）仍会自动投入，使第二路电源再投入故障点。1．备用电源自动投入装置6～10kV两路电源进线断路器互投的APD展开式原理图改进的方法：将QF1电磁式电流继电器的辅助触点串入QF2的合闸回路。这时当QF1因电磁式电流继电器动作跳闸时，能闭锁QF2的合闸回路，从而使QF2不会再投入故障点。三、自动装置如图所示为互为备用电源方式的APD展开式原理图，操作电源分别取自两台变压器的A、C相。1．备用电源自动投入装置KVZ1、KVZ2—零序电压继电器。互为备用电源方式的APD展开式原理图正常运行时，中间继电器KM3无法接通两段母线，两段母线分别运行。（2）互为备用电源方式的APD接线。当变压器T1发生故障或进线停电时，中间继电器KM1释放，同时KVZ1断电，其常闭触点闭合，经KVZ2常开触点将中间继电器KM3接于电源A2、C2上，并保持接通状态，所有低压负荷均由变压器T2供电。若变压器T2断电，则由KVZ2常闭触点、KVZ1常开触点将中间继电器KM3接于电源A1、C1上，所有负荷均由变压器T1供电。适用于：容量为320kV·A以下两台变压器互为备用的低压系统。三、自动装置自动重合闸装置（简称ARD）是指当断路器跳闸后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。该装置所需要的设备少，投资省，可减少停电损失，在工厂供配电系统中应用广泛。2．自动重合闸装置例如，雷击或鸟类造成架空线路短路故障后，在雷闪过后或鸟电死后，架空线路大多能恢复运行。因此，为使断开的架空线路能够重新供电，可采用ARD使断开的断路器自动再投入，从而提高供电可靠性，避免架空线路因停电带来较大损失。1）ARD的作用ARD主要用于架空线路。运行经验表明，架空线路上的短路故障大多是暂时性的，这些故障虽然会引起断路器跳闸，但故障点电压消失后，其绝缘一般都能自行恢复。三、自动装置2）对ARD的基本要求2．自动重合闸装置（1）手动或遥控操作断开断路器，以及手动合闸于故障线路而断路器跳闸后，ARD不应动作。（2）除上述情况外，当断路器因继电保护