供电系统二次回路

1、电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-1第十一章第十一章 供电系统的二次回路供电系统的二次回路 第一节第一节 概述概述第三节第三节 电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视 第二节第二节 操作电源操作电源第四节第四节 高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制和信号回路第五节第五节 中央信号装置中央信号装置本章计划学时：本章计划学时：2 4学时学时电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-2本章知识要点本章知识要点熟悉电力系统二次回路的基本概念熟悉电力系统二次回路的基本概念熟悉二次回路的类型熟悉二次回路的类型熟悉二次电源的工作要求熟悉二次电源的工作要求掌握各种二次回路的绘制和分析掌握各

2、种二次回路的绘制和分析电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-3本章学习重点本章学习重点p熟悉二次回路的分类熟悉二次回路的分类p熟悉各种二次回路的原理和绘制熟悉各种二次回路的原理和绘制本章学习难点本章学习难点p二次回路的分析与绘制二次回路的分析与绘制电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-4 供电系统的二次接线是指用来对一次接线的运行进行供电系统的二次接线是指用来对一次接线的运行进行控控制制、监测监测、指示指示和和保护保护的电路，亦称二次回路。的电路，亦称二次回路。 分原理图、展开图和安装接线图分原理图、展开图和安装接线图( (包括屏前、屏后接线图、包括屏前、屏后接线图、端子接线图等）。端

3、子接线图等）。 二次回路按其功能分有：操作电源回路、电气测量回路二次回路按其功能分有：操作电源回路、电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路、中央信号与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路、中央信号装置、继电保护回路以及自动化装置等。装置、继电保护回路以及自动化装置等。二次回路按二次回路按电源性质电源性质分分直流回路直流回路交流回路交流回路交流电流回路：交流电流回路：由电流互感器供电由电流互感器供电交流电压回路：交流电压回路：由电压互感器供电由电压互感器供电 一、二次接线概念一、二次接线概念 二、二次接线图分类二、二次接线图分类 n第一节第一节 概述概述电气设备及运行维护电气

4、设备及运行维护11-5 原理接线图是用来表示二次接线各元件（仪表、继电器原理接线图是用来表示二次接线各元件（仪表、继电器、信号装置、自动装置及控制开关等设备）的电气联系及工、信号装置、自动装置及控制开关等设备）的电气联系及工作原理的电气回路图。作原理的电气回路图。 原理图在表示二次回路的工作原理时，主要有以下特点：原理图在表示二次回路的工作原理时，主要有以下特点：（1）二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气元件）二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气元件以整体的形式表示（以整体的形式表示（线圈与触点画在一起线圈与触点画在一起），能表明各二次），能表明各二次设备的构成、数量及电气连接

5、情况，图形直观形象，便于设设备的构成、数量及电气连接情况，图形直观形象，便于设计构思和记忆。计构思和记忆。 1 1、原理图、原理图 电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-6 （2）接线图中的全部仪表、继电器等）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式设备以整体的形式来表示来表示。 （3）接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联）接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联系综合的表达在一起。系综合的表达在一起。其缺点是不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方其缺点是不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方法等，因此法等，因此不能作为施工图纸不能作为施工图纸。电气设备及运行维

6、护电气设备及运行维护11-7 图图11110kV线路过电流保护原理图线路过电流保护原理图电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-8 展开接线图是根据原理接线图绘制的展开接线图是根据原理接线图绘制的。展开接线图是将二。展开接线图是将二次设备按其线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个次设备按其线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试和检修的重要技术图纸，也是绘制独立回路，是安装、调试和检修的重要技术图纸，也是绘制安装接线图的主要依据。安装接线图的主要依据。展开接线图的特点如下：展开接线图的特点如下：（1）按不同电源回路划分成多个独立回路。例如：交流回路）按不同电源回路

7、划分成多个独立回路。例如：交流回路，又分电流回路和电压回路，都是按，又分电流回路和电压回路，都是按A、B、C、N相序分行排相序分行排列的，直流回路又分控制回路、合闸回路、测量回路、保护列的，直流回路又分控制回路、合闸回路、测量回路、保护回路和信号回路等；在这些回路中，各继电器（装置）的动回路和信号回路等；在这些回路中，各继电器（装置）的动作顺序是自上而下、自左至右排列的。作顺序是自上而下、自左至右排列的。 2 2、展开图、展开图 电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-9 （2）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。等

8、），便于读图和分析。 （3）各导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便）各导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便于分类查线、施工和维修。于分类查线、施工和维修。 图图11-211-2中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为保护回路展开图。其上为交流回路，下为直流操作回路和信保护回路展开图。其上为交流回路，下为直流操作回路和信号回路。号回路。 电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-10 n图图11-2 10KV线路过电流保护展开图线路过电流保护展开图电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-11 安装接线图是控制、保护等屏（台）制造厂生产加工

9、和安装接线图是控制、保护等屏（台）制造厂生产加工和现场安装施工用的图纸，也是运行试验、检修等的主要参考现场安装施工用的图纸，也是运行试验、检修等的主要参考图纸，是根据展开接线图绘制的。安装接线图包括屏面布置图纸，是根据展开接线图绘制的。安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图几个组成部分，介绍如下。图、屏背面接线图和端子排图几个组成部分，介绍如下。 (1)1)屏面布置图屏面布置图屏面布置图是指从屏的正面看将各安装设备和仪表的实际安屏面布置图是指从屏的正面看将各安装设备和仪表的实际安装位置按比例画出的正视图，它是屏背面接线图的依据。装位置按比例画出的正视图，它是屏背面接线图的依据。 3

10、3、安装图、安装图 电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-12 （2 2）屏背面接线图）屏背面接线图 屏背面接线图是指从屏的背面看的、表明屏内设备在屏屏背面接线图是指从屏的背面看的、表明屏内设备在屏背面的引出端子之间的连接情况以及端子与端子排之间连接背面的引出端子之间的连接情况以及端子与端子排之间连接关系的图。屏背面接线图是以屏面布置图为基础，以展开接关系的图。屏背面接线图是以屏面布置图为基础，以展开接线图为依据绘制的接线图。线图为依据绘制的接线图。 （3）端子排图）端子排图 端子排图是指从屏背后看、表明屏内设备连接和屏内设端子排图是指从屏背后看、表明屏内设备连接和屏内设备与屏外设备连接关

11、系的图。端子排图需表明端子类型、数备与屏外设备连接关系的图。端子排图需表明端子类型、数量以及排列顺序。量以及排列顺序。电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-13 安装接线图中各种设备、仪表、继电器、开关、指示灯等安装接线图中各种设备、仪表、继电器、开关、指示灯等元器件以及连接导线，都是按照它们的实际位置和连接关系元器件以及连接导线，都是按照它们的实际位置和连接关系绘制的，为了施工和运行检修的方便，所有设备的端子和连绘制的，为了施工和运行检修的方便，所有设备的端子和连线都按线都按“相对编号法相对编号法”的原则标注编号。的原则标注编号。 安装接线图是最具体、最详细的施工图，是照图施工安装接线图

12、是最具体、最详细的施工图，是照图施工（接线）的工程图。（接线）的工程图。 TA2:S1TA3:S1TA1:S1TA2:S1X1:1X1:3X1:2X1:4TA3S1TA2TA1S1S1S2S2S2X1:1PA2:22121PA1:2X1:2PA2PA1X1:321PA3PA2:2PA3:2X1:4续上页S1TA3电 流 回 路测 量 表 计S2S2S2S1S1TA1TA2PA1PA2PA3AAATA 1:S2TA 1:S1TA 3:S2TA 2:S2X 16PA 1:11PA 1:254PA 3:1PA 2:132端子接线图端子接线图原理电路图原理电路图屏背面接线图屏背面接线图电气设备及运行维

13、护电气设备及运行维护11-15作用作用： 正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸；正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸； 事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源应能保证继电保护系统可靠地工作。应能保证继电保护系统可靠地工作。 性质：直流（可靠性高）性质：直流（可靠性高） 交流（可靠性不高）交流（可靠性不高） 操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。一、操作电源概念一

14、、操作电源概念要求要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。第二节第二节 操作电源操作电源 目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。 充电模块充电模块监控模块监控模块直流馈电柜直流馈电柜交流配电单元交流配电单元电池室电池室绝缘监测模块绝缘监测模块小型分屏柜小型分屏柜小型一体柜小型一体柜续上页高频开关直流电源原理框图高频开关直流电源原理框图续上页YB2TV-TV220或 110V免 维 护 铅 酸 电

15、 池 -+QMQ+HL2绝 缘 检 测 仪+-+-VT降 压 装 置M 380V交 流 电 源 (ATS)-+220或 110VFU3 FU4YB3QKFU1FU2MnM1YB1HL1微 机 综 保 装 置 电 源 WP储 能 回 路 电 源 WCL 控 制 回 路 电 源 WC 信 号 回 路 电 源 WS一一种种直直流流电电源源系系统统图图三、交流操作电源三、交流操作电源 小型小型10kV配变电所一般选用交流操作电源，可以配变电所一般选用交流操作电源，可以从所用变压器或电压互感器取得从所用变压器或电压互感器取得220V电压源。电压源。F UT VQF1QF2FuQF314121311108

16、97vwTV 6453TI65WB(L3)SA2178234电压小母线电压互感器二次侧接地检查继电器控制电源母线转换开关及电压测量WV(L1)WV(L2)WV(L3)220V100VSA1KV WB(L1)V续上页 用电压互感器作交流操作电源，可靠性差，只能作为断路用电压互感器作交流操作电源，可靠性差，只能作为断路器正常跳合闸以及油浸式变压器瓦斯保护或干式变压器温度保器正常跳合闸以及油浸式变压器瓦斯保护或干式变压器温度保护的工作电源。护的工作电源。TAKCYCTI2QF去分流跳闸方式去分流跳闸方式 过电流保护的操作方式：过电流保护的操作方式： 采用电流互感器作为采用电流互感器作为操作电源，作用

17、于电流脱扣器操作电源，作用于电流脱扣器跳闸。跳闸。 采用整流储能装置，将采用整流储能装置，将电流转换成电压，作用于电流转换成电压，作用于电压电压脱扣器，脱扣器，使断路器跳闸。使断路器跳闸。 采用不间断电源采用不间断电源UPS。作用于作用于电压脱扣器跳闸，电压脱扣器跳闸，使断使断路器跳闸路器跳闸。电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-21任务：任务： 监视供电系统的运行状态和计量一次系统消耗的电能，监视供电系统的运行状态和计量一次系统消耗的电能， 保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。 要求：要求： 对电气测量仪表，要保证其测量范围和准确

18、度满足变配对电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配 电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于 观测，经济耐用等。观测，经济耐用等。一、电气测量回路一、电气测量回路（一）电气测量的任务与要求（一）电气测量的任务与要求 （二）电气测量仪表的配置（二）电气测量仪表的配置 供电系统变配电装置中的各部分仪表按规定要求配置。供电系统变配电装置中的各部分仪表按规定要求配置。第三节第三节 电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视 续上页（三）电气测量回路示例（三）电气测量回路示例10kV线路电气测量原理电路图线路电气测量原理电路图APAPJP

19、JPJRPJRvarhvarhTA1TA1TA3TA2TA3TA21S21S21S21S11S11S1varhPJvarhPJWhWhWV(L1)WV(L2)WV(L3)WhWhPJRPJR测 量 表 计电 压 回 路测 量 表 计电 流 回 路续上页T A 4T A 1T A 3T A 2L 1 ,L 2 ,L 30 .3 8 k V 母 线380V电源进线回路电气测量原理电路图。电源进线回路电气测量原理电路图。电 流 采 样TA3TA2TA1S2S2S2S1S1S1TA4S2S1无 功 补 偿L2VL1AAAcos自动控制器至无功补偿L3cos测 量 表 计电 压 回 路测 量 表 计电

20、流 回 路PWPWPPFPPFPVPA3PA2PA1WWWWPWPWFU2FU3FU1续上页 基于先进的数字信号处理和单片机技术的新型数字式智能基于先进的数字信号处理和单片机技术的新型数字式智能表，集测量、显示、报警输出、参数设置和数据存储为一体，表，集测量、显示、报警输出、参数设置和数据存储为一体，已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。 TA2TA3S2S2S1S1L2L1220V220/110VL3TA1S2S1多 功 能 仪 表多 功 能 仪 表多 功 能 仪 表FU2FU3FU1电 流 回 路电 压 回 路测 量 表 计测 量

21、表 计测量表计工作电源下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。FU3WV(L3)WV(L2)TVWV(L1)FUKVFU1 FU2PV3PV2PV1VVPV4VVw电 压 互 感 器接地信号装置dM电压小母线dNvuTV绝缘检查电压表n电压表二、交流系统的绝缘监视二、交流系统的绝缘监视 利用一次系统接地后出现的零序电压给出信号或跳闸。利用一次系统接地后出现的零序电压给出信号或跳闸。电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-26 高压断路器的控制回路是指用控制开关或遥控命令操作断高压断路器的控制回路是指用控制开关或遥控命令操作断路器跳、合闸的回

22、路。路器跳、合闸的回路。 信号回路是用来指示一次系统设备运行状态的二次回路。信号回路是用来指示一次系统设备运行状态的二次回路。用来显示断路器正常工作的位置状态。用来显示断路器正常工作的位置状态。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。在系统出现不正常状态时或在故障初期发在系统出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。出的报警信号。信号按信号按用途分用途分位置信号：位置信号：事故信号：事故信号：预告信号：预告信号：断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。一、概述一、概述 第四节第四节 高压断路器的控制和信号回路

23、高压断路器的控制和信号回路二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路 LW12型万能转换开关型万能转换开关 控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。 这种这种控制开关有六个位置控制开关有六个位置： 两个预备操作位置（两个预备操作位置（“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”）；）； 两个操作位置（两个操作位置（“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”）；）； 两个固定位置（两个固定位置（“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”）。）。LW2型万能转换开关型万能转换开关续上页LW1216D/49.4

24、636.6开关接点图表开关接点图表 触点号触点号1234567891011121314151617181920 手手柄柄位位置置 跳跳 闸闸 后后预备预备合闸合闸合合 闸闸合合 闸闸 后后预备预备跳闸跳闸跳跳 闸闸T A 1 T A 3T A 2Q F2H WW C L ( L 3 )F U 4S Q TS Q TM1W C L ( L 1 )熔 断 器3314S A1 09S A R1 41 3储 能 回 路F U 3储 能 小 母 线储 能 位 置指 示 灯储 能电 机续上页断路器控制与信号回路分析：断路器控制与信号回路分析：1.手动储能合闸手动储能合闸 采用弹簧采用弹簧操动机构的断操动机

25、构的断路器在首次合路器在首次合闸前需先储足闸前需先储足能量。能量。 3412W C (L 3 )F U 2Y CQ FS Q TY TQ F合 闸指 示 灯控 制 回 路W C (L 1 )21653 41S AF U 13熔 断 器合 闸回 路控 制 小 母 线跳 闸指 示 灯2187413S AK A保 护 回 路3保 护跳 闸跳 闸回 路H RH G续上页Q FT A 2 T A 3T A 1储足储足能量能量后，后，就可就可进行进行合闸合闸操作操作。 3412跳 闸回 路保 护跳 闸3保 护 回 路K AS A314781 2跳 闸指 示 灯控 制 小 母 线合 闸回 路熔 断 器3F

26、U 1H RH GS A143561 2W C (L 1 )控 制 回 路合 闸指 示 灯Q FY TS Q TQ FY CF U 2W C (L 3 )续上页 2.手动跳闸手动跳闸Q FT A 2 T A 3T A 13412续上页 3.自动跳闸自动跳闸跳 闸回 路保 护跳 闸3保 护 回 路K AS A314781 2跳 闸指 示 灯控 制 小 母 线合 闸回 路熔 断 器3F U 1S A143561 2W C (L 1 )控 制 回 路合 闸指 示 灯Q FY TS Q TQ FY CF U 2W C (L 3 )H RH GT A 1 T A 3T A 2Q F3412事 故 跳 闸

27、信 号 回 路433S A14W F SQ F1312S A1 61 5W D S21321续上页 断路器自动跳闸后，而控制开关断路器自动跳闸后，而控制开关SA仍处仍处于于“合闸后合闸后”位置，这种情况称为位置，这种情况称为“不对应不对应”关系。关系。 事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置发出事故音响信号。发出事故音响信号。 事故信号的解除：事故信号的解除： 将将SA转至转至“预备跳闸预备跳闸” “跳闸跳闸” “跳闸后跳闸后”位，使其与断路器恢复对应关系位，使其与断路器恢复对应关系。 4.电气防跳电气防跳 利用利用SA的闭锁触点。的闭锁触点。3412SA 1

28、合 位监 视控 制 回 路Y CQ FSQ TFU 2-W CK H TK H TSQ 2K H CK H TSQ 1K PTK PC0 21214133SA 1FU 1+W CSA 256K H C4231防 跳控 制 小 母 线熔 断 器合 闸自 保 持遥 控合 闸手 动合 闸跳 位监 视H GQ FY TH RK H TK H TK PTK H T1782314 3K PC跳 闸指 示 灯遥 控跳 闸手 动跳 闸跳 闸自 保 持保 护跳 闸合 闸指 示 灯三、三、采用采用微机微机远方远方监控监控的断的断路器路器控制控制和信和信号回号回路路 远方远方就地就地防误操作防误操作联锁触点联锁触点

29、合位继电器合位继电器合保继电器合保继电器跳保继电器跳保继电器跳位继电器跳位继电器续上页微 机 综 合 保 护 监 控 装 置弹 簧未储能远方就地切 换控制回路断 线手 车位 置断路器位 置控制小母线-WSFU4QF+WSFU3熔断器装 置 电 源SQ3KPTKPC61 05SA22SQT信 号 输 入 回 路备 用装 置接 地信 号复 归SQT-WCLFU6HWMSQTFU5合 闸 回 路SBSAR+WCL电气设备及运行维护电气设备及运行维护11-36 对中央事故信号装置的要求是对中央事故信号装置的要求是： 在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号(

30、 (电笛电笛) )，并在控制屏或配电装置上有表示事故跳闸的具体断路器位置的并在控制屏或配电装置上有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。灯光指示信号。 中央信号中央信号: : 事故信号和预告信号事故信号和预告信号 有能重复动作和不能重复动作两种有能重复动作和不能重复动作两种, ,并能手动或自动复归。并能手动或自动复归。 对中央预告信号装置的要求是对中央预告信号装置的要求是： 当供电系统发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的当供电系统发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号（电铃），并有显示故障性质和情况时，应及时发出音响信号（电铃），并有显示故障性质和地点的指

31、示信号（光字牌指示）。地点的指示信号（光字牌指示）。第五节第五节 中央信号装置中央信号装置续上页WS(L3)KAFU2HAWFSKAKAHYKAHWWS(L1)FU1SB1SB2WDS信 号电 源监 视断 路 器事 故 跳 闸音 响 试 验按 钮音 响 解 除按 钮解 除 音 响继 电 器事 故 信 号电 笛信 号 小 母 线熔 断 器 下图是不能重复动作的中央事故信号装置回路图，为便于下图是不能重复动作的中央事故信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将变配电所的所有断路器事故跳闸信号回路分析其工作原理，将变配电所的所有断路器事故跳闸信号回路绘在一起列于图右。绘在一起列于图右。 断 路 器 Q

32、 F 3断 路 器 Q F 2断 路 器 Q F 1配 电 装 置 事 故 跳 闸 信 号 回 路324131221S A 3332314S A 22 14312S A 1W D S34311 51 51211 61 6S A 3Q F 313 4 343311 511 211 21 6S A 2S A 1Q F 1W F SQ F 3续上页熔 断 器信 号 小 母 线 电 铃预 告 信 号继 电 器解 除 音 响按 钮音 响 解 除按 钮音 响 试 验未 复 归掉 牌监 视电 源信 号WASB2SB1FU1WS(L1)HWKAKAHYKAHAFU2WS(L3)KAWPS 下图是不能重复动作的

33、中央预告信号装置回路图，为便于下图是不能重复动作的中央预告信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。 W P SH WK S 1K S 2K S 3W AW A变 压 器 超 高 温预 告 信 号 回 路变 压 器 超 温 系 统 接 地信 号电 源监 视掉 牌未 复 归接线端子电压继电器电磁式电压继电器实物图片电磁式电压继电器实物图片文字符号：文字符号： KV图形符号：图形符号：U 测量线圈测量线圈动作动作触点触点常开常开触点触点常闭常闭触点触点电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁动静触点动静触点中间变压器文字符号：文字符号： TI图形符号：图形符号：转换开关旋转手柄旋转手柄触点盒触点盒文字符号：文字符号： SA图形