供配电技术 第6章 供配电系统二次接线

第6章供配电系统二次接线

第6章供配电系统二次接线内容提要：供配电系统二次接线的基本概念二次接线图的绘制二次回路的操作电源断路器控制回路信号回路电气测量仪表6.1.1

二次接线的基本概念二次设备指对一次设备的工作状态进行监视测量控制保护的辅助电气设备

基本任务反映一次设备的工作状态在一次设备发生故障时，能使故障部分迅速退出工作保持电力系统处在最好的运行状态图5.1供配电系统的二次回路功能示意图

6.2

二次接线图

二次接线图

原理接线图

展开接线图

安装接线图10kV线路保护原理接线图

6.2.1

展开接线图

展开接线图：交流电流回路、交流电压回路、直流控制操作回路和信号回路等几个主要组成部分

特点：接线清晰，回路次序明显，便于了解整套装置的动作程序和工作原理，易于阅读，对于复杂线路的工作原理的分析更为方便10kV线路保护原理接线图

6.3

变电所二次回路的操作电源

二次回路操作电源

直流操作电源

交流操作电源所用变压器6.3.1

二次回路操作电源介绍

二次回路的操作电源是指控制、信号、监测及继电保护和自动装置等二次回路系统所需的电源。要求：（1）安全可靠；（2）容量足够大分类：（1）直流操作电源；（2）交流操作电源硅整流电容储能直流操作电源

带有两组不同容量电容储能的硅整流装置图6.3.3

交流操作电源获得途径：取自所用电变压器；取自电流互感器、电压互感器的二次侧。保护、控制、信号回路的容量不大继电保护方式：“去分流跳闸”方式

当一次电路发生相间短路时，继电器动作，其常闭触点断开，使YR的短接分流支路被去掉,使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈YR，断路器跳闸。断路器的跳闸线圈

直接动作式

在一次电路发生相间短路时，短路电流反应到互感器的二次侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器跳闸。

6.3.4

所用变压器变电所的用电设置专门的变压器供电，简称所用变。变电所用电有室外照明、室内照明、操作电源用电等。所用变压器接线示意图

6.4

高压断路器的控制与信号回路断

高压断路器

高压断路器的控制方式与控制要求灯光监视的控制回路和信号回路6.4.1

高压断路器

高压断路器有完善的灭弧装置，不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流。

按采用的灭弧介质来划分主要有：油断路器六氟化硫断路器真空断路器等6.4.3

灯光监视的控制回路和信号回路

1．控制回路的构成控制开关

控制开关是断路器控制回路的主要控制元件，由人员操作使断路器合、闸，在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。

LW2-Z型控制开关外型结构图

固定与自由行程触头示意图（1）触点盒位置图表中：“×”表示触点接通，“一”表示触点断开。

触点盒位置图表

（2）LW2型控制开关触点图表LW2-Z-1a,4,6a,40,20,20/F8型开关型控制开关触点表

表中：虚线上打黑点（·）的触点，表示在此位置时该触点通。位置信号：

用来指示设备的运行状态的，如断路器的通、断状态，所以位置信号又称为状态信号。对隔离开关常采用一种专门的位置指示器如MK-9型位置信号指示器来表示其位置状态。隔离开关位置信号指示器

事故信号

供电系统在运行中发生了某种事故继电保护动作同时事故信号装置发出灯光音响信号蜂鸣器（电笛）发出声音相应的光字牌变亮显示文字告知事故的性质类别及发生事故的设备重复动作的中央复归式事故音响信号回路图

2.电气测量仪表的准确度等级

准确度是指仪表测量值与实际值的一致程度。仪表准确度等级可分为如下七级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级。电气测量仪表一般按其准确度等级来划分其测量性能。

电气测量仪表的准确度等级与测量误差表

三相电路的测量

三相电路有功电能的测量

三相四线制电路有功电能的测量在对称三相四线制电路中，可以用一个单相电能表进行测量，再进行有关计算。当三相负荷不对称时，一般采用三相四线有功电能表进行测量。（2）三相三线制电路有功电能的测量

三相三线制电路所消耗的有功电能，可以用两个单相电能表来测量，三相所消耗的有功电能等于两个单相电能表读数之和。三相有功电能表接线

6.8

互感器

互感器介绍

电流互感器

电压互感器

组合互感器1.互感器介绍互感器定义：将一次侧的高电压、大电流转换成标准的电压和电流后供给二次设备进行测量和继电保护用。互感器的主要作用

隔离一次回路与二次设备扩大二次仪表和保护继电器使用范围使二次仪表、继电器标准化

互感器按可分为电流互感器电压互感器2.电流互感器

工作原理

图5.21电流互感器电流互感器原理图

电流互感器一次绕组串接在一次电路中，二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈相串联，形成一个闭合回路。电流互感器工作时二次回路接近于短路状态。电流互感器一次电流由被测量的一次回路决定而基本不受二次负荷的影响。磁动势平衡方程式：

若忽略励磁电流，则有：N1和N2

分别为电流互感器一次和二次绕组匝数

电流互感器一、二次额定电流之比：电流互感器它的结构特点是：一次绕组匝数很少，有的型式电流互感器还没有一次绕组，利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组（相当于匝数为1）一次绕组导体相当粗；二次绕组匝数很多，导体较细。一次绕组串接在一次电路中，二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈相串联，形成一个闭合回路。电流互感器工作时二次回路接近于短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A3.电流互感器的型号和分类电流互感器的文字符号为TA，图形符号：分类：按安装地点分为户内式和户外式，一般35kV及以上的多采用户外式，10kV及以下多采用户内式。按一次绕组的匝数分为单匝式和多匝式。按用途分为测量用和保护用两类。按绝缘方式分可分为油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝缘式、串级式、电容式等。

在电力线路中，高压电流互感器通常带有多个相互之间没有磁联系的独立铁芯和二次绕组，共用一个一次绕组，这样可形成不同准确度等级的两个电流互感器，分别完成测量和继电保护功能。

LQZ－10型电流互感器外形结构

LMZJ1－0.5型电流互感器外形结构4.电流互感器的极性

电流互感器的极性介绍

定义：指某一时刻一次侧极性与二次侧某一端极性相同，即同时为正、或同时为负，称此极性为同极性端或同名端，用符号“*”、“-”

或“.”表示。电流互感器在接线时若将同名端弄错，将造成测量回路或继电保护回路中引起测量错误或保护装置错误动作。

（2）直流法测电流互感器极性

我国标准规定，电流互感器一次线圈首端标为L1，尾端标为L2；二次线圈的首端标为K1，尾端标为K2，在接线中L1和K1称为同极性端，L2和K2也为同极性端。直流法测电流互感器极性5.电流互感器的接线

互感器的接线方式通常有4种：单相式接线两相式不完全星形接线两相电流差式接线三相完全星形接线

6.电流互感器的使用注意事项

电流互感器在工作时其二次侧不得开路。由于电流互感器二次侧不能开路运行。电流互感器的二次侧有一端必须接地。注意接线极性。7.电流互感器的选择与校验

电流互感器的选择与校验应遵循如下原则电流互感器的额定电压不得低于装设地点的额定电压计量用的电流互感器的一次侧额定电流I1N不得小于一次电路的计算电流IC准确度的校验

校验公式为：电流互感器铁芯饱和特性

电流互感器铁芯饱和特性励磁电流较小的时候才近似满足的线性关系，而保护用电流互感器一次侧有可能流过短路大电流，这个时候互感器铁芯将会饱和，使得与之间出现非线性误差，短路电流越大，则误差越大。

（4）动稳定性校验：（5）热稳定性校验：

为厂家的产品技术参数中提供的动稳定电流倍数分别为厂家的产品技术参数中提供的热稳定电流倍数及热稳定时间

和6.8.3

电压互感器1.工作原理

一次绕组并联在一次线路上匝数较多二次绕组与二次回路中的仪表、继电器的电压线圈并联，匝数较少电压线圈的阻抗很高，因此电压互感器运行时其二次绕组相当于空载状态特点：容量小，其二次负荷通常仅有几十或几百VA，而且恒定。2.电压互感器的误差

误差种类：电压误差△U：角误差δ：指电压互感器二次电压向量U2旋转180°后与一次电压向量U1之间的夹角。误差产生原因：电压互感器一次电压的显著波动，致使磁化电流发生变化而造成误差。电压互感器空载电流的增大，会使误差增大。电源频率的变化。互感器二次负荷较大或功率因数太低。减小误差办法：缩短磁路长度、增大铁芯面积、减小磁路间隙和采用高磁导率材料

3.电压互感器的型号和分类

电压互感器的文字符号为TV，图形符号：电压互感器分类：按安装地点分为户内式和户外式；按相数分为单相式和三相式；按用途分为测量用和保护用两类；按绝缘方式分可分为干式、浇注绝缘式、油浸式。电压互感器的全型号表示和含义：

左图：JDZ－3，6，10型电压互感器外形结构右图：JSW－10型电压互感器外形结构

4.电压互感器的极性

通常交流电压、电流表是没有极性的。在某一瞬间，交流电相对于零电位总有正负方向之分采用铁芯传输能量时，必须区别绕组极性。

差接法测电压互感器极性

5.电压互感器的接线

电压互感器分类双绕组三绕组多绕组

接线方式

单相式接线两相式接线形接线三相三柱式接线三相五柱式电压互感器YN/yn/△接法电压互感器接线方式6.电压互感器的使用注意事项

电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路电压互感器二次侧有一端必须接地必须注意其端子的极性不能接反，以免造成测量误差或保护装置误动作7.电压互感器的选择与校验

电压互感器的选择与校验应遵循的原则：

按安装地点的环境和工作要求选择互感器的类型电压互感器的额定频率应与被测线路一致电压互感器的额定电压大于被测线路的电压合理选择准确度等级，并校验准确度

支持式电流互感器SAS型电流互感器为倒立式结构，一次导管为直线型（见图）。

满足暂态（TP级）特性的线性铁芯的输出特性呈最佳状态。

外壳铝铸件，铁芯及二次绕组由已经过特殊试验的树脂浇注件支撑。

二次绕组引出线通过引线套管接到互感器底座接线盒内的二次套管。

左图中：1-防爆片2-外壳3-铁芯外壳4-一次导管5-引线套管6-复合绝缘套管

7-接线盒8-底座

装入式电流互感器装入式电流互感器是为了节省空间面设计的，它没有外壳，可装入到其它电气设备中，一般安装在大容量变压器和多油式断路器的油箱内部。

各类低压电流互感器油浸式电压互感器普通油浸式电压互感器的额定电压制成3-35kV等级，铁芯和绕组均放于充满油的油箱内，绕组通过套管引出。

结构图JSJW-10型JDJ2-35型浇注式电压互感器用于35kV及以下电压等级，有单相双绕组、单相三绕组之分。环氧树脂浇注体下部涂有半导体漆并与金属底板相连以改善电场的不均匀性和电力线畸变的情况。该型互感器优点是运行维护方便，但一旦损坏，不能检修只有更新。

结构图JDZ2-1型JZW-12型干式电压互感器