发电厂和变电所的二次系统和自动装置

1、第八章 发电厂和变电所的二次系统和自动装置本章简要介绍发电厂和变电所二次接线原理图和安装图构成的基本原理，断路器控制回路、中央信号、测量仪表回路等的典型接线，发电厂和变电所常用的备用电源自动投入装置、自动重合闸装置、同期装置等的接线和工作原理。 第一节 二次接线图一、概述发电厂和变电所二次回路是指对一次回路进行监视、控制、测量和保护的回路。二次接线图是用二次设备特定的图形、文字符号表示二次设备相互连接的电气接线图。为了能看懂二次回路原理图，必须了解其各组成元件的图形和文字符号，故将常用二次设备的新旧图形和文字符号对照分别列于表81和表82中。表8-1 二次设备常用新旧图形和文字符号对照表表8-

2、2 二次设备常用新旧文字符号对照表 续表二次接线图分为原理接线图和安装接线图，其中原理接线图又分为归总式原理接线图和展开式原理接线图。二、原理接线图表示二次回路工作原理的接线图称原理接线图，简称原理图。1.归总式原理接线图如图8-1所示的lOkV线路过电流保护归总式原理图，该图的特点是：将二次接线与一次接线的有关部分绘在一起，图中各元件用整体形式表示；其相互联系的交流电流回路及直流回路都综合在一起，并按实际连接顺序绘出。其优点是能清楚地表明各元件的形式、数量、相互联系和作用，利于对装置的构成形成明确的整体概念，便于理解装置的工作原理。 图8-1 lOkV线路过电流保护归总式原理图2.展开式原理

3、接线图如图8-2所示是lOkV线路过电流保护展开式原理图，该图的特点是：交流回路与直流回路分开表示；属于同一仪表或继电器的电流线圈和触点分开画，采用相同的文字符号，有多副触点时加下标；交、直流回路各分为若干行，交流回路按U、V、W相顺序画，直流回路则基本上按元件的动作顺序从上到下排列。每行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序由左至右排列。每回路的右侧有文字说明，引至端子排的回路加有编号，元件及触点通常也有端子编号。图8-2 lOkV线路过电流保护展开式原理图回路加标号的目的是为了了解该回路的用途及进行正确的连接。表8-3为我国采用的常用小母线新旧文字符号及回路标号对照表；回路标号由14个数字组成

4、，对于交流回路，数字前加相别文字符号；不同用途的回路规定不同标号数字范围，反之，由标号数字范围可知道属哪类回路。回路标号是根据等电位原则进行，即任何时候电位都相等的那部分电路用同一标号，所以，元件或触点的两侧应该用不同标号。具体工程中，只对引至端子排的回路加以标号，同一安装单位的屏内设备之间的连接一般不加回路标号。 展开式原理图接线清晰，便于阅读，易于了解整套装置的动作程序和工作原理，便于查找和分析故障，实际工作中用得最多。三、 安装接线图表示二次设备的具体安装位置和布线方式的图纸称安装图。它是二次设备制造、安装的实用图纸，也是运行、调试、检修的主要参考图纸。安装接线图包括屏面布置图、屏后接线

5、图和端子排图。表8-3 小母线新旧文字符号及回路标号对照表 续表屏面布置屏面是表明二次设备的尺寸、在屏面上的安装位置及相互距离的图纸。应按比例绘制。如图8-3（a)所示。2屏后接线图 屏后接线图是表明屏后布线方式的图纸。它是根据屏面布置图中设备的实际安装位置绘制，但系背视图，即其左右方向正好与屏面布置图相反；每个设备都有“设备编号”，设备的接线柱上都加有标号和注明去向。屏后接线图不要求按比例绘制如图8-3（b)所示。(1)设备编号。通常在屏后接线图上，各设备图形的右（或左）上方都贴有一个圆圈，表明设备的编号。其中：安装单位编号及同一安装单位设备顺序号，标在圆圈上半部，如I1、I2、I3等。罗马

6、数字表示安装单位编号，阿拉伯数字表示同一安装单位设备顺序号，按屏后顺序从右到左依次编号；设备的文字符号及同类设备顺序号，标在圆圈下半部，如KA、KA等，与展开图一致。另外，在设备图形的上方还标有设备型号,如电磁型电流继电器DL-31/10等。图8-3 lOkV线路过电流保护安装接线图（a) 屏面布置图 （b) 屏后接线图 （c)端子排图 (2) 设备接线编号。由于屏内各设备之间及屏内设备至端子排之间的连接线很多，如果把每条连线都用线条表示，不但制图很费事，而且配线时也很难分辩清楚。因此，普遍采用“相对编号法”，即在需要连接的两个接线柱上分别标出对方接线柱的编号。从图8-3中可看出相对编号法的应

7、用。例如，与展开图相对应的是：图8-3(b)中，从电流继电器右侧端子到时间继电器左侧端子相互连接，这两个接线柱上分别标出和。3端子排图屏内设备与屏外设备之间的连接，屏内设备与屏后上方直接接至小母线的设备(如熔断器或小刀闸等)的连接，各安装单位主要保护的正电源的引接及经本屏转接的回路等，都要通过一些专门的接线端子，这些接线端子的组合称为端子排。（1）端子按用途分类一般端子。用于连接屏内、外导线(电缆)，如图8-4 (a)所示；连接端子。用于上下端子间连接构成通路，如图8-4 (b) 所示；特殊端子。用于需要很方便地断开的回路，如图8-4 (c)所示；试验端子。用于需接入试验仪表的电流回路，专供电

8、流互感器二次回路用，如图8-4 (d）所示；连接型试验端子。用于在端子上需彼此连接的电流试验回路，如图8-4 (d) 所示；终端端子。用于固定端子或分隔不同安装单位的端子排。 图8-4 不同类型的端子 (a) 一般端子 (b) 连接端子 (c) 特殊端子 (d) 试验端子 （2）端子排表示方法 图8-5为端子排表示方法示意图，最上面一个端子，标出安装单位编号(罗马数字表示，同时也代表该端子排的设备编号)及名称(汉字)；下面的端子在图上皆画成三格，从左至右各格的含义如下：第一格表示安装单位的回路编号和屏外或屏顶引入设备的文字符号及接线柱号,如图8-3 (c）中的TA、TA等；第二格表示端子的顺序

9、号和型号；第三格表示屏内设备的文字符号及设备的接线柱号，如图8-3 (c）中的I、I等。 图8-5 端子排表示方法示意图第二节 断路器的控制和信号回路发电机、变压器、线路等的投入和切除，是通过相应的断路器进行合闸和跳闸操作来实现的。对于主要设备，被控制的断路器与控制室之间一般都有几十米到几百米的距离，运行人员在控制室用控制开关(或按钮)通过控制回路对断路器进行操作，并由灯光信号反映出断路器的位置状态，这种控制称为远方控制（或集中控制）；对于6k线路以及厂用电动机可以采用就地控制。一、控制开关和操动机构1控制开关 发电厂和变电所中，控制开关多采用LW2系列万能密闭转换开关。该系列开关除了在各种开

10、关设备的控制回路中用做控制开关外，还在各种测量仪表、信号、自动装置及监察装置等回路中用做转换开关。其结构包括操作手柄、面板、触点盒等。LW2系列转换开关造成旋转式，触点盒一般有数节，装于转轴上；每节触点盒都有4个定触点和一副动触片；4个定触点引出接线端子，端子上有触点号；手柄通过主轴与触点盒连接，可以每隔90°或者45°设一个定位。 为了说明操作手柄在不同位置时，各触点通、断情况,一般都列出触点表。表8-4为常用的LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制开关的触点图表。型号中：LW2一Z为开关型号；la、4、6a、40、20、20为触点盒的形式；F8为面板及手柄

11、形式。表8-4 LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制开关的触点图表 这种控制开关有两个固定位置：水平位置为“跳闸后”位置；垂直位置为“合闸后”位置。表中“×”号表示触点接通，“”号表示断开。进行合闸操作，操作手柄是在“跳闸后”位置，首先顺时针方向将手柄转动至“预备合闸”位置（垂直位置），然后再顺时针方向转动至“合闸”位置，此时触点5-8接通，发出合闸脉冲。在操作完成松开手柄后，在复位弹簧作用下，操作手柄自动返回到垂直位置，但是，这次复位是在发出合闸命令之后，所以称为“合闸后”位置，在不同的位置都有不同的触点接通。同理，进行跳闸操作，操作手柄是在“合闸后”位置，首先逆时

12、针方向将手柄转动至“预备跳闸”位置，然后再逆时针方向转动至“跳闸”位置，此时触点6-7接通，发出跳闸脉冲。2操动机构操动机构是断路器本身携带的跳、合闸传动装置，其种类很多，有电磁操动机构，弹簧操动机构，液压操动机构，气压操动机构等。不同的断路器使用不同的操动机构。断路器跳、合闸操作，都必须分别接通操动机构中的“跳闸线圈”和“合闸线圈”5A）；而合闸电流相差较大，如弹簧、液压、气压操动机构等，合闸电流较小（当直流操作电压为110220V时，不超过 5A），电磁操动机构合闸电流很大，可由几十安到几百安，此点在设计控制回路时必须注意。对于电磁操动机构，合闸线圈回路不能利用控制开关触点直接接通，必须采

13、用中间接触器，利用接触器带灭弧装置的触点去接通合闸线圈回路。二、对控制回路的基本要求及分类1.基本要求断路器的控制回路随着断路器的型式、操动机构的类型及运行上的不同要求而有所差别，但基本接线类似。对控制回路的基本要求如下： 应能用控制开关进行手动合、跳闸，且能由自动装置和继电保护实现自动合、跳闸。 应能在合、跳闸动作完成后迅速自动断开合、跳闸回路。 应有反映断路器位置状态(手动及自动合、跳闸)的明显信号。 应有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。 应能监视控制回路的电源及其合、跳闸回路是否完好。 2.分类 按监视方式分：控制回路按监视方式可分为：灯光监视的控制回路，多用于中、小型发电厂和变电

14、所；音响监视的控制回路，常用于大型发电厂和变电所。 按电源电压分：控制回路按电源电压可分为：强电控制，直流电压为220V或110V；弱电控制，直流电压一般为48V。一般都采用强电控制。三、灯光监视的断路器控制和信号回路以电磁操动机构的断路器控制和信号回路为例，如图86所示。工作原理如下：1.手动合闸。合闸操作前，控制开关SA的手柄在“跳闸后”位置(水平)，断路器QF在跳闸状态。此时，触点SA(1110)、断路器辅助触点QFl闭合、绿灯HG、接触器KM带电，即下述回路接通 图8-6灯光监视的断路器控制和信号回路 + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 绿灯HG亮平光表明：QF在跳闸

15、位置；熔断器FUl、FU2及合闸回路完好，起到监视熔断器及合闸回路作用。此时，合闸接触线圈KM中虽有电流流过，但由于KM的电阻比HG电阻及其附加电阻小得多，使得加于KM上的电压不足以使其启动，故断路器不会合闸。手动合闸操作分3步进行： (1) 将SA的手柄顺时针转至“预备合闸”位置。此时触点SA(910)闭合，将绿灯HG回路改接到闪光小母线M100(+)上，下述回路接通 M100(+)SA(910) HGQFlKMFU2 - 闪光装置启动，绿灯HG发出闪光。表明：预备合闸，提醒操作人员核对所操作的QF是否有误(这时QF仍在跳闸位置)；合闸回路仍完好。 (2) 将SA的手柄再顺时针转至“合闸”位

16、置。此时触点SA(58)、SA(1316)闭合，且防跳继电器KCF未启动，其触点KCF2闭合。下述回路接通 + FUlSA(58) KCF2QFlKMFU2 - 控制回路电压几乎全部加到KM上，KM启动，它的两副常开触点接通合闸线圈YC回路，YC启动，操动机构使QF合闸。当QF完成合闸动作后，QF1断开，自动切断KM和YC的电流。同时QF2闭合，使下述红灯HR回路接通+ FUlSA(1316) HRKCFIQF2YTFU2 - 此时HG因QFl断开而熄灭，HR发平光，表明QF已合上。 (3) 将SA手柄松开，手柄自动返回到“合闸后”位置(垂直)。这时触点SA(58)断开，防止因QFl失灵而使控

17、制电流长期流过KM及YC。SA(1316)仍接通，HR保持平光。表明：QF在合闸位置；熔断器FUl、FU2及跳闸回路完好，起到监视熔断器及跳闸回路作用。此时，加在防跳继电器电流线圈KCFI及跳闸线圈YT上的电压也不足以使它们动作。 2.手动跳闸。跳闸操作前，控制开关SA的手柄在“合闸后”位置(垂直)，断路器QF在合闸状态。此时，触点SA(1316)、QF2闭合，HR发平光，跳闸回路完好。 手动跳闸操作与手动合闸操作完全相似，亦分3步进行。 (1) 将SA的手柄逆时针转90。至“预备跳闸”位置。此时触点SA(1314)闭合，将红灯HR回路改接到闪光小母线M100(+)上，下述回路接通 M100(

18、+)SA(1314) HRKCFIQF2YTFU2 - 闪光装置启动，红灯HR发出闪光。表明：预备跳闸，提醒操作人员核对所操作的QF是否有误(这时QF仍在合闸位置)；跳闸回路仍完好。 (2) 将SA的手柄再逆时针转至“跳闸”位置。此时触点SA(67)、SA(1011)闭合。下述回路接通 + FUlSA(67) KCFIQF2YTFU2 - 控制回路电压几乎全部加到KCF1和YT上，KCF1和YT均启动，操动机构使QF跳闸。当QF完成跳闸动作后，QF2断开，自动切断KCFl和YT的电流。同时QFl闭合，使下述绿灯HG回路接通 + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 此时HR熄灭，H

19、G发平光，表明QF已跳闸。 (3) 将SA手柄松开，手柄自动返回到“跳闸后”位置(水平)。这时触点SA(67)断开，防止因QF2失灵而使控制电流长期流过KCFI及YT。SA(1011)仍接通，HG保持平光。 3.自动合闸。为了实现自动合闸，将自动装置(备用电源自动投入装置、自动重合闸装置等)回路中的中间继电器触点KC与SA(58)触点并联。 设断路器原在跳闸位置，SA的手柄在“跳闸后”位置，SA(1011)、SA(1415)接通。当自动装置动作后，触点KC闭合。下述回路接通 + FUlKCKCF2QFlKMFU2 - 这时，HG因被短接而熄灭，KM动作，使QF自动合闸。当QF完成合闸动作后，Q

20、Fl断开，QF2闭合，使下述HR回路与M100(+)接通 M100(+)SA(1415) HRKCFIQF2YTFU2 - HR发闪光，表明QF已完成自动合闸。这种信号回路是按“不对应”方式构成的。所谓“不对应”是指SA手柄位置与QF位置不一致。在上述情形中，QF已合闸，而SA手柄仍在“跳闸后”位置。这时，操作人员应将SA操作到“合闸后”位置，使SA(1415)断开、SA(1316)接通，HR变平光。由自动重合闸装置实现的自动合闸见后述。 4.自动跳闸 为了实现自动跳闸，将继电保护出口继电器的触点KCO经信号继电器KS与SA(67)并联。QF原在合闸位置，SA手柄在“合闸后”位置，触点QF2、

21、SA(13)、SA(910)、SA(1316)、SA(1917)接通。当设备出现故障时，继电保护动作，其出口继电器的触点KCO闭合，下述回路接通 + FUlKCOKSKCFIQF2YTFU2 - KS、KCF1、YT均动作，QF自动跳闸。当QF完成跳闸动作后，QF2断开，QFl、QF3闭合。QFl使HG回路与M100(+)接通，其回路同“预备合闸”，HG发闪光，表明QF已完成自动跳闸；QF3使下述事故音响回路接通 M708R2SA(13) SA(1917) QF3 - 事故信号装置启动(后述)，发出事故音响(蜂鸣器)。此时值班人员应将SA操作至“跳闸后”位置，使之与QF对应，则HG变平光。 5

22、.“防跳”装置。为了防止断路器出现连续多次跳、合事故，必须装设“防跳”装置。 （1) 断路器的“跳跃”现象：假定图8-6中没有KCF继电器，当QF经SA(58)或KC触点合闸到有永久性故障的电网上时，继电保护将会动作，触点KCO闭合而使QF自动跳闸。如果由于某种原因造成SA(58)或KC未复归(例如SA手柄未返回或触点焊住)，则QF重新合闸。而由于是永久性故障，继电保护将再次动作，使QF再次跳闸。然后又再次合闸，直到接触器KM回路被断开为止。这种断路器QF多次“跳一合”的现象，称为断路器“跳跃”。“跳跃”会使断路器损坏，造成事故扩大，所以需采取“防跳”措施。 （2)“防跳”装置的动作原理：在图

23、86中，KCF即为专设的“防跳”继电器。这种继电器有两个线圈：KCFI为电流线圈，供启动用，接于跳闸回路；KCFV为电压线圈，供自保持用，经自身触点KCFl与KM并接。其“防跳”原理如下： 当手动或自动合闸到有永久性故障的电网上时，继电保护动作使触点KCO闭合，接通跳闸回路，使QF跳闸。同时，跳闸电流流过KCFI，使KCF启动，触点KCF2断开合闸回路，KCFl接通KCFV，若此时触点SA(58)或KC未复归，则KCFV经SA(58)或KC实现自保持，使KCF2保持断开状态，QF不能再次合闸，直到SA(58)或KC复归(断开)为止。 另外，触点KCF3与Rl串联，然后与触点KCO并联，其作用是

24、保护KCO触点。因为，当继电保护动作于QF跳闸时，触点KCO可能较QF2先断开，以致KCO因切断跳闸电流而被电弧烧坏。由于KCF3、R1回路与KCO并联，在QF跳闸时，KCFI启动并经KCF3及QF2(QF2断开前)自保持，即使KCO在QF2之前断开，也不会发生由KCO切断跳闸电流的情况，即起到保护KCO触点的作用。 R1的阻值只有1，对跳闸回路自保持无多大影响。在KCO触点串联有电流型信号继电器KS电阻不超过1)情况下，R1可保证其线圈不致被KCF3短接而能可靠动作。四、音响监视的断路器控制回路 音响监视的断路器(带电磁操动机构)控制回路如图8-7所示，其接线及工作原理与图8-6所示的带电磁

25、操动机构控制回路有所不同。 1.接线方面的主要区别 (1) 在合闸回路中，用跳闸位置继电器KCT代替绿灯HG；在跳闸回路中，用合闸位置继电器KCC代替红灯HR。 (2) 断路器的位置信号灯回路与控制回路是分开的，而且只用一个信号灯。该信号灯装在控制开关的手柄内。控制开关为LW2一YZ型，其第一触点盒是专为信号灯而设。采用这种控制开关可使控制屏的屏面布置简化、清楚。 (3) 在位置信号灯回路及事故音响信号启动回路，分别用KCT和KCC的动合触点代替断路器的辅助触点，从而可节省控制电缆。另外，因信号灯只有一个，所以，KCTl和KCCl移至信号灯前。图8-7音响监视的断路器控制回路 2.工作原理 (

26、1) 手动合闸。操作前，断路器QF在跳闸位置，控制开关SA的手柄在“跳闸后”(水平)位置。下述回路接通： + FUlKCTQFlKMFU2 - +700FU3SA(1514)KCTlSA(13)及灯R -700 前一回路使KCT启动，触点KCTl闭合；后一回路使信号灯发平光，再借助SA的手柄位置可判断QF处在跳闸位置。手动合闸的步骤： 将SA手柄顺时针转90°至“预备合闸”位置。下述回路接通： M100(+)SA(1314) KCTlSA(24)及灯R - 信号灯闪光。 将SA手柄再顺时针转45°至“合闸”位置。下述回路接通：+ FUlSA(912) KCF2QFlKMFU

27、2 - KCT被短接，KCTl断开，信号灯短时熄灭，同时KM、YC相继动作，操动机构使QF合闸。当QF完成合闸动作后，下述回路接通： + FUlKCCKCFIQF2YTFU2 - +700FU3SA(1720) KCClSA(24)及灯R -700 前一回路使KCC启动，触点KCCl闭合；后一回路使信号灯发平光，表明QF已合上。 将SA的手柄松开，手柄自动返回到“合闸后”位置(垂直)。这时SA(1720)仍接通，信号灯保持平光(回路不变)，再借助SA的手柄位置可判断QF处在合闸位置。 (2)手动跳闸。其操作过程及原理与手动合闸完全相似，读者自行分析。 (3)自动合闸。设QF原在跳闸位置，SA手

28、柄在“跳闸后”位置。当自动装置动作后，KCl闭合，下述回路接通： + FUlKClKCF2QFlKMFU2 - KCT被短接，KCTl断开，信号灯短时熄灭，同时KM、YC相继动作，使QF合闸。当QF完成合闸动作后，下述回路接通： M100(+)SA(1819) KCClSA(13)及灯R -700 信号灯闪光，表明QF已完成自动合闸。这时，值班人员应将SA操作到“合闸后”位置，使信号灯变平光，回路与手动“合闸后”相同。 (4)自动跳闸。设QF原在合闸位置，SA的手柄在“合闸后”位置。当设备出现故障时，继电保护动作，KCO闭合，下述回路接通 + FUlKClKCFIQF2YTFU2 - KCC被

29、短接，KCCl断开，信号灯短时熄灭，同时YT动作，使QF自动跳闸。当QF完成跳闸动作后，QF2断开，QFl闭合，使KCT动作，KCTl闭合，信号灯闪光，表明QF已完成自动跳闸，其回路同“预备合闸”；同时，KCT2闭合，接通下列事故音响信号回路，即 M708R2SA(57) SA(2123) KCT2 -700 事故信号装置启动，发出事故音响。若值班人员将SA手柄转至“跳闸后”位置，则信号灯变平光，回路同手动“跳闸后”。 由上述可见，在音响监视的控制回路中QF的实际位置，要同时借助信号灯及SA手柄位置来判断。即：手柄在“合闸后”位置，灯平光为手动合闸，灯闪光为自动跳闸；手柄在“跳闸后”位置，灯平

30、光为手动跳闸，灯闪光为自动合闸。 (5)音响监视。该接线用KCT、KCC的触点来监视电源、控制回路熔断器及合、跳闸回路的完好性。 KCT能监视合闸回路是否完好。当QF在跳闸状态时，QFl闭合，QF2断开；KCT通电，KCT3断开；KCC失电，KCC2闭合。当QF的合闸回路(QFl、KM)中任何地方断线或控制回路熔断器(FUl、FU2)熔断时，KCT将失电，使KCT3闭合，接通断线预告信号小母线M713，启动预告信号装置，发出音响(警铃)，并且“控制回路断线”光字牌亮；另外，KCTl断开会使该回路的信号灯熄灭，值班人员可据此确定是哪台QF的控制回路发生了断线。当仅仅是信号灯熄灭时，说明只有信号灯

31、回路故障，而控制回路仍完好。 KCC能监视跳闸回路(KCFI、QF2、YT)是否完好。原理与上述相同。第三节 中央信号中央信号由事故信号和预告信号组成，分别用来反映电气设备的事故及异常运行状态。一、事故信号 事故信号的作用是：当断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（电笛）发出音响，通知运行人员处理事故。并能手动或自动复归。事故信号装置分为不能重复动作和能重复动作两类。前者用于小型变电所及小型发电厂的炉、机、给水等控制屏；后者用于大、中型厂、所。1.不能重复动作、中央复归的事故信号装置不能重复动作的事故信号装置如图8-8所示，图中控制开关为表8-5所列LW型万能转换开关，图中虚线及黑点表示开关处于什

32、么位置时，触点接通。例如SA1(1-3)触点右边的三条虚线1、2、3分别代表预备合闸、合闸和合闸后；左边的三条虚线1、2、3分别代表预备跳闸、跳闸和跳闸后。下面的黑点代表SA1(1-3)在预备合闸和合闸后接通。图中HA为电笛，当任一台断路器自动跳闸后，断路器的辅助触点都接通事故音响信号。例如，断路器QF1事故跳闸，下列回路接通： 图8-8不能重复动作的事故信号回路+700HAKM(1-2) SA1(13)SA(1917)QF1 -700HA发出音响信号。在值班人员得知事故信号后，可按下按钮SB2，即可解除事故音响信号。但控制屏上断路器的闪光信号却继续保留着。图中SB1为音响信号的试验按钮。这种

33、信号装置不能重复动作，即第一台断路器（如QF1）自动跳闸后，值班人员虽已解除事故音响信号，而控制屏上的闪光信号依然存在，即SA1的手柄没有旋转到对应的“跳闸后”位置。假设这时又有一台断路器（如QF2）自动跳闸，因为中间继电器KM触点KM(3-4)已将KM线圈自保持，KM（1-2）是断开的，所以，事故音响信号将不会重复动作。只有将第一台断路器的控制开关转至“跳闸后”位置时，另一台断路器自动跳闸时，才会发出信号。2能重复动作、中央复归的事故信号装置用JC一2型冲击继电器构成的能重复动作、中央复归的事故信号回路如图89所示。虚框内为冲击继电器的内部电路，它包括：具有双线圈和双位置的极化继电器KP、电

34、容C及电阻、。当线圈KPl流过1、2方向或线圈KP2流过3、4方向的冲击电流时，KP动作(亦即冲击继电器KMl动作)，并保持在动作状态；当KP1、KP2之一流过反向电流时，KP返回。装置的动作原理如下：(1)启动音响回路 当某台断路器（例QF1）事故跳闸时，冲击电流自KMl的端子5流人，在电阻R1上得到电压增量，该电压经线圈KPl、KP2给电容C充电。回路为： +700FUlKPlCKP2M708SA1(1-3) SA1(19-17) QF1FU2 -700 充电电流使KP动作，触点KMl闭合。当C充电完毕后，线圈中的电流消失，触点KMl仍保留在闭合位置。触点KMl闭合后，启动中间继电器KCl

35、，其两对动合触点闭合；其中一对触点启动蜂鸣器HAU，发出音响，表明QF1事故跳闸；重要回路事故跳闸时，尚应向调度部门发遥信。（2）音响解除（复归）中间继电器KCl另一对触点启动时间继电器KTl；KTl整定时间约为5s，待延时到达后，其触点闭合，以下回路接通： +700FU1RlKP2R2KTlFU2 -700KP2中电流方向与启动时相反，KMl复归，其触点断开，继电器KCl、KTl相继断电，蜂鸣器回路被断开，音响停止；欲使音响提前解除，可按复归按钮SB2，其动作过程与上述相同。图89能重复动作、中央复归的事故信号装置 （3）重复动作 KMI的特点是：每通过一次冲击电流，就可动作一次。所以，在每

36、台QF的事故音响启动回路中都串接有一个适量的电阻R，当某台QF事故跳闸发出音响并被解除后(SA仍在“合闸后”位置)，如果又有另一台QF事故跳闸，则小母线M708与一700之问再并人一条启动回路，总电阻减小，冲击电流突然增加，KMl再次启动发出音响。只要回路电阻选、择适当，可重复动作8次。 （4）试验 SBl为事故信号装置的试验按钮。进行试验时，按下SBl(按到位即可放手)，其动合触点闭合，启动KMl，发出音响(动作过程同前述)，说明装置完好；其动断触点用于断开遥信回路，以免误发遥信。 （5）电源监视 事故信号装置电源的完好性由继电器KVSl监视。当熔断器FUl或FU2熔断或其他原因使电源消失时

37、，KVSl失电，其动断触点闭合，使“事故信号装置电源消失”光字牌亮，并启动预告信号回路(见图810)。二、预告信号 预告信号的作用是：当电气设备出现异常运行情况(如发电机过负荷、变压器过负荷、变压器油温过高、电压互感器回路断线等)时，让警铃响，同时点亮标有异常情况的光字牌，通知运行人员采取措施。 预告信号装置接线图如图8-10所示。其主要元件也是冲击继电器KM2，动作原理与事故信号装置相似。不同的是：预告信号的启动回路，由反映相应异常情况的继电器的触点和两个灯泡组成，并接于小母线+700和M709、M710之间；KM2首先接通KT2,预告信号带O.305s延时动作；音响为警铃。图用JC-2型冲

38、击继电器构成的中央预告信号回路 图-10中SM为转换开关，其触点状态为：平时手柄在垂直位置时，触点SM(12)SM(1112)断开，SM(1314)、SM(1516)接通；手柄顺时针转45°至“检查”位置时，SM(12)SM(1112)接通，SM(1314)、SM(15一16)断开。其动作原理如下： 1启动警铃 当设备发生异常情况时，相应的继电器动作（如KVSl），其触点闭合，经光字牌灯泡启动KM2，相应光字牌亮，同时发出铃声。例如，事故信号装置电源消失时，其电源监视继电器触点KVSl闭合，下述回路接通： +700FU3触点KVSl光字牌HlM709、M710SM(1314)、SM(

39、1516) KM2FU4 -700标有“事故信号装置电源消失”的光字牌H1立即亮(这时两只灯泡并联)；同时KM2启动，其触点闭合，启动时间继电器KT2；触点KT2延时0.30.5s闭合，启动KC2；KC2的一副触点接通警铃HAB，发出音响。2音响解除 (1)自动解除。KC2的另一副触点启动事故信号装置中的KTl。KTl经一段延时后闭合，下述回路接通： +700FU3触点KTlR2KPlRlFU4 -700 KM2中的KPl流过反向电流，KM2、KT2、KC2、KTl相继复归，音响停止。如果异常在0305s内消失，在KM2中的电阻R1上的电压出现一个减量，使电容C经极化继电器线圈反向放电，从而使

40、KM2返回，避免误发音响。 (2)手动解除。按下解除按钮SB4即可。音响解除后，光字牌仍亮着，直到异常情况消除、启动它的继电器触点返回才熄灭。 310kV配电装置的预告信号 反映10kV配电装置I、段异常情况的启动回路，分别接于+700与M7291或M7292之间，出现异常时，中间继电器KCRl或KCR2动作，其一副触点接通“10kV配电装置I段(或段)”光字牌(与事故信号共用)，另一副触点去启动KM2，发警铃。 4重复动作 预告信号如同事故信号一样，可实现重复动作。 5试验和检查光字牌 (1)试验。按下试验按钮SB3，可试验装置是否完好，其动作过程与上述启动过程类似。 (2)检查光字牌。将S

41、M手柄转到“检查”位置，下述回路接通： +700FU3SM(56)、SM(34)、SM(12) M709所有预告光字牌M710 SM(78)、SM(910)、SM(1112) FU4 -700 这时，每个光字牌的两个灯泡串联，灯光较暗。若光字牌亮，说明灯泡完好；否则，说明有一个或两个灯泡损坏。 6电源监视 由于FU3或FU4熔断时，整个装置都失去电源，所以，电源消失信号不能用预告信号形式发出，必须另设电源监视灯回路。KVS2为电源监视继电器，电源完好时，KVS2通电，其动合触点闭合，监视灯HW发平光，说明电源完好；当FU3或FU4熔断或其他原因造成电源消失时，KVS2断电，其动合触点延时断开，

42、动断触点延时闭合，启动闪光装置，HW闪光。 7其他 在小母线+700与M713之间接有反映“10kV线路跳闸回路断线”的继电器触点，其启动回路也是接于+700与M7291或M7292之间；在小母线M703与M716之间并联有继电保护信号继电器的触点，保护动作时发“掉牌未复归”光字牌，但不再发警铃，因为事故跳闸时已发有蜂鸣器音响。第四节电气测量仪表的接线 为了正确反映电力装置的电气运行参数和绝缘状况，满足电力系统安全经济运行和电力商业化运营的需要，在发电厂和变电所的电路中应装设电气测量仪表。需要进行监测的电气参数主要有电流、电压、频率、有功功率、无功功率、有功电能及无功电能。由于各个电路的性质和

43、特点不同，需要进行监测的内容及所需配置的仪表种类和数量也不相同，其配置应符合DLTSl372001电测量及电能计量装置设计技术规程的规定。一、 测量仪表的电压回路电压、频率、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能及功率因数表都需要电压线圈，对于高压系统，电压线圈要接在电压互感器的二次侧。因此，电压互感器二次侧引出小母线供各种仪表、继电器的电压线圈接线。 图8-11是电压互感器二次侧中性点N接地的原理图，它是由三个单相三绕组电压互感器或三相五柱式电压互感器构成的。为了防止互感器绝缘损坏时，高压串入低压而对设备和人员造成危险，互感器二次侧进行保护接地。母线电压表PVl经转换开关SMl切换，可测量三

44、个线电压。该图适用于110kV及以上电压系统。二次侧设电压小母线。母线电压互感器是供接在该母线上的所有元件公用的。为了减少电缆联系，采用电压小母线L1630、L2630、L3630、N600、L630。由于110kV及以上电压系统中性点直接接地，线路上通常装有零序方向保护，其功率方向元件需要三倍零序电压3U，因而设有3U电压小母线L一630；为了检验零序功率方向元件接线的正确性，开口三角形相绕组的末端引出试验小母线L3630(试)，并经继电器KCl的常开触点引出，同时设熔断器FUl保护。电压互感器二次侧引出后直接接于电压小母线上。各电气设备的测量表计、继电保护和自动装置所需要的二次电压均由小母

45、线上取得。 图8-11 测量仪表的电压回路 llOkV及以上的电力线路一般都装有距离保护装置，如果在电压互感器二次回路的末端发生短路故障，则由于短路电流较小，熔断器不能快速熔断，但在短路点附近的电压较低或接近于零，可能引起距离保护误动作。所以，在主二次绕组引出端装设快速自动开关QAl代替熔断器，它在发生上述故障时能能迅速将故障相断开，使断线闭锁装置快速而可靠地闭锁距离保护。但辅助二次绕组引出端不装设快速自动开关，因为正常运行时其电压为零或接近于零，而其二次回路的末端发生短路时，短路电流极小，自动开关难于实现自动断开。 主、辅二次绕组均经互感器隔离开关QSl的位置继电器KCl的动合触点引出。 为

46、了确保距离保护中的电压回路断线闭锁装置能可靠动作，互感器二次侧接地中性点N的引出线不经任何隔离开关辅助触点或继电器引出。 当直流回路的刀开关QK接触不良、FU2或FU3熔断时，直流电压消失，KClKCA均失电。其中KC3、KC4的动断(常闭)触点闭合，点亮“电压互感器直流电压消失”光字牌，并起动预告音响信号；这同时意味着两段(组)母线电压互感器的二次侧已分别被KCl、KC2的触点断开，各交流小母线电压也已消失，电压表、有功及无功功率表指示零。“电压互感器直流电压消失”光字牌回路为KC3、KC4的动断(常闭)触点并联，当仅仅是隔离开关QSl、QS2之一的辅助触点接触不良时，不发此信号。二、高压线

47、路主要测量仪表接线 图8-12为610k线路电气测量仪表的接线原理图。其中，电流表PA串接于电流互感器TA1和TA2二次侧的公共回路中，检测到的电流为，三相对称时；有功电能表和无功电能表（或有功和无功功率表，均为二元件三相表)，电流线圈串接于电流互感器的二次侧；电压线圈并接于电压互感器二次侧的小母线。无功电能表PJ2在电压线圈中人为的串联了一个附加电阻，使电压线圈的阻抗角由原来的减小到，即电压线圈中的电流滞后电压。图8-12 6k线路电气测量仪表的接线原理图三、220/380V低压照明线路上测量仪表接线 图8-13为220/380V低压照明线路电气测量仪表的接线原理图。因为三相不对称，所以，三

48、相上都要装电流互感器、电流表，有功电能表为三元件三相表。图8-13 220/380V低压照明线路电气测量仪表的接线原理图 第五节 输电线路的自动重合闸一、概述输电线路的自动重合闸，就是当架空线路上发生故障时，由继电保护装置将其迅速断开，延时后重新将线路自动投入的装置，简称APR。1输电线路自动重合闸的作用 （1）在电力系统中，架空输电线路的故障大多数是瞬时性故障，如果把跳开的线路再重新合闸，就能恢复正常供电，提高供电的可靠性；（2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性； （3）可以纠正继电保护误动作引起的误跳闸。 2对自动重合闸的基本要求 （1）除遥控变电所外，应采用控制

49、开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”起动APR，；即SA在“合闸后”位置，QF在“跳闸”位置。（2）手动跳闸时不应重合；（3）手动合闸于故障线路不重合；（4）APR的动作次数应符合预先规定。自动重合闸装置若重合于永久性故障线路上，继电保护装置将再次跳闸，APR若多次重合于永久性故障线路，将使系统多次受到冲击，还可能使断路器损坏，从而扩大事故。跟据运行资料统计，APR的一次动作成功率在（6090）之间，因此大部分的APR规定只允许动作一次；（5）APR动作后应能自动复归，准备再次动作；（6）APR的动作时间应尽可能短。APR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；

50、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。对于35kV及以下线路，重合闸时间可取1s；110 kV线路可取1s或再长一些；（7）APR应能与继电保护配合，实现重合闸的“后加速”或“前加速”。所谓前加速，是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上（整条线路，包括WL1、WL2、WL3）发生故障时，如图8-14所示，第一次瞬时加速跳开首端（WL1处）的断路器，然后，APR动作一次，若是瞬时性故障，重合成功；若是永久性故障，第二次则以定时限方式从WL3处的断路器依次跳闸。图8-14 重合闸前加速保护动作原理说明后加速是指自动重合闸后加速保护动作，如图8-

51、15所示，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。例如，若线路WL2处发生永久性故障，第一次WL2处的保护装置延时将断路器跳闸，然后，WL2处的APR重合一次，因为是永久性故障，第二次，WL2处的保护装置瞬时跳闸。图8-15 重合闸后加速保护动作原理说明比较重合闸的“前加速”或“后加速” 保护可知，前加速的优点是只需装设一套ARD装置，设备投资少，缺点是合闸不成功会扩大事故范围，主要用于35kV及以下线路；后加速保护的优点是能快速切除永久性故障，不会扩大事故范围。缺点是在每个断路器处都装有一套APR装置，投资大，主要用于35kV以上线路。 3自动重合闸装置的分类自动

52、重合闸装置按其功能可分为三相重合闸及综合重合闸（即单相自动重合闸和三相自动重合闸的综合）。110kV及以下线路采用三相重合闸，即不论线路发生单相接地(1lOkV以下线路除外)或相间故障，都由继电保护动作把断路器的三相跳开，然后由重合闸装置动作把三相合闸；220kV及以上线路采用综合重合闸，即当发生单相接地时，采用单相重合方式；当发生相间短路时，采用三相重合方式。二、三相一次重合闸三相一次重合闸可以由继电器构成，也可以由单片机或PLC构成。由继电器构成的带三相一次重合闸后加速的断路器控制回路如图8-16所示。其中APR由时间继电器KT、带电流保持线圈的中间继电器KC、信号灯HW、电容器C和电阻R

53、4、R5、R6、R17等组成。电路的工作原理如下。图8-16 带后加速保护的三相一次重合闸电路 1正常运行 正常运行时，QF处于合闸位置，其辅助接点QFl、QF4断开，QF2闭合；APR投切开关S在“投入”位置，S(13)接通；SA在“合闸后”位置，触点SA(910)、SA(1316)、SA(2123)、接通。APR投入运行。 (1)电容C经R4充电，经1520s时间，充到所需电压； (2)回路“+ FUlSA(2123) R4R6KC4R17HWKC(V) FU2 -”接通，HW亮指示APR已处于准备工作状态。由于R4、R6和R17的分压作用，KC(V)虽然带电，但不足以启动。 2APR动作

54、过程 当QF因线路故障跳闸时，其辅助触点QFl、QF4闭合、QF2断开，QF与SA位置不对应，于是APR动作(即非对应启动)： (1)回路“+ FTUlSA(2123) KTKT2QF4S(13) FTU2 -”接通，KT启动。KT2断开，KT经R5保持在动作状态。 (2)KT的延时闭合的动合触点KTl经整定时限(0.51.5s)闭合，使电容C对KC(V)放电，KC启动，其触点KCl、KC2、KC3闭合，KCA断开。此时：HW暂时熄灭；回路“+ FUlSA(2123) KC2、KClKC(I) KSXBKCF2DTlQFlYCFU2 -”接通，使断路器重新合闸。KC自保持，使QF可靠合闸。同时由KS的触点发“重合闸动作” 光字牌信号。如果线路