二次回路及自动装置

第8章工厂变电所二次回路和自动装置§8.1二次回路概述§8.2操作电源§8.3高压断路器控制回路§8.4中央信号回路§8.5测量和绝缘监测监视回路§8.6二次回路安装接线图小结§8.7自动重合闸装置(ARD)§8.8备用电源自动投入装置(APD)§8.9变电站综合自动化§8.1二次回路概述二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路。二次回路又称二次系统。按功能二次回路可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路和自动化回路，为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源回路等。§8.2操作电源二次回路的操作电源主要有直流和交流两大类。直流操作电源主要有蓄电池和硅整流直流操作电源两种。对采用交流操作的断路器应采用交流操作电源，对应的所有二次回路如保护回路继电器、信号回路设备、控制设备等均采用交流形式。8.2.1直流操作电源1．蓄电池组供电的直流操作电源在一些大中型变电所中，可采用蓄电池组作直流操作电源。蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。§8.2操作电源硅整流直流电源在工厂变配电所应用较广，按断路器的操动机构的要求有电容储能(电磁操动)和电动机储能(弹簧操动)等类型。图示为硅整流电容储能直流系统原理图。2．硅整流直流操作电源§8.2操作电源在直流母线上还接有绝缘监察装置和闪光装置，绝缘监察装置采用电桥结构，用以监测正负母线或直流回路对地绝缘电阻，当某一母线对地绝缘电阻降低时，电桥不平衡，检测继电器中有足够的电流流过，继电器动作发出信号。闪光装置主要提供灯光闪光电源，其工作原理示意图如图所示。§8.2操作电源8.2.2交流操作电源交流操作电源的优点是：接线简单、投资低廉、维修方便。缺点是：交流继电器性能没有直流继电器完善，不能构成复杂的保护。1．继电保护的交流操作方式(1)直接动作式(2)去分流跳闸的操作方式(3)速饱和变流器式§8.2操作电源8.2.2交流操作电源2．控制回路、信号回路的交流操作电源(1)交流操作系统的闪光装置交流系统闪光继电器原理接线图§8.2操作电源8.2.2交流操作电源2．控制回路、信号回路的交流操作电源(2)交流操作系统中央信号装置中央信号分事故信号和预告信号。事故信号是用于故障跳闸时的报警信号，预告信号是用于不跳闸故障的报警信号。中央复归式不重复动作中央信号原理接线图§8.2操作电源8.2.3所用变压器变电所的用电一般应设置专门的变压器供电，简称“所用变”。变电所的用电主要有室外照明、室内照明、生活区用电、事故照明、操作电源用电等。§8.3高压断路器控制回路断路器控制回路的基本要求如下：8.3.1直流操作电源断路器控制回路是指控制(操作)高压断路器跳、合闸的回路，直接控制对象为断路器的操动(作)机构。操动机构主要有手动操作、电磁操动机构(CD)、弹簧操动机构(CT)、液压操动机构(CY)等。1．能手动和自动合闸与跳闸。2．能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护。3．断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源。4．应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。5．应具有反映断路器状态的位置信号和手动或自动合、跳闸的显示信号，断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线6．对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。§8.3高压断路器控制回路8.3.2手动操作的断路器控制回路§8.3高压断路器控制回路8.3.3电磁操动机构的断路器控制回路1.控制开关控制开关是断路器控制和信号回路的主要控制元件，由运行人员操作使断路器合、跳闸，在工厂变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。(1)LW2型控制开关的结构§8.3高压断路器控制回路8.3.3电磁操动机构的断路器控制回路1.控制开关控制开关是断路器控制和信号回路的主要控制元件，由运行人员操作使断路器合、跳闸，在工厂变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。(2)LW2型控制开关触点图表§8.3高压断路器控制回路8.3.3电磁操动机构的断路器控制回路2．电磁操动机构的断路器控制及信号回路§8.3高压断路器控制回路8.3.4弹簧操动机构的断路器控制回路直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制及信号回路§8.3高压断路器控制回路8.3.4弹簧操动机构的断路器控制回路交流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制及信号回路§8.4中央信号回路8.4.1对中央信号回路的要求1．中央事故信号装置应保证在任一个断路器事故跳闸时，能立即(不延时)发出音响信号和灯光信号或其他指示信号。2．中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。一般事故音响信号为电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃。3．中央预告信号装置应保证在任一个电路发生故障时，能按要求(瞬时或延时)准确发出信号，并能显示故障性质和地点4．中央信号装置在发出音响信号后，应能手动或自动复归(解除)音响，而灯光信号及其他指示信号应保持到消除故障为止。5．接线应简单、可靠，对信号回路的完好性应能监视。6．对事故信号、预告信号及其光字牌应能进行是否完好的试验。7．企业变配电所的中央信号一般采用能重复动作的信号装置；当变配电所主结线比较简单或一般企业配电所可采用不能重复动作的中央信号装置。§8.4中央信号回路8.4.2中央事故信号回路1．中央复归不重复动作的事故信号回路不能重复动作的中央复归式事故信号回路WS－信号小母线WAS—事故音响信号小母线1SA、2SA—控制开关1SB—试验按钮2SB—音响解除按钮KM—中间继电器HB—蜂鸣器§8.4中央信号回路8.4.2中央事故信号回路2．中央复归重复动作的事故信号回路§8.4中央信号回路8.4.3中央预告信号回路中央预告信号是指在供电系统中，发生故障和不正常工作状态而不需跳闸的情况下发出预告音响信号。常采用电铃发出声响，并利用灯光和光字牌来显示故障的性质和地点。1．不能重复动作的中央复归式预告音响信号回路§8.4中央信号回路8.4.3中央预告信号回路2．能重复动作的中央复归式预告音响信号回路§8.5测量和绝缘监测监视回路8.5.1测量仪表配置1．变配电装置中测量仪表的配置(1)在工厂供配电系统每一条电源进线上，必须装设计费用的有功电度表和无功电度表及反映电流大小的电流表。通常采用标准计量柜，计量柜内有专用电流、电压互感器。(2)在变配电所的每一段母线上(3～10kV)，必须装设电压表4只，其中一只测量线电压，其他三只测量相电压。中性点非直接接地的系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置，绝缘监视装置所用的电压互感器与避雷器放在一个柜内(简称PT柜)。(3)35／6～10kV变压器应在高压侧或低压侧装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表和无功电度表各一只，6kV～10kV／0.4kV的配电变压器，应在高压侧或低压侧装设一只电流表和一只有功电度表，如为单独经济核算的单位，变压器还应装设一只无功电度表。(4)3kV～10kV配电线路，应装设电流表，有功电度表，无功电度表各一只，如不是单独经济核算单位时，无功电度表可不装设。当线路负荷大于5000kV·A及以上时，还应装设一只有功功率表。(5)低压动力线路上应装一只电流表。照明和动力混合供电的线路上照明负荷占总负荷15％～20％以上时，应在每相上装一只电流表。如需电能计量，一般应装设一只三相四线有功电度表。(6)并联电容器总回路上，每相应装设一只电流表，并应装设一只无功电度表。§8.5测量和绝缘监测监视回路8.5.1测量仪表配置2．仪表的准确度要求(1)交流电流、电压表、功率表可选用1.5～2.5级；直流电路中电流、电压表可选用1.5级；频率表0.5级。(2)电度表及互感器准确度配置。(3)仪表的测量范围和电流互感器变流比的选择，宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表的指示在标度尺的2／3处。对有可能过负荷的电力装置回路，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短时冲击电流的电力装置回路，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。§8.5测量和绝缘监测监视回路8.5.1测量仪表配置常用仪表准确度配置测量要求互感器准确度电度表准确度配置说明计费计量0.2级0.5级有功电度表0.5级专用电能计量仪表月平均电量在106kW·h及以上0.5级1.0级有功电度表1.0级专用电能计量仪表2.0级无功电度表①月平均电量在106kW·h以下；②315kV·A以上变压器高压侧计量计费计量及一般计量1.0级2.0级有功电度表3.0级无功电度表①315kV·A以下变压器低压侧计量点；②75kW及以上电动机电能计量；③企业内部技术经济考核（不计费）一般测量1.0级1.5级和0.5级测量仪表3.0级2.5级测量仪表非重要回路§8.5测量和绝缘监测监视回路8.5.2直流绝缘监视回路1．两点接地的危害A、B两点接地会造成误跳闸情况。KM—保护出口继电器QF—断路器辅助触点YR—跳闸线圈§8.5测量和绝缘监测监视回路8.5.2直流绝缘监视回路2．直流绝缘监视装置回路图(a)等效电路(b)原理接线图KSE—接地信号继电器1SL绝缘监视转换开关SL—母线电压表转换开关R+、R—母线绝缘电阻1R，2R—平衡电阻3R—电位器§8.6二次回路安装接线图8.6.1二次回路的接线要求1.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，均应牢固可靠。3.盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。4.电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确、字迹清晰不易脱色。5.配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘应良好，无损伤。6.每个接线端子的每侧接线宜为1根，不得超过2根，有更多导线连接时可采用连接端子；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。7.二次回路接地应设专用螺栓8.盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于500V的铜芯绝缘导线，其截面不应少于2．5平方毫米；其他回路配线不应小于1．5平方毫米；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0．5平方毫米截面的绝缘导线。§8.6二次回路安装接线图8.6.2二次回路的接线这里所讲的二次回路的接线图主要是指二次安装接线图，简称二次接线图。是安装施工和运行维护时的重要参考图纸。二次接线图是用来表示屏(成套装置)内或设备中各元器件之间连接关系的一种图形。1．电气图的一般规则(1)图幅分区§8.6二次回路安装接线图8.6.2二次回路的接线(2)图线图线形式图线名称图线形式一般应用实线基本线，可见轮廓线、导线虚线辅助线，屏蔽线，不可见轮廓线，不可见导线，计划扩展线点划线分界线，结构框线，功能围框线，分组围框线双点划线辅助围柜线§8.6二次回路安装接线图8.6.2二次回路的接线(3)图形布局①图中各部分间隔均匀②图线应水平布置或垂直布置，一般不应画成斜线。表示导线或连接线的图线都应是交叉和折弯最少的直线。(4)图形符号①图形符号应采用最新国家标准规定的图形符号，并尽可能采用优选形和最简单的形式。②同一电气图中应采用同一形式的符号。③图形符号均是按无电压、无外力作用的正常状态表示。§8.6二次回路安装接线图8.6.2二次回路的接线2．二次回路接线图的绘制(1)项目代号①高层代号是指系统或设备中较高层次的项目，用前缀“=”加字母代码和数字表示，如“=S1”表示较高层次的装置S。②位置代号按规定，位置代号以项目的实际位置(如区、室等)编号表示，用前缀“+”加数字或字母表示，可以有多项组成，如+3+A+5，表示3号室内A列第5号屏。段别名称前缀符号示例第一段高层代号==S1第二段位置代号++3第三段种类代号--K1第四段端子代号：：2§8.6二次回路安装接线图8.6.2二次回路的接线2．二次回路接线图的绘制③种类代号一个电气装置一般有多种类型的电