供电系统的二次回路

电气设备及运行维护11-1■第十一章供电系统的二次回路第一节概述第三节电气测量回路与绝缘监视第二节操作电源第四节高压断路器的控制和信号回路第五节中央信号装置本章计划学时：2~4学时电气设备及运行维护11-2■本章知识要点熟悉电力系统二次回路的基本概念熟悉二次回路的类型熟悉二次电源的工作要求掌握各种二次回路的绘制和分析电气设备及运行维护11-3■本章学习重点熟悉二次回路的分类熟悉各种二次回路的原理和绘制本章学习难点二次回路的分析与绘制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控制、监测、指示和保护的电路，亦称二次回路。分原理图、展开图和安装接线图(包括屏前、屏后接线图、端子接线图等）。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。二次回路按电源性质分直流回路交流回路交流电流回路：由电流互感器供电交流电压回路：由电压互感器供电一、二次接线概念二、二次接线图分类第一节概述电气设备及运行维护11-5■原理接线图是用来表示二次接线各元件（仪表、继电器、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。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，且电气元件以整体的形式表示（线圈与触点画在一起），能表明各二次设备的构成、数量及电气连接情况，图形直观形象，便于设计构思和记忆。1、原理图电气设备及运行维护11-6■（2）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。（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法等，因此不能作为施工图纸。电气设备及运行维护11-7■图11－110kV线路过电流保护原理图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。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，又分电流回路和电压回路，都是按A、B、C、N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。2、展开图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、用途等），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，便于分类查线、施工和维修。图11-2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号回路。电气设备及运行维护11-10■图11-210KV线路过电流保护展开图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。(1)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装位置按比例画出的正视图，它是屏背面接线图的依据。3、安装图电气设备及运行维护11-12■（2）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，以展开接线图为依据绘制的接线图。（3）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。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线都按“相对编号法”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（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S2S2S2S1S1TA1TA2PA1PA2PA3AAATA1:S2TA1:S1TA3:S2TA2:S2X16PA1:11PA1:254PA3:1PA2:132端子接线图原理电路图屏背面接线图电气设备及运行维护11-15■作用：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，操作电源应能保证继电保护系统可靠地工作。性质：直流（可靠性高）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、操作电源概念要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。第二节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。充电模块监控模块直流馈电柜交流配电单元电池室绝缘监测模块小型分屏柜小型一体柜续上页高频开关直流电源原理框图续上页YB2TV-TV220或110V免维护铅酸电池-+QMQ+HL2绝缘检测仪+-+-VT降压装置M～380V交流电源(ATS)-+220或110VFU3FU4YB3QKFU1FU2MnM1YB1HL1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一种直流电源系统图三、交流操作电源小型10kV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220V电压源。FUTVQF1QF2FuQF31412131110897vwTV6453TI65WB(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)～220V～100VSA1KVWB(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。TAKCYCTI2QF去分流跳闸方式过电流保护的操作方式：①采用电流互感器作为操作电源，作用于电流脱扣器跳闸。②采用整流储能装置，将电流转换成电压，作用于电压脱扣器，使断路器跳闸。③采用不间断电源UPS。作用于电压脱扣器跳闸，使断路器跳闸。电气设备及运行维护11-21■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，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。要求：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，便于观测，经济耐用等。一、电气测量回路（一）电气测量的任务与要求（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。第三节电气测量回路与绝缘监视续上页（三）电气测量回路示例10kV线路电气测量原理电路图APAPJPJPJRPJRvarhvarhTA1TA1TA3TA2TA3TA21S21S21S21S11S11S1varhPJvarhPJWhWhWV(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TA4TA1TA3TA2L1,L2,L30.38kV母线380V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流回路PWPWPPFPPFPVPA3PA2PA1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。TA2TA3S2S2S1S1L2L1～220V220/110VL3TA1S2S1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。FU3WV(L3)WV(L2)TVWV(L1)FUKVFU1FU2PV3PV2PV1VVPV4VVw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。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。在系统出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。信号按用途分位置信号：事故信号：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。一、概述第四节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LW12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。这种控制开关有六个位置：两个预备操作位置（“预备合闸”和“预备跳闸”）；两个操作位置（“合闸”和“跳闸”）；两个固定位置（“合闸后”和“跳闸后”）。LW2型万能转换开关续上页LW12－16D/49.4636.6开关接点图表触点号1－23－45－67－89－1011－1213－1415－1617－1819－20手柄位置跳闸后－×－－－－×－－×预备合闸×－－－×－－－×－合闸－－×－－×－×－－合闸后×－－－×－－×－－预备跳闸－×－－－－×－×－跳闸－－－×－－×－－×TA1TA3TA2QF2HWWCL(L3)FU4SQTSQTM~1WCL(L1)熔断器3314SA109SAR1413储能回路FU3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：1.手动储能合闸采用弹簧操动机构的断路器在首次合闸前需先储足能量。3412WC(L3)FU2YCQFSQTYTQF合闸指示灯控制回路WC(L1)2165341SAFU13熔断器合闸回路控制小母线跳闸指示灯2187413SAKA保护回路3保护跳闸跳闸回路HRHG续上页QFTA2TA3TA1储足能量后，就可进行合闸操作。3412跳闸回路保护跳闸3保护回路KASA3147812跳闸指示灯控制小母线合闸回路熔断器3FU1HRHGSA1435612WC(L1)控制回路合闸指示灯QFYTSQTQFYCFU2WC(L3)续上页2.手动跳闸QFTA2TA3TA13412续上页3.自动跳闸跳闸回路保护跳闸3保护回路KASA3147812跳闸指示灯控制小母线合闸回路熔断器3FU1SA1435612WC(L1)控制回路合闸指示灯QFYTSQTQFYCFU2WC(L3)HRHGTA1TA3TA2QF3412事故跳闸信号回路433SA14WFSQF1312SA1615WDS21321续上页断路器自动跳闸后，而控制开关SA仍处于“合闸后”位置，这种情况称为“不对应”关系。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。事故信号的解除：将SA转至“预备跳闸”→“跳闸”→“跳闸后”位，使其与断路器恢复对应关系。4.电气防跳利用SA的闭锁触点。3412SA1合位监视控制回路YCQFSQTFU2-WCKHTKHTSQ2KHCKHTSQ1KPTKPC021214133SA1FU1+WCSA256KHC4231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HGQFYTHRKHTKHTKPTKHT17823143KPC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、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路远方就地防误操作联锁触点合位继电器合保继电器跳保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-WSFU4Q