ch06发电厂二次系统-2

1、电气工程基础第第6章章发电厂二次系统发电厂二次系统主讲人：杨主讲人：杨 峰峰华中科技大学数字化工程与仿真中心华中科技大学数字化工程与仿真中心 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 2本章主要内容6.1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理6.2 线路保护线路保护6.3 其它电气主元件保护其它电气主元件保护6.4 发电厂二次系统的概念发电厂二次系统的概念6.5 断路器的控制和信号回路断路器的控制和信号回路6.6 厂内常用自动装置厂内常用自动装置6.7 二次系统电源二次系统电源 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 36.4 发电厂二次系统的概念n本节主要内容本节主要内容l原理接线图原

2、理接线图l展开接线图展开接线图l安装接线图安装接线图l文字代号和图形符号文字代号和图形符号 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 4复习：什么是一次系统、二次系统、一次设备、二次设备?n一次设备及一次系统：一次设备及一次系统：l一次设备就是电厂内的高压设备，包括：发电机、变压器、断路器、一次设备就是电厂内的高压设备，包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路等。隔离开关、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路等。l由这些设备按一定规律相互连接构成的电路称为一次接线或一次系统，由这些设备按一定规律相互连接构成的电路称为一次接线或一次系统，它是发电、输变电和配电的

3、主体。它是发电、输变电和配电的主体。l描述描述一一次设备之间连接关系的图称为一次接线图或一次系统图。次设备之间连接关系的图称为一次接线图或一次系统图。n二次设备及二次系统：二次设备及二次系统：l二次设备就是保证一次设备正常运行的控制和信号设备。包括监察测二次设备就是保证一次设备正常运行的控制和信号设备。包括监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等。量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等。这些设备通常是由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用这些设备通常是由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用低压电源供电。低压电源供电。l表明二次设备互相

4、连接关系的电路称为二次接线或二次系统。表明二次设备互相连接关系的电路称为二次接线或二次系统。l描述描述二二次设备之间连接关系的图称为二次系统图次设备之间连接关系的图称为二次系统图，有有3种：种：原理接线图原理接线图展开接线图展开接线图安装接线图安装接线图 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 56.4.1原理接线图原理接线图：是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。10kV线路过电流保护的原理接线图原理接线图本身并不指导施工人员实际的接线操作。原理接线

5、图的目的是提供整组保护的总体描述，最大的作用是技术人员之间的交流。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 66.4.2 展开接线图展开接线图(简称展开图)：用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。特点：(1)将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。(2)同一个仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和触点分别画在不同的回路里。(3)为了在不同的图纸中建立元件和设备的完整连接关系，每个元件及设备的线圈和触点都要用文字标号进行标识。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 76.4.2 展开接线图CT配置电流继

6、电器线圈不完全星型接线电流继电器辅助触点10kV线路过电流保护的展开接线图 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 86.4.2 展开接线图3段电流保护接线图 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 96.4.3 安装接线图安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图三个组成部分，它们相互对应，相互补充。(1)屏面布置图：说明屏上各个元件及设备的排列位置和其相互间距离尺寸的图，要求按照一定的比例尺绘制。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 106.4.3 安装接线图

7、(2)屏背面接线图：在屏上配线所必需的图，其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间的连接情况，以及屏上设备与端子排的连接情况。(3)端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连接情况的图。屏背面接线图和端子排图必须说明导线从何处来，到何处去，既防止接错，也防止没接。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 116.4.3 安装接线图我国广泛采用“相对编号法”，例如甲、乙两个端子需用导线连接起来，则在甲端子旁边标上乙端子的编号，而在乙端子旁边标上甲端子的编号；如果一个端子需引出两根导线，那么，在它旁边就标出所要连接的两个端子编号。直接连接相对编号 电气工程基础课件

8、电气工程基础课件 page 126.4.4 文字代号和图形符号n文字代号文字代号l在设备或元件的图形符号上方或其近旁，用字母表示出其名称。在设备或元件的图形符号上方或其近旁，用字母表示出其名称。n图形符号图形符号l在原理图或展开图中所采用的设备及元件在原理图或展开图中所采用的设备及元件，用，用能代表该设备及元能代表该设备及元件特征的图形来件特征的图形来表示。表示。n回路回路数字标号数字标号l目的：目的：根据根据编号能了解回路的性质及编号能了解回路的性质及用途用途便于便于记忆，按编号进行正确的接线、维修和检查。记忆，按编号进行正确的接线、维修和检查。l回路编号由回路编号由4个及以下的数字组成，对

9、于交流电路为了区分相别，个及以下的数字组成，对于交流电路为了区分相别，在数字前面还加上在数字前面还加上A、B、C、N等文字符号。对于不同用途的回等文字符号。对于不同用途的回路规定了编号数字的范围，对于一些比较重要的常见回路（例如路规定了编号数字的范围，对于一些比较重要的常见回路（例如直流正、负电源回路，跳、合闸回路）都给予固定的编号。直流正、负电源回路，跳、合闸回路）都给予固定的编号。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 15本章主要内容6.1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理6.2 线路保护线路保护6.3 其它电气主元件保护其它电气主元件保护6.4 发电厂二次系统的概念发电厂二次

10、系统的概念6.5 断路器的控制和信号回路断路器的控制和信号回路6.6 厂内常用自动装置厂内常用自动装置6.7 二次系统电源二次系统电源 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 166.5 断路器的控制和信号回路n本节主要内容本节主要内容l控制开关和操动机构控制开关和操动机构LW2型控制开关型控制开关操动机构操动机构l控制和信号回路控制和信号回路控制和信号回路的基本要求控制和信号回路的基本要求控制回路控制回路信号回路信号回路 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 176.5.1 控制开关和操动机构nLW2型控制开关型控制开关控制开关安装在主控室的控制屏上，用于执行断路器的断、合操作。控

11、制开关有两种类型：(1)断、合操作都分两步进行，手柄有两个固定位置和两个操作位置的控制开关，用于电厂和有人值班变电站。(2)断、合操作只用一步进行，手柄有一个固定位置和两个操作位置的控制开关，用于遥控和无人值班变电站。LW2型控制开关的外形表示触点接通；表示触点断开LW2开关有开关有56个触点盒，触点盒有个触点盒，触点盒有1a，4，6a，20，40五种类型。每个触五种类型。每个触点盒有点盒有2个固定位置和个固定位置和2个复归位置。固定位置可以停住，复归停不住，手个复归位置。固定位置可以停住，复归停不住，手一放就弹回去。下表是五种触点盒的型式。一放就弹回去。下表是五种触点盒的型式。LW2控制开关

12、的手柄有2个固定位置：垂直和水平。垂直表示合闸状态，水平表示分断状态。假设断路器当前是分断状态：假设断路器当前是分断状态：1. 手柄处于手柄处于“分断后分断后”状态（水平位置），根据接点表，状态（水平位置），根据接点表，1a，6a，40，20都在都在“分断分断”位置，位置，4没有触点接通。没有触点接通。2. 进行合闸操作时，将手柄按面板指示顺时针转进行合闸操作时，将手柄按面板指示顺时针转90到垂直位置，进入到垂直位置，进入“预预备合闸备合闸”状态：状态：(1)触点盒触点盒1a到到“合闸合闸”位置位置(2)6a到到“预合预合”中间位置中间位置 (3)40，20到中间位置。到中间位置。3. 不要放

13、手，继续顺时针旋转不要放手，继续顺时针旋转45，进入，进入 “合闸中合闸中”状态：状态：(1)1a无触点接通无触点接通(2)6a到到“合闸中合闸中”中间位置中间位置(3)40，20到到“合闸合闸”位置位置(4)4接通发出合闸脉冲（接通发出合闸脉冲（5-8触点）触点）4. 放手放手，手柄在弹簧作用下复归到垂直位置，进入，手柄在弹簧作用下复归到垂直位置，进入“合闸后合闸后”状态状态(1)1a到到“合闸合闸”位置位置(2)6a到到“合闸合闸”位置位置(3)40，20保持保持“合闸合闸”位置不变位置不变虽然手柄都是在垂直位置，虽然手柄都是在垂直位置，“预备合闸预备合闸”和和“合闸后合闸后”状态下，状态

14、下，6a，40，20接通触点不同。接通触点不同。合闸操作步骤分闸操作步骤断路器当前是合闸状态：断路器当前是合闸状态：1. 手柄处于手柄处于“合闸后合闸后”状态（垂直位置），根据接点表，状态（垂直位置），根据接点表，1a，6a，40，20都在都在“合闸合闸”位置，位置，4没有触点接通。没有触点接通。2. 进行分断操作时，将手柄按面板指示逆时针转进行分断操作时，将手柄按面板指示逆时针转90到水平位置，进入到水平位置，进入“预预备分断备分断”状态：状态：(1)触点盒触点盒1a到到“分断分断”位置位置(2)6a到到“分断分断”位置位置 (3)40，20到中间位置。到中间位置。3. 不要放手，继续逆时针

15、旋转不要放手，继续逆时针旋转45，进入，进入 “分断中分断中”状态：状态：(1)1a无触点接通无触点接通(2)6a在在“分断分断”位置不变位置不变(3)40，20到到“分断分断”位置位置(4)4接通发出跳闸脉冲（接通发出跳闸脉冲（6-7触点）触点）1. 放手，手柄在弹簧作用下复归到水平位置，进入放手，手柄在弹簧作用下复归到水平位置，进入“分断后分断后”状态状态(1)1a到到“合闸合闸”位置位置(2)6a到到“合闸后合闸后”位置位置(3)40，20保持保持“分断分断”位置不变位置不变虽然手柄都是在水平位置，虽然手柄都是在水平位置，“预备分断预备分断”和和“分断后分断后”状态下，状态下，40，20

16、接通接通触点不同。触点不同。各个触点盒的作用：各个触点盒的作用：l 1a：用于指示断路器的最终状态：用于指示断路器的最终状态l 4：用于发出合闸：用于发出合闸/跳闸脉冲跳闸脉冲l 6a：指示合闸过程的：指示合闸过程的3个阶段个阶段预备合闸、合闸中、合预备合闸、合闸中、合闸后；但不指示分闸过程闸后；但不指示分闸过程l 40和和20：有：有3个状态：合闸后、分断后、预备操作个状态：合闸后、分断后、预备操作 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 236.5.1 控制开关和操动机构n操动机构操动机构l类型类型电磁操动机构电磁操动机构弹簧操动机构弹簧操动机构液压操动机构液压操动机构气压操动机构气压

17、操动机构l应用最广的是电磁操动机构应用最广的是电磁操动机构 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 246.5.2 控制和信号回路n控制和信号回路的基本控制和信号回路的基本要求要求1. 既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2. 应有防止断路器多次连续跳、合闸的应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃跳跃”闭闭锁装置；锁装置；3. 应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；应能指示断路器的合闸与分闸位置的

18、信号；4. 自动跳闸或合闸应有明显的信号；自动跳闸或合闸应有明显的信号；5. 应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。整性。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 256.5.2 控制和信号回路n控制回路控制回路基本回路5-8和6-7都是触点盒4中的触点。断路器QF处于合闸状态时，动断触点QF1处于闭合状态，当用控制开关接通5-8触点时，接触器线圈KO通电，接触器的主动合触点KO1和KO2闭合，合闸线圈YO通电动作合闸。KM1是其它自动装置的触点，比如可以通过计算机监控系统通过图形界面操作，通过计算机开关量输出接口板接通该触点实现自动合闸

19、。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 266.5.2 控制和信号回路n控制回路控制回路防跳闭锁在电气元件发生故障的情况下，可能出现断路器反复断合的过程，比如保护跳开，自动重合闸又合上，保护又跳开等等。这种现象称为“跳跃”。跳跃会严重损害断路器的健康，必须避免。增加一个跳跃闭锁中间继电器KLB 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 276.5.2 控制和信号回路n控制回路控制回路防跳闭锁KLB有有2个线圈：个线圈：(1)电流线圈，串联在跳闸回路中，用于起动继电器；电流线圈，串联在跳闸回路中，用于起动继电器；(2)电压线圈，并联在合闸回路中，实现自保持。电压线圈，并联在合闸回路中，

20、实现自保持。正常情况下，KLB不通电，其动合触点KLB1处于断开状态，动断触点KLB2处于闭合状态。不影响合闸回路。如果合闸操作时正在发生线路短路，保护动作接通KM0跳闸，KLB电流线圈通电，使得动合触点KLB1闭合，动断触点KLB2断开。如果此时5-8仍保持接通或KM1触点被卡住在闭合状态，一方面KLB2断开了合闸回路，KLB1闭合又使得KLB一直带电（自保持），旁路掉合闸回路，使KO不能通电，也就不会合闸。直到5-8触点断开，KM1分断，KLB失电返回才重新恢复正常工作状态。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 286.5.2 控制和信号回路n信号回路信号回路除了能控制，还需要能在

21、控制屏或计算机监控系统的界面上能够观察和掌握断路器的运行状态，通过信号回路实现。1.断路器状态指示的信号回路： 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 296.5.2 控制和信号回路n信号回路信号回路2. 断路器自动跳闸或自动合闸的信号回路：如果不是人工操作，而是自动装置或保护改变了断路器的状态，如果不是人工操作，而是自动装置或保护改变了断路器的状态，应应提供一种方式提醒运行人员，断路器发生了非人工操作的状提供一种方式提醒运行人员，断路器发生了非人工操作的状态变位。提醒的基本方式是控制屏上断路器指示灯的灯光闪烁。态变位。提醒的基本方式是控制屏上断路器指示灯的灯光闪烁。实现闪烁的基本原则是实

22、现闪烁的基本原则是“不对应原则不对应原则”:控制开关的位置与断路控制开关的位置与断路器实际的分合闸位置不一致。器实际的分合闸位置不一致。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 306.5.2 控制和信号回路n信号回路信号回路2. 断路器自动跳闸或自动合闸的信号回路：控制开关处于“分闸后”位置接通，绿灯平光亮“合闸中”位置接通，绿灯闪烁“合闸后”位置接通，红灯平光亮闪光信号小母线若保护出口KM1造成跳闸断路器分断后QF1闭合，控制开关仍处于“合闸后”位置9-10接通，绿灯闪烁类似，断路器自动分断QF3闭合，控制开关仍处于“合闸后”位置1-3，17-19接通，事故音响出现不对应后，运行人员需

23、手动将控制开关扳到“分闸后”位置，消除不对应，闪烁和事故音响停止。一个传统的变电站主控室线路控制屏的局部主控室后的保护屏柜变电站计算机监控系统的主接线图形画面 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 35本章主要内容6.1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理6.2 线路保护线路保护6.3 其它电气主元件保护其它电气主元件保护6.4 发电厂二次系统的概念发电厂二次系统的概念6.5 断路器的控制和信号回路断路器的控制和信号回路6.6 厂内常用自动装置厂内常用自动装置6.7 二次系统电源二次系统电源 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 366.6 厂内常用自动装置n本节主要内容本节主要

24、内容l自动重合闸自动重合闸单侧电源线路的三相一次自动重合闸单侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸重合闸和继电保护的配合重合闸和继电保护的配合综合重合闸综合重合闸l备用电源自动投入备用电源自动投入l自动低频减载自动低频减载 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 376.6.1 自动重合闸电力系统中大多数短路故障都是瞬时性的，断路器跳开后马上重合一次，如果短路已经消失，重合成功可以马上恢复供电，用户几乎感受不到影响，电动机还来不及停转，灯就闪一下。实践表明重合成功率在60%90%之间，相当可观。如果重合不成功，断路器必须再次跳开，不再

25、重合。这样断路器需要连续2次切断大电流会影响断路器的寿命。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 386.6.1 自动重合闸n自动重合闸的作用自动重合闸的作用l在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电的可靠性；可提高供电的可靠性；l对于有双侧电源高压输电线路，可以提高系统并列对于有双侧电源高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性；运行的稳定性；l可以纠正由于断路器机构不良，或继电保护误动作可以纠正由于断路器机构不良，或继电保护误动作引起的误跳闸；引起的误跳闸；l在电网建设过程中，考虑自动重合闸作用，可暂缓在电网建设过程中，考虑自

26、动重合闸作用，可暂缓架设双回线路以节约投资。架设双回线路以节约投资。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 396.6.1 自动重合闸n自动重合闸的基本自动重合闸的基本要求要求l动作迅速；动作迅速；l不允许任意多次重合；不允许任意多次重合；l动作后应能自动复归；动作后应能自动复归；l手动跳闸时不应重合；手动跳闸时不应重合；l手动合闸于故障线路不重合；手动合闸于故障线路不重合；l一般自动重合闸一般自动重合闸ARD可用控制开关位置和断路器可用控制开关位置和断路器位置不对应启动，对综合重合闸位置不对应启动，对综合重合闸ARD宜用不对应宜用不对应原则和保护同时启动；原则和保护同时启动；l应考虑继

27、电保护和自动重合闸之间动作的相互配合。应考虑继电保护和自动重合闸之间动作的相互配合。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 406.6.1 自动重合闸n自动重合闸的类型自动重合闸的类型l三相重合闸三相重合闸不论不论在输、配线上发生单相短路还是相间短路，继电保护装置均将线在输、配线上发生单相短路还是相间短路，继电保护装置均将线路三相断路器同时跳开，然后启动自动重合闸同时合三相断路器。若路三相断路器同时跳开，然后启动自动重合闸同时合三相断路器。若为暂时性故障则重合闸成功。否则保护再次动作跳三相断路器。为暂时性故障则重合闸成功。否则保护再次动作跳三相断路器。l单相重合闸单相重合闸指线路上发生单

28、相接地故障时，保护动作只跳开故障相的断路器，然指线路上发生单相接地故障时，保护动作只跳开故障相的断路器，然后进行单相重合。如果故障是暂时性的，则重合后，便恢复三相供电；后进行单相重合。如果故障是暂时性的，则重合后，便恢复三相供电；如果故障是永久性的，而系统又不允许长期非全相运行时，则重合后，如果故障是永久性的，而系统又不允许长期非全相运行时，则重合后，保护动作跳开三相断路器，不再进行重合。保护动作跳开三相断路器，不再进行重合。l综合重合闸综合重合闸将单相重合闸和三相重合闸综合在一起。当发生单相接地故障时，采将单相重合闸和三相重合闸综合在一起。当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式；当发生相间

29、短路时，采用三相重合闸方式。综合用单相重合闸方式；当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。综合重合闸装置经过转换开关的切换，一般都具有单相重合闸，三相重合重合闸装置经过转换开关的切换，一般都具有单相重合闸，三相重合闸，综合重合闸和直跳等四种运行方式。闸，综合重合闸和直跳等四种运行方式。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 416.6.1 自动重合闸n自动重合闸的配置原则自动重合闸的配置原则l1kV及以上架空线和电缆与架空线混合线路，在具及以上架空线和电缆与架空线混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合

30、闸装置；自动投入时，应装设自动重合闸装置；l旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路器，旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路器，应装设自动重合闸装置；应装设自动重合闸装置；l低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸装置；装置；l必要时，母线故障可采用自动重合闸装置。必要时，母线故障可采用自动重合闸装置。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 426.6.1 自动重合闸n单侧电源线路的三相一次自动重合闸单侧电源线路的三相一次自动重合闸不论线路上发生什么类型的短路都是三相一起跳开，重合闸装置起动三相一起重合，重合不成功不再重合。防跳控制

31、回路自动重合闸回路合闸后位置21-23接通，通过R4向电容C充电监视信号灯HL亮合闸状态，辅助触点QF断开，合闸位置继电器KTS不带电跳闸后，触点QF闭合，KTS通电，辅助触点闭合，kT通电辅助触点延时闭合电容C对KM放电KM通过电流线圈实现自保持，保证合闸完成重合闸成功后，辅助动断触点QF断开。KTS失电，其辅助触点KTS断开，延时继电器KT失电，辅助触点KT断开，中间继电器KM电压线圈失电。辅助动断触点QF断开也导致中间继电器KM电流线圈失电。重新对电容C充电，整组装置准备好下一次动作。手动跳闸时：触点2-4接通，电容C通过R6迅速放电，重合闸不会起动。手动合闸于线路故障时，保护无延时跳闸

32、，电容C充电时间不足，对KM放电时不能使KM起动，重合闸不动作。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 446.6.1 自动重合闸n单侧电源线路的三相一次自动重合单侧电源线路的三相一次自动重合闸闸l重合闸时间重合闸时间整定整定重合闸时间一般是指从断路器跳开到发出重合闸脉冲的重合闸时间一般是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，为了保证重合闸的成功，重合闸时间应考虑：为了保证重合闸的成功，重合闸时间应考虑：故障故障点电弧及周围介质的去游离时间；点电弧及周围介质的去游离时间；QF机构机构复位准备重合的时

33、间；复位准备重合的时间；保护装置保护装置复归时间；复归时间；线路线路两端保护相继动作时，对侧保护后切除故障的两端保护相继动作时，对侧保护后切除故障的时间；时间；裕裕度。度。 一般单侧电源线路，重合闸动作时限取一般单侧电源线路，重合闸动作时限取0.81s。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 456.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸l特点特点时间的配合时间的配合：线路两侧的保护可能以不同的延时跳开断线路两侧的保护可能以不同的延时跳开断路器。本侧断路器重合之前必须确保对侧断路器已经断路器。本侧断路器重合之前必须确保对侧断路器已经断开。开。

34、同期并网问题同期并网问题 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 466.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸什么是同期并网？电力系统中电力系统中连接连接2个不同子网个不同子网的断路器合闸操作就是同期并网的断路器合闸操作就是同期并网。通常通常情况下，情况下，2个不同子网只能在个不同子网只能在电压相同电压相同、频率相同频率相同、相角差为相角差为0的条的条件下才能同期并网件下才能同期并网。同期同期操作必须经过专门的准同期装置，检查操作必须经过专门的准同期装置，检查3项条件满足的情况下才能发项条件满足的情况下才能发出合闸信号。出合闸信号。手动准同期

35、装置的同期表 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 476.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸为什么双侧电源线路的重合闸有同期问题？两侧电源的架空线路，两侧电源的架空线路，2侧跳闸以后，侧跳闸以后，2侧母线就连接侧母线就连接2个不同电源，个不同电源，先合闸的一侧就是充电，线路上有电压没电流先合闸的一侧就是充电，线路上有电压没电流。但是后合闸的一侧断路器但是后合闸的一侧断路器2侧就是不同电源的电压，合闸操作就是一侧就是不同电源的电压，合闸操作就是一个同期并网过程。个同期并网过程。变电站不像电厂，变电站本身不能调节变电站不像电厂，变电站本身不

36、能调节2侧的电压和频率，所以后合侧的电压和频率，所以后合闸的一侧就要判断闸的一侧就要判断2侧是否能够同步并网，如果不满足同期条件，不侧是否能够同步并网，如果不满足同期条件，不能强行合闸。能强行合闸。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 486.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸为什么双侧电源线路的重合闸有同期问题？情况情况1：正常正常情况下，电网都是连接成一个完整的电网，线路情况下，电网都是连接成一个完整的电网，线路2侧实际侧实际上仍属于同一电气子网，那么断路器上仍属于同一电气子网，那么断路器2侧电压的频率完全一致，电压侧电压的频率完全

37、一致，电压也不会有很大差别，可以直接合闸。也不会有很大差别，可以直接合闸。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 496.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸为什么双侧电源线路的重合闸有同期问题？情况情况2：故障情况下，线路跳闸后，线路故障情况下，线路跳闸后，线路2端解列为不同的子网，那么端解列为不同的子网，那么同期并网就是同期并网就是2个子网合并为一个子网的过程。这个过程就必须检查个子网合并为一个子网的过程。这个过程就必须检查同期并网同期并网3个条件是否满足。如果满足，报调度同意后可以同期合闸。个条件是否满足。如果满足，报调度同意后可以同

38、期合闸。如果不满足，要根据调度命令，调度可以下令调节如果不满足，要根据调度命令，调度可以下令调节2侧子网的电压和侧子网的电压和频率使其满足同期条件再合闸并网；或者在紧急情况下，可能调度会频率使其满足同期条件再合闸并网；或者在紧急情况下，可能调度会要求强行并网，但是会对电网造成较大冲击。要求强行并网，但是会对电网造成较大冲击。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 506.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合双侧电源线路的三相一次自动重合闸闸主要方式主要方式1. 快速快速自动重合闸自动重合闸线路上发生故障时，保护快速切除线路上发生故障时，保护快速切除2侧断路器并马上重合。因侧

39、断路器并马上重合。因为时间很短，由于系统巨大的惯性，为时间很短，由于系统巨大的惯性，2侧电气量还没有拉开，侧电气量还没有拉开，重合对系统产生的冲击不至于太大。重合对系统产生的冲击不至于太大。必备条件：必备条件：线路线路2侧都安装能保护线路全长，瞬时动作的保护，比侧都安装能保护线路全长，瞬时动作的保护，比如高频保护。如高频保护。线路线路2侧安装可快速动作的断路器。侧安装可快速动作的断路器。校验产生的最大冲击电流不会超过设备允许值。校验产生的最大冲击电流不会超过设备允许值。2. 非非同期重合闸方式同期重合闸方式不管同期条件，强行自动重合，会对系统产生较大冲击。不管同期条件，强行自动重合，会对系统产

40、生较大冲击。重合时，会防止保护误动，需短时闭锁相关保护。重合时，会防止保护误动，需短时闭锁相关保护。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 516.6.1 自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合双侧电源线路的三相一次自动重合闸闸主要方式主要方式3. 检查检查另一回路电流另一回路电流并架双回线如果一条线路保护动作跳闸，可以检查另一条线并架双回线如果一条线路保护动作跳闸，可以检查另一条线路是否仍然有电流通过，如果有电流通过，表明路是否仍然有电流通过，如果有电流通过，表明2侧母线仍属侧母线仍属于同一子网，可以于同一子网，可以重合。重合。4.检同期重合闸检同期重合闸这是最保险的方式。重合闸回

41、路中安装检无压和检同期继电这是最保险的方式。重合闸回路中安装检无压和检同期继电器，二者的触点并联接入合闸回路。线路器，二者的触点并联接入合闸回路。线路2侧跳闸后，某侧检侧跳闸后，某侧检测到线路已经没电了，可以直接重合；后合的一侧则必须通测到线路已经没电了，可以直接重合；后合的一侧则必须通过检同期继电器检查满足同期条件才能重合，不满足条件则过检同期继电器检查满足同期条件才能重合，不满足条件则不能重合，由运行人员上报调度进行处理。不能重合，由运行人员上报调度进行处理。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 526.6.1 自动重合闸n重合闸和继电保护的配合重合闸和继电保护的配合1. 前加速前

42、加速按照阶梯配合原则，按照阶梯配合原则，1QF处安装的过电流保护动作时限最长。为了加速保护处安装的过电流保护动作时限最长。为了加速保护动作，在动作，在1QF处安装能保护到最末级线路处安装能保护到最末级线路L3的电流速断保护和自动重合闸的电流速断保护和自动重合闸ARD。当检测到线路故障时，速断保护无延时动作切除当检测到线路故障时，速断保护无延时动作切除1QF，再自动重合一次。如，再自动重合一次。如果短路消失，重合成功。如果是永久故障，重合后按选择性原则保护动作。果短路消失，重合成功。如果是永久故障，重合后按选择性原则保护动作。用于用于35kV等级以下的网络等级以下的网络。2. 后后加速加速各元件

43、保护先按有选择性顺序动作跳闸并自动重合，重合闸装置将所有保各元件保护先按有选择性顺序动作跳闸并自动重合，重合闸装置将所有保护延时部分全部退出，如果重合于永久故障瞬时跳闸。护延时部分全部退出，如果重合于永久故障瞬时跳闸。用于高压电网用于高压电网，因为高压电网中不允许无选择性动作。，因为高压电网中不允许无选择性动作。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 536.6.1 自动重合闸n综合重综合重合闸合闸综合重合闸是单相重合闸和三相重合闸的结合。单相重合闸单相重合闸是指线路上发生单相故障时只跳开故障相的断路器，然后单单相重合闸是指线路上发生单相故障时只跳开故障相的断路器，然后单相重合。相间短路

44、跳开三相断路器，不重合；其它任何原因跳开三相断相重合。相间短路跳开三相断路器，不重合；其它任何原因跳开三相断路器，也不重合。路器，也不重合。1. 1. 装设装设故障判别元件和故障选相故障判别元件和故障选相元件元件(1)故障判别元件：故障判别元件：由由零序电流继电器或零序电压继电器组成。相间短路零序继电器不动作，零序电流继电器或零序电压继电器组成。相间短路零序继电器不动作，直接跳三相。接地短路经选相元件再判断一次，如果是两相接地直接跳直接跳三相。接地短路经选相元件再判断一次，如果是两相接地直接跳三相，单相接地跳单相。三相，单相接地跳单相。(2)故障故障选相元件：选相元件：有电流选相，电压选相，阻

45、抗选项和两相电流差突变量选相几种原理有电流选相，电压选相，阻抗选项和两相电流差突变量选相几种原理。推荐使用两相电流差量突变选相推荐使用两相电流差量突变选相。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 546.6.1 自动重合闸n综合重综合重合闸合闸综合重合闸是单相重合闸和三相重合闸的结合。单相重合闸两相电流差量突变选两相电流差量突变选相相：利用利用每每2相电流差构成相电流差构成3个选相元件，三个电流个选相元件，三个电流继电器接入电流为：继电器接入电流为：)()()(ACCACBBCBAABIIdIdIIdIdIIdId如果如果A相接地短路，相接地短路，则则 继电器继电器不同，其它不同，其它2

46、个动。而个动。而2相接地或三相相接地或三相接地时接地时3个继电器都会动，通过一个否门就可以选出个继电器都会动，通过一个否门就可以选出A相接地短路。相接地短路。BCId 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 556.6.1 自动重合闸n综合重综合重合闸合闸单相重合闸2. 2. 潜潜供电流的不利影响供电流的不利影响故障相单相跳开后，非故障相通过与故障相之间的耦合电容仍会提供电故障相单相跳开后，非故障相通过与故障相之间的耦合电容仍会提供电流，称为潜供电流。流，称为潜供电流。由于潜供电流影响，短路点电弧熄灭时间更长，因此单相重合闸的动作由于潜供电流影响，短路点电弧熄灭时间更长，因此单相重合闸的动

47、作时间必须等待电弧熄灭。时间必须等待电弧熄灭。实际动作时间需通过实测确定，比三相重合闸的时间长。这是单相重合实际动作时间需通过实测确定，比三相重合闸的时间长。这是单相重合闸的一个缺点。闸的一个缺点。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 566.6.1 自动重合闸n综合重合闸综合重合闸l综合重合闸结合了单相重合和三相重合：发生单综合重合闸结合了单相重合和三相重合：发生单相故障时，采用单相重合；相间短路时采用三相相故障时，采用单相重合；相间短路时采用三相重合。重合。l4种运行方式：种运行方式：单相重合闸（单相故障单相跳单相重合，其它三跳不重单相重合闸（单相故障单相跳单相重合，其它三跳不重合

48、）合）三相重合闸（所有故障三相跳三相重合）三相重合闸（所有故障三相跳三相重合）综合重合闸（单相故障单相跳单相重合，其它故障三相综合重合闸（单相故障单相跳单相重合，其它故障三相跳三相重合）跳三相重合）直跳（所有故障三相跳不重合）直跳（所有故障三相跳不重合） 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 576.6.2 备用电源自动投入n应满足的基本应满足的基本要求要求l不论不论什么原因失去工作电源，什么原因失去工作电源，ATS都能迅速起动并投入备都能迅速起动并投入备用电源；用电源；l必须必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，才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

49、；允许投入备用电源；lATS应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障；应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障；l若若备用电源容量不足，应在备用电源容量不足，应在ATS动作的同时切除一部分负动作的同时切除一部分负荷；荷；l当当电压互感器二次回路断线时，电压互感器二次回路断线时，ATS不应误动作。不应误动作。发电厂厂用电系统一般采用由两个独立电源供电。当工作电源故障失去电压时，由备用电源自动投入装置迅速投入备用电源。备自投可以大大缩短备用电源切换时间，提高供电连续性，有利于人身和设备安全。发电厂厂用高压备用变压器ATS原理接线图正常运行时，变压器T1接在工作母线上，断路器1QF、2Q

50、F投入，T1向负荷母线I供电；变压器T2为备用变压器，接于备用母线，3QF、4QF断开。负荷母线I电压正常，低电压继电器1KV不动作，继电器KT，1KM不带电，辅助触点断开，切断直流操作电源。负荷母线I电压低，低电压继电器1KV动作，辅助触点闭合，继电器KT通电，延时后1KM通电辅助触点闭合，通过1QF，2QF起动跳闸线圈1YR，2YR，切除变压器T12QF起动2KM，延时起动3KM辅助触点闭合，通过3QF，4QF起动合闸线圈3KO，4KO，投入变压器T2 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 596.6.3 自动低频减载当电力系统中发生重大故障（大容量机组切机，突然增加当电力系统中发生

51、重大故障（大容量机组切机，突然增加大量负荷，重负荷线路跳闸等）时，可能会造成频率大幅度大量负荷，重负荷线路跳闸等）时，可能会造成频率大幅度降低。此时，必须迅速切除部分负荷保证电网供需平衡，否降低。此时，必须迅速切除部分负荷保证电网供需平衡，否则电网频率持续下降，很快会导致整个系统崩溃。响应频率则电网频率持续下降，很快会导致整个系统崩溃。响应频率下降切除部分负荷的自动装置称为自动低频减载（下降切除部分负荷的自动装置称为自动低频减载（Automatic Load Shedding）。）。在调度侧，自动低频减载采用一种分级的整定值，比如频在调度侧，自动低频减载采用一种分级的整定值，比如频率降到率降到

52、49.5Hz应切除多少负荷，降到应切除多少负荷，降到48Hz应切除多少负荷等应切除多少负荷等等。等。在变电站侧，变电站根据下达到本站的切除功率要求和出在变电站侧，变电站根据下达到本站的切除功率要求和出线负荷的优先级制定切除方案。自动低频减载根据预定方案线负荷的优先级制定切除方案。自动低频减载根据预定方案跳开相应出线的断路器。跳开相应出线的断路器。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 606.6.3 自动低频减载 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、时间元件、时间元件t和执行和执行元件元件CA三部分三部分组成组成：(1)频率测量元件是装置的起动元件，其

53、整定值低于工频频率测量元件是装置的起动元件，其整定值低于工频50Hz。当系统频率下降到频率测量元件的整定频率时，频率测量元当系统频率下降到频率测量元件的整定频率时，频率测量元件动作，起动时间元件。件动作，起动时间元件。(2)整定时限到，由执行元件动作切除装置所安装的线路负荷。整定时限到，由执行元件动作切除装置所安装的线路负荷。(3)如果在整定时限到达之前，系统频率恢复到整定频率以上，如果在整定时限到达之前，系统频率恢复到整定频率以上，装置将自动返回。装置将自动返回。 电气工程基础课件电气工程基础课件 page 616.6.3 自动低频减载把变电所馈电母线上的供配电线路，把变电所馈电母线上的供配电线路，按电力用户的重要性分为按电力用户的重要性分为n个基本级个基本级和和m个特殊级个特殊级。基本级是一般负荷，基本