第7章工厂供电系统的二次回路与自动装置

1、工厂供电工厂供电皖西学院电气工程及其自动化专业 本章首先讲述二次回路概念及其操作电源，接着本章首先讲述二次回路概念及其操作电源，接着依次讲述高压断路器的控制与信号回路、常用的电测依次讲述高压断路器的控制与信号回路、常用的电测量仪表和绝缘监视装置，最后介绍线路自动重合闸和量仪表和绝缘监视装置，最后介绍线路自动重合闸和备用电源自动投入装置，并简介工厂供电系统远动化，备用电源自动投入装置，并简介工厂供电系统远动化，最后讲述二次回路的安装接线及接线图的绘制问题。最后讲述二次回路的安装接线及接线图的绘制问题。7.1 7.1 7.2 7.2 7.47.4电源性质电源性质交流回路交流回路直流回路直流回路分类

2、分类交流电流回路交流电流回路交流电压回路交流电压回路电流互感电流互感器器供电供电电压互感器电压互感器供电供电用途用途断路器控制回路断路器控制回路信号回路信号回路测量回路测量回路继电保护回路继电保护回路自动装置回路自动装置回路 是供给全所开关电器的控制回路、继电保护回路、是供给全所开关电器的控制回路、继电保护回路、自动装置和中央信号系统的最重要的电源，在任何情自动装置和中央信号系统的最重要的电源，在任何情况下都应保证供电的可靠性。况下都应保证供电的可靠性。 7.1.2 操作电源操作电源（1）应保证供电的可靠性，最好有独立的直流操作电源。）应保证供电的可靠性，最好有独立的直流操作电源。（2）应具有

3、足够的容量，以保证正常运行时，操作电源）应具有足够的容量，以保证正常运行时，操作电源母线母线(以下简称母线以下简称母线)电压波动范围小于电压波动范围小于5额定值；事额定值；事故时的母线电压不低于故时的母线电压不低于90额定值。额定值。（3）波纹系数小于）波纹系数小于5%。（4）使用寿命、维护工作量、设备投资、等应合理。）使用寿命、维护工作量、设备投资、等应合理。对操作电源的基本要求对操作电源的基本要求操作电源的分类操作电源的分类 直流操作电源直流操作电源 （1 1）硅整流电容储能直流电源）硅整流电容储能直流电源 硅整流电容储能直流电源是一种硅整流电容储能直流电源是一种非独立式非独立式的的直流直

4、流电源。它是由硅整流设备和电容器组成的。电源。它是由硅整流设备和电容器组成的。 （2 2）蓄电池直流电源）蓄电池直流电源蓄电池是一种蓄电池是一种独立独立可靠的可靠的直流直流电源，它不受交流电源，它不受交流电源的影响。它是发电厂和变电站常用的操作电源。电源的影响。它是发电厂和变电站常用的操作电源。交流操作电源交流操作电源高压断路器的控制回路就是控制（操作）断路高压断路器的控制回路就是控制（操作）断路器分、合闸的回路。操作机构有手动式、电磁式、器分、合闸的回路。操作机构有手动式、电磁式、液压式和弹簧储能式。电磁式操作机构只能采用直液压式和弹簧储能式。电磁式操作机构只能采用直流操作电源，手动式和弹簧

5、储能式可交直流两用，流操作电源，手动式和弹簧储能式可交直流两用，但一般采用交流操作电源。但一般采用交流操作电源。 信号回路是用来指示一次电路设备运行状态信号回路是用来指示一次电路设备运行状态的二次回路。信号按用途分，有断路器位置信号、的二次回路。信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号事故信号和预告信号断路器的位置信号用来显示断路器正常工作的断路器的位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯亮，表示断路器处在合闸位位置状态。一般是红灯亮，表示断路器处在合闸位置；绿灯亮，表示断路器处在分闸位置。置；绿灯亮，表示断路器处在分闸位置。事故信号用来显示断路器正常工作的位置状态，事故

6、信号用来显示断路器正常工作的位置状态，红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿地闪光，表示红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿地闪光，表示断路器自动跳闸。断路器自动跳闸。预警信号是在一次设备出现不正常状态时或在预警信号是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。故障初期发出的报警信号。对断路器的控制和信号回路的对断路器的控制和信号回路的主要要求主要要求引起值班人员注意引起值班人员注意采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路WC- -控制小母线控制小母线 WS- -信号小母线信号小母线WAS- -事故事故信号小母线信号小母线SA- -控制开关控制开关SB- -

7、按钮按钮 RD- -红色指示灯红色指示灯 GN- -绿色指示灯绿色指示灯 YO- -合闸线圈合闸线圈YO- -跳闸线圈跳闸线圈QF16- -断路器辅助触点断路器辅助触点SQ1、SQ2- -触能位置开关触能位置开关 M- -储能电机储能电机 测量回路测量回路是变电所二次回路的重要组成部分。运行是变电所二次回路的重要组成部分。运行人员必须依靠测量仪表了解供配电系统的运行状态，监人员必须依靠测量仪表了解供配电系统的运行状态，监视电气设备的运行参数。视电气设备的运行参数。 电气设备和线路的电气设备和线路的运行参数运行参数主要有：电流、电压、主要有：电流、电压、频率、电能、温度、绝缘电阻等。相应的仪表有

8、：电流频率、电能、温度、绝缘电阻等。相应的仪表有：电流表表(A)(A)、电压表、电压表(V)(V)、频率表、频率表(Hz)(Hz)、同步表、有功功率表、同步表、有功功率表(W)(W)、无功功率表、无功功率表(var)(var)、有功电度表、有功电度表(Wh)(Wh)、无功电度表、无功电度表(varh)(varh)等。等。 绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。相接地短路，造成停电事故。 绝缘监视装置可采用三个单相双绕组电压互感器绝缘

9、监视装置可采用三个单相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器，接成或一个三相五芯柱三绕组电压互感器，接成Y Y0 0的二次的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。概述概述 运行经验表明，电力系统的故障特别是架空线路上的故运行经验表明，电力系统的故障特别是架空线路上的故障大多是暂时性的，这些故障在断路器跳闸后，多数能很快障大多是暂时性的，这些故障在断路器跳闸后，多数能很快地自行消除。线路大多能恢复正常运行。因此，如采用自动地自行消除。线路大多能恢复正常运

10、行。因此，如采用自动重合闸装置（简称重合闸装置（简称ARDARD），使断路器在跳闸后，经极短时间又），使断路器在跳闸后，经极短时间又自动重新合闸，从而可大大提高供电可靠性，避免因停电而自动重新合闸，从而可大大提高供电可靠性，避免因停电而给国民经济带来的巨大损失。给国民经济带来的巨大损失。 自动重合闸装置按其操作方式分，有机械式和电气式；自动重合闸装置按其操作方式分，有机械式和电气式；按组成元件分，有机电型和晶体管型；按重合次数分，有一按组成元件分，有机电型和晶体管型；按重合次数分，有一次重合式、二次重合式和三次重合式。次重合式、二次重合式和三次重合式。供配电系统中采用的供配电系统中采用的ARD

11、ARD，一般是一次重合式，因，一般是一次重合式，因为一次重合式，比较简单经济，而且基本上能满足供电为一次重合式，比较简单经济，而且基本上能满足供电可靠性要求。运行经验证明，可靠性要求。运行经验证明，ARDARD的重合功率随着重合的重合功率随着重合次数的增加而显著降低。对架空线路来说，一次重合成次数的增加而显著降低。对架空线路来说，一次重合成功率可达功率可达60%60%90%90%，而二次重合成功率只有，而二次重合成功率只有15%15%左右，左右，三次重合成功率仅三次重合成功率仅3%3%左右。因此，一般工矿企业的供配左右。因此，一般工矿企业的供配电系统中只采用一次重合闸。电系统中只采用一次重合闸

12、。电气一次电气一次ARDARD的基本原理和要求的基本原理和要求 （1 1）手动合闸）手动合闸 按下合闸按钮按下合闸按钮SB1SB1，使合闸接触器，使合闸接触器KOKO通电动作，从而使合闸线圈通电动作，从而使合闸线圈YOYO动作，使断路器合闸。动作，使断路器合闸。 （2 2）手动跳闸）手动跳闸 按下跳闸按钮按下跳闸按钮SB2SB2，接通跳闸线圈，接通跳闸线圈YRYR的回路，使断路器跳闸的回路，使断路器跳闸 概述概述在要求供电可靠性较高的企业变配电所中，通在要求供电可靠性较高的企业变配电所中，通常设有两路及以上的电源进线，或设有厂用自备电常设有两路及以上的电源进线，或设有厂用自备电源。在车间变电所

13、低压侧，大多设有与相邻车间变源。在车间变电所低压侧，大多设有与相邻车间变电所相连的低压联络线。如果在作为备用电源的线电所相连的低压联络线。如果在作为备用电源的线路上装设备用电源自动投入装置（简称路上装设备用电源自动投入装置（简称APD），则），则在工作电源线路突然断电时，利用失压保护装置使在工作电源线路突然断电时，利用失压保护装置使该线路的断路器跳闸，而备用电源线路的断路器则该线路的断路器跳闸，而备用电源线路的断路器则在在APD作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，从作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，从而大大提高供电可靠性。而大大提高供电可靠性。 APD的基本原理的基本原理 高压双电源互为备用

14、的高压双电源互为备用的APD电路示例电路示例注：“”表示触点接通。 概述概述 随着工业生产的发展和科学技术的进步，有的企随着工业生产的发展和科学技术的进步，有的企业特别大型企业供配电系统的控制、信号和监测工作，业特别大型企业供配电系统的控制、信号和监测工作，已开由人工管理、就地监控发展为运动化，实现遥控、已开由人工管理、就地监控发展为运动化，实现遥控、遥信、遥测，即所谓遥信、遥测，即所谓“三遥三遥”；如加上遥调，即所谓；如加上遥调，即所谓“四遥四遥”。 供配电系统的运动装置，现在多采用微机（微型供配电系统的运动装置，现在多采用微机（微型电子计算机）来实现。电子计算机）来实现。 微机控制的供电系

15、统运动装置简介微机控制的供电系统运动装置简介 微机控制的供电系统运动装置，由调度端微机控制的供电系统运动装置，由调度端 、执、执行端及联系两端的信号通道等三部分组成行端及联系两端的信号通道等三部分组成 。1 1 调度端调度端 调度端由操纵台和数据处理用微机组成。调度端由操纵台和数据处理用微机组成。操纵台包括：操纵台包括：供电系统模拟盘，其上绘有供电系统供电系统模拟盘，其上绘有供电系统主电路图，主电路图上每台断路器都装有跳、合闸状主电路图，主电路图上每台断路器都装有跳、合闸状态指示灯。态指示灯。数据采集和监倥用计算机系统一套，包数据采集和监倥用计算机系统一套，包括：主机一台，用以发出各项指令进行

16、操作；打印机括：主机一台，用以发出各项指令进行操作；打印机一台，可根据指令随时打印出所需要的数据资料；彩一台，可根据指令随时打印出所需要的数据资料；彩色色CRTCRT（显示器）一台，用以显示系统全部或局部的（显示器）一台，用以显示系统全部或局部的工作状态和有关数据以及各种操作命令和事故状态等。工作状态和有关数据以及各种操作命令和事故状态等。若干路就地常测入口，通过数字表，将信号输入计若干路就地常测入口，通过数字表，将信号输入计算机，并用以随时显示全厂电源进线的电压和功率。算机，并用以随时显示全厂电源进线的电压和功率。通信接口，用以完成与数据处理用微机之间的通信通信接口，用以完成与数据处理用微机

17、之间的通信联络。联络。 数据处理用微机的功能主要有：数据处理用微机的功能主要有： 根据所记录的全天小时平均负荷绘出全厂用电负荷根据所记录的全天小时平均负荷绘出全厂用电负荷曲线；曲线； 按全厂有功电能、功率因数及最大需电量等计算每按全厂有功电能、功率因数及最大需电量等计算每月总电费；月总电费； 统计全厂高峰负荷时间的用电量；统计全厂高峰负荷时间的用电量； 根据需要，统计各配电线路的用电情况；根据需要，统计各配电线路的用电情况； 统计和分析系统的运行情况及事故情况等。统计和分析系统的运行情况及事故情况等。2 信号通道信号通道 信号通道是用来传递调度端操纵台与执行端控制信号通道是用来传递调度端操纵台

18、与执行端控制箱之间往返的信号用的通道，一般采用带屏蔽的电话箱之间往返的信号用的通道，一般采用带屏蔽的电话电缆，控制距离小于电缆，控制距离小于1km时，也可才用控制电缆或塑时，也可才用控制电缆或塑料绝缘导体线。通道的敷设一般采用树干式，各车间料绝缘导体线。通道的敷设一般采用树干式，各车间变电所通过分线盒与之相联。变电所通过分线盒与之相联。 4 电能遥测电能遥测遥测有功和无功电能遥测有功和无功电能按按GB501711992电气装置安装工程电气装置安装工程盘、柜及二次回路盘、柜及二次回路结线施工及验收规范结线施工及验收规范规定，规定，二次回路的接线应符合下列要求二次回路的接线应符合下列要求： （1）

19、按图施工，接线正确。）按图施工，接线正确。 （2）导线与电气元件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，）导线与电气元件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠。均应牢固可靠。 （3）盘、柜内的导线不应有接头，导体芯线应无损伤。）盘、柜内的导线不应有接头，导体芯线应无损伤。（4）电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号）电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号正确，字迹清晰且不易脱色。正确，字迹清晰且不易脱色。 （5）配线应整齐、清晰、美观、导体绝缘应良好，无损伤。）配线应整齐、清晰、美观、导体绝缘应良好，无损伤。（6）每个接线端子的每侧接线应为）每个接线端子的每侧接线应为

20、1根，不得超过根，不得超过2根。根。 （7）二次回路接地应设专用螺栓。）二次回路接地应设专用螺栓。（8 8）盘、柜内的配线，电流回路应采用电压不低于）盘、柜内的配线，电流回路应采用电压不低于500V500V的铜芯绝缘导体，其截面不应小于的铜芯绝缘导体，其截面不应小于2.5mm22.5mm2；其；其他回路截面积不应小于他回路截面积不应小于1.5 mm21.5 mm2；对电子元件回路、；对电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于及有足够机械强度的情况下，可采用不小于0.5 mm20.5 mm2截面的

21、绝缘导体。截面的绝缘导体。 用于连接门上的电器、控制台板等可动部分的用于连接门上的电器、控制台板等可动部分的导体，还应符合下列要求：导体，还应符合下列要求：（1 1）采用多股软导线，敷设长度应有适当裕度。）采用多股软导线，敷设长度应有适当裕度。（2 2）线束应有外套塑料管等加强绝缘层。）线束应有外套塑料管等加强绝缘层。（3 3）与电器连接时，端部应绞紧，并应加终端附或）与电器连接时，端部应绞紧，并应加终端附或搪锡，不得松动、断股。搪锡，不得松动、断股。（4 4）在可动部位两端应用卡子固定。）在可动部位两端应用卡子固定。引入盘、柜内的电缆及其芯线应符合下列要求：引入盘、柜内的电缆及其芯线应符合下

22、列要求： （1 1）引入盘、柜的电缆应排列整齐，编号清晰，避）引入盘、柜的电缆应排列整齐，编号清晰，避免交叉，并应固定牢固，不得使所接的端子排受到机免交叉，并应固定牢固，不得使所接的端子排受到机械应力。械应力。 （2 2）铠装电缆在进入盘、柜后，应将钢带切断，切）铠装电缆在进入盘、柜后，应将钢带切断，切断处的端部应扎紧，并应将钢带接地。断处的端部应扎紧，并应将钢带接地。 （3 3）使用于静态保护、控制等逻辑回路的控制电缆，）使用于静态保护、控制等逻辑回路的控制电缆，应采用屏蔽电缆，其屏蔽层应按设计要求的接地方式应采用屏蔽电缆，其屏蔽层应按设计要求的接地方式予以接地。予以接地。 （4 4）橡胶绝

23、缘的芯线应外套绝缘管保护。）橡胶绝缘的芯线应外套绝缘管保护。 （5 5）盘、柜内的电缆芯线，应按垂直或水平有规律）盘、柜内的电缆芯线，应按垂直或水平有规律地配置，不得任意歪斜交叉连接。备用芯长应留有适地配置，不得任意歪斜交叉连接。备用芯长应留有适当余量。当余量。 （6 6）强、弱电回路不应使用同一根电缆，并应分别）强、弱电回路不应使用同一根电缆，并应分别成束分开排列。成束分开排列。 7.5.27.5.2二次回路接线图的绘制二次回路接线图的绘制 接线图的绘制要求接线图的绘制要求 应遵循应遵循GB6988.51996GB6988.51996电气制电气制图图接线图和接线表接线图和接线表的规定，其图形

24、符号应符合的规定，其图形符号应符合GB47281954.85GB47281954.85电气图用图形符号电气图用图形符号的有关规定，其的有关规定，其文字符号包括项目代号应符合文字符号包括项目代号应符合GB50941985GB50941985电气技术电气技术中的项目代号中的项目代号及及GB71591987GB71591987电气技术中的文字符电气技术中的文字符号制订通则号制订通则的有关规定。的有关规定。 接线图的绘制方法接线图的绘制方法1 1、二次设备的表示方法、二次设备的表示方法二次设备都必须按二次设备都必须按GB50941985GB50941985标明其项目种类代号。标明其项目种类代号。2 2、接端子的表示方法、接端子的表示方法盘（柜）外的导线或设备与盘上的二次设备相连时，必盘（柜）外的导线或设备与盘上的二次设备相连时，必须经过端子排。端子排由专门的接线端子板组合而成。须经过端子排。端子排由专门的接线端子板组合而成。接线