第7章工厂供配电系统二次接线与自动装置

1、第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 第7章 工厂供配电系统二次接线与自动装置 内容提要:本章主要介绍工厂供配电系统中二次回路的功能和不同二 次回路的应用。首先讲述工厂供配电系统的二次接线及二次接线图， 其次分析了二次回路中断路器的控制回路和信号回路，并介绍了二 次回路中的测量仪表，然后讲述了提高供电可靠性的备用电源自动 投入装置（APD）和自动重合闸（ARD）装置。最后简单介绍了计算 机在工厂供电系统中的应用。 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 工厂供配电系统的二次接线及二次接线图 二次回路中断路器的控制回路和信号回路 二次回路中的测量仪表 提高供电可靠性的备用电源自动投

2、入装置（APD） 提高供电可靠性的备用电源自动重合闸装置（ARD） 计算机在工厂供电系统中的应用 内容提要 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 在变电所中通常将电气设备分为 一次设备直接生产、输送和分配电能的设备，主电路中的变压 器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电 缆、送电线路以及母线等设备 二次设备对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护 的辅助电气设备。 测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置以及远动装置等。它 们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。 按功用可分为控制回路、合闸回路、信号回路、测量回路、保护 回路以及远动装置回路等； 按电

3、路类别分为直流回路、交流回路和电压回路。 二次接线的基本概念 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 WB TV QS QF TA WC T 所用变 其他用电 直流母线 直流操 作电源 直流绝缘 监察装置 断路器 控制回路 信号系统保护回路 互感器 二次回路 电参数测量仪表回路 供配电系统的二次回路功能示意图 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 二次回路的接线图按用途可分为 原理接线图用来表示继电保护、监视测量和自动装置等二次设备 或系统的工作原理，它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连 接关系。 展开接线图按二次接线使用的电源分别画出各自的交流电流回路、 交流电压

4、回路、操作电源回路中各元件的线圈和触点。 安装接线图反映的是二次回路中各电气元件的安装位置、内部接 线及元件间的线路关系 二次回路图 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 图7.2 610kV高压线路电气测量仪表原理接线图和展开接线图 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 (1)展开图中回路编号. 方便维修人员进行检查以及正确地连接，根据展开图中回路的不 同，如电流、电压、交流、直流等，回路的编号也进行相应地分类： 回路的编号由3个或3个以内的数字构成。 二次回路的编号应根据等电位原则进行。 展开图中小母线用粗线条表示，并按规定标注文字符号或数字编 号。 二次接线图中的

5、标志方法 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 (2)安装图设备的标志编号 二次回路中的设备都是从属于某些一次设备或一次线路的，为对 不同回路的二次设备加以区别，避免混淆，所有的二次设备必须标以 规定的项目种类代号。 (3)接线端子的标志方法 端子排是由专门的接线端子板组合而成的，是连接配电柜之间或 配电柜与外部设备的。接线端子分为普通端子、连接端子、试验端子 和终端端子等形式。 试验端子用来在不断开二次回路的情况下，对仪表、继电器进行 试验。终端端子板则用来固定或分隔不同安装项目的端子排。 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 (4)连接导线的表示方法 安装接线图既要

6、表示各设备的安装位置，又要表示各设备间的连 接，在各设备的端子处标明导线的去向。标志的方法是在两个设备连 接的端子出线处互相标以对方的端子号，这种标注方法称为“相对标 号法”。 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 二交回路图在绘制时遵循着一定的规律，看图时首选应清楚电 路图的工作原理、功能以及图纸上所标符号代表的设备名称，然后 再看图纸 (1)看图的基本要领 先交流，后直流 交流看电源，直流找线圈 查找继电器的线圈和相应触点，分析其逻辑关系 先上后下，先左后右，针对端子排图和屏后安装图看图 二次回路图的阅读方法 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 直流母线或交流电压

7、母线用粗线条表示，以区别于其它回路的 联络线。 继电器和每一个小的逻辑回路的作用都在展开图的右侧注明。 展开图中各元件用国家统一的标准图形符号和文字符号表示， 继电器和各种电气元件的文字符号与相应原理图中的方案符号应一 致。 继电器的触点和电气元件之间的连接线段都有数字编号（回路 编号），便于了解该回路的用途和性质，以及根据标号能进行正确 的连接，以便安装、施工、运行和检修。 同一个继电器的文字符号与其本身触点的文字符号相同。 (2)阅读展开图基本要领 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 各种小母线和辅助小母线都有标号，便于了解该回路的性质 对于展开图中个别继电器，或该继电器的触

8、点在另一张图中表示， 或在其它安装单位中有表示，都在图上说明去向，并向虚线将其框起来， 并对任何引进触点或回路也要说明来处 直流正极按奇数顺序标号，负极回路按偶数顺序编号。回路经过元 件，其标号也随之改变 常用的回路都是固定编号，断路器的跳闸回路是33等，合闸回路是 3等 交流回路的标号除用三位数外，前面加注文字符号，交流电流回路 使用的数字范围是400599，电压回路回路为600799；其中个位数字 表示不同的回路；十位数字表示互感器的组数。回路使用的标号组，要 与互感器文字符号前的“数字序号”相对应 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 变电所在运行时，由于负荷的变化或系统运行

9、方式的改变，经常 需要操作切换断路器和隔离开关等设备。断路器的操作是通过它的操 作机构来完成的，而控制电路就是用来控制操作机构动作的电气回路。 控制电路按照控制地点的不同， 就地控制电路车间变电所和容量较小的总降压变电所的610kV断 路器的操作，一般多在配电装置旁手动进行。 控制室集中控制电路总降压变电所的主变压器和电压为35kV以上的 进出线断路器以及出线回路较多的610kV断路器，采用就地控制很 不安全，容易引起误操作，故可采用由控制室远方集中控制。 7.2 断路器控制回路信号系统与测量仪表 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 由于断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通

10、过电流 进行设计的，因此控制电路在操作过程中只允许短时通电，操作 停止后即自动断电； 能够准确指示断路器的分、合闸位置； 断路器不仅能用控制开关及控制电路进行跳闸及合闸操作， 而且能由继电器保护及自动装置实现跳闸及合闸操作； 能够对控制电源及控制电路进行实时监视； 断路器操作机构的控制电路要有机械“防跳”装置或电气 “防跳”措施。 控制电路的基本要求 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 LW2-Z型控制开关触点表 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 断路器的控制回路和信号回路 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 在变电所装设的中央信号装置，主要用来示警

11、和显示电气设 备的工作状态，以便运行人员及时了解，采取措施 中央信号装置按形式分为： 灯光信号表明不正常工作状态的性质地点，装设在各控制屏上 的信号灯和光字牌，表明各种电气设备的情况； 音响信号在于引起运行人员的注意，通过蜂鸣器和警铃的声响 来实现，设置在控制室内 全所共用的音响信号，称为中央音响信号装置。 7.2.2 信号电路 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 中央信号装置按用途分为 事故信号供电系统在运行中发生了某种故障而使继电保护动 作。如高压断路器因线路发生短路而自动跳闸后给出的信号即 为事故信号。 预告信号供电系统运行中发生了某种异常情况，但并不要求 系统中断运行，只

12、要求给出指示信号，通知值班人员及时处理 即可。如变压器保护装置发出的变压器过负荷信号即为预告信 号。 位置信号指示电气设备的工作状态，如断路器的合闸指示灯、 跳闸指示灯均为位置信号。 中央信号装置 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 7.2.3 测量仪表 1电气测量仪表的配置 常用电气测量仪表有电流表、电压表、无功功率表、有功功率表、 相位表及绝缘电阻表等。选择仪表的量程时应尽量使测量仪表的指 针达到测量量限的2/3左右。 2. 三相电路功率的测量 (1）三相有功功率的测量 负载为三相四线制不对称负载，则可用三个单相功率表分别测量每 相有功功率，三相功率为三个功率表读数之和，即

13、321 PPPP 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 负载为三相三线制对称 或不对称负载，则可用 两个单相功率表测量三 相功率，两个功率表的 读数之和为三相有功功 率的总和 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 三相负载对称时，无论是接成三相四线制还是三相三线制，都 可用一表法进行测量，再将结果乘以3，便得到三相功率 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 测量三相三线制对称或不对称负载的有功功率 三相有功电能表的接线 （2）三相无功功率的测量。 一般常用kvar表，测量接线与三相有功功率表相同. 采用间接法，先求得三相有功功率和视在功率，然后计算出无 功功

14、率，也可以通过测量电压、电流和相位计算求得。 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 (1）三相电路有功电能的测量 对称三相四线制用一个单相电能表测量任何一相电路所消耗的 电能，然后乘以3即得三相电路所消耗的有功电能 三相负载不对称用三个单相电能表分别测量出各相所消耗的有 功电能，然后把它们加起来 三相三线制电路用两个单相电能表来测量，两个单相电能表读 数之和 (2）三相电路无功电能的测量 三相无功电能表有两种结构，无论负载是否对称，只要电源电 压对称均可采用 3. 三相电路电能的测量 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 三相四线有功电能表接法 第七章 第7章工厂供配电

15、系统二次接线与自动 装置 三相三线电能表接法 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 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。 如图7.13所示，绝缘监察装置可采用一个三相五心柱三线圈电压互 感器接成的电路。这类电压互感器二次侧有两组线圈，一组接成星 形，在它的引出线上接三只电压表，系统正常运行时，反映各个相 电压；在系统发生一相接地时，则对应相的电压表指零，另两只表 计数升高到线电压。另一组接成开口三角形，构成零序电压过滤器， 在开口处接一个过电压继电器。系统正常运行时，三相电压对称， 开口两端电压接近于零，继电器不动作，在系统发生一相接地时， 接地相电压为零，另两

16、个相差120的相电压叠加，则使开口处出 现近100V的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光和音响 信号。 7.3 绝缘监察装置 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 TV电压互感器（Y0/Y0/接线）；QS高压隔离开关及触点；SA电压转换开关；PV电压表； KV电压继电器；KS信号继电器；WC控制小母线；WS信号小母线；WFS预报信号小母线 图7.13 610kV母线的绝缘监察装置及电压测量电路 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 在工厂供电系统中，为了保证不间断供电，常采用备用电源 的自动投入装置（APD）。当工作电源不论由于何种原因而失去 电压时，备用电源自

17、动投入装置能够将失去电压的电源切断，随 即将另一备用电源自动投入以恢复供电，因而能保证一级负荷或 重要的二级负荷不间断供电，提高供电的可靠性。 7.4.1 备用电源自动投入装置（APD） 1对备用电源自动投入装置的基本要求 （1）当常用电源失压或电压降得很低时，APD应把此路断路器分断。 （2）常用断路器因继电保护动作（负载侧故障）跳闸，或备用电源 无电时，APD均不应动作。 （3）APD只应动作一次，以免将备用电源合闸到永久性故障上去。 （4）APD的动作时间应尽量缩短。 （5）电压互感器的熔丝熔断或其刀开关拉开时，APD不应误动作。 （6）常用电源正常的停电操作时APD不能动作，以防止备用

18、电源投 入。 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 低压侧母线联络断路器自投电路 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 断路器因保护动作跳闸后能自动重新合闸的装置称为自动重合 闸装置，简称ARD或ZCH。 1自动重合闸装置的分类 （1）按照ARD的作用对象可分为线路、变压器和母线的重合闸。 （2）按照ARD的动作方法可分为机械式重合闸和电气式重合闸。 （3）按照ARD的使用条件可分为单侧或双侧电源的重合闸。 （4）按照ARD和继电器保护配合的方式可分为ARD前加速、ARD后加 速和不加速三种。 （5）按照ARD的动作次数可分为一次重合闸、二次重合闸或三次重 合闸。 7.

19、4.2 自动重合闸装置（ARD） 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 时间元件KT调整从装置启动到发 出接通断路器合闸线圈回路的脉冲 为止的延时 中间元件KM发出接通断路器合闸 线圈回路的脉冲 电容器C保证KAR只动作一次 充电电阻R4限制电容器的充电电 流 附加电阻R5保证KT线圈的热稳 定性 放电电阻R6电容器经过它放电 信号灯HL监视中间元件的触点 附加电阻R7限制信号灯的电流 自动重合闸继电器KAR的结构和工作原理 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 电气一次自动重合闸装置 第七章 第7章工厂供配电系统二次接线与自动 装置 5重合器介绍 重合器是一种自动化程度很高的开关设备。 配电网中应用重合器的优点 节省变电所的综合投资 提高重合闸成功率