供配电系统的二次回路及自动装置课件

1、项目 供配电系统的二次回路及自动装置任务. 二次回路概述任务. 高压断路器的控制和信号回路任务. 电测量仪表与绝缘监视装置任务. 供配电系统的自动装置返回任务.二次回路概述.二次回路及其组成.二次回路二次回路是用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路。.二次回路的组成二次回路由控制系统、信号系统、监测系统、继电保护系统、自动化系统等电路组成，如图. 所示。.二次回路的绘制.二次回路的施工及接线要求（） 要求：下一页返回任务.二次回路概述按图施工， 接线正确。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。盘、柜内的导线不应有接头， 导线芯线应无损伤。电缆芯线和所配导线的端

2、部均应标明其回路编号， 编号应正确， 字迹清晰且不易脱色。配线应整齐、清晰、美观， 导线绝缘应良好， 无损伤。每个接线端子的每侧接线宜为 根， 不得超过 根。对于插接式端子， 不同截面的两根导线不得接在同一端子上； 对于螺栓连接端子， 当接两根导线时， 中间应加平垫片。上一页下一页返回任务.二次回路概述二次回路接地应设专用螺栓。盘、柜内的配线， 电流回路应采用电压不低于 的铜芯绝缘导线， 其截面不应小于. ； 其他回路截面不应. ； 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及有足够机械强度的情况下， 可采用不小于. 截面的铜芯绝缘导线。（） 用于连接门上的电器、控制台板等

3、可动部位的导线， 还要求：应采用多股软导线， 敷设长度应有适当裕度。线束应有外套塑料管等加强绝缘层。上一页下一页返回任务.二次回路概述与电器连接时， 端部应绞紧并应加终端附件或搪锡， 不得松散、断股。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械应力。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将钢带接地。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予以接地。上一页下一页返回任务.二次回路概述橡胶绝缘的芯线

4、应外套绝缘管保护。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。备用芯长度应留有裕量。强电与弱电回路不应使用同一根电缆， 并应分别成束分开排列。二次回路导线的应用还须注意： 在油污环境， 应采用耐油的绝缘导线。在日光直射的环境， 橡胶或塑料绝缘导线应采取防护措施， 如穿金属管或蛇皮管保护。.二次回路安装接线图的绘制） 安装接线图的绘制要求上一页下一页返回任务.二次回路概述接线图是用来表示成套装置或设备中各元器件之间连接关系的一种图形。绘制接线图应遵循 的有关规定。接线图一般应表示出各个项目即元件、器件、部件、组件和成套设备等的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线

5、型号和截面等内容。） 安装接线图的绘制方法（） 二次设备的表示方法。所有二次设备都必须按 标明其项目种类代号， 见表.。上一页下一页返回任务.二次回路概述（） 接线端子及其表示方法。盘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（见图.） 种类如下：普通端子。用来连接由盘外引至盘上或由盘上引至盘外的导线。连接端子。装有横向连接片， 可与邻近端子板相连， 用来连接有分支的二次回路导线。试验端子。用来在不断开二次回路的情况下， 对仪表、继电器进行试验。（） 连接导线的表示方法。上一页下一页返回任务.二次回路概述连续线画法： 表示两端子之间连接导线的线条是连续的， 如图. （）所示

6、。中断线画法： 表示两端子之间连接导线的线条是中断的， 如图. （） 所示。在线条中断处必须标明导线的去向， 即在接线端子出线处标明对方端子的代号， 这种标号方法， 称为“相对标号法” 或“对面标号法”。用中断线表示法（相对标号法） 表示二次回路连接导线的一条高压线路二次回路接线图， 如图. 所示。上一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路.二次回路的操作电源.直流操作电源） 镉镍蓄电池组供电的直流操作电源单个额定端电压为. ， 充电终了时端电压可达. 。根据操作电源要求， 可将多个蓄电池串联起来组成蓄电池组供电， 其特点是工作可靠、大电流放电性能好、功率大、使用寿命长、腐蚀性小、无须专用房间

7、， 如图. 所示。） 硅整流电容储能直流操作电源硅整流电容储能直流操作电源的电路如图. 所示。下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路各元件功能：（） 硅整流器 是断路器合闸电源， 并向控制回路供电。（） 硅整流器 仅向控制回路供电。（） 逆止元件 和 限制、 向控制母线 供电。（） 逆止元件 限制控制母线向合闸母线供电。（） 、 储能电容， 其容量应能保证继电保护和跳闸线圈回路可靠地动作。） 复式整流的直流操作电源上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路复式整流的直流操作电源如图. 所示。其交流电源来自两部分：（） 所用变压器或电压互感器供电： 电压源。（） 电流互感器供电： 电流

8、源。两路电源保证直流操作电源工作可靠。.交流操作电源交流操作电源种类：（） 主要取自所用变压器的低压侧。（） 取自电压互感器的二次侧， 因其容量较小，一般只作为油浸式变压器瓦斯保护的交流操作电源。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路（） 取自电流互感器， 主要供电给继电保护和跳闸回路。.高压断路器的控制和信号回路.概述） 控制回路控制回路指控制（操作） 高压断路器跳、合闸的回路。） 信号回路信号回路用来指示一次电路运行状态的二次回路。（） 断路器位置信号： 用来指示断路器的位置。红灯长亮， 表示合闸； 绿灯长亮， 表示跳闸。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路（） 事故

9、信号： 用来指示断路器的事故状态。红灯闪光， 表示自动合闸； 绿灯闪光，表示自动跳闸。（） 预告信号： 在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出报警信号。） 对控制回路和信号回路的要求（） 应能监视控制回路熔断器及其跳、合闸回路的完好性， 通常采用灯光监视。合闸或跳闸完成后， 能切断合闸或跳闸的电源。（） 应能指示断路器正常合闸、跳闸的位置状态及发出自动合闸、跳闸信号。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路（） 断路器的事故跳闸信号回路， 应按“不对应原理” 接线。控制开关在合闸位置而断路器已跳闸时， 发出事故跳闸信号。（） 对有可能出现不正常工作状态或故障的设备， 应装设预告信号

10、， 包括音响和灯光信号， 并能指示故障地点和性质。（） 预告音响信号用电铃， 事故音响信号用电笛。.采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路） 控制开关某一 系列的控制开关及触点如图. 所示。其触头见表.。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路） 线路组成电磁操作机构的断路器控制和信号回路如图. 所示。） 线路分析（） 手动合闸操作。合闸时： 通， 通电， 主触点闭合， 使合闸线圈 通电， 断路器合闸。合闸后： 断开， 切断合闸回路； 闭合， 亮， 指示断路器已经合闸，并监视跳闸 回路。（） 手动分闸操作。分闸时： 控制开关 接通， 通电， 断路器分闸。上一页下一页返回任务.高压断路器

11、的控制和信号回路分闸后： 断开， 断开， 切断分闸回路； 闭合， 闭合， 绿灯 亮， 指示断路器分闸， 并监视合闸回路。 （ ） 专用来接入红绿指示灯， 减少储能电容器耗能。（） 短路自动跳闸， 闪光报警。短路时： 继电保护动作， 触点 闭合， 得电， 断路器跳闸。自动跳闸后： 断开， 灯灭并切断跳闸回路。 闭合： 使绿灯 闪光， 表示断路器自动跳闸。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路 闭合： 有电， 发出音响信号。此时值班员将 扳向跳闸位置， 消除全部事故信号。.采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路是利用预先储能的合闸弹簧释放能量， 使断

12、路器合闸。合闸弹簧由电动机拖动储能， 也可手动储能。） 采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路的电路原理电路如图. 所示。） 线路分析上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路（） 弹簧储能： 按下按钮， 储能电动机 通电（位置开关 原已闭合）， 合闸弹簧储能。储能完成后， 自动断开， 切断电动机电源， 同时位置开关 和 闭合，为分合闸做好准备。（） 合闸： 控制开关 手柄扳向合闸（） 位置， 接通， 合闸线圈 通电使弹簧释放， 致使断路器 合闸。合闸后 断开， 绿灯 灭， 并切断合闸电源；同时 闭合， 红灯 亮， 指示断路器在合闸位置， 并监视着跳闸回路的完好性。（） 分闸： 控制开关

13、 手柄扳向分闸（） 位置， 接通， 跳闸线圈 通电， 使断路器 分闸。上一页下一页返回任务.高压断路器的控制和信号回路分闸后， 断开， 红灯 灭， 并切断跳闸回路； 同时 闭合， 绿灯 亮， 指示断路器在分闸位置， 并监视着合闸回路的完好性。（） 故障时： 保护装置动作， 继电器 触头闭合， 接通跳闸线圈 回路， 使断路器 跳闸。随后 断开， 红灯 灭， 并切断跳闸回路； 同时， 由于断路器是自动跳闸， 手柄仍在合闸位置， 其触 闭合， 而断路器 已经跳闸， 闭合， 因此信号音响母线 有电， 发出事故跳闸音响信号。值班员得知此信号后， 将 手柄扳向分闸位置（）， 解除事故跳闸信号。上一页返回任

14、务.电测量仪表与绝缘监视装置.电测（计） 量仪表.电测（计） 量仪表的任务与要求） 电测（计） 量仪表的任务电费计量： 主要计量用电单位的用电量， 如有功电度表、无功电度表。对供电系统中运行状态、技术经济分析所进行的测量： 如电压、电流、有功功率、无功功率测量等。对交直流系统的安全状况如绝缘电阻、三相电压是否平衡等进行监测。下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置） 对电测量仪表的要求（） 能正确反映电力装置的运行参数， 能随时监测电力装置回路的绝缘状况。（） 交流回路仪表的精确度不应低于. 级； 直流回路仪表的精确度不应低于. 级。（） 互感器的精度要高于仪表的精度， . 级和. 级的测量仪

15、表应配用不低于. 级的互感器。（） 适当选择电流互感器变比， 以满足仪表的指示在标度尺的 处。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置（） 对有可能过负荷运行的电力装置回路， 仪表的测量范围宜留有适当的过负荷裕度。（） 对重载启动的电动机和运行中有可能出现冲击电流的回路， 宜采用具有过负荷标度尺的电流表。（） 对有可能双向运行的电力装置回路， 应采用具有双向标度尺的仪表。） 对电能计量仪表的要求（） 月平均用电量在 及以上的用户： 采用. 级的有功电度表。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置（） 月平均用电量小于 的用户： 在 及以上的变压器高压侧计费， 应采用. 级的有功电度

16、表； 在 以下的变压器低压侧计费、 及以上的电动机以及企业内部考核用的线路和电力装置， 应采用. 级有功电度表。（） 在 及以上的变压器高压侧计费和并联电力电容器组， 应采用. 级的无功电度表。（） 在 以下的变压器低压侧计费及企业内部考核用的线路和电力装置， 应采用. 级的无功电度表。（） . 级的有功电度表， 应配用. 级的互感器。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置. 级的有功电度表、. 级的专用电能计量仪表、. 级计费用的有功电度表及. 级的无功电度表， 应配用不低于. 级的互感器。（） 仅企业内部考核用而不计费的. 级有功电度表及. 级的无功电度表， 宜配用不低于. 级的互

17、感器。.电气测量仪表的配置原则及线路.配置原则（） 电源进线： 必须装设有功电度表和无功电度表及一只电流表。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置（） 变配电所的每段母线上， 必须装设电压表。（） 在中性点不接地系统中， 各段母线上应装设绝缘监视装置。（） 的变压器， 应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表和无功电度表各一只， 装在哪一侧视具体情况而定。（） . 的变压器， 在高压侧装设电流表和有功电度表各一只， 如为单独核算单位的变压器， 还应装设一只无功电度表。（） 的配电线路， 应装设电流表、有功和无功电度表各一只。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置（） 的

18、电源进线或变压器低压侧， 各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电度表， 则低压侧还应装设有功电度表一只。（） 低压动力线路上， 应装设一只电流表。（） 低压照明线路及三相负荷不平衡率大于 的线路上， 应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能， 应装设一只三相四线有功电度表。（） 对负荷平衡的三相动力线路， 可只装设一只单相有功电度表， 实际电能按其计度的三倍计。（） 并联电力电容器组的总回路上， 应装设三只电流表， 分别测量三相电流， 并装设一只无功电度表。上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置.电测量仪表的电路（） 10 高压线路电测量仪表的电路如图. 所示。（） 照明线路

19、电测量仪表的电路如图. 所示。.绝缘监视装置.绝缘监视装置的作用绝缘监视装置用于中性点不接地的 系统中监视单相接地故障。.绝缘监视装置的电路及分析上一页下一页返回任务.电测量仪表与绝缘监视装置 系统的电压测量和绝缘监视电路如图. 所示。当电压继电器动作， 发出报警的灯光和音响信号时， 说明接成开口三角的二次绕组有 的电压输出， 且一次回路发生某接地相。哪相接地？ 观察监视三个相电压的电压表， 必有一相指示为零， 另两相电压升高， 那么指示为零的相即为接地相。上一页返回任务.供配电系统的自动装置.自动重合闸装置.自动重合闸装置的作用对雷击闪络或鸟兽等造成的短路故障， 在雷闪过后或鸟兽烧死以后，

20、线路大多能恢复正常运行。此时断路器再一次合闸， 便可恢复供电， 从而提高了供电可靠性。自动重合闸装置就是当断路器跳闸后， 能够自动地将断路器重合闸的装置， 简称。.电气一次自动重合闸的基本原理其原理框图， 如图. 所示。框图分析如下：下一页返回任务.供配电系统的自动装置手动合闸时， 按下， 合闸接触器 有电， 使合闸线圈 动作， 断路器 合闸。手动跳闸时， 按下， 跳闸线圈 有电， 断路器 跳闸。短路时， 保护装置 动作， 跳闸线圈 有电， 断路器 自动跳闸。与此同时， 闭合且重合闸继电器 启动， 其触点延时闭合， 合闸接触器 有电， 断路器重合闸。如果故障是瞬时的， 则重合成功。如果故障是永

21、久的， 则保护装置再次动作， 断路器再次跳闸。由于 设计成一次重合（图上未表示）， 所以不会反复重合闸。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置.电气一次自动重合闸装置示例电气一次自动重合闸装置电路如图. 所示， 该电路的控制开关 采用 型。 型控制开关的合闸（） 和跳闸（） 操作各具有五个位置： 跳闸后、预备合闸、合闸、合闸后、预备跳闸、跳闸， 其控制开关触点状况见表.。开关 只有合闸（）和跳闸（） 两个位置， 用来投入和解除。电路分析：（） 当供电线路正常运行时， 处于准备状态。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置（） 当供电线路发生瞬时性故障时， 动作。 跳闸， 其辅助触点 闭合

22、， 而 仍处于合闸位置， 从而接通 的启动回路， 中的时间继电器 动作。 的延时闭合触点 闭合。这时电容器 对继电器 的电压线圈放电， 动作。 动作后， 断开， 指示灯 熄灭， 表示 已经动作。合闸接触器 由控制母线 经 接点 、 两对串联的常开触点 、 及 的电流线圈、 线圈、连接片、 中的常闭触点 和 获得电源， 断路器 重合。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置断路器重合成功后， 所有继电器自动返回， 电容器 又恢复充电。要使 退出工作， 可将选择开关 扳到断开（） 位置。 电流线圈的作用： 由于 电压线圈是由 放电而动作， 但 的放电时间短， 因此为了使 能够自保持， 在 的出口

23、回路串入了 的电流线圈， 借 本身的常开触点 、 闭合， 使电流线圈得电， 使 保持动作状态。信号继电器 的作用： 发出信号表明 动作。（） 当 重合到永久性故障。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置继电保护又动作使断路器再跳闸。此时 又要启动， 虽然 再次动作， 但因电容器 还未充满电， 两端电压较低， 所以放电电流很小， 不能动作， 的出口回路不会接通， 保证 不能再次重合。（） 使用 分闸 不能重合。控制开关 扳到“预备跳闸” 及“已经跳闸” 位置时， 其触点 闭合， 使电容器 先对电阻 放电， 从而使 失去动作电源。（） 解决遇到永久故障， 触点 、 又被粘住， 会频繁合闸、跳闸

24、。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置 触点 、5 6 被粘住， 点始终带电， 跳闸回路中的 电流线圈得电， 启动 的电压线圈， 从而使 的触点 断开， 避免 频繁合闸、跳闸。手动合闸到永久故障线路上时， 的、 闭合， 视同 点始终带电（防跳）。（） 解决重合到永久性故障上， 要求继电保护装置解除保护时限断路器瞬时跳闸的问题。 的、 触点在第一次合闸时已经闭合， 线圈有电， 触点瞬时闭合。当重合到永久性故障上， 虽然 的、 触点断开， 线圈失电， 但其触点延时断开， 从而解除保护动作时限， 断路器跳闸线圈瞬时得电， 断路器跳闸。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置当手动合闸到永久性

25、故障上， 触点、 闭合， 使 线圈有电， 通过并联在保护回路的触点闭合， 解除保护动作时限， 断路器跳闸线圈瞬时得电， 完成断路器跳闸。. 备用电源自动投入装置（）. 装置的作用与分类） 的作用为了提高供电连续性， 当工作电源失电时， 启动， 将备用电源自动投入。） 分类（三种方式）（） 备用线路自动投入装置。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置备用线路自动投入装置正常运行时工作线路供电， 当工作线路失电时， 便启动将备用线路投入， 如图. （） 所示。备用线路自动投入装置适用于两路电源、一台变压器的变电所。（） 分段断路器自动投入装置。分段断路器自动投入装置正常运行时， 一台变压器带一

26、段母线， 分段断路器 断开。当任一段母线失电时， 动作， 断开 （或）， 合上 恢复供电。分段断路器自动投入装置适用于两个线路， 变压器组正常时都带电， 故障时互为备用（热备用）， 如图. （） 所示。（） 备用变压器自动投入装置。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置备用变压器自动投入装置正常时 和 工作， 备用。当任一台工作变压器失电时， 启动将其断路器跳开， 然后将备用变压器投入， 如图. （） 所示。备用元件平时不投入运行， 当工作元件失电时才将备用元件投入（冷备用）。. 装置的典型接线） 高压 装置高压 装置的线路如图. 所示。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置正常运行时

27、： 假设 （工作电源） 合闸， 其常开辅助触点 接通， 红色指示灯 点亮， 指示 处于合闸状态； （备用电源） 分闸， 其常闭辅助触点、 闭合，绿色指示灯 点亮， 指示 处于分闸状态。此时低电压继电器 的线圈（图. 中未画出， 每一路电源两台） 均通电， 其常闭触点均断开， 和 无电。每一路电源采用两台低电压继电器使其触点串联， 是为了防止其供电的电压互感器一相熔断器熔断， 而使 装置误动作。（） 工作电源停电， 工作电源断路器跳闸。上一页下一页返回任务.供配电系统的自动装置当 控制的一路电源停电时， 低电压继电器 和 失电， 常闭触点接通， 得电（即 启动）， 经延时后， 其常开触点、 闭合， 经 跳闸、通连接压板 及 辅助触点、， 使 跳闸线圈 通电， 从而 跳闸。（） 指示灯点亮指示工作电源停止工作。 跳闸后， 其辅助触点、 断开， 红灯 熄灭， 同时切断跳闸线圈 电源。 的常闭辅助触点 恢复闭