工廠供電系統(tǒng)的二次回路和制動(dòng)裝置

1、第七章第七章 工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動(dòng)裝置工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動(dòng)裝置第一節(jié)第一節(jié) 二次回路及其操作電源二次回路及其操作電源一. 二次回路及其分類二. 直流操作電源第二節(jié)第二節(jié) 高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制和信號(hào)回路一. 概 述二. 采用手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路一. 電測量儀表第三節(jié)第三節(jié) 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置二. 絕緣監(jiān)視裝置三. 采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路四. 采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路三. 交流操作電源一. 電力線路的自動(dòng)重合閘裝置第四節(jié)第四節(jié) 供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)化供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)化二. 備用電

2、源自動(dòng)投入裝置三. 工廠供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)化簡介一. 二次回路的安裝接線要求第五節(jié)第五節(jié) 二次回路的安裝接線和接線圖二次回路的安裝接線和接線圖二. 二次回路安裝接線圖的繪制要求與方法復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題習(xí)習(xí) 題題 二二. 直流操作電源直流操作電源(一) 由蓄電池組供電的直流操作電源 蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種。 1. 鉛酸蓄電池 鉛酸蓄電池由二氧化鉛（PbO2）的正極板、鉛（Pb） 的負(fù)極板及密度為1.21.3g/cm3 的稀硫酸（H2SO4）電解液構(gòu)成，容器多為玻璃。第一節(jié)第一節(jié) 二次回路及其操作電源二次回路及其操作電源一一. 二次回路及其分類二次回路及其分類工廠供電系統(tǒng)或變配電所的二

3、次回路（即二次電路）是指用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，亦稱二次系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動(dòng)化系統(tǒng)等。二次回路按其電源性質(zhì)分，有直流回路和交流回路。交流回路又分交流電流回路和交流電壓回路。交流電流回路由電流互感器供電，交流電壓回路由電壓互感器供電。二次回路按其用途分，有斷路器控制（操作）回路、信號(hào)回路、測量和監(jiān)視回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等。二次回路在供電系統(tǒng)中雖然是其一次電路的輔助系統(tǒng)，但是它對(duì)一次電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有著十分重要的作用，因此必須予以充分的重視。二次回路的操作電源，是供高壓斷路器分、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測

4、系統(tǒng)及其他二次回路所需的電源。因此對(duì)操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，且要求盡可能不受供電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。二次回路的操作電源，分直流和交流兩大類。直流操作電源有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的電源兩種。交流操作電源有由所（站）用變壓器供電的和通過電流、電壓互感器供電的兩種。 內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章首先講述工廠供電系統(tǒng)二次回路的概念及其操作電源，接著依次講述高壓斷路器的控制和信號(hào)回路、電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置，并講述自動(dòng)重合閘裝置與備用電源自動(dòng)投入裝置及供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)化的基本知識(shí)，最后講述二次回路的安裝接線及接線圖的繪制方法。本章內(nèi)容也是保證供電一次系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的基本技術(shù)知識(shí)。

5、第七章第七章 工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動(dòng)裝置工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動(dòng)裝置 (二) 由整流裝置供電的直流操作電源 整流裝置主要有硅整流電容儲(chǔ)能式和復(fù)式整流兩種 2. 鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池的正極板為氫氧化鎳Ni(OH)3 或三氧化二鎳(Ni2O3 )的活性物，負(fù)極板為鎘 (Cd)，電解液為氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鎘Cd(OH)2 、氫氧化鎳 Ni(OH)3 等堿溶液。鎘鎳蓄電池在放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為 鉛酸蓄電池的額定端電壓（單個(gè)）為2V。但是蓄電池充電終了時(shí)，其端電壓可達(dá)2.7V；而放電后,其端電壓可下降到1.95V。為獲得220V的操作電壓，需蓄電池的個(gè)數(shù)為n

6、 =2301.95118個(gè)?？紤]到充電終了時(shí)端電壓的升高，因此長期接入操作電源母線的蓄電池個(gè)數(shù)為n1 =2302.788個(gè)，而其他n2 nn1 1188830個(gè)蓄電池則用于調(diào)節(jié)電壓，接于專門的調(diào)節(jié)開關(guān)上。采用鉛酸蓄電池組作操作電源，不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，工作可靠；但是它在充電過程中要排出氫和氧的混合氣體（由于水被電解而產(chǎn)生的），可有爆炸危險(xiǎn)，而且隨著氣體帶出的硫酸蒸氣，有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)人身健康和設(shè)備安全都有很大的危害。因此鉛酸蓄電池組一般要求單獨(dú)裝設(shè)在一房間內(nèi)，而且要考慮防腐防爆，從而投資較大，現(xiàn)在一般工廠供電系統(tǒng)中不予采用。鉛酸蓄電池在放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為PbO2+Pb+2H2SO

7、4 2PbSO4+2H2O 放電充電Cd+2Ni(OH)3 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放 電充 電 由以上反應(yīng)式可以看出，電解液并未參與反應(yīng)，它只起傳導(dǎo)電流的作用，因此在放電和充電過程中，電解液的密度不會(huì)改變。鎘鎳蓄電池的額定端電壓（單個(gè)）為1.2V。充電終了時(shí)端電壓可達(dá)1.75V；放電后端電壓為1V。采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除了不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響、工作可靠外，還有其大電流放電性能好、比功率大、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、腐蝕性小、無須專用房間從而大大降低投資等優(yōu)點(diǎn)，因此它在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用比較普遍。 為了保證直流操作電源的可靠性，采用兩個(gè)交流電源和兩臺(tái)硅整流器。硅整流器U1

8、主要用作斷路器合閘電源，并向控制、信號(hào)和保護(hù)回路供電。硅整流器U2的容量較小，僅向控制、信號(hào)和保護(hù)回路供電。 逆止元件VD1和VD2的主要功能：一是當(dāng)直流電源電壓因交流供電系統(tǒng)電壓降低而降低時(shí)，使儲(chǔ)能電容C1、C2所儲(chǔ)能量僅用于補(bǔ)償自身所在的保護(hù)回路，而不向其他元件放電；二是限制C1、C2向各斷路器控制回路中的信號(hào)燈和重合閘繼電器等放電，以保證其所供電的繼電保護(hù)和跳閘線圈可靠動(dòng)作。逆止元件VD3和限流電阻R接在兩組直流母線之間，使直流合閘母線只向控制小母線WC供電，防止斷路器合閘時(shí)硅整流器U2向合閘母線供電。限流電阻R用來限制控制回路短路時(shí)通過VD3的電流，以免VD3燒毀。儲(chǔ)能電容器C1用于對(duì)

9、高壓線路的繼電保護(hù)和跳閘回路供電，而儲(chǔ)能電容器C2用于對(duì)其他元件的繼電保護(hù)和跳閘回路供電。儲(chǔ)能電容器多采用容量大的電解電容器，其容量應(yīng)能保證繼電保護(hù)和跳閘回路可靠地動(dòng)作。 1. 硅整流電容儲(chǔ)能式直流電源 如果單獨(dú)采用硅整流器來作直流操作電源，則當(dāng)交流供電系統(tǒng)電壓降低或電壓消失時(shí)，將嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)的正常工作。因此宜采用有電容儲(chǔ)能的硅整流電源。在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過硅整流器供給直流操作電源；同時(shí)通過電容器儲(chǔ)能，在交流供電系統(tǒng)電壓降低或電壓消失時(shí)，由儲(chǔ)能電容器對(duì)繼電器和跳閘回路放電，使其正常動(dòng)作。 圖7-1是一種硅整流電容儲(chǔ)能式直流操作電源系統(tǒng)的接線圖。圖7-1 硅整流電容儲(chǔ)能式直流操作電源系

10、統(tǒng)接線C1、C2-儲(chǔ)能電容器 WC-控制小母線 WF-閃光信號(hào)小母線 WO-合閘小母線 由于復(fù)式整流裝置有電壓源和電流源，因此能保證供電系統(tǒng)在正常和事故情況下直流系統(tǒng)均能可靠地供電。與上述電容儲(chǔ)能式相比，復(fù)式整流裝置的輸出功率更大，電壓的穩(wěn)定性更好。 三三. 交流操作電源交流操作電源 對(duì)采用交流操作的斷路器，應(yīng)采用交流操作電源。相應(yīng)地，所有保護(hù)繼電器、控制設(shè)備、信號(hào)裝置及其他二次元件均應(yīng)采用交流型式。 交流操作電源可分電流源和電壓源兩種。電流源取自電流互感器，主要供電給繼電保護(hù)和跳閘回路。電壓源取自變配電所的所用變壓器或電壓互感器，通常所用變壓器作為正常工作電源，而電壓互感器因其容量小，只作為

11、保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的瓦斯保護(hù)的交流操作電源。 根據(jù)高壓斷路器跳閘線圈的供電方式，交流操作又可分直接動(dòng)作式（見圖6-22）和“去分流跳閘”式（見圖6-23及圖6-25），因前面已經(jīng)介紹，這里不再贅述。 采用交流操作電源，可使二次回路大大簡化，投資大大減少，工作可靠，維護(hù)方便，但是它不適于比較復(fù)雜的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及其他二次回路。交流操作電源廣泛用于中小型工廠變配電所中采用手動(dòng)操作或彈簧儲(chǔ)能操作及繼電保護(hù)采用交流操作的場合。 2. 復(fù)式整流的直流操作電源 復(fù)式整流器是指提供直流操作電壓的整流器電源有兩個(gè)：（1）電壓源由所用變壓器或電壓互感器供電，經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器（當(dāng)穩(wěn)壓要求較高時(shí)裝設(shè)）和硅

12、整流器供電給控制、保護(hù)等二次回路。（2）電流源由電流互感器供電，同樣經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器（也是穩(wěn)壓要求較高時(shí)裝設(shè)）和硅整流器供電給控制、保護(hù)等二次回路。圖7-2 復(fù)式整流裝置的接線示意圖TA-電流互感器 TV-電壓互感器 U1、U2-硅整流器 第二節(jié)第二節(jié) 高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制和信號(hào)回路 一一. 概概 述述 高壓斷路器的控制回路，是指控制（操作）高壓斷路器分、合閘的回路。它取決于斷路器操作機(jī)構(gòu)的型式和操作電源的類別。電磁操作機(jī)構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧操作機(jī)構(gòu)和手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)可交直流兩用，不過一般采用交流操作電源。 信號(hào)回路是用來指示一次系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次回路。信號(hào)按用途

13、分，有斷路器位置信號(hào)、事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)等。 斷路器位置信號(hào)用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)。一般是紅燈亮，表示斷路器處在合閘位置；綠燈亮，表示斷路器處在分閘位置。 事故信號(hào)用來顯示斷路器在一次系統(tǒng)事故情況下的工作狀態(tài)。一般是紅燈閃光，表示斷路器自動(dòng)合閘；綠燈閃光，表示斷路器自動(dòng)跳閘。此外，還有事故音響信號(hào)和光字牌等。 預(yù)告信號(hào)是在一次系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)或在故障初期發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。例如變壓器過負(fù)荷或者輕瓦斯動(dòng)作時(shí)，就發(fā)出區(qū)別于上述事故音響信號(hào)的另一種預(yù)告音響信號(hào)，同時(shí)光字牌亮，指示出故障的性質(zhì)和地點(diǎn)，值班員可根據(jù)預(yù)告信號(hào)及時(shí)處理。 對(duì)斷路器的控制和信號(hào)回路有下列主要要求：(1) 應(yīng)能監(jiān)視

14、控制回路的保護(hù)裝置（如熔斷器）及其分、合閘回路的完好性，以保證斷路器的正常工作，通常采用燈光監(jiān)視的方式。(2) 合閘或分閘完成后，應(yīng)能使命令脈沖解除，即能切斷合閘或分閘的電源。(3) 應(yīng)能指示斷路器正常合閘和分閘的位置狀態(tài)，并在自動(dòng)合閘和自動(dòng)跳閘時(shí)有明顯的指示信號(hào)。如前所述，通常用紅、綠燈的平光來指示斷路器的正常合閘和分閘的位置狀態(tài)，而用紅、綠燈的閃光來指示斷路器的自動(dòng)合閘和跳閘。(4) 斷路器的事故跳閘信號(hào)回路，應(yīng)按“不對(duì)應(yīng)原理”接線。當(dāng)斷路器采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)時(shí)，利用操作機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)與斷路器的輔助觸點(diǎn)構(gòu)成“不對(duì)應(yīng)”關(guān)系，即操作機(jī)構(gòu)手柄在合閘位置而斷路器已經(jīng)跳閘時(shí)，發(fā)出事故跳閘信號(hào)。當(dāng)斷路器

15、采用電磁操作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)時(shí)，則利用控制開關(guān)的觸點(diǎn)與斷路器的輔助觸點(diǎn)構(gòu)成“不對(duì)應(yīng)”關(guān)系，即控制開關(guān)手柄在合閘位置而斷路器已經(jīng)跳閘時(shí)，發(fā)出事故跳閘信號(hào)。 (5) 對(duì)有可能出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或故障的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)預(yù)告信號(hào)。預(yù)告信號(hào)應(yīng)能使控制室或值班室的中央信號(hào)裝置發(fā)出音響或燈光信號(hào)，并能指示故障地點(diǎn)和性質(zhì)。通常預(yù)告音響信號(hào)用電鈴，而事故音響信號(hào)用電笛，兩者有所區(qū)別。圖7-3 手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路WC-控制小母線 WS-信號(hào)小母線 GN-綠色指示燈 RD-紅色指示燈 R-限流電阻 YR-跳閘線圈(脫扣器) KM-繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)QF16-斷路器QF的輔助觸點(diǎn) QM-手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助

16、觸點(diǎn) 分閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器分閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開，切斷跳閘回路，同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器QF已經(jīng)分閘。綠燈GN亮，還表示控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈GN同時(shí)起著監(jiān)視控制回路完好性的作用。 在正常操作斷路器分、合閘時(shí)，由于操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)QM與斷路器的輔助觸點(diǎn)QF5-6是同時(shí)切換的，總是一開一合，所以事故信號(hào)回路總是不通的，因而不會(huì)錯(cuò)誤地發(fā)出事故信號(hào)。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM的觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的回路（觸點(diǎn)QF3-4原已閉合），使斷路器QF跳閘。隨后觸點(diǎn)QF3-4斷開，使紅燈R

17、D滅，并切斷YR的跳閘電源。與此同時(shí)，觸點(diǎn)QF1-2閉合，使綠燈GN亮。這時(shí)操作機(jī)構(gòu)的操作手柄雖然仍在合閘位置，但其黃色指示牌掉下，表示斷路器已自動(dòng)跳閘。同時(shí)事故信號(hào)回路接通，發(fā)出音響和燈光信號(hào)。這事故信號(hào)回路正是按“不對(duì)應(yīng)原理”來接線的：由于操作機(jī)構(gòu)仍在合閘位置，其輔助觸點(diǎn)QM閉合，而斷路器因已跳閘，其輔助觸點(diǎn)QF5-6也返回閉合，因此事故信號(hào)回路接通。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將操作手柄扳下至分閘位置，這時(shí)黃色指示牌隨之返回，事故信號(hào)也隨之解除。 控制回路中分別與指示燈GN和RD 串聯(lián)的電阻R1和R2，主要用來防止指示燈的燈座短路時(shí)造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。 二二. 采用手動(dòng)操作

18、的斷路器控制和信號(hào)回路采用手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路 圖7-3是手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路的原理圖。 合閘時(shí)，推上操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器QF已經(jīng)合閘。由于有限流電阻R，跳閘線圈YR雖有電流通過，但電流很小，不會(huì)動(dòng)作。紅燈RD亮，還表示跳閘線圈YR回路及控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即紅燈RD同時(shí)起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。 三三. 采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路 圖7-4是采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路原理圖。其操作電源采用圖7-1所示的硅整流電容儲(chǔ)能的直流系

19、統(tǒng)?？刂崎_關(guān)采用雙向自復(fù)式并具有保持觸點(diǎn)的LW5型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，其手柄正常為垂直位置（0）。順時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，為合閘（ON）操作，手松開即自動(dòng)返回（復(fù)位），保持合閘狀態(tài)。反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，為分閘（OFF）操作，手松開也自動(dòng)返回，保持分閘狀態(tài)。圖中虛線上打黑點(diǎn)() 的觸點(diǎn)，表示在此位置時(shí)觸點(diǎn)接通；而虛線上標(biāo)出的箭頭（），表示控制開關(guān)SA手柄自動(dòng)返回的方向。圖7-4 采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路WC-控制小母線 WL-燈光信號(hào)小母線 WF-閃光信號(hào)小母線 WS-信號(hào)小母線WAS-事故音響信號(hào)小母線 WO-合閘小母線 SA-控制開關(guān) KO-合閘接觸器YO-電磁合閘線圈 YR-跳閘線圈 KM-繼

20、電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn) QF16-斷路器QF的輔助觸點(diǎn) GN-綠色指示燈 RD-紅色指示燈 ON-合閘操作方向 OFF-分閘操作方向 合閘合后復(fù)位分閘分后復(fù)位合閘合后復(fù)位分閘分后復(fù)位 由于紅綠指示燈兼起監(jiān)視分、合閘回路完好性的作用，長時(shí)間運(yùn)行，因此耗電較多。為了減少操作電源中儲(chǔ)能電容器能量的過多消耗，因此另設(shè)燈光指示小母線WL（+），專門用來接入紅綠指示燈，儲(chǔ)能電容器的能量只用來供電給控制小母線WC。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，其出口繼電器觸點(diǎn)KM閉合，接通跳閘線圈YR回路（回路中觸點(diǎn)QF3-4原已閉合），使斷路器QF跳閘。隨后QF3-4斷開，使紅燈RD滅，并切斷跳閘回路，同時(shí)QF

21、1-2閉合，而SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA5-6也閉合，從而接通閃光電源WF（+），使綠燈閃光，表示斷路器QF自動(dòng)跳閘。由于QF自動(dòng)跳閘，SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9-10閉合，而QF已經(jīng)跳閘，其觸點(diǎn)QF5-6也閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，又發(fā)出音響信號(hào)。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將控制開關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置（反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45后松開），使SA的觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，全部事故信號(hào)立即解除。 合閘時(shí)，將控制開關(guān)SA手柄順時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，這時(shí)其觸點(diǎn)SA1-2接通，合閘接觸器KO通電（回路中觸點(diǎn)QF1-2原已閉合），其主觸點(diǎn)閉合，使電磁合閘線圈YO通電，斷路器QF合閘。斷路器合閘

22、完成后，SA自動(dòng)返回，其觸點(diǎn)SA1-2斷開，QF1-2也斷開，切斷合閘回路；同時(shí)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器已經(jīng)合閘，并監(jiān)視著跳閘線圈YR回路的完好性。 分閘時(shí)，將控制開關(guān)SA手柄反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，這時(shí)其觸點(diǎn)SA7-8接通，跳閘線圈YR通電（回路中觸點(diǎn)QF3-4原已閉合），使斷路器QF分閘。斷路器分閘后，SA自動(dòng)返回，其觸點(diǎn)SA7-8斷開，QF3-4也斷開，切斷跳閘回路；同時(shí)SA3-4閉合，QF1-2也閉合，綠燈GN亮，指示斷路器已經(jīng)分閘，并監(jiān)視著合閘接觸器KO回路的完好性。圖7-4 采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路圖7-5 采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路WC-控制小母線

23、 WS-信號(hào)小母線 WAS-事故音響信號(hào)小母線 SA-控制開關(guān) SB-按鈕 SQ-儲(chǔ)能位置開關(guān) YO-電磁合閘線圈YR-跳閘線圈 QF16-斷路器輔助觸點(diǎn) M-儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī) GN-綠色指示燈 RD-紅色指示燈 KM-繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn) 四四. 采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路 圖7-5是采用CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路原理圖，其控制開關(guān)SA采用LW2或LW5型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。 合閘時(shí)，先按下按鈕SB，使儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M通電運(yùn)轉(zhuǎn)（位置開關(guān)SQ2原已閉合），從而使合閘彈簧儲(chǔ)能。彈簧儲(chǔ)能完成后，SQ2自動(dòng)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)M的回路，同時(shí)位置開關(guān)SQ

24、1閉合，為合閘作好準(zhǔn)備。然后將控制開關(guān)SA手柄扳向合閘（ON）位置，其觸點(diǎn)SA3-4接通，合閘線圈YO通電，使彈簧釋放，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（參看圖2-40）使斷路器QF合閘。合閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1-2斷開，綠燈GN滅，并切斷合閘回路；同時(shí)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置，并監(jiān)視跳閘回路的完好性。 分閘時(shí)，將控制開關(guān)SA手柄扳向分閘（OFF）位置，其觸點(diǎn)SA1-2接通，跳閘線圈YR通電（回路中觸點(diǎn)QF3-4原已閉合），使斷路器QF分閘。分閘后，其輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開，紅燈RD滅，并切斷跳閘回路；同時(shí)QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器在分閘位置，并監(jiān)視合閘回路的完好性。 當(dāng)一次電

25、路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路（回路中觸點(diǎn)QF3-4原已閉合），使斷路器QF跳閘。隨后QF3-4斷開，紅燈RD滅，并切斷跳閘回路。由于斷路器是自動(dòng)跳閘，SA手柄仍在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9-10閉合，而斷路器QF已經(jīng)跳閘，QF5-6閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，發(fā)出事故跳閘音響信號(hào)。值班員得知此信號(hào)后，可將控制開關(guān)SA手柄扳向分閘（OFF）位置，使SA觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而使事故跳閘信號(hào)解除。 儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M由按鈕SB控制，從而保證斷路器合在發(fā)生短路故障的一次電路上時(shí)，斷路器自動(dòng)跳閘后不致重合閘，因而不需另設(shè)電氣“防跳” 裝置。 第

26、三節(jié)第三節(jié) 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 一一. 電測量儀表電測量儀表 電測量儀表是指對(duì)電力裝置回路的運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表以及作計(jì)費(fèi)或技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計(jì)量儀表的總稱。 為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備（電力裝置）的運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測量儀表。 電測量儀表按其用途分為常用測量儀表和電能計(jì)量儀表兩類。前者是對(duì)一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表；后者是對(duì)一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對(duì)電力用戶用電量進(jìn)行測量、計(jì)量的儀表，即各

27、種電能表（又稱電度表）。(一) 對(duì)常用測量儀表的一般要求 (1) 常測儀表應(yīng)能正確地反映電力裝置的運(yùn)行參數(shù)，能隨時(shí)監(jiān)測電力裝置回路的絕緣狀況。 (2) 交流回路儀表的精確度等級(jí)，除諧波測量儀表外，不應(yīng)低于2.5級(jí)；直流回路儀表的精確度等級(jí)，不應(yīng)低于1.5級(jí)。 (3)1.5級(jí)和2.5級(jí)的常測儀表,應(yīng)配用不低于1.0級(jí)的互感器。 (4) 儀表的測量范圍（量限）和電流互感器電流比的選擇，宜滿足電力裝置回路以額定值運(yùn)行時(shí)，儀表的指示在標(biāo)度尺的2/3處。對(duì)有可能過負(fù)荷運(yùn)行的電力裝置回路，儀表的測量范圍，宜留有適當(dāng)?shù)倪^負(fù)荷裕度。對(duì)重載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)及運(yùn)行中有可能出現(xiàn)短時(shí)沖擊電流的電力裝置回路，宜采用具有過負(fù)

28、荷標(biāo)度尺的電流表。對(duì)有可能雙向運(yùn)行的電力裝置回路，應(yīng)采用具有雙向標(biāo)度尺的儀表。(二) 對(duì)電能計(jì)量儀表的一般要求 (1) 月平均用電量在1000MWh及以上或變壓器容量為2000kVA及以上高壓側(cè)計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)，應(yīng)采用0.5級(jí)的有功電能表。月平均用電量小于1000MWh而大于100MWh或變壓器容量為315kVA及以上高壓側(cè)計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)，應(yīng)采用1.0級(jí)的有功電能表。在315kVA以下的變壓器低壓側(cè)計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)、75kW及以上的電動(dòng)機(jī)以及僅作為企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核而不計(jì)費(fèi)的線路和電力裝置，均應(yīng)采用2.0級(jí)有功電能表。 (2) 在315kVA及以上的變壓器高壓側(cè)計(jì)費(fèi)

29、的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)和并聯(lián)電力電容器組，均應(yīng)采用2.0級(jí)的無功電能表。在315kVA以下的變壓器低壓側(cè)計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)及僅作為企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核而不計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)，均可采用3.0級(jí)的無功電能表。 (3) 0.5級(jí)的有功電能表，應(yīng)配用0.2級(jí)的互感器。1.0級(jí)的有功電能表，1.0級(jí)的專用電能計(jì)量儀表，2.0級(jí)計(jì)費(fèi)用的有功電能表及2.0級(jí)的無功電能表，應(yīng)配用不低于0.5級(jí)的互感器。僅作為企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核而不計(jì)費(fèi)的2.0級(jí)有功電能表及3.0級(jí)的無功電能表，宜配用不低于1.0級(jí)的互感器。 總之，對(duì)常測儀表和計(jì)量儀表的要求，均應(yīng)符合GB/T50063-2008電力裝置的電測量儀表

30、設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。(三) 變配電裝置中各部分儀表的配置要求 (1) 在工廠的電源進(jìn)線上，或在經(jīng)供電部門同意的電能計(jì)量點(diǎn)，必須裝設(shè)計(jì)費(fèi)的有功電能表和無功電能表，而且應(yīng)采用經(jīng)供電部門認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量柜。為了解負(fù)荷電流，進(jìn)線上還應(yīng)裝設(shè)一只電流表。 (2) 變配電所的每段母線上，必須裝設(shè)電壓表測量電壓。在中性點(diǎn)非直接接地的電力系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。(3) 35110/610kV的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表、無功電能表各一只，裝在哪一側(cè)視具體情況而定。610/310kV的電力變壓器，在其一側(cè)裝設(shè)電流表、有功和無功電能表各一只。610/0.4kV的電力

31、變壓器，在高壓側(cè)裝設(shè)電流表和有功電能表各一只；如為單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位的變壓器，還應(yīng)裝設(shè)一只無功電能表。(4) 310kV的配電線路，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功和無功電能表各一只。如果不是送往單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位時(shí)，可不裝設(shè)無功電能表。當(dāng)線路負(fù)荷在5000kVA及以上時(shí)，可再裝設(shè)一只有功功率表。(5) 380V的電源進(jìn)線或變壓器低壓側(cè)，各相應(yīng)裝一只電流表。如果變壓器高壓側(cè)未裝電能表時(shí)，低壓側(cè)還應(yīng)裝設(shè)一只有功電能表。(6) 低壓動(dòng)力線路上，應(yīng)裝設(shè)一只電流表。低壓照明線路及三相負(fù)荷不平衡率大于15%的線路上，應(yīng)裝設(shè)三只電流表分別測量三相電流。如需計(jì)量電能，一般應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電能表。對(duì)負(fù)荷平衡的三相動(dòng)力線路

32、，可只裝設(shè)一只單相有功電能表，實(shí)際電能按其計(jì)量的3倍計(jì)。(7) 并聯(lián)電容器組的總回路上，應(yīng)裝設(shè)三只電流表，分別測量三相電流；并應(yīng)裝設(shè)一只無功電能表。圖7-6 610kV高壓線路電測量儀表電路圖a)接線圖 b)展開圖TA-電流互感器 TV-電壓互感器 PA-電流表 PJ1-三相有功電能表 PJ2-三相無功電能表 WV-電壓小母線 圖7-7 220/380V照明線路電測量儀表電路圖TA-電流互感器 PA-電流表 PJ-三相四線有功電能表 圖7-7是低壓220/380V照明線路上裝設(shè)的電測量儀表電路圖。 圖7-6是610kV高壓線路上裝設(shè)的電測量儀表電路圖。 關(guān)于電測量儀表的結(jié)構(gòu)原理已在相關(guān)基礎(chǔ)課程

33、電工測量中講述，此略。 二二. 絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置 絕緣監(jiān)視裝置用于非直接接地的電力系統(tǒng)中，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。 635kV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置，可采用三個(gè)單相雙繞組的電壓互感器和三只電壓表，接成如圖2-15c的接線，也可采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器，接成如圖2-15d的接線。接成Y0的二次繞組，其中三只電壓表均接各相的相電壓。當(dāng)一次電路某一相發(fā)生接地故障時(shí)，電壓互感器二次側(cè)的對(duì)應(yīng)相的電壓表讀數(shù)指零，其他兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障。但是這種絕緣監(jiān)

34、視裝置不能判明具體是哪一條線路發(fā)生了故障，所以它是無選擇性的，只適于出線不多的系統(tǒng)及作為有選擇性的單相接地保護(hù)（參看第六章第五節(jié)）的一種輔助指示裝置。圖2-15d中電壓互感器接成開口三角（ ）的輔助二次繞組，構(gòu)成零序電壓過濾器，供電給一個(gè)過電壓繼電器。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，開口三角（ ）的開口處電壓接近于零，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)一次電路發(fā)生單相接地故障時(shí)，將在開口三角（ ）的開口處出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的燈光信號(hào)和音響信號(hào)。 必須注意：三相三芯柱的電壓互感器不能用來作絕緣監(jiān)視裝置。因?yàn)樵谝淮坞娐钒l(fā)生單相接地時(shí)，電壓互感器各相的一次繞組均將出現(xiàn)零序電壓（其值等于相電壓），從

35、而在互感器鐵心內(nèi)產(chǎn)生零序磁通。如果互感器是三相三芯柱的，由于三相零序磁通是同相的，不可能在鐵心內(nèi)閉合，只能經(jīng)附近氣隙或鐵殼閉合，如圖7-8a所示，因此這些零序磁通不可能與互感器的二次繞組及輔助二次繞組交鏈，也就不能在二次繞組和輔助二次繞組內(nèi)感應(yīng)出零序電壓，從而它無法反應(yīng)一次電路的單相接地故障。如果互感器采用如圖7-8b所示的三相五芯柱鐵心，則零序磁通可經(jīng)兩個(gè)邊芯柱閉合，這樣零序磁通就能與二次繞組和輔助二次繞組交鏈，并在其中感應(yīng)出零序電壓，從而可實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)視功能。圖7-8 電壓互感器中的零序磁通分布（只畫出互感器的一次繞組） a) 三相三芯柱鐵心 b) 三相五芯柱鐵心 圖7-9是610kV母線的

36、電壓測量和絕緣監(jiān)視電路圖。圖中電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)SA用于轉(zhuǎn)換測量三相母線的各個(gè)相間電壓（線電壓）。圖7-9 610kV母線的電壓測量和絕緣監(jiān)視電路 TV-電壓互感器 QS-高壓隔離開關(guān)及其輔助觸點(diǎn) SA-電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)PV-電壓表 KV-電壓繼電器 KS-信號(hào)繼電器 WC-控制小母線 WS-信號(hào)小母線 WFS-預(yù)告信號(hào)小母線第四節(jié)第四節(jié) 供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)化供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)化 一一. 電力線路的自動(dòng)重合閘裝置電力線路的自動(dòng)重合閘裝置(一) 概 述 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電力系統(tǒng)中的不少故障特別是架空線路上的短路故障大多是暫時(shí)性的，這些故障在斷路器跳閘后，多數(shù)能很快自行消除。例如雷擊閃絡(luò)或鳥獸造成

37、的架空線路短路故障，往往在雷閃過后或鳥獸燒死以后，線路大多能恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，如果采用自動(dòng)重合閘裝置（auto-reclosing device,簡稱ARD），使斷路器在自動(dòng)跳閘后又自動(dòng)重合閘，大多能恢復(fù)供電，從而大大提高了供電可靠性，避免因停電而給國民經(jīng)濟(jì)帶來的重大損失。 一端供電線路的三相ARD，按其不同特性有不同的分類方法。按自動(dòng)重合閘的方法分，有機(jī)械式ARD和電氣式ARD。按組合元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型。按重合次數(shù)分，有一次重合式、二次重合式和三次重合式等。 機(jī)械式ARD，適于采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，可在具有交流操作電源或雖有直流跳閘電源但沒有直流合閘電源的變配電所中使用

38、。電氣式ARD，適于采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器，可在具有直流操作電源的變配電所中使用。 工廠供電系統(tǒng)中采用的ARD，一般都是一次重合式，因?yàn)橐淮沃睾鲜紸RD比較簡單經(jīng)濟(jì)，而且基本上能滿足供電可靠性的要求。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：ARD的重合成功率隨著重合次數(shù)的增加而顯著降低。對(duì)架空線路來說，一次重合成功率可達(dá)60%90%，而二次重合成功率只有15%左右，三次重合成功率僅3%左右。因此工廠供電系統(tǒng)中一般只采用一次ARD。 (二) 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置的基本原理 圖7-10是說明電氣一次自動(dòng)重合閘裝置基本原理的簡圖。 圖7-10 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置基本原理說明簡圖QF-斷路器 YR-跳閘線圈 YO-合閘

39、線圈 KO-合閘接觸器 KAR-重合閘繼電器 KM-繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn) SB1-合閘按鈕 SB2-跳閘按鈕 手動(dòng)合閘時(shí)，按下合閘按鈕SB1，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使合閘線圈YO動(dòng)作，使斷路器QF合閘。 手動(dòng)跳閘時(shí)，按下跳閘按鈕SB2，使跳閘線圈YR通電動(dòng)作，使斷路器QF跳閘。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器觸點(diǎn)KM閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF自動(dòng)跳閘。與此同時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，而且重合閘繼電器KAR啟動(dòng)，經(jīng)整定的時(shí)間后其延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，從而使斷路器QF重合閘。如果一次電路上的故障是瞬時(shí)性的，已經(jīng)消

40、除，則可重合成功。如果短路故障尚未消除，則保護(hù)裝置又要?jiǎng)幼鳎琄M的觸點(diǎn)又使斷路器QF再次跳閘。由于一次ARD采取了“防跳”措施（防止多次反復(fù)跳、合閘，圖7-10中未表示），因此不會(huì)再次重合閘。圖7-11 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置(ARD)展開式原理電路圖WC-控制小母線 SA1-控制開關(guān) SA2-選擇開關(guān) KAR-DH-2型重合閘繼電器(內(nèi)含KT-時(shí)間繼電器、KM-中間繼電器、HL-指示燈及電阻R、電容器C 等) KM1-防跳繼電器(DZB-115型中間繼電器) KM2-后加速繼電器(DZS-145型中間繼電器) KS-DX-11型信號(hào)繼電器 KO-合閘接觸器 YR-跳閘線圈 XB-連接片 QF

41、-斷路器輔助觸點(diǎn) (三) 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置示例 圖7-11是采用DH-2型重合閘繼電器的電氣一次自動(dòng)重合閘裝置（ARD）展開式原理電路圖（圖中僅繪出與ARD有關(guān)的部分）。該電路的控制開關(guān)SA1采用表7-1所示的LW2型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，其合閘（ON）和分閘（OFF）操作各有三個(gè)位置：預(yù)備分、合閘，正在分、合閘，分、合閘后。SA1兩側(cè)的箭頭“”指向就是這種操作程序。選擇開關(guān)SA2采用LW2-1.1/F4-X型，只有合閘（ON）和分閘（OFF）兩個(gè)位置，用來投入和解除ARD。 1. 一次自動(dòng)重合閘裝置（ARD）的工作原理 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，控制開關(guān)SA1和選擇開關(guān)SA2都扳到合閘（ON）位置，AR

42、D投入工作。這時(shí)重合閘繼電器KAR中的電容器C經(jīng)R 4充電，同時(shí)指示燈HL亮，表示控制小母線WC的電壓正常，電容器C處于充電狀態(tài)。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障而使斷路器QF自動(dòng)跳閘時(shí)，斷路器輔助觸點(diǎn)QF1-2閉合，而控制開關(guān)SA1仍處在合閘位置，從而接通KAR的啟動(dòng)回路，使KAR中的時(shí)間繼電器KT經(jīng)它本身的常閉觸點(diǎn)KT1-2而動(dòng)作。KT動(dòng)作后，其常閉觸點(diǎn)KT1-2斷開，串入電阻R 5，使KT保持動(dòng)作狀態(tài)。串入R 5的目的，是限制通過KT線圈的電流，防止線圈過熱燒毀，因?yàn)镵T 線圈不是按長期接上額定電壓設(shè)計(jì)的。 時(shí)間繼電器KT 動(dòng)作后，經(jīng)一定延時(shí)，其延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)KT3-4閉合。這時(shí)電容器C對(duì)K

43、AR中的中間繼電器KM的電壓線圈放電，使KM動(dòng)作。 中間繼電器KM動(dòng)作后，其常閉觸點(diǎn)KM1-2斷開，使指示燈HL熄滅，表示KAR已經(jīng)動(dòng)作，其出口回路已經(jīng)接通。合閘接觸器KO由控制小母線WC經(jīng)SA2、KAR中的KM3-4、KM5-6兩對(duì)觸點(diǎn)及KM的電流線圈、KS線圈、連接片XB、觸點(diǎn)KM1 3-4和斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4而獲得電源，從而使斷路器QF重合閘。 由于中間繼電器KM是由電容器C放電而動(dòng)作的，但C的放電時(shí)間不長，因此為了使KM能夠自保持，在KAR的出口回路中串入了KM的電流線圈，借KM本身的常開觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6閉合使之接通，以保持KM的動(dòng)作狀態(tài)。在斷路器QF合閘后，其輔助觸點(diǎn)

44、QF3-4斷開而使KM的自保持解除。 在KAR的出口回路中串聯(lián)信號(hào)繼電器KS，是為了記錄KAR的動(dòng)作，并為KAR動(dòng)作發(fā)出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。斷路器重合成功以后，所有繼電器自動(dòng)返回，電容器C又恢復(fù)充電。 要使ARD退出工作，可將SA2扳到分閘（OFF）位置，同時(shí)將出口回路中的連接片XB斷開。圖7-11 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置（ARD）展開式原理電路圖 (3) ARD的“防跳” 措施 當(dāng)KAR出口回路中的中間繼電器KM的觸點(diǎn)被粘住時(shí)，應(yīng)防止斷路器多次重合于發(fā)生永久性短路故障的一次電路上。 圖7-11所示ARD電路中，采用了兩項(xiàng)“防跳” 措施：1）在KAR的中間繼電器KM的電流線圈回路（即其自保持回

45、路）中，串聯(lián)了它自身的兩對(duì)常開觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6。這樣，萬一其中一對(duì)常開觸點(diǎn)被粘住，另一對(duì)常開觸點(diǎn)仍能正常工作，不致發(fā)生斷路器“跳動(dòng)”即反復(fù)跳、合閘現(xiàn)象。2）為了防止萬一KM的兩對(duì)觸點(diǎn)KM3-4和KM5-6同時(shí)被粘住時(shí)斷路器仍可能“跳動(dòng)”，故在斷路器的跳閘線圈YR回路中，又串聯(lián)了防跳繼電器KM1的電流線圈。在斷路器分閘時(shí)，KM1的電流線圈同時(shí)通電，使KM1動(dòng)作。當(dāng)KM3-4和KM5-6同時(shí)被粘住時(shí)，KM1的電壓線圈經(jīng)它自身的常開觸點(diǎn)KM1 1-2、XB、KS線圈、KM電流線圈及其兩對(duì)觸點(diǎn)KM3-4、KM5-6而帶電自保持，使KM1在合閘接觸器KO回路中的常閉觸點(diǎn)KM1 3-4也同時(shí)保持

46、斷開，使合閘接觸器KO不致接通，從而達(dá)到“防跳”的目的。因此這防跳繼電器KM1實(shí)際是一種分閘保持繼電器。 圖7-11 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置（ARD）展開式原理電路圖 2. 一次自動(dòng)重合閘裝置（ARD）的基本要求 (1) 一次ARD只重合一次 如果一次電路故障是永久性的，斷路器在KAR作用下重合閘后，繼電保護(hù)又要?jiǎng)幼?，使斷路器再次自?dòng)跳閘。斷路器第二次跳閘后，KAR又要啟動(dòng)，使時(shí)間繼電器KT動(dòng)作。但由于電容器C還來不及充好電（充電時(shí)間需1525s），所以C的放電電流很小，不能使中間繼電器KM動(dòng)作，從而KAR的出口回路不會(huì)接通，這就保證了ARD只重合一次。 (2) 用控制開關(guān)操作斷路器分閘時(shí)，A

47、RD不應(yīng)動(dòng)作 如圖7-11所示，通常在分閘操作時(shí)，先將選擇開關(guān)SA2扳至分閘（OFF）位置，其SA2 1-3斷開，使KAR退出工作。同時(shí)將控制開關(guān)SA1扳到“預(yù)備分閘”及“分閘后”位置時(shí)，其觸點(diǎn)SA1 2-4閉合，使電容器C先對(duì)R 6放電，從而使中間繼電器KM失去動(dòng)作電源。因此即使SA2沒有扳到分閘位置（使KAR退出的位置），在采用SA1操作分閘時(shí)，斷路器也不會(huì)自行重合閘。 3. ARD與繼電保護(hù)裝置的配合 假設(shè)線路上裝有帶時(shí)限的過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，則在線路末端發(fā)生短路時(shí)，電流速斷保護(hù)不動(dòng)作，只過電流保護(hù)動(dòng)作，使斷路器跳閘。斷路器跳閘后，由于KAR動(dòng)作，將使斷路器重新合閘。如果短路故障是

48、永久性的，則過電流保護(hù)又要?jiǎng)幼?，使斷路器再次跳閘。但由于過電流保護(hù)帶有時(shí)限，因而將使故障延續(xù)時(shí)間延長，危害加劇。為了減小危害，縮短故障時(shí)間，因此一般采取重合閘后加速保護(hù)裝置動(dòng)作的措施。 由圖7-11可知，在KAR動(dòng)作后，KM的常開觸點(diǎn)KM7-8閉合，使加速繼電器KM2動(dòng)作，其延時(shí)斷開的常開觸點(diǎn)立即閉合。如果一次電路的短路故障是永久性的，則由于KM2觸點(diǎn)的閉合，使保護(hù)裝置啟動(dòng)后，不經(jīng)時(shí)限元件，而只經(jīng)KM2觸點(diǎn)直接接通保護(hù)裝置出口元件，使斷路器快速跳閘。ARD與保護(hù)裝置的這種配合方式，稱為ARD“后加速”。 由圖7-11還可看出，控制開關(guān)SA1還有一對(duì)觸點(diǎn)SA1 25-28，它在SA1手柄在“合閘

49、”位置時(shí)接通。因此當(dāng)一次電路存在著故障而SA1手柄在“合閘”位置時(shí)，直接接通加速繼電器KM2，也能加速故障電路的切除。 采用了防跳繼電器KM1以后，即使用控制開關(guān)SA1操作斷路器合閘，只要一次電路存在著故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘后，斷路器也不會(huì)再次合閘。當(dāng)SA1的手柄扳到“合閘”位置時(shí)，其觸點(diǎn)SA1 5-8閉合，合閘接觸器KO通電，使斷路器合閘。如果一次電路存在著故障，繼電保護(hù)將使斷路器自動(dòng)跳閘。在跳閘回路接通時(shí)，防跳繼電器KM1啟動(dòng)。這時(shí)即使SA1手柄扳在“合閘”位置，但由于KO回路中KM1的常閉觸點(diǎn)KM1 3-4斷開，SA1的觸點(diǎn)SA1 5-8閉合，也不會(huì)再次接通KO，而是接通KM1的電壓

50、線圈使KM1自保持，從而避免斷路器再次合閘，達(dá)到“防跳”的要求。當(dāng)SA1回到“合閘后”位置時(shí)，其觸點(diǎn)SA1 5-8斷開，使KM1的自保持隨之解除。圖7-11 電氣一次自動(dòng)重合閘裝置(ARD)展開式原理電路圖 二二. 備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置(一) 概 述 在要求供電可靠性較高的工廠變配電所中，通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線。在車間變電所低壓側(cè)，一般也設(shè)有與相鄰車間變電所相連的低壓聯(lián)絡(luò)線。如果在作為備用電源的線路上裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（auto-put-into device of reserve-source，簡稱APD），則在工作電源線路突然停電時(shí)，利用失壓保護(hù)裝置使該線路

51、的斷路器跳閘，并在APD作用下，使備用電源線路的斷路器迅速合閘，投入備用電源，恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。(二) 備用電源自動(dòng)投入的基本原理 圖7-12是說明備用電源自動(dòng)投入基本原理的電氣簡圖。 假設(shè)電源進(jìn)線WL1在工作，WL2為備用，其斷路器QF2斷開，但其兩側(cè)隔離開關(guān)（圖上未畫）是閉合的。當(dāng)工作電源WL1斷電引起失壓保護(hù)動(dòng)作使QF1跳閘時(shí)，其常開觸點(diǎn)QF1 3-4斷開，使原已通電動(dòng)作的時(shí)間繼電器KT斷電，但其延時(shí)斷開觸點(diǎn)尚未及斷開。這時(shí)QF1的另一對(duì)常閉觸點(diǎn)QF1 1-2閉合，而使合閘接觸器KO通電動(dòng)作，使斷路器QF2合閘，從而使備用電源WL2投入運(yùn)行，恢復(fù)對(duì)變配電所的供電。備用電源

52、WL2投入后，KT的延時(shí)斷開觸點(diǎn)斷開，切斷KO回路，同時(shí)QF2的聯(lián)鎖觸點(diǎn)QF2 1-2斷開，切斷YO回路，避免YO長期通電（YO是按短時(shí)大功率設(shè)計(jì)的）。由此可見，雙電源進(jìn)線又配備以APD時(shí)，供電可靠性大大提高。但是雙電源單母線不分段接線，如果母線上發(fā)生故障，整個(gè)變配電所仍要停電。因此對(duì)有重要負(fù)荷的場合，宜采用單母線分段供電的方式，如圖1-1的2號(hào)車間變電所。圖7-12 備用電源自動(dòng)投入裝置基本原理說明簡圖QF1-工作電源進(jìn)線WL1上的斷路器 QF2-備用電源進(jìn)線WL2上的斷路器KT-時(shí)間繼電器 KO-合閘接觸器 YO-斷路器QF2的合閘線圈 假設(shè)電源WL1在工作，WL2在備用，即斷路器QF1在

53、合閘位置，QF2在分閘位置。這時(shí)控制開關(guān)SA1在“合閘后”位置，SA2在“分閘后”位置，它們的觸點(diǎn)5-8和6-7均斷開，而觸點(diǎn)SA1 13-16接通，觸點(diǎn)SA2 13-16斷開。指示燈RD1(紅燈)亮，GN1(綠燈)滅；RD2(紅燈)滅，GN2(綠燈)亮。 當(dāng)工作電源WL1斷電時(shí)，電壓繼電器KV1和KV2動(dòng)作，它們的觸點(diǎn)返回閉合，接通時(shí)間繼電器KT1，其延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器KS1和跳閘線圈YR1，使斷路器QF1跳閘，同時(shí)給出跳閘信號(hào)，紅燈RD1因觸點(diǎn)QF1 5-6斷開而熄滅，綠燈GN1因觸點(diǎn)QF1 7-8閉合而點(diǎn)亮。與此同時(shí)，斷路器QF2的合閘線圈YO2因觸點(diǎn)QF1 1-2閉

54、合而通電，使斷路器QF2合閘，從而使備用電源WL2自動(dòng)投入，恢復(fù)變配電所的供電，同時(shí)紅燈RD2亮，綠燈GN2滅。 反之，如果運(yùn)行的備用電源WL2又?jǐn)嚯姇r(shí)，同樣地，電壓繼電器KV3、KV4將使斷路器QF2跳閘，使QF1合閘，又自動(dòng)投入電源WL1。(三) 高壓雙電源互為備用的APD電路示例 圖7-13是高壓雙電源互為備用的APD電路，采用的控制開關(guān)SA1、SA2均為表7-1所示的LW2 型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，其觸點(diǎn)5-8只在“合閘” 時(shí)接通，觸點(diǎn)6-7只在“分閘” 時(shí)接通。斷路器QF1和QF2均采用交流操作的CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)。圖7-13 高壓雙電源互為備用的APD電路 WL1、WL2-電源進(jìn)線 QF

55、1、QF2-斷路器 TV1、TV2-電壓互感器(其二次側(cè)相序?yàn)閍、b、c) SA1、SA2-控制開關(guān) KV1KV4-電壓繼電器 KT1、KT2-時(shí)間繼電器 KM1、KM2-中間繼電器 KS1KS4-信號(hào)繼電器 YR1、YR2-跳閘線圈 YO1、YO2-合閘線圈 RD1、RD2-紅色指示燈 GN1、GN2-綠色指示燈 1. 調(diào)度端 調(diào)度端由操縱臺(tái)和數(shù)據(jù)處理用微機(jī)組成。 操縱臺(tái)包括：(1)供電系統(tǒng)模擬盤一塊，盤上繪有供電系統(tǒng)電路圖，電路圖上每臺(tái)斷路器都裝有分、合閘狀態(tài)指示燈。在事故跳閘時(shí)，相應(yīng)的指示燈(綠燈)還要閃光，指出跳閘的具體部位，同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)。(2)數(shù)據(jù)采集和控制用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一套，包括

56、：主機(jī)一臺(tái)，用以直接發(fā)出各項(xiàng)指令進(jìn)行操作；打印機(jī)一臺(tái)，可根據(jù)指令隨時(shí)打印出所需的數(shù)據(jù)資料；彩色顯示器(CRT)一臺(tái)，用以顯示系統(tǒng)全部或局部的工作狀態(tài)和有關(guān)數(shù)據(jù)以及各種操作命令和事故狀態(tài)等。(3)若干路就地常測入口，通過數(shù)字表，將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并用以隨時(shí)顯示全廠電源進(jìn)線的電壓和功率。(4)通信接口，用以完成與數(shù)據(jù)處理用微機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。 三三. 工廠供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)化簡介工廠供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)化簡介(一) 概 述 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工廠（特別是現(xiàn)代化大型工廠）供電系統(tǒng)的控制、信號(hào)和監(jiān)測工作，已開始由人工管理、就地監(jiān)控發(fā)展為遠(yuǎn)動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信和遙測，即所謂“三遙”。 工廠供電系統(tǒng)的

57、遠(yuǎn)動(dòng)化，就是由工廠的動(dòng)力中心調(diào)度室對(duì)本系統(tǒng)所屬各變配電所或其他動(dòng)力設(shè)施的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)遙控、遙信和遙測。 工廠供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)化以后，不僅可提高工廠供電系統(tǒng)管理的自動(dòng)化水平，而且可在一定程度上實(shí)現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，能夠及時(shí)處理事故，減少事故停電的時(shí)間，更好地保證工廠供電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 工廠供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，現(xiàn)在多采用微機(jī)（微型計(jì)算機(jī)簡稱）來實(shí)現(xiàn)。(二) 微機(jī)控制的供電系統(tǒng)三遙裝置簡介 微機(jī)控制的供電系統(tǒng)三遙裝置，由調(diào)度端、執(zhí)行端及聯(lián)系兩端的信號(hào)通道等三部分組成，如圖7-14所示。 數(shù)據(jù)處理用微機(jī)的功能主要有：(1)根據(jù)所記錄的全天半小時(shí)平均負(fù)荷繪出全廠用電負(fù)荷曲線；(2)按全廠有功電能

58、、功率因數(shù)及最大需電量等計(jì)算每月總電費(fèi)；(3)統(tǒng)計(jì)全廠高峰負(fù)荷時(shí)間的用電量；(4)根據(jù)需要，統(tǒng)計(jì)各配電線路的用電情況；(5)統(tǒng)計(jì)和分析運(yùn)行和事故情況等。圖7-14 微機(jī)控制的工廠供電系統(tǒng)三遙裝置框圖 3. 執(zhí)行端 執(zhí)行端是用邏輯電路和繼電器組裝而成的成套控制箱。每一被控點(diǎn)至少應(yīng)裝設(shè)一臺(tái)。它的主要功能是：(1) 遙控 對(duì)斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)距離分、合閘操作。(2) 遙信 其中一部分反應(yīng)被控?cái)嗦菲鞯姆?、合閘狀態(tài)以及事故跳閘的報(bào)警；另一部分反應(yīng)事故預(yù)告信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷、過電壓、變壓器瓦斯保護(hù)及超溫等的報(bào)警。(3) 遙測 包括電流、電壓等參數(shù)的遙測，其中可設(shè)一路電流、電壓等參數(shù)為常測，其余為定時(shí)循環(huán)檢測或自

59、動(dòng)選測。(4) 電能遙測 分別遙測有功和無功電能。電能信號(hào)分別取自有功和無功電能表，表內(nèi)裝有光電轉(zhuǎn)換單元，將電能表的鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)送回調(diào)度端。微機(jī)在工廠供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，大大提高了供電系統(tǒng)的運(yùn)行水平，使供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理。 2. 信號(hào)通道 信號(hào)通道是用來傳遞調(diào)度端操縱臺(tái)與執(zhí)行端控制箱之間往返的信號(hào)用的通道，一般采用帶屏蔽的電話電纜；傳送距離小于1km時(shí)，也可采用控制電纜或塑料絕緣導(dǎo)線。通道的敷設(shè)一般采用樹干式，各車間變電所通過分線盒與之相聯(lián)，如圖7-15所示。圖7-15 三遙裝置通道敷設(shè)示意圖 第五節(jié)第五節(jié) 二次回路的安裝接線和接線圖二次回路的安裝接線和接線圖

60、一一. 二次回路的安裝接線要求二次回路的安裝接線要求按GB50171-1992電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，二次回路的安裝接線應(yīng)符合下列要求：(1)按圖施工，接線正確。(2) 導(dǎo)線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等，均應(yīng)牢固可靠。(3) 盤、柜內(nèi)的導(dǎo)線中間不應(yīng)有接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。(4) 電纜芯線和所配導(dǎo)線的端部均應(yīng)標(biāo)明其回路編號(hào)，編號(hào)應(yīng)正確，字跡清楚，且不脫色。(5) 配線應(yīng)整齊、清晰、美觀，導(dǎo)線絕緣應(yīng)良好、無損傷。(6) 每個(gè)接線端子的每側(cè)接線宜為一根，不得超過2根；對(duì)于插接式端子，不同截面的兩根不得接在同一端子上；對(duì)于螺栓連接端子，當(dāng)接兩根導(dǎo)線時(shí)，