工厂供电教学课件—第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置

1、第七章第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置工厂供电系统的二次回路和自动装置o 二次回路及其操作电源o 高压断路器的控制和信号回路o 电测量仪表与绝缘监视装置o 供电系统的自动化装置与远动化o 二次回路的接线和接线图7.1 7.1 二次回路及其操作电源二次回路及其操作电源 操作电源操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装置以及其是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装置以及其它信号回路供电的电源。它信号回路供电的电源。一、概述一、概述可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。 二、直流操作电源二、直流操作电源1. 由蓄电池供电的直流操作电源由蓄电

2、池供电的直流操作电源F优点：优点：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。F缺点：缺点：需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电设备和蓄电池组，辅助设备多，投资大，运行复杂，维护设备和蓄电池组，辅助设备多，投资大，运行复杂，维护工作量大，可靠性低。工作量大，可靠性低。2. 由硅整流器供电的操作电源由硅整流器供电的操作电源o硅整流电容储能式直流操作电源（图硅整流电容储能式直流操作电源（图7-1）硅整流器硅整流器U1：采用三相桥式整流。：采用三相桥式整流。硅整流器硅整流器U2：采用单相桥式整流。：采用单相桥式整流。正常运行

3、时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电压大大降低，利用电容器压大大降低，利用电容器C1和和C2的储能使断路器跳闸。的储能使断路器跳闸。o复式整流装置（图复式整流装置（图7-2） 正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故障电流经过整流作为操作电源。障电流经过整流作为操作电源。 整流装置既可由整流装置既可由“电压源电压源”（所用变压器或电压互感器）供电，（所用变压器或电压互感器）供电，也可由也可由 “电流源电流源”（电流互感器（电流互感器 ）供电。）供电。图图7-1 硅整流电容

4、储能式直流系统接线硅整流电容储能式直流系统接线三、交流操作电源三、交流操作电源F优点：优点：投资小、接线简单可靠、投资小、接线简单可靠、运行维护方便。运行维护方便。F缺点：缺点：不适用于较复杂的继电保不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路等。护、自动装置及其它二次回路等。 图图7-2 复式整流装置接线示意图复式整流装置接线示意图直接动作式（见图直接动作式（见图7-3）利用继电器常闭触点去分流跳利用继电器常闭触点去分流跳闸线圈方式（图闸线圈方式（图7-4）利用速饱和变流器的接线方式利用速饱和变流器的接线方式（图（图7-5） 图图7-3 直接动作式的直接动作式的交流操作保护接线图交流操作

5、保护接线图图图7-4 去分流跳闸方式的去分流跳闸方式的交流操作保护接线图交流操作保护接线图图图7-5 利用速饱和变流器的利用速饱和变流器的交流操作保护接线图交流操作保护接线图v思考：思考：速饱和变流器与电流互感器的区别是什么速饱和变流器与电流互感器的区别是什么?电流互感器的二次侧不允许开路；速饱和变流器可以在电流互感器的二次侧不允许开路；速饱和变流器可以在开路开路下使用。下使用。Why?v采用速饱和变流器的目的：采用速饱和变流器的目的：当短路时限制流入跳闸线圈的电流；当短路时限制流入跳闸线圈的电流；减小电流互感器的二次负荷阻抗。减小电流互感器的二次负荷阻抗。7.2 7.2 变电所的控制回路变电

6、所的控制回路一、概述一、概述u控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）的传送控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）的传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳跳”、“合合”闸操作。闸操作。集中控制（远方控制）：集中控制（远方控制）：在控制室内用控制开关对断路器进行操在控制室内用控制开关对断路器进行操作，用于作，用于35kV及以上的变电所中及以上的变电所中 。就地控制：就地控制：在各个断路器安装处就地操作，用于在各个断路器安装处就地操作，用于610kV的变电所的变电所中。中。 u断路器的控制分

7、为集中控制和就地控制两类：断路器的控制分为集中控制和就地控制两类： 7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路u对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既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自动装置自既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳、合闸；动跳、合闸；断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，防止因断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，防止因通电时间过长而烧坏线圈；通电时间过长而烧坏线圈；应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合闸与手应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合闸与手动跳、合闸的位置信

8、号；动跳、合闸的位置信号；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路二、控制开关二、控制开关u控制开关又称为控制开关又称为“万能转换开关万能转换开关”，是电气工作人员对断路器进，是电气工作人员对断路器进行分、合闸控制的操作元件。行分、合闸控制的操作元件。 u目前变电所多采用目前变电所多采用LW2型控制开关，它共有六个位置：型控制开关，它

9、共有六个位置： 预备操作位置：预备操作位置：“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”操作位置：操作位置：“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”固定位置：固定位置：“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”合闸操作顺序：预备合闸合闸操作顺序：预备合闸合闸合闸合闸后合闸后跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸跳闸跳闸后跳闸后uLW2型控制开关的触点图表型控制开关的触点图表:见表见表7-1。 7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路图图7-6为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图

10、。1. 合闸过程合闸过程u手动合闸：手动合闸前，断路器手动合闸：手动合闸前，断路器QF处于跳闸状态，控制开关手柄处于跳闸状态，控制开关手柄处于处于“跳闸后跳闸后”位置，由表位置，由表7-1知，知，SA10-11接通，则接通，则 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。绿灯绿灯HLG亮亮F“预备合闸预备合闸”：由表：由表7-1知，触点知，触点SA9-10与与SA13-14接通，此时接通，此时+WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC绿灯闪光绿灯闪光绿

11、灯闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。绿灯闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。 F“合闸合闸”（不松手）：由表（不松手）：由表7-1知，知，SA5-8、SA17-19和和SA16-13接通，则接通，则7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路+WCSA5-8 KLB2 QF1-2KO- WCQF合闸合闸 +WCSA16-13HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯红灯HLR亮亮红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明断路器的跳闸回路是完好的。红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明断路器的跳闸回路是完好的。F松开手柄，松开手柄，SA

12、自动回到自动回到“合闸后合闸后”的位置，红灯继续发光。的位置，红灯继续发光。u自动合闸：自动合闸时，自动合闸：自动合闸时，QF在合闸位置，在合闸位置，SA在在 “跳闸后跳闸后”位置，位置，二者不对应，触点二者不对应，触点SA14-15接通，则接通，则 +WFSA14-15HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯闪光红灯闪光控制台上，红灯在闪光，表明断路器是自动合闸的，只控制台上，红灯在闪光，表明断路器是自动合闸的，只有将有将SA手柄转到手柄转到“合闸后合闸后”位置，红灯才变为平光。位置，红灯才变为平光。7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路2. 跳闸过程跳闸过程u手动跳闸：手动跳闸：

13、F“预备跳闸预备跳闸”：由表：由表7-1知，触点知，触点SA13-14接通，此时接通，此时+WFSA13-14HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯闪光红灯闪光红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。 F“跳闸跳闸”（不松手）：由表（不松手）：由表7-1知，知，SA6-7、SA10-11接通，则接通，则+WCSA6-7KLB（I）QF3-4YR-WC QF跳闸跳闸 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC F松开手柄，松开手柄，SA自动回到自动回到“跳闸后跳闸后”的位置，绿灯继续

14、发光。的位置，绿灯继续发光。绿灯亮绿灯亮7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路u自动跳闸：自动跳闸时，自动跳闸：自动跳闸时，QF在跳闸位置，在跳闸位置，SA在在 “合闸后合闸后”位置，位置，二者不对应，触点二者不对应，触点SA9-10接通，则接通，则 +WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC 绿灯闪光绿灯闪光+WSHAR3SA1-3SA19-17QF5-6-WS 发出音发出音响信号响信号 控制台上，绿灯在闪光，事故信号装置发出音响，表明断路器是自动跳闸的。控制台上，绿灯在闪光，事故信号装置发出音响，表明断路器是自动跳闸的。只有将只有将SA手柄转到手柄转到“跳闸后跳闸后”位置，绿灯才变

15、为平光，事故音响信号才停止。位置，绿灯才变为平光，事故音响信号才停止。 3. 防跳回路防跳回路作用：防止运行人员手动合闸断路器于故障线路上，断路器作用：防止运行人员手动合闸断路器于故障线路上，断路器又被继电保护装置动作于跳闸后，断路器会出现多次连续跳、又被继电保护装置动作于跳闸后，断路器会出现多次连续跳、合闸的跳跃现象。合闸的跳跃现象。 图中：图中：lSA：控制开关：控制开关 lHLG：绿灯：绿灯lHLR：红灯：红灯lKLB：防跳继电器：防跳继电器lKM1：自动重合闸：自动重合闸出口中间继电器的常出口中间继电器的常开触点开触点 lKM0：继电保护出：继电保护出口中间继电器的常开口中间继电器的常

16、开触点触点 lHA：蜂鸣器：蜂鸣器右侧右侧“1”、 “2”、 “3”分别表示操作手分别表示操作手柄在柄在“预备合闸预备合闸”、“合闸合闸”和和“合闸后合闸后”位置位置 左侧左侧“1”、 “2”、 “3”分别表示操作手分别表示操作手柄在柄在“预备跳闸预备跳闸”、“跳闸跳闸”和和“跳闸后跳闸后”位置位置 7.2 变电所的控制回路变电所的控制回路四、闪光电源的构成四、闪光电源的构成DX-3型闪光继电器的内部结构与接线如图型闪光继电器的内部结构与接线如图7-7所示。所示。 图图7-7 由由DX-3型闪光继电器构成的闪光电源型闪光继电器构成的闪光电源 图中，图中， KF为闪光继电器，其触点时开时闭，使闪

17、光母为闪光继电器，其触点时开时闭，使闪光母线线+WF上呈现断续的正电压；上呈现断续的正电压；SB为试验按钮，按下时闪光为试验按钮，按下时闪光装置动作，白色信号灯装置动作，白色信号灯HLW亮，表示本装置工作正常。亮，表示本装置工作正常。7.3 7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路一、概述一、概述1信号装置的分类信号装置的分类断路器位置信号：断路器位置信号：用来指示断路器正常工作的位置状态，一般用红用来指示断路器正常工作的位置状态，一般用红灯亮表示断路器处于合闸位置；绿灯亮表示断路器处于跳闸位置。灯亮表示断路器处于合闸位置；绿灯亮表示断路器处于跳闸位置。事故信号：事故信号：用来指示断路器事故跳

18、闸时的状态，包括灯光信号（绿用来指示断路器事故跳闸时的状态，包括灯光信号（绿灯闪光）和音响信号（蜂鸣器）。灯闪光）和音响信号（蜂鸣器）。预告信号：预告信号：用来指示运行设备出现不正常运行时的报警信号包括音用来指示运行设备出现不正常运行时的报警信号包括音响信号（电铃）和光字牌。响信号（电铃）和光字牌。 其中，事故信号和预告信号是电气设备各信号的中心部其中，事故信号和预告信号是电气设备各信号的中心部分，通常称为中央信号，它们集中装设在中央信号屏上。分，通常称为中央信号，它们集中装设在中央信号屏上。7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路2对中央信号回路的基本要求对中央信号回路的基本要求所有有人值班

19、的变电所，都应在控制室内装设中央事故信号和预告信所有有人值班的变电所，都应在控制室内装设中央事故信号和预告信号装置；号装置；断路器事故跳闸时，能及时发出音响信号（蜂鸣器），并使相应的位断路器事故跳闸时，能及时发出音响信号（蜂鸣器），并使相应的位置指示灯闪光，亮置指示灯闪光，亮 “掉牌未复归掉牌未复归”光字牌。光字牌。发生不正常工作状态时，能及时发出区别于事故音响的另一种音响发生不正常工作状态时，能及时发出区别于事故音响的另一种音响（警铃），并使显示故障性质的光字牌点亮。（警铃），并使显示故障性质的光字牌点亮。中央事故信号与预告音响信号应有区别，一般事故信号用蜂鸣器（电中央事故信号与预告音响信号

20、应有区别，一般事故信号用蜂鸣器（电笛），预告信号用电铃；笛），预告信号用电铃；音响信号应能重复动作，并能手动或自动复归，而故障性质的指示灯音响信号应能重复动作，并能手动或自动复归，而故障性质的指示灯仍保留。仍保留。7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路二、事故信号装置二、事故信号装置1简单的事故信号装置简单的事故信号装置r就地复归的事故音响信号装置（图就地复归的事故音响信号装置（图7-8）缺点：缺点：在解除事故在解除事故音响信号的同时，音响信号的同时，闪光信号也被解除闪光信号也被解除了，不利于值班人了，不利于值班人员处理事故。员处理事故。 任一台断路器自动跳闸后，蜂鸣器任一台断路器自动跳闸后

21、，蜂鸣器HA发出音响。将发出音响。将SA手手柄将转到柄将转到“跳闸后跳闸后”位置，即可解除事故音响信号。位置，即可解除事故音响信号。图图7-8 就地复归的事故音响信号装置接线图就地复归的事故音响信号装置接线图可见：就地复归是通过解除断路器不对应起动回路来解除音响信号。可见：就地复归是通过解除断路器不对应起动回路来解除音响信号。7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路r中央复归不能重复动作的的事故音响信号装置（图中央复归不能重复动作的的事故音响信号装置（图7-9） 任一台断路器自动跳闸时，即会发出事故音响信号。任一台断路器自动跳闸时，即会发出事故音响信号。按一下按一下SB2按钮，便会解除音响信号

22、，但控制屏上的闪光信按钮，便会解除音响信号，但控制屏上的闪光信号却继续保留。号却继续保留。缺点：缺点：不能重复动不能重复动作。即当一断路器作。即当一断路器启动事故信号并中启动事故信号并中央复归后，又一断央复归后，又一断路器自动跳闸，音路器自动跳闸，音响不能再次启动。响不能再次启动。 图图7-9 中央复归不能重复动作的事故音响信号装置接线图中央复归不能重复动作的事故音响信号装置接线图7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路r中央复归能重复动作的的事故音响信号装置（图中央复归能重复动作的的事故音响信号装置（图7-10）7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路 工作原理：工作原理：音响启动过程：一台

23、断路器事故跳闸时，音响启动过程：一台断路器事故跳闸时，TA的一次侧电流的一次侧电流突增，其二次侧感应电势使突增，其二次侧感应电势使KR动作动作起动起动KM1 KM11-2闭合闭合实现自保持实现自保持KM13-4闭合闭合起动蜂鸣器起动蜂鸣器HA，发出音响。，发出音响。 复归过程：触点复归过程：触点KM15-6闭合闭合起动起动KT 经经KT整定的时间整定的时间后后自动自动解除事故音响信号，将整套信号装置复归。解除事故音响信号，将整套信号装置复归。 重复动作原理：第二台断路器跳闸时，由于在每一个并联重复动作原理：第二台断路器跳闸时，由于在每一个并联支路中都有串联电阻支路中都有串联电阻R，每多并联一个

24、支路，都将引起，每多并联一个支路，都将引起TA一一次绕组中的电流产生变化，在二次绕组中感应电势，使干簧次绕组中的电流产生变化，在二次绕组中感应电势，使干簧继电器继电器KR再次动作并启动音响信号装置。再次动作并启动音响信号装置。 可见：中央复归是在主控台上通过按钮或自动解除音响信号。可见：中央复归是在主控台上通过按钮或自动解除音响信号。7.3 变电所的信号回路变电所的信号回路三、预告信号装置三、预告信号装置图图7-11为中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图。为中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图。 发生不正常运行时，发生不正常运行时，其相应的继电器其相应的继电器K动作，动作，音响

25、信号音响信号HA（警铃）和（警铃）和光字牌光字牌HL同时动作。按同时动作。按一下一下SB2，警铃即被解除，警铃即被解除，同时黄色信号灯同时黄色信号灯HLY发发亮。亮。 缺点：缺点：不能重复动作。不能重复动作。图图7-11 中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图7.4 7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 一、绝缘监视装置一、绝缘监视装置1. 直流系统的绝缘监视装置（图直流系统的绝缘监视装置（图7-12） 直流系统发生一点接地时，没有短路电流流过，熔断直流系统发生一点接地时，没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。器不会熔

26、断，仍能继续运行。u直流系统为何设置绝缘监视装置？直流系统为何设置绝缘监视装置？ 但是，这种接地故但是，这种接地故障必须及早发现并处理，障必须及早发现并处理，否则当出现两点接地时可否则当出现两点接地时可能引起信号回路、控制回能引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置路、继电保护及自动装置回路不正确动作。回路不正确动作。7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 lR1=R2= R3= 1000lSA1：母线电压表转：母线电压表转换开关，有三个位置；换开关，有三个位置；lSA2 ：绝缘监视转换：绝缘监视转换开关，有三个位置；开关，有三个位置；lPV2：母线电压表；：母线电压表；lPV

27、1：用于测量系统：用于测量系统总的绝缘电阻，表盘上总的绝缘电阻，表盘上有欧姆刻度。有欧姆刻度。图中：图中：即即“母线母线”、“正对地正对地”和和“负对地。平时，其负对地。平时，其手柄置于手柄置于“母线母线”位置，位置，触点触点1-2、5-8、9-11接通，接通，PV2可测量正、负母线可测量正、负母线电压，指示为电压，指示为220V。即即“信号信号”、“测量位置测量位置I”和和“测量位置测量位置II”。平。平时，其手柄置于时，其手柄置于“信号信号”位置，触点位置，触点5-7和和9-11接接通，使电阻通，使电阻R3被短接。此被短接。此时时SA1的的9-11也是接通的，也是接通的，信号继电器信号继电

28、器KS投入工作。投入工作。 图图7-12 直流系统绝缘监视装置接线图直流系统绝缘监视装置接线图7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 u工作原理工作原理当正极绝缘电阻降低时，先将当正极绝缘电阻降低时，先将SA2置于置于“测量位置测量位置I”，此，此时其触点时其触点1-3和和13-14接通，调节电位计接通，调节电位计R3，使电压表，使电压表PV1的的指示为零；再将指示为零；再将SA2置于置于“测量位置测量位置II ”，此时，此时PV1的指示的指示即为直流系统总的对地绝缘电阻值。即为直流系统总的对地绝缘电阻值。当负极绝缘电阻降低时，先将当负极绝缘电阻降低时，先将SA2置于置于“测量位

29、置测量位置 II ”，此时其触点此时其触点2-4和和15-14接通，调节电位计接通，调节电位计R3，使电压表，使电压表PV1的指示为零；再将的指示为零；再将SA2置于置于“测量位置测量位置I ”，此时，此时PV1的指示的指示即为直流系统总的对地绝缘电阻值。即为直流系统总的对地绝缘电阻值。电压表的欧姆刻度与电压读数的对应关系为：电压表的欧姆刻度与电压读数的对应关系为：7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 25 . 0VVUURR式中，式中，RV为电压表的内电阻；为电压表的内电阻；U为直流母线额定电压为直流母线额定电压； UV为为电压表的读数。电压表的读数。 u每极对地绝缘电阻的换

30、算每极对地绝缘电阻的换算当切换开关处于位置当切换开关处于位置I 时（正极绝时（正极绝缘电阻降低）：缘电阻降低）：RRRxRxR)1 (RxxR2式中，式中，x为电位器为电位器R3读数的百分值。读数的百分值。RRRRR将将 代入上式得：代入上式得：7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 RxR2RxR22； 当切换开关处于位置当切换开关处于位置II 时（负极绝缘电阻降低）：时（负极绝缘电阻降低）：RRxRxRR)1 (RxxR11RRRRR将将 代入上式得：代入上式得：RxR12RxR12； 7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 2. 交流系统的绝缘监视装置交流系统

31、的绝缘监视装置 图图7-13为交流系统绝缘监视装置接线图，是由三个单相为交流系统绝缘监视装置接线图，是由三个单相三绕组电压互感器或一个三相五柱式电压互感器构成。三绕组电压互感器或一个三相五柱式电压互感器构成。缺点：缺点：只能判明发生接地故障只能判明发生接地故障的相别，不能判明是哪条线路的相别，不能判明是哪条线路故障。故障。 可采可采“顺序拉闸法顺序拉闸法”来来寻找故障线路。寻找故障线路。 必须注意：必须注意：三相三柱式电压互感器三相三柱式电压互感器不能用来作绝缘监视装置。不能用来作绝缘监视装置。 P262.图图7-13 交流系统绝缘监视装置接线图交流系统绝缘监视装置接线图Why?7.4 绝缘监

32、视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 二、电气测量仪表二、电气测量仪表1. 对电气测量仪表的一般要求对电气测量仪表的一般要求仪表的准确度等级选择：仪表的准确度等级选择：用于电气设备和线路上的交流电流表、电压表、功率表的准确度用于电气设备和线路上的交流电流表、电压表、功率表的准确度不应低于不应低于2.5级，直流电流、电压表的准确度不应低于级，直流电流、电压表的准确度不应低于1.5级，频率级，频率表一般选用表一般选用0.5级；级；变电所内用于计量的有功电度表一般选用变电所内用于计量的有功电度表一般选用1级，无功电度表一般选级，无功电度表一般选用用2级。级。测量用互感器的准确度等级选择：与电度表连

33、接的互感器准确度测量用互感器的准确度等级选择：与电度表连接的互感器准确度应为应为0.5级；仅作一般电流、电压测量的互感器，准确度可为级；仅作一般电流、电压测量的互感器，准确度可为13级。级。7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 仪表的测量范围和互感器变比的选择：正常运行情况下仪表指针仪表的测量范围和互感器变比的选择：正常运行情况下仪表指针指示在满标度的指示在满标度的2/3左右，并留有过负荷指示裕度。左右，并留有过负荷指示裕度。在高压系统中，测量仪表和电度表应与继电保护装置分别接电流在高压系统中，测量仪表和电度表应与继电保护装置分别接电流互感器的不同准确度的二次绕组，一般测量仪表

34、和电度表用互感器的不同准确度的二次绕组，一般测量仪表和电度表用0.5级，级，继电保护装置用继电保护装置用3级。级。对于有可能出现两个方向电流的直流电路和两个方向功率的交流对于有可能出现两个方向电流的直流电路和两个方向功率的交流电路，应装设双向刻度的电流表和功率表。电路，应装设双向刻度的电流表和功率表。2. 变配电装置中各部分仪表的配置变配电装置中各部分仪表的配置电源进线：电源进线：为了解负荷情况，需装设一只电流表。当需要计量电为了解负荷情况，需装设一只电流表。当需要计量电能时，还应装设有功电能表和无功电能表各一只。能时，还应装设有功电能表和无功电能表各一只。7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监

35、视装置和测量仪表 母线：母线：每条或每段母线上必须装设一只电压表，以检查各个线电每条或每段母线上必须装设一只电压表，以检查各个线电压。在小电流接地系统中中，每条或每段母线上还需加装三个绝缘压。在小电流接地系统中中，每条或每段母线上还需加装三个绝缘监视电压表。监视电压表。图图7-14为为610kV母线电压测量和绝缘监视的原理图。母线电压测量和绝缘监视的原理图。降压变压器：降压变压器：对对35110kV/610kV的电力变压器，应装设电流表、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。有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只。高压配电线路：高压配电

36、线路：应装设电流表、有功电能表和无功电能表各一只。应装设电流表、有功电能表和无功电能表各一只。图图7-15为为 610kV高压线路电气测量仪表的接线原理图。高压线路电气测量仪表的接线原理图。7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 图图7-14 610kV母线电压测量和绝缘监视的原理图母线电压测量和绝缘监视的原理图7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 说明：说明：图中无功电度图中无功电度表为表为60接线，其特接线，其特点是在电压线圈中人点是在电压线圈中人为地串联了一个附加为地串联了一个附加电阻，使电压线圈的电阻，使电压线圈的阻抗角由原来的阻抗角由原来的90减小为减小

37、为60，即电压，即电压线圈中的电流滞后电线圈中的电流滞后电压压60。图图7-15 610kV高压线路电气测量仪表的接线原理图高压线路电气测量仪表的接线原理图7.4 绝缘监视装置和测量仪表绝缘监视装置和测量仪表 低压配电线路：低压配电线路：静电电容器：静电电容器：为了监视三相负荷是否平衡，需装设三只电流表。为了监视三相负荷是否平衡，需装设三只电流表。如需计量其无功电能，还应加装一只无功电能表如需计量其无功电能，还应加装一只无功电能表。对三相负荷平衡的低压动力线路，可只装设一只电流表；对三相负荷平衡的低压动力线路，可只装设一只电流表；对三相负荷长期不平衡的低压照明线路及动力和照明混合电路，对三相负

38、荷长期不平衡的低压照明线路及动力和照明混合电路，应装设三只电流表。如需计量电能，还应加装一只三相四线制的有应装设三只电流表。如需计量电能，还应加装一只三相四线制的有功电能表；功电能表；对三相负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电能表（实对三相负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电能表（实际电能为其计度的际电能为其计度的3倍）。倍）。7.5 7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置一、三相自动重合闸装置一、三相自动重合闸装置1概述概述u自动重合闸的概念：当架空线路上发生故障时，由继电自动重合闸的概念：当架空线路上发生故障时，由继电保护装置将其迅速断开，延时（保护装置将其迅速断开，延时

39、（0.5）后重新将故障线路自）后重新将故障线路自动投入的装置，简称动投入的装置，简称ARD。u装设装设ARD的好处：对暂时性故障，合闸成功后可保证供的好处：对暂时性故障，合闸成功后可保证供电的可靠性，减少停电损失。电的可靠性，减少停电损失。u对三相一次自动重合闸装置的基本要求：对三相一次自动重合闸装置的基本要求：除遥控变电所外，应采用控制开关手柄位置与断路器位置除遥控变电所外，应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对不对应原则应原则”起动起动ARD；ARD的起动条件为：的起动条件为：SA在在“合闸后合闸后”位置，位置，QF在在“跳闸跳闸”位位置。置。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置

40、手动跳闸时不应重合；手动跳闸时不应重合；手动合闸于故障线路不重合；手动合闸于故障线路不重合；ARD只能动作一次；只能动作一次；ARD动作后应能自动复归，准备再次动作；动作后应能自动复归，准备再次动作；ARD的动作时间应尽可能短，一般为的动作时间应尽可能短，一般为0.51.5s；ARD应能实现重合闸应能实现重合闸“后加速后加速”或或“前加速前加速”，以便与继电保护，以便与继电保护配合。配合。2三相一次自动重合闸的基本工作原理（图三相一次自动重合闸的基本工作原理（图7-16 ）前加速：前加速：是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上发生永久是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上发生永久性故障时，

41、第一次以瞬时加速跳闸，第二性故障时，第一次以瞬时加速跳闸，第二 次则以定时限跳闸。次则以定时限跳闸。后加速：后加速：是指自动重合闸后加速保护动作，即当线路上发生永久是指自动重合闸后加速保护动作，即当线路上发生永久性故障时，第一次带时限跳闸，第二次以瞬时加速跳闸。性故障时，第一次带时限跳闸，第二次以瞬时加速跳闸。图中：图中：lKT：用于建立：用于建立ARD的的动作时间动作时间lKM：执行元件：执行元件lR4 ：充电电阻，可控制：充电电阻，可控制电容电容C的充电速度的充电速度 lR5：KT的热稳定电阻的热稳定电阻lR6 ：电容：电容C的放电电阻的放电电阻lR7 ：信号灯降压电阻：信号灯降压电阻lH

42、L：信号灯：信号灯lKLB：防跳继电器：防跳继电器lKM1：跳闸位置继电器：跳闸位置继电器 lKAC：加速继电器：加速继电器图图7-16 三相一次自动重合闸原理接线图三相一次自动重合闸原理接线图7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置u正常工作时：正常工作时：QF处于合闸位置，处于合闸位置，SA1处于处于“合闸后合闸后”位置，位置，其触点其触点SA121-23接通，接通，SA2处于合闸位置，电容处于合闸位置，电容C经电阻经电阻R4而而充满电压，电容充满电压，电容C两端电压等于电源电压，信号灯两端电压等于电源电压，信号灯HL亮。亮。u线路短路，保护动作时：线路短路，保护动作时：QF跳闸，跳闸

43、，QF3-4打开，打开，QF1-2闭合闭合KM1起动起动 KT线圈得电线圈得电 其触点其触点KT延时闭合延时闭合 电容电容C向向KM线圈放电线圈放电 KM动作。动作。 KM动作后动作后KM1-2打开打开信号灯信号灯HL灭；灭；KM3-4、KM5-6闭合闭合KO得电得电 QF合闸。合闸。 若合闸成功，所有继电器复位，电容若合闸成功，所有继电器复位，电容C经经1015s再次充满再次充满电压，准备再次动作；电压，准备再次动作；若合闸不成功，保护再次跳闸，尽管若合闸不成功，保护再次跳闸，尽管KM1和和KT又起动，但又起动，但因电容因电容C两端电压太低，不能使两端电压太低，不能使KM动作，保证只重合一次

44、。动作，保证只重合一次。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置u手动跳闸时：触点手动跳闸时：触点SA16-7接通接通YR得电得电 QF跳开。此时由跳开。此时由于触点于触点SA121-23打开，打开，SA12-4接通，重合闸回路失去正电源，接通，重合闸回路失去正电源，不可能动作；不可能动作； SA12-4接通后，电容接通后，电容C经经R6放电，电容放电，电容C上的电上的电压迅速降低。压迅速降低。u手动合闸时：触点手动合闸时：触点SA15-8接通接通 YO得电得电 QF合闸，同时合闸，同时SA121-23与与SA121-22接通，接通，SA12-4断开，重合闸回路获得正电源，断开，重合闸回路

45、获得正电源，正电源经电阻正电源经电阻R4向电容向电容C充电，但需经电压经充电，但需经电压经1015s才能充才能充到操作电源电压。到操作电源电压。 触点触点SA121-22接通后，使加速继电器接通后，使加速继电器KAC动作，若线路上有故障，则动作，若线路上有故障，则QF合闸后，继电保护随即合闸后，继电保护随即动作，使动作，使QF瞬时动作。这时电容两端的电压还比较低，不瞬时动作。这时电容两端的电压还比较低，不能使能使KM动作，故动作，故QF不能重合。不能重合。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置u防跳继电器防跳继电器KLB的作用：防止触点的作用：防止触点SA5-8被粘住或被粘住或KM动动作

46、后其常开触点作后其常开触点KM3-4、KM5-6被粘住时，且线路上发生永被粘住时，且线路上发生永久性故障，出现断路器多次重合闸现象。久性故障，出现断路器多次重合闸现象。3自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的配合ARD前加速保护方式（图前加速保护方式（图7-17）优点：优点：只需装设一套只需装设一套ARD装置，设备投资少。装置，设备投资少。缺点：缺点：合闸不成功会扩大事故范围，主要用于合闸不成功会扩大事故范围，主要用于35kV及以及以下线路。下线路。图图7-17 重合闸前加速保护动作原理图重合闸前加速保护动作原理图7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置uARD后加速保护方式（图

47、后加速保护方式（图7-18）优点：优点：能快速切除永久性故障，不会扩大事故范围。能快速切除永久性故障，不会扩大事故范围。缺点：缺点：在每个断路器处都装有一套在每个断路器处都装有一套ARD装置，投资大，装置，投资大，主要用于主要用于35kV以上线路。以上线路。4ARD的参数整定的参数整定ARD的动作时间：的动作时间：指从断路器跳开到发出重合闸脉冲的指从断路器跳开到发出重合闸脉冲的间隔时间，也就是时间继电器间隔时间，也就是时间继电器KT延时触点的整定时限。延时触点的整定时限。 图图7-18 重合闸后加速保护动作原理图重合闸后加速保护动作原理图7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置ARD的动作

48、时间应满足以下三个条件：的动作时间应满足以下三个条件：应大于故障点电弧及周围介质的去游离时间；应大于故障点电弧及周围介质的去游离时间；应大于断路器及操作机构复归原位、准备重合闸的时间；应大于断路器及操作机构复归原位、准备重合闸的时间；应大于线路对侧断路器切断故障电流的时间。应大于线路对侧断路器切断故障电流的时间。 对于对于35kV及以下线路，重合闸时间可取及以下线路，重合闸时间可取0.81s；110 kV线路可取线路可取1s或再长一些。或再长一些。 ARD的返回时间：的返回时间：是指电容是指电容C经电阻经电阻R4充电至中间继电充电至中间继电器器KM动作电压的时间，通常取动作电压的时间，通常取1

49、525s。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置u当工作电源电压消失时，使备用电源自动而迅速地投入当工作电源电压消失时，使备用电源自动而迅速地投入工作，以保证供电连续性的自动装置，简称工作，以保证供电连续性的自动装置，简称APD。 u备用电源自动投入装置的基本形式（图备用电源自动投入装置的基本形式（图7-19）二、备用电源自动投入装置二、备用电源自动投入装置 1概述概述明备用接线方式：明备用接线方式：APD装在备用进线断路器上。装在备用进线断路器上。暗备用接线方式：暗备用接线方式： APD装在母线分段断路器上。装在母线分段断路器上。 u对备用电源自动投入装置的基本要求对备用电源自动投入装

50、置的基本要求工作电源不论任何原因断开，备用电源应能自动投入；工作电源不论任何原因断开，备用电源应能自动投入；图图7-19 备用电源自动投入的两种基本接线方式备用电源自动投入的两种基本接线方式a）明备用）明备用 b）暗备用）暗备用7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源。才允许投入备用电源。APD的动作时间应尽可能短，以利于电动机的自起动和的动作时间应尽可能短，以利于电动机的自起动和缩短停电时间；缩短停电时间；APD只能动作一次，以免将

51、备用电源重复投入到永久性只能动作一次，以免将备用电源重复投入到永久性故障上；故障上；当电压互感器的二次回路断线时，当电压互感器的二次回路断线时，APD 不应误动作；不应误动作；若备用电源容量不足，应在若备用电源容量不足，应在APD 动作的同时切除一部分动作的同时切除一部分次要负荷。次要负荷。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置其常闭触点闭合其常闭触点闭合KO3得电得电 QF3自动合闸，自动合闸，完成了完成了APD的任务。的任务。其常开触点断开其常开触点断开KB断电断电延时断开延时断开QF3的合的合闸回路，保证闸回路，保证APD只动作一次只动作一次 。QF1跳闸后跳闸后自投成功，线路改为

52、单母线运行；不成功，自投成功，线路改为单母线运行；不成功，QF3立即跳闸。立即跳闸。 2备用电源自动投入装置原理接线图（图备用电源自动投入装置原理接线图（图7-20）u正常运行时：正常运行时：QF1、QF2在合闸位置，在合闸位置，QF3在跳闸位置。在跳闸位置。闭锁继电器闭锁继电器KB接通，低电压继电器接通，低电压继电器KV1KV4均处于吸合均处于吸合状态，状态，APD装置处于准备工作状态。装置处于准备工作状态。uAPD自动投入：若自动投入：若1号电源失压号电源失压KV1、KV2断电断电 KT1接接通通 YR1 得电得电 QF1跳闸。跳闸。图图7-20 母线分段断路器母线分段断路器APD装置接线

53、图装置接线图7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置3APD的参数整定（见图的参数整定（见图7-21）u低电压继电器低电压继电器KV1（或（或KV3）的动作电压）的动作电压 因此，低电压继电因此，低电压继电器器KV1（或（或KV3）的）的动作电压应低于此时动作电压应低于此时母线母线I上的残余电压上的残余电压Urem 。当在母线上引接的电抗器或变压器后面短路时（如当在母线上引接的电抗器或变压器后面短路时（如k1点或点或k2点），因母线点），因母线I上的上的残余电压较大，残余电压较大， APD应不动作。应不动作。图图7-21 选择选择APD装置中继电器参数的系统图装置中继电器参数的系统图当在母

54、线的引出线上短路时（如当在母线的引出线上短路时（如k3或或k4点），母线点），母线I上的上的残余电压很低，低电压继电器必然动作。保护将故障部分残余电压很低，低电压继电器必然动作。保护将故障部分切除后，接在母线切除后，接在母线I上的电动机自起动，此时上的电动机自起动，此时APD装置不装置不应动作。应动作。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置 因此，低电压继电器因此，低电压继电器KV1（或（或KV3）的动作电压应低）的动作电压应低于电动机自起动电压于电动机自起动电压Ust。 通常，低电压继电器通常，低电压继电器KV1（或（或KV3）的动作电压整定）的动作电压整定为电网额定电压的为电网额定电

55、压的25%。u低电压继电器低电压继电器KV1（或（或KV3）的动作电压：应大于备用电）的动作电压：应大于备用电源的最低工作电压。源的最低工作电压。一般整定为电网额定电压的一般整定为电网额定电压的70%。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置u时间继电器时间继电器KT1（或（或KT2）的动作时限：应大于本级或上）的动作时限：应大于本级或上级变电所引出线保护的最大动作时限。级变电所引出线保护的最大动作时限。u闭锁继电器闭锁继电器KB的动作延时：应大于母线分段断路器的动作延时：应大于母线分段断路器QF3的的合闸时间。合闸时间。三、按频率自动减负荷装置三、按频率自动减负荷装置1概述概述u频率降低

56、的危害频率降低的危害频率降低将引起电动机转速下降，从而影响产品质量。频率降低将引起电动机转速下降，从而影响产品质量。频率降低会引起电子设备工作的准确度下降，频率过低将频率降低会引起电子设备工作的准确度下降，频率过低将不能运行。不能运行。7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置频率降低会引起励磁机、发电机等的转速相应降低，当励频率降低会引起励磁机、发电机等的转速相应降低，当励磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，磁电流一定时，发送的无功功率会随着频率的降低而减少，使系统的电压水平将受到严重影响。使系统的电压水平将受到严重影响。频率降低将使发电厂中的给水泵、循环水泵、风机等的出频

57、率降低将使发电厂中的给水泵、循环水泵、风机等的出力下降，造成水压、风力不足，降低发电机组的发电能力，力下降，造成水压、风力不足，降低发电机组的发电能力，进一步引起频率下降，若不采取措施，将造成频率崩溃。进一步引起频率下降，若不采取措施，将造成频率崩溃。频率降低会引起汽轮机叶片产生共振，使叶片寿命降低甚频率降低会引起汽轮机叶片产生共振，使叶片寿命降低甚至断裂，造成重大事故。至断裂，造成重大事故。规程规定：电力系统的频率不能长期运行在规程规定：电力系统的频率不能长期运行在49.549Hz以下，事故情以下，事故情况下不能较长时间停留在况下不能较长时间停留在47Hz以下，频率的瞬时值不能低于以下，频率

58、的瞬时值不能低于45Hz。 7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置2按频率自动减负荷装置的工作原理按频率自动减负荷装置的工作原理u按频率自动减负荷装置的组成按频率自动减负荷装置的组成u按频率自动减负荷装置的工作原理按频率自动减负荷装置的工作原理图图7-22 按频率自动减负荷装置的原理框图按频率自动减负荷装置的原理框图 按频率自动减负荷装置由频率测量元件按频率自动减负荷装置由频率测量元件f、延时元件、延时元件 和执行元件和执行元件CA三部分组成，如图三部分组成，如图7-22所示。所示。t按频率自动减负荷装置的工作原理可用图按频率自动减负荷装置的工作原理可用图7-23来说明。来说明。 可见：

59、按频率自动减负荷装置是采用逐次逼近的方法，迅速计算可见：按频率自动减负荷装置是采用逐次逼近的方法，迅速计算出系统的有功功率缺额，并断开相应的用户，以达到系统频率的出系统的有功功率缺额，并断开相应的用户，以达到系统频率的稳定。稳定。 图图7-23 按频率自动减负荷装置的工作原理示意图按频率自动减负荷装置的工作原理示意图7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置7.5 变电所常用自动装置变电所常用自动装置3动作频率的整定动作频率的整定第一轮动作频率：整定为第一轮动作频率：整定为47.548.5Hz。最后一轮动作频率：整定为最后一轮动作频率：整定为4646.5 Hz或或45 Hz。频率选择性级差的

60、确定：频率的选择性级差取决于频率继频率选择性级差的确定：频率的选择性级差取决于频率继电器本身的误差和在时间内频率下降的数值。一般相邻两电器本身的误差和在时间内频率下降的数值。一般相邻两轮的整定频率级差取轮的整定频率级差取0.5Hz，整定时限差取，整定时限差取0.5s。特殊轮的动作频率：动作频率取特殊轮的动作频率：动作频率取47.548.5Hz，动作时限，动作时限取取1525s，时限级差取，时限级差取5s左右。左右。7.6 7.6 变电站综合自动化简介变电站综合自动化简介 一、变电站综合自动化系统概述一、变电站综合自动化系统概述1变电站综合自动化的产生变电站综合自动化的产生常规变电站的缺点：安全