變電所二次系統(tǒng)

1、變電所二次系統(tǒng)變電所二次系統(tǒng)主要內(nèi)容第1章 二次回路圖的基本知識(shí)第2章 操作電源第3章 測(cè)量監(jiān)察回路第4章控制回路第1章 二次回路圖的基本知識(shí) 第一節(jié) 二次回路的分類一、按二次回路功能劃分二、按發(fā)展階段劃分第二節(jié) 二次回路圖的閱讀及繪制一、二次回路圖的基本知識(shí)二、二次回路圖的繪制與閱讀 第一節(jié) 二次回路的分類(功能劃分) 二次回路是一個(gè)具有多種功能的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)容包括高壓電氣設(shè)備和電力線路的控制、調(diào)節(jié)、信號(hào)、測(cè)量與監(jiān)察、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置、同期、操作電源等系統(tǒng)?？刂苹芈房刂苹芈房刂苹芈酚筛鞣N控制器具、控制對(duì)象和控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其主要作用是對(duì)發(fā)電廠及變電站的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行跳、合閘操作，以滿足改變主

2、系統(tǒng)運(yùn)行方式及處理故障的要求。信號(hào)回路信號(hào)回路信號(hào)回路由信號(hào)發(fā)送機(jī)構(gòu)、接收顯示元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是準(zhǔn)確、及時(shí)地顯示出相應(yīng)一次設(shè)備的工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。測(cè)量監(jiān)察回路測(cè)量監(jiān)察回路測(cè)量與監(jiān)察回路由各種電氣測(cè)量儀表、監(jiān)測(cè)裝置、切換開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是指示或記錄主要電氣設(shè)備和輸電線路的運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)察絕緣狀況，作為生產(chǎn)調(diào)度和值班人員掌握主系統(tǒng)的運(yùn)行情況，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算和故障處理的主要依據(jù)。繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置由互感器、變換器、各種繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、選擇開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是保護(hù)主系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一次系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障或異常

3、便自動(dòng)進(jìn)行處理，并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。由于繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置已形成獨(dú)立的專業(yè)技術(shù)，設(shè)有專門課程進(jìn)行系統(tǒng)講授，所以本教材僅將有關(guān)內(nèi)容作簡(jiǎn)單講述。調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)回路由測(cè)量機(jī)構(gòu)、傳輸設(shè)備、執(zhí)行元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是調(diào)節(jié)某些主設(shè)備的工作參數(shù)，以保證主設(shè)備及電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。同期回路同期回路同期回路由電壓互感器、同期開關(guān)、同期裝置構(gòu)成，其作用是保證各電源在滿足同期條件下投入系統(tǒng)運(yùn)行，在發(fā)電廠投運(yùn)并列、電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)時(shí)起關(guān)鍵作用。7 7操作電源操作電源操作電源由直流電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是供給上述各二次系統(tǒng)的工作電源，及其他重要設(shè)備的事故電源。 二次回路分類（發(fā)展劃分） 二次回路技術(shù)水

4、平的高低是發(fā)電廠及變電站生產(chǎn)自動(dòng)化程度的重要標(biāo)志，發(fā)電廠及變電站的控制方式是二次回路技術(shù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。和電力系統(tǒng)的發(fā)展一樣，二次回路經(jīng)歷過從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過程。就發(fā)電廠及變電站的控制方式而言，經(jīng)歷了以下四個(gè)發(fā)展階段。1.1.就地分散控制就地分散控制就地分散控制是對(duì)每一個(gè)被控制對(duì)象設(shè)置獨(dú)立的控制回路，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的控制。這種控制方式簡(jiǎn)便易行，但不便于各機(jī)組、設(shè)備間的協(xié)調(diào)配合，適用于小型發(fā)電廠及變電站。2.2.集中控制集中控制集中控制是在發(fā)電廠或變電站內(nèi)設(shè)置一個(gè)中央控制室（又稱主控制室），對(duì)全廠（站）的主要電氣設(shè)備（如同步發(fā)電機(jī)、主變壓器、高壓廠用變壓器、35kV及以上電壓的輸電線

5、路等）實(shí)行遠(yuǎn)方集中控制。采用集中控制時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置也安裝在中央控制室內(nèi)，不但可以節(jié)省控制電纜、便于調(diào)試維護(hù)，而且會(huì)提高運(yùn)行的安全性。 3.3.單元控制單元控制單元控制是單機(jī)容量在200MW及以上發(fā)電機(jī)采用的控制方式。按單元制控制時(shí)，爐、機(jī)、電按單元制運(yùn)行，設(shè)置數(shù)個(gè)單元控制室和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制室。每個(gè)單元控制室包括發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組，高壓廠用工作及備用變壓器，以及其他需要集中控制的設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)控制室控制三繞組及自耦變壓器，高壓母線設(shè)備和110kV及以上高壓輸電線路。運(yùn)行實(shí)踐表明，采用單元控制有利于運(yùn)行人員協(xié)調(diào)配合，尤其是便于爐、機(jī)、電的統(tǒng)一指揮調(diào)度和事故處理，并可大大改善爐、

6、機(jī)值班人員的工作條件，是目前我國大型發(fā)電廠主要采用的控制方式。4.4.綜合控制綜合控制綜合控制就是以電子計(jì)算機(jī)為核心，同時(shí)完成發(fā)電廠及變電站的控制、監(jiān)察、保護(hù)、測(cè)量、調(diào)節(jié)、分析計(jì)算、計(jì)劃決策等功能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行。綜合控制是電力生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平高度發(fā)展的重要標(biāo)志。 第二節(jié) 二次回路圖的閱讀及繪制 圖紙是工程的語言。二次回路圖是用來詳細(xì)表示二次設(shè)備及其連接的原理性電路圖。它的用途是詳細(xì)理解二次電路和設(shè)備的作用原理；為測(cè)試和尋找故障提供信息；用作編制二次接線圖的依據(jù)。是發(fā)電廠及變電站的重要技術(shù)資料。為了便于利用和管理，按用途和繪制方法的不同一般分為原理圖、布置圖、安裝圖和解釋性圖四類。原理圖是二

7、次接線的原始圖紙，用以表達(dá)二次回路的構(gòu)成和相互動(dòng)作順序和工作原理。在我國習(xí)慣上把原理圖分為歸總式和展開式兩種形式。歸總式原理圖是一種將二次回路與有關(guān)一次設(shè)備畫在一起，以整體圖形符號(hào)表示二次設(shè)備，按電路實(shí)際連接關(guān)系繪制的圖紙；展開式原理圖是將二次設(shè)備的線圈與觸點(diǎn)分別用圖形符號(hào)表示，按回路性質(zhì)的不同分為幾部分（如交流電流回路、交流電壓回路、直流回路、信號(hào)回路等）繪制的圖紙。布置圖和安裝圖將在后面講述。解釋性圖是除了原理圖、布置圖和安裝圖以外，根據(jù)實(shí)際需要繪制的圖。 一、二次回路圖的基本知識(shí) 二次電路圖中的元件和設(shè)備，都應(yīng)用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)表示。需要時(shí)可用簡(jiǎn)化外形來表示，元件和設(shè)備的布置可不符

8、合實(shí)際位置。圖形符號(hào)的旁邊應(yīng)標(biāo)注項(xiàng)目代號(hào)，一般標(biāo)注項(xiàng)目種類代號(hào)。項(xiàng)目種類代號(hào)用一個(gè)英文字母或兩個(gè)英文字母表示，在字母前加前綴“”，在不致引起混淆的情況下，前綴可以省略（本篇二次電路圖中均省略）。二次回路圖常用的圖形符號(hào)如表3-9-1所示，常用的項(xiàng)目種類代號(hào)如表3-9-2所示。為了區(qū)別同類的不同設(shè)備，可在字母后加數(shù)字，如K1、K2等。為了區(qū)別同一設(shè)備中同類的不同部件，如一個(gè)繼電器有幾對(duì)觸點(diǎn)，第一對(duì)觸點(diǎn)可用K1.1表示，第二對(duì)觸點(diǎn)可用K1.2表示。 對(duì)于元件和設(shè)備的可動(dòng)部分如觸點(diǎn)，通常表示在非激勵(lì)或不工作的狀態(tài)和位置。例如，繼電器和接觸器在非激勵(lì)狀態(tài)；斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置；事故、報(bào)警等開關(guān)在

9、設(shè)備正常使用的位置。對(duì)于在驅(qū)動(dòng)部分和被驅(qū)動(dòng)部分之間采用機(jī)械連接的元件和設(shè)備，如繼電器的線圈和觸點(diǎn)，在二次電路圖中有集中表示法、半集中表示法和分散表示法三種表示，三種表示法的畫法如表3-9-3所示。 集中表示法是將設(shè)備的線圈和觸點(diǎn)畫在一起，并用虛線表示它們之間的機(jī)械連接，在線圈旁標(biāo)注設(shè)備的項(xiàng)目種類代號(hào)。半集中表示法與集中表示法相似，只是部分觸點(diǎn)可分散開畫，表示機(jī)械連接的虛線允許折彎、分支和交叉。分散表示法是將同一設(shè)備的線圈和觸點(diǎn)分散畫在不同位置，為表示它們之間的機(jī)械連接，在線圈和觸點(diǎn)旁都標(biāo)注該設(shè)備的項(xiàng)目種類代號(hào)。上述內(nèi)容為二次回路圖的基本知識(shí)，也是閱讀二次回路圖的基本依據(jù)。 二、二次回路圖的繪制

10、與閱讀 二次回路圖常見的繪制方法有兩種。一種是二次元件和設(shè)備用集中和半集中表示法畫出；另一種是二次元件和設(shè)備用分散表示法畫出。用后一種畫法繪制的二次回路圖稱為展開式電路圖。圖3-9-1為用集中表示法畫出的610kV線路過電流保護(hù)電路圖。由圖可見，整套保護(hù)裝置由四只繼電器K1、K2、K3、K4組成。K1、K2為電流繼電器，其線圈分別接于電流互感器TA1、TA3的二次側(cè)回路中。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流互感器二次側(cè)回路中的電流增大，當(dāng)通過繼電器K1或K2線圈中的電流超過其動(dòng)作值時(shí)，其觸點(diǎn)閉合，將直流電源的正極加到時(shí)間繼電器K3的線圈上，線圈的另一端接在直流電源的負(fù)極，時(shí)間繼電器K3起動(dòng)，經(jīng)一定

11、時(shí)限后其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，直流電源正極經(jīng)信號(hào)繼電器K4的線圈、斷路器QF的輔助觸點(diǎn)S2和分閘線圈Y2到負(fù)極。分閘線圈Y2通過電流時(shí)，使斷路器自動(dòng)分閘，將短路事故切除。信號(hào)繼電器K4的線圈通過電流后繼電器起動(dòng)，其觸點(diǎn)閉合，發(fā)出信號(hào)。注意，斷路器自動(dòng)分閘前是閉合的，所以其常開輔助觸點(diǎn)S2處于閉合狀態(tài)；當(dāng)斷路器自動(dòng)分閘后，輔助觸點(diǎn)S2斷開，切斷分閘線圈Y2中的電流。 用集中表示法畫出的電路圖能比較直觀而清楚地說明保護(hù)裝置的工作原理，而且圖中將二次電路和有關(guān)的一次部分畫在一起，所以這種電路圖能給閱圖者建立一個(gè)明確的整體概念。但是，圖中線條較多，當(dāng)二次電路較復(fù)雜時(shí)，不很清晰，故這種電路圖僅用于簡(jiǎn)單的電路中。

12、在工程中比較廣泛地應(yīng)用展開式電路圖。 展開式電路圖中各二次元件分解為若干部分，按其動(dòng)作順序可分成交流電流回路展開圖、交流電壓回路展開圖、直流控制回路和信號(hào)回路展開圖等幾部分。圖3-9-2所示展開式電路圖便由交流電流回路、直流控制回路和信號(hào)回路三部分組成。屬于某個(gè)回路中的設(shè)備部件應(yīng)畫在展開式電路圖的該部分中，于是屬于同一設(shè)備的不同部件可能會(huì)畫在展開式電路圖的不同的回路中。每種回路又有許多電路的支路，這些支路在繪制展開式電路圖時(shí)可以垂直排列，如圖3-9-2（a）所示，也可以水平排列，如圖3-9-2（b）所示。各支路排列的順序?yàn)椋簩?duì)交流回路按相序，對(duì)直流回路按動(dòng)作順序。垂直排列時(shí)各支路自左往右排列；

13、水平排列時(shí)各支路自上往下排列。各支路中設(shè)備的部件按實(shí)際情況相互連接。垂直排列時(shí)自上往下畫，水平排列時(shí)自左往右畫。根據(jù)展開圖繪制的方法，可以得出閱讀展開圖要領(lǐng)：先看交流后看直流、自左往右看、自上往下看。首先先按列或行一個(gè)支路一個(gè)支路的依照順序讀通，有時(shí)性質(zhì)不同的支路是交錯(cuò)畫在一起的，要跳過無關(guān)支路、找到有關(guān)支路，把與這個(gè)支路有聯(lián)系的所有支路都找到。在讀具體支路時(shí)，要首先找到繼電器線圈的起動(dòng)支路，然后尋找該繼電器的觸點(diǎn)支路。一個(gè)繼電器往往右?guī)讓?duì)觸點(diǎn)，所有與該繼電器有關(guān)的觸點(diǎn)支路都要找到。應(yīng)一個(gè)支路一個(gè)支路的找下去，一個(gè)繼電器一個(gè)繼電器地看通。圖3-9-2 610kV線路過電流保護(hù)展開式電路圖下面以

14、圖3-9-2為例，來閱讀二次回路展開圖。當(dāng)一次電路發(fā)生短路時(shí)，電流互感器TA1和TA3二次側(cè)電路中電流增大，電流繼電器K1和K2起動(dòng)。在直流控制回路中找到K1和K2的觸點(diǎn)，此常開觸點(diǎn)閉合、使時(shí)間繼電器K3起動(dòng)。經(jīng)一定延時(shí)后K3觸點(diǎn)閉合，一方面使斷路器自動(dòng)分閘，同時(shí)起動(dòng)信號(hào)繼電器K4，K4起動(dòng)后其觸點(diǎn)閉合后發(fā)出信號(hào)?？凑归_式電路圖要細(xì)心，要一個(gè)支路一個(gè)支路地看通，一個(gè)繼電器一個(gè)繼電器地看懂，這樣便可以理解整個(gè)裝置的工作原理。比較圖3-9-1與圖3-9-1可知，展開式電路圖線條清晰，便于閱讀，便于了解整個(gè)裝置的動(dòng)作程序和工作原理，尤其在復(fù)雜電路中更為突出，故得到廣泛應(yīng)用。 小結(jié)小結(jié) 二次回路是一個(gè)

15、多功能復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，包括控制回路、信號(hào)回路、測(cè)量監(jiān)察回路、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置、調(diào)節(jié)回路、操作電源等。二次回路圖中，各種設(shè)備都按國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)表示。二次回路一般分為原理圖、布置圖、安裝圖和解釋性圖四類，原理圖分為歸總式和展開式兩種形式，工程中廣泛應(yīng)用展開圖。展開圖按交流電流、交流電壓和直流電路分別畫出，元件部件分別畫在它們所在的電路中，形成許多支路。這些支路遵循一定規(guī)律，可以垂直排列，也可以水平排列。閱讀展開圖時(shí)，應(yīng)“自上往下看，自左往右看”。對(duì)展開圖的畫法和閱讀應(yīng)熟練掌握。 第二章 操作電源 第一節(jié) 直流負(fù)荷及操作電源一、直流負(fù)荷的分類二、操作電源的分類及作用三、對(duì)操作電源的基本要求第二節(jié)

16、 蓄電池組直流系統(tǒng)一、蓄電池的作用、容量及直流系統(tǒng)二、蓄電池組的運(yùn)行方式 發(fā)電廠及變電站的操作電源，是為繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、信號(hào)設(shè)備，控制及調(diào)節(jié)設(shè)備等供電的電源。在發(fā)電廠及大、中型變電站主要采用直流操作電源，所以本章主要討論直流操作電源。 第一節(jié) 直流負(fù)荷及操作電源 一、直流負(fù)荷的分類一、直流負(fù)荷的分類發(fā)電廠及變電站的直流負(fù)荷，按其用電特性的不同分為經(jīng)常負(fù)荷、事故負(fù)荷和沖擊負(fù)荷三類。經(jīng)常負(fù)荷經(jīng)常負(fù)荷經(jīng)常負(fù)荷指在各種運(yùn)行狀態(tài)下，由直流電源不間斷供電的負(fù)荷。主要包括經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位置指示器；經(jīng)常點(diǎn)亮的直流照明燈；經(jīng)常投入運(yùn)行的逆變電源等。事故負(fù)荷事故負(fù)荷事故負(fù)荷指正常運(yùn)行時(shí)由交流電

17、源供電，當(dāng)發(fā)電廠和變電站的自用交流電源消失后由直流電源供電的負(fù)荷。它一般包括有：事故照明、汽輪機(jī)潤滑油泵、發(fā)電機(jī)氫冷密封油泵及載波通訊備用電源等。沖擊負(fù)荷沖擊負(fù)荷沖擊負(fù)荷是指直流電源承受的短時(shí)最大電流。它包括斷路器合閘時(shí)的沖擊電流和此時(shí)直流母線上所承受的其它負(fù)荷電流（經(jīng)常負(fù)荷與事故負(fù)荷）。由上述發(fā)電廠及變電站的直流負(fù)荷可知，這些負(fù)荷非常重要，一旦出現(xiàn)故障將會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此，操作電源必須滿足在任何情況下都能保證可靠的不間斷的向用電負(fù)荷供電。 二、操作電源的分類及作用二、操作電源的分類及作用發(fā)電廠及變電站的操作電源可分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。目前發(fā)電廠及變電站中常用的直流操作電源有

18、：1. 蓄電池組直流電源。2. 復(fù)式整流直流電源。3. 硅整流電容直流電源。交流操作電源用于小型變電站，以站用變壓器、電壓互感器及電流互感器供電。 蓄電池組直流電源蓄電池組直流電源蓄電池組是一種與電力系統(tǒng)運(yùn)行方式無關(guān)的獨(dú)立電源系統(tǒng)。發(fā)電廠及變電站故障甚至交流電源完全消失的情況下，仍能在一定的時(shí)間內(nèi)（通常為2h）可靠供電，因此，它具有很高的供電可靠性。此外，由于蓄電池組電壓平穩(wěn)，容量較大，可以提供斷路器合閘時(shí)所需要的較大的短時(shí)沖擊電流，滿足較復(fù)雜的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置要求，并可作為事故保安負(fù)荷的備用電源。蓄電池組的主要缺點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)工作量較大，壽命較短，價(jià)格昂貴，并需要許多輔助設(shè)備和專用的房間。但

19、由于發(fā)電廠及變電站的對(duì)操作電源的可靠性有較高的要求，所以，蓄電池組仍然是發(fā)電廠及大、中型變電站不可缺少的電源設(shè)備。 硅整流電容器儲(chǔ)能的直流電源硅整流電容器儲(chǔ)能的直流電源硅整流電容器儲(chǔ)能的直流電源裝置，由硅整流設(shè)備和儲(chǔ)能電容器組構(gòu)成，硅整流設(shè)備將廠（站）用的交流電源變?yōu)橹绷髯鞑僮麟娫?。為了在交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，仍能使繼電保護(hù)及斷路器可靠動(dòng)作，裝設(shè)了儲(chǔ)能電容器。正常情況下，由硅整流設(shè)備向直流母線上的直流負(fù)荷供電的同時(shí)給儲(chǔ)能電容器充電，當(dāng)直流母線電壓下降到很低時(shí)，電容器即放電釋放出能量供繼電保護(hù)裝置和斷路器跳閘使用，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障后，所用電源和直流電壓恢復(fù)正常，電容器又充電儲(chǔ)能。由于受到儲(chǔ)

20、能電容器容量的限制，這種操作電源在交流電源消失后，只能在短時(shí)間內(nèi)向繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置以及斷路器跳閘回路供電。主要使用在小型發(fā)電廠及中、小型變電站。 復(fù)式整流直流電源復(fù)式整流直流電源復(fù)式整流直流電源，是一種以廠（站）自用交流電源、電壓互感器二次電壓、電流互感器二次電流等為輸入量的復(fù)合式整流設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí)，由廠（站）自用交流電源或電壓互感器二次電壓經(jīng)整流后向直流負(fù)荷供電；交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，由電流互感器二次電流通過磁飽和穩(wěn)壓器變?yōu)橐欢ǖ碾妷?，再?jīng)過整流向直流負(fù)荷供電。因此，也可以說復(fù)式整流電源是由電壓源（從廠、站自用交流電源或電壓互感器取得）和電流源（從電流互感器取得）兩部分組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

21、單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，并能在故障狀態(tài)下輸出較大的直流電流，廣泛用于具有單電源的中小型變電站。 交流操作電源交流操作電源交流操作電源就是直接使用交流電源作二次回路的工作電源。采用交流操作電源時(shí)，一般由電流互感器供電給反應(yīng)短路故障的繼電器和斷路器的跳閘線圈；由自用電變壓器供電給斷路器合閘線圈；由電壓互感器（或自用電變壓器）供電給控制與信號(hào)設(shè)備。這種操作電源接線簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、投資少，但其技術(shù)性能尚不能完全滿足大、中型發(fā)電廠及變電站的要求，主要用于小型變電站。 三、對(duì)操作電源的基本要求三、對(duì)操作電源的基本要求 （1）保證供電的高度可靠性。（2）具有足夠的容量，以保證正常運(yùn)行及故障狀態(tài)下的供電。（3）

22、使用壽命長，運(yùn)行、維護(hù)方便。（4）投資少，布置面積小。 第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池組直流系統(tǒng)蓄電池組直流系統(tǒng)蓄電池一般按電解液不同可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。1. 酸性蓄電池端電壓較高、沖擊放電電流大，適合于斷路器跳、合閘的沖擊負(fù)荷，但酸性蓄電池壽命短，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜；2. 堿性蓄電池體積小，壽命長，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，但事故放電時(shí)電流較小。目前，發(fā)電廠及變電站中廣泛使用酸性蓄電池。 一、蓄電池的作用、容量及直流系統(tǒng)一、蓄電池的作用、容量及直流系統(tǒng)蓄電池是一種既能把電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，又能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o負(fù)載的化學(xué)電源設(shè)備。（一）蓄電池的構(gòu)成及作用（一）蓄電池的構(gòu)成及作用蓄電池主要由容

23、器、電解液和正、負(fù)電極構(gòu)成。蓄電池的工作原理是：蓄電池的正極板和負(fù)極板插入電解液中時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于正負(fù)極板材料不同，正負(fù)極板電位不同，正負(fù)極板間便產(chǎn)生電位差。在外電路沒有接通時(shí)，正負(fù)極板之間的電位差就是蓄電池的電勢(shì)，在外電路與負(fù)載接同時(shí)，就有電流流過負(fù)載，也既是蓄電池向負(fù)載放電。（蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┊?dāng)蓄電池放電后將負(fù)載斷開，使其與直流電源相連，當(dāng)電源電壓高于蓄電池的端電壓時(shí)，化學(xué)反應(yīng)向相反方向進(jìn)行，把電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來。如此循環(huán)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)為直流負(fù)荷供電的目的。由此可見，蓄電池的作用就是向直流負(fù)荷提供電能。由于單個(gè)蓄電池電壓較低，需若干個(gè)連接成蓄電池組，作為發(fā)電廠及變電站的操

24、作電源。蓄電池組作為操作電源，不受電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的影響，在故障狀態(tài)下仍能保證一段時(shí)間的供電，具有很高的可靠性。蓄電池組供電的負(fù)荷主要有：（1）主控制室、就地操作的配電裝置、各電壓等級(jí)的廠用配電裝置控制屏的控制信號(hào)回路，以及各級(jí)電壓配電裝置的斷路器跳、合閘線圈等。（2）汽機(jī)和鍋爐控制屏的控制信號(hào)回路，各汽機(jī)直流潤滑油泵及氫冷直流密封油泵的電動(dòng)機(jī)。（3）事故照明網(wǎng)絡(luò)，即主控制室的專用事故照明屏。對(duì)于只裝一組蓄電池的發(fā)電廠及變電站，設(shè)置一塊事故照明屏；裝有兩組蓄電池的發(fā)電廠，則設(shè)置兩塊事故照明屏。（4）其他直流用電設(shè)備，如通訊備用電源、主控制室經(jīng)常照明燈及電氣試驗(yàn)室等直流負(fù)荷。 （二）蓄電池的容量

25、及自放電（二）蓄電池的容量及自放電蓄電池的容量，就是蓄電池放電到某一允許最小電壓（或稱終止電壓）的過程中所放出的電量，以安時(shí)（Ah）表示。蓄電池的容量與極板類型、電解液的比重、放電電流的大小以及工作溫度等因素有關(guān)。蓄電池通常以放電率表示放電至終止電壓的快慢。放電率可用放電電流大小或放電到終止電壓的時(shí)間長短表示。例如，某216Ah容量的蓄電池，以恒定的21.6A電流放電，經(jīng)10h到達(dá)終止電壓，以電流表示放電率，則為21.6A放電率；以時(shí)間表示則為10h放電率。蓄電池的額定容量就是指10h放電率放出的電量。放電時(shí)間大于10h，則放電電流就應(yīng)低于10h放電率的電流值，放出的容量就允許大于額定容量。蓄

26、電池充電后，無論工作或不工作,其內(nèi)部都有放電現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為自放電.這是由于電解液上下層比重不同,極板上下電勢(shì)不等，正負(fù)極板上下之間的均壓電流引起蓄電池有自放電，同時(shí)電解液中含有的金屬雜質(zhì)沉淀在極板上會(huì)形成局部短路，也會(huì)引起蓄電池自放電。由于自放電現(xiàn)象的存在增加了蓄電池的內(nèi)部損耗。蓄電池即使沒有工作，一定時(shí)間后也必須進(jìn)行充電檢查，以免損壞。 （三）直流供電系統(tǒng)的接線（三）直流供電系統(tǒng)的接線1主控制室內(nèi)控制、信號(hào)小母線供電網(wǎng)絡(luò)如圖3-10-1所示，圖中KM、XM和（）SM為安裝在各控制屏頂?shù)目刂?、信?hào)和閃光電源小母線。小母線按屏組分段，段間以電纜連接，再通過兩路與電源相連，在各段間及電源進(jìn)線都

27、裝設(shè)刀閘開關(guān)。斷開段間的連接刀閘開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)運(yùn)行。小母線分段的目的是為了便于檢修和處理故障。 2屋外配電裝置斷路器合閘線圈供電接線某電壓級(jí)屋外配電裝置斷路器合閘線圈的供電接線如圖3-10-2所示。由圖可見，屋外配電裝置合閘線圈的供電，是以電纜連接電源和各斷路器的端子箱構(gòu)成的。端子箱之間的連接電纜芯，就是斷路器的合閘電源母線。正常運(yùn)行時(shí)，通過刀閘開關(guān)將合閘電源母線分為兩段，各段單獨(dú)取得電源。 （3）事故照明供電接線事故照明電源由安裝于控制室內(nèi)的事故照明自動(dòng)切換裝置供電，并以單回路供電。事故照明自動(dòng)切換裝置的電路如圖3-10-3所示。正常運(yùn)行時(shí)，三相刀閘DK、事故照明饋線開關(guān)1ZK與2

28、ZK均在合閘位置；如果三個(gè)相電壓正常，1YJ、1YJ、3YJ電壓繼電器動(dòng)作，常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開，交流接觸器1C在動(dòng)作狀態(tài)，常開接點(diǎn)閉合，將三相交流電壓送到U、V、W、N母線上，事故照明負(fù)荷由220V交流電源供電。當(dāng)交流電源消失時(shí)，電壓繼電器1YJ、YJ、3YJ失電，其常開觸點(diǎn)打開，使交流接觸器1C失電返回。其常開觸點(diǎn)斷開，先切斷交流電源。緊接著，由于1YJ3YJ繼電器和交流接觸器1C常閉觸點(diǎn)閉合，使直流接觸器2C起動(dòng)，常開接點(diǎn)閉合，3C隨之起動(dòng)，常開接點(diǎn)閉合。2C與3C常開接點(diǎn)閉合，將蓄電池組220V直流電源投入事故照明電源母線。以上切換過程是很迅速的。在由直流電源供電期間，接觸器2C

29、與3C一直在帶電起動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)交流電源恢復(fù)時(shí)，電壓繼電器1YJ3YJ立即起動(dòng)，首先其常閉觸頭打開使2C、3C相繼失電返回，切斷直流電源。隨之1C起動(dòng)，重新恢復(fù)交流電源供電。 二、蓄電池組的運(yùn)行方式二、蓄電池組的運(yùn)行方式蓄電池組的運(yùn)行方式有：充電放電式和浮充電式兩種運(yùn)行方式。充電充電放電運(yùn)行方式放電運(yùn)行方式 蓄電池組的充電一放電運(yùn)行方式，就是對(duì)運(yùn)行中的蓄電池組進(jìn)行定期的（或根據(jù)運(yùn)行規(guī)程要求）充電，以保持蓄電池的良好狀態(tài)。其工作特點(diǎn)是：正常工作時(shí)，充電設(shè)備退出，由充好電的蓄電池組向直流負(fù)荷供電。為了保證在事故情況下蓄電池組能可靠的工作，蓄電池組正常放電時(shí)必須留有一定的容量，決不能使蓄電池完全放電。通

30、常放電約達(dá)容量的60%70% 時(shí)，便應(yīng)停止放電，將充電設(shè)備投入，進(jìn)行充電。在充電過程中充電設(shè)備除了向蓄電池組供電外，還要擔(dān)負(fù)經(jīng)常性直流負(fù)載，故充電設(shè)備必須有足夠的容量。其典型電路接線如圖3-10-4所示。圖中在整流裝置回路中裝有雙投刀閘刀開關(guān)1k，以便使整流設(shè)備即可以對(duì)蓄電池組充電，也可以直接接在直流母線上作為直流電源。在整流裝置回路中，裝設(shè)電壓表和電流表以監(jiān)視端電壓和供電電流。在蓄電池組接至母線的回路中，裝設(shè)有雙向刻度的電流表，用以監(jiān)視充電和放電電流。圖中電流的方向是1k打到充電位置時(shí)，電流的流向。蓄電池在充電和放電過程中，端電壓的變化很大，放電時(shí)，酸性蓄電池每個(gè)蓄電池的端電壓由2V下降到1

31、.751.8V；充電時(shí)則由2.1V升高到2.62.7V。為了維持直流母線電壓的穩(wěn)定，在充放電過程中必須調(diào)整電壓。在電力系統(tǒng)中，多采用端電池調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)接到直流母線上蓄電池的數(shù)目，來維持直流母線的電壓。為此，將全部蓄電池分為兩部分，一部分是固定不調(diào)的基本蓄電池，另一部分是可調(diào)的端電池。在充放電過程中，通過改變端電池的數(shù)目，達(dá)到維持母線電壓基本穩(wěn)定的目的。端電池調(diào)節(jié)器有手動(dòng)和電動(dòng)兩種形式。 手動(dòng)端電池調(diào)整器的構(gòu)造如圖3-10-5所示，其接線如圖3-10-6所示?；ハ嘟^緣的金屬片依次連接到端電池間的抽頭上，通過操作放電手柄1P或充電手柄2P就可以調(diào)節(jié)投入蓄電池的數(shù)量。為了在調(diào)節(jié)過程中防止電路中斷，將

32、每一個(gè)手柄的觸頭分為兩部分，如圖3-10-6中的2和4。在調(diào)節(jié)過程中先使2和4跨接在相鄰的兩個(gè)金屬片上，并通過電阻3連接著，然后再斷開2完成一次調(diào)節(jié)。充電手柄是在充電時(shí)退出已充好的端電池用的；放電手柄是在直流母線電壓降低時(shí)投入端電池提高母線電壓用的。蓄電池組在正常放電工作狀態(tài)時(shí)，放電手柄應(yīng)放在使母線電壓為正常工作電壓的位置。隨著放電時(shí)間的延長，蓄電池端電壓下降，此時(shí)需調(diào)節(jié)放電手柄增加投入蓄電池的數(shù)量。如果端電池已全部投入且已放電到終止電壓時(shí)，則認(rèn)為已完全放電，將充電手柄調(diào)到終端位置作好充電的準(zhǔn)備。充電時(shí)通過硅整流器，調(diào)節(jié)其電壓略高于直流母線電壓，合上雙投開關(guān)1K到充電位置（圖中右側(cè)位置），使整

33、流器與蓄電池組并聯(lián)，稍提高整流器端電壓，使整流器帶經(jīng)常負(fù)荷并向蓄電池充電。隨著充電的進(jìn)行蓄電池組端電壓逐漸上升，充電電流逐漸減小。為了維持充電電流不變，就需不斷提高整流器輸出電壓，但又要保持母線的正常工作電壓。為此，在調(diào)節(jié)整流器輸出電壓的同時(shí)，必須通過放電手柄減少投入的蓄電池的數(shù)量。在充電終止時(shí)，放電手柄將移到基本電池部分。由于端電池在放電時(shí)接入比較晚，放電時(shí)間短，而充電時(shí)充電電流又較大，所以端電池會(huì)比較早的充好。為了防止過度充電，在充電過程中應(yīng)將充好電的蓄電池通過充電手柄切除。為了操作方便，手動(dòng)端電池調(diào)整器一般都裝在直流盤上，故從直流盤到蓄電池室使用的引線較多。大型發(fā)電廠和變電所，多采用電動(dòng)

34、端電池調(diào)整器。它可以遠(yuǎn)方操作，故可以裝在鄰近蓄電池室的屋內(nèi)，電動(dòng)端電池調(diào)整器，目前生產(chǎn)的為單臺(tái)立式結(jié)構(gòu)，每組蓄電池需裝兩套，一套充電，一套放電。工作原理與手動(dòng)類似。充電放電運(yùn)行方式，通常每運(yùn)行12晝夜就要充一次電。顯然，操作比較頻繁，也影響蓄電池的壽命，目前已很少采用。 浮充電運(yùn)行方式浮充電運(yùn)行方式按浮充電方式運(yùn)行的蓄電池組電路如圖3-10-7所示。電路中有兩組直流母線，兩組直流母線之間用兩組刀開關(guān)連絡(luò)，正常運(yùn)行時(shí)，兩組刀開關(guān)均投上，兩組直流母線均投入運(yùn)行，只有當(dāng)某組母線或其饋線發(fā)生故障時(shí)，才打開刀開關(guān)，將故障部分切除，使非故障部分照常工作。 本電路采用了兩套硅整流裝置（也可用交直流電動(dòng)發(fā)電機(jī)

35、組），一套容量較大的作充電用，另一套容量較小的作浮充電用。浮充電運(yùn)行方式的工作特點(diǎn)是：正常運(yùn)行時(shí)，浮充電整流電源與充好電的蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，它一方面擔(dān)負(fù)經(jīng)常性直流負(fù)荷，另一方面以很小的電流向蓄電池組進(jìn)行浮充電，以補(bǔ)充由于自放電造成的能量損失，使其經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，以承擔(dān)短時(shí)的沖擊負(fù)荷（如斷路器合閘電流）。此外，當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障或整流設(shè)備斷開的情況下，蓄電池組承擔(dān)全部直流負(fù)荷。直到交流電壓恢復(fù)，用充電整流設(shè)備給蓄電池充好電后，再將浮充電整流設(shè)備投入運(yùn)行，轉(zhuǎn)入正常的浮充電狀態(tài)。按浮充電方式工作的蓄電池組，經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，只有當(dāng)交流電源消失或充整流器故障時(shí)，才轉(zhuǎn)為長時(shí)間放電狀態(tài)。蓄電池組除了

36、事故放電后要及時(shí)充電以外，平時(shí)每個(gè)月要進(jìn)行一次充電；每三個(gè)月必須進(jìn)行一次核對(duì)性放電與均衡充電，以使各個(gè)蓄電池電解液的密度、容量、電壓等都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。浮充電源工作方式在實(shí)際運(yùn)行中有以下兩種不同的形式。 第一種浮充電源運(yùn)行形式，如圖3-10-8所示。硅整流器GZ的輸出開關(guān)SK投入放電位置1、3側(cè)。這時(shí)整流器一方面供電給經(jīng)常負(fù)荷I2，同時(shí)以I1對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電，但端電池（或稱備用電池）BXDC得不到充電。為解決端電池得不到浮充電問題，可以考慮在端電池兩端并聯(lián)一小整流設(shè)備為其進(jìn)行浮充電。整流器的端電壓要滿足浮充電的要求，通常按每只酸性蓄電池取2.15V，每只堿性蓄電池取1.351.45選定。

37、當(dāng)交流電源消失時(shí)，整流器停止運(yùn)行，蓄電池組轉(zhuǎn)入放電狀態(tài)。為了維持母線電壓要隨時(shí)調(diào)整放電手柄1P。 第二種浮充電源運(yùn)行形式，如圖3-10-9所示。整流器的輸出開關(guān)投入充電位置2、4側(cè)，正常運(yùn)行時(shí)一方面向經(jīng)常負(fù)荷供電，同時(shí)向包括端電池在內(nèi)的全部蓄電池浮充電。這種情況端電池有可能會(huì)過充電，為解決端電池過充電問題，可以考慮在端電池兩端并聯(lián)可調(diào)電阻分流來解決?？傊铍姵亟M直流電源采用浮充方式運(yùn)行，不僅可提高工作的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，還可減少運(yùn)行維護(hù)工作量，因而在發(fā)電廠及變電站中廣泛應(yīng)用。 1.1. 小結(jié)小結(jié)2. 操作電源是指發(fā)電廠和變電站中，用于控制、信號(hào)、操作、保護(hù)及自動(dòng)裝置等二次回路供電的電源。它對(duì)發(fā)

38、電廠和變電站的安全運(yùn)行起著極其重要的作用。3. 目前在發(fā)電廠和變電站中多采用直流操作電源。直流負(fù)荷一般分為經(jīng)常負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷。直流操作電源，通常以蓄電池組、復(fù)式整流裝置或帶電容器儲(chǔ)能的硅整流裝置供電。交流操作電源用于小型變電站，以站用變壓器、電流互感器及電壓互感器供電。4. 蓄電池是一種既能把電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、又能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。作為操作電源，不受電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的影響，在故障狀態(tài)下仍能保證一段時(shí)間的供電，具有很高的可靠性。但是蓄電池存在自放電現(xiàn)象，需要長期或定期充電。5. 蓄電池組直流電源的運(yùn)行方式主要采用充電放電式和浮充電式兩種。充電放電運(yùn)行方式，就是對(duì)運(yùn)行中的蓄電

39、池組進(jìn)行定期的充電，以保持蓄電池的良好狀態(tài)。按浮充電方式工作的蓄電池組，經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，只有當(dāng)交流電源消失或浮充整流器故障時(shí)，才轉(zhuǎn)為長時(shí)間放電狀態(tài)。浮充電工作方式在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。 第三章 測(cè)量監(jiān)察回路 第一節(jié) 互感器和儀表的配置一、電流互感器的配置二、電壓互感器的配置三、電氣測(cè)量儀表的配置第二節(jié) 測(cè)量回路圖一、測(cè)量儀表的交流電流回路二、測(cè)量儀表的交流電壓回路第三節(jié) 絕緣監(jiān)察一、直流絕緣監(jiān)察二、交流絕緣監(jiān)察 發(fā)電廠和變電站的測(cè)量監(jiān)察回路，主要供運(yùn)行人員了解和掌握電氣設(shè)備及動(dòng)力設(shè)備的工作情況，以及電能的輸送和分配情況，以便及時(shí)調(diào)節(jié)、控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，分析和處理事故。因此，測(cè)量監(jiān)察回路對(duì)保證

40、電能質(zhì)量、保證發(fā)電廠和變電站的安全運(yùn)行，具有重要作用 第一節(jié) 互感器和儀表的配置 測(cè)量與監(jiān)察是通過測(cè)量儀表實(shí)現(xiàn)的，而測(cè)量儀表又要通過互感器反映一次系統(tǒng)狀況。所以要實(shí)現(xiàn)測(cè)量與監(jiān)察，需要正確地配置互感器和儀表。一、電流互感器的配置一、電流互感器的配置凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。未裝斷路器的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)以及發(fā)電機(jī)和變壓器的出口等回路中，也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。裝設(shè)電流互感器的數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。在中性點(diǎn)直接接地的三相電網(wǎng)中，電流互感器按三相配置；在中性點(diǎn)非直接接地的三相電網(wǎng)中，電流互感器按二相配置，但當(dāng)35kV線路采用距離保護(hù)時(shí)，應(yīng)按三相配置。發(fā)電機(jī)和變壓器

41、回路應(yīng)按三相配置。繼電保護(hù)用電流互感器，應(yīng)盡可能減小或消除不保護(hù)區(qū)。同一網(wǎng)絡(luò)中各線路的電流互感器，均應(yīng)配置在同名相上。 二、電壓互感器的配置二、電壓互感器的配置 電壓互感器的配置，除應(yīng)滿足測(cè)量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求外，還應(yīng)考慮同期裝置和絕緣監(jiān)察裝置的要求。發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)三相五柱式電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)及同期用，其輔助二次繞組接成開口三角形，發(fā)電機(jī)未并列前作絕緣監(jiān)察用。發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，一般配置專用電壓互感器，以獲得較大的功率。容量在200MW及以上的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)常采用經(jīng)高電阻接地的接地方式，即中性點(diǎn)經(jīng)電壓互感器一次繞組接地，電壓互感器的二次繞組接入電阻，并作為發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)

42、的電源。三繞組變壓器低壓側(cè)裝設(shè)兩臺(tái)單相電壓互感器，接成VV接線，以便在低壓側(cè)斷路器分閘后供同期監(jiān)視用。每段工作母線和備用母線都必須裝設(shè)電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)及同期等用。610kV母線裝設(shè)一只三相五柱式或三只單相電壓互感器。35kV以上母線一般裝設(shè)三只單相電壓互感器。如果線路另一側(cè)有電源時(shí)，應(yīng)在出線斷路器線路側(cè)的一相上裝設(shè)電壓互感器，供同期或重合閘用。 三、電氣測(cè)量儀表的配置三、電氣測(cè)量儀表的配置電路中主要的運(yùn)行參數(shù)有電流、電壓、功率、電能、頻率、溫度和絕緣電阻等，因此應(yīng)裝設(shè)的電氣測(cè)量儀表有電流表、電壓表、頻率表、有功功率表、無功功率表、有功電度表和無功電度表等。電路中應(yīng)裝設(shè)儀表的種類、個(gè)數(shù)及

43、儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，應(yīng)符合電工測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 第二節(jié)第二節(jié) 測(cè)量回路圖測(cè)量回路圖測(cè)量回路圖通常采用展開圖的形式，并以交流電流及交流電壓回路分別表示。一、測(cè)量儀表的交流電流回路一、測(cè)量儀表的交流電流回路電氣元件或稱安裝單位（如一臺(tái)發(fā)電機(jī)、一組變壓器、一條線路、一組電容器或斷路器等）常有一個(gè)單獨(dú)的電流回路，當(dāng)測(cè)量儀表與保護(hù)裝置共用一組電流互感器時(shí)，可將它們的電流線圈按相串接，如圖3-11-1所示，即電流繼電器KI和有功電能表Wh、無功電能表Varh及電流表A串聯(lián)在回路中的情況。圖3-11-1 610kV線路交流電流回路測(cè)量儀表、保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置一般由單獨(dú)的電流互感器或單獨(dú)的二

44、次線圈供電。當(dāng)保護(hù)和測(cè)量儀表共用一組電流互感器時(shí)，應(yīng)防止測(cè)量回路開路而引起繼電保護(hù)的誤動(dòng)作。當(dāng)幾種儀表接于同一組電流互感器時(shí)，其接線順序一般為先接指示和積算式儀表，再接記錄儀表，最后接變送儀表。 二、測(cè)量儀表的交流電壓回路二、測(cè)量儀表的交流電壓回路在電力系統(tǒng)中，電壓互感器是按母線數(shù)量設(shè)置的，即每一組主母線裝設(shè)一組電壓互感器。接在同一母線上所有元件的測(cè)量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置都由同一組電壓互感器的二次側(cè)取得電壓。為了減少電纜聯(lián)系，采用了電壓小母線。各電氣設(shè)備所需要的二次電壓可由電壓小母線上引接。圖3-11-2所示是V相接地的35kV電壓互感器二次回路接線圖。二次側(cè)V相接地方式，這是由于發(fā)電廠中

45、一般常用的ZZQ-1ZZQ-5型同期裝置要求電壓互感器二次側(cè)V相接地，這樣可以簡(jiǎn)化同期系統(tǒng)接線及減少同期開關(guān)檔數(shù)，是發(fā)電廠內(nèi)比較普遍應(yīng)用的接線方式。電壓互感器二次線圈接成星形，第三線圈接成開口三角形。 圖中，13FU是用以保護(hù)電壓互感器二次線圈的熔斷器。V相接地點(diǎn)設(shè)在2FU之后，以防中性線發(fā)生接地故障時(shí)燒毀V相繞組。二次線圈中性點(diǎn)經(jīng)擊穿保險(xiǎn)JB接地（JB是一個(gè)放電間隙）。在正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)處于絕緣狀態(tài)，當(dāng)V相熔斷器2FU熔斷時(shí)，三相電壓失去平衡，中性點(diǎn)電壓升高，將其間隙擊穿而接地。V相在端子箱接地后，即用電纜芯線引至電壓小母線VSV。為防止在電壓互感器停電或檢修時(shí)，由二次側(cè)向一次側(cè)反饋，

46、U、W相和中性線N都經(jīng)過電壓互感器一次側(cè)隔離開關(guān)的輔助觸頭S分別引至電壓小母線1VSU、1VSW、1VSN。因?yàn)橹行跃€上輔助觸頭的接觸不良現(xiàn)象難以發(fā)現(xiàn)，故采用兩對(duì)S觸點(diǎn)并聯(lián)，以增加其可靠性。 第三節(jié) 絕緣監(jiān)察 在發(fā)電廠、變電所中，為了監(jiān)視交、直流系統(tǒng)的絕緣狀況，通常都設(shè)有絕緣監(jiān)察裝置。絕緣監(jiān)察分為直流絕緣監(jiān)察和交流絕緣監(jiān)察。一、直流絕緣監(jiān)察一、直流絕緣監(jiān)察正常運(yùn)行時(shí)直流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻是很大的，通常0.20.5M范圍內(nèi)，這是保證直流系統(tǒng)安全可靠工作不可缺少的條件。但是，由于受到許多因素的影響，在實(shí)際運(yùn)行中時(shí)常發(fā)生絕緣降低甚至直接接地的現(xiàn)象。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，并不影響正常工作。但是在一點(diǎn)

47、接地后，又在同一極或在另一極發(fā)生接地，將形成兩點(diǎn)接地，可能造成直流電源短路使熔斷器熔斷，或使斷路器、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)，給二次系統(tǒng)的工作帶來很大的危害。為了有效地監(jiān)視直流系統(tǒng)的絕緣狀況，發(fā)電廠及變電站都裝設(shè)必要的絕緣監(jiān)察裝置。最簡(jiǎn)單的直流絕緣監(jiān)察方法是利用直流電壓表，用電壓表測(cè)量正、負(fù)極對(duì)地電壓。如果絕緣良好，電壓表指示應(yīng)為零；如果電壓表指針有指示，則說明直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣下降。這種方法通過人工操作，不能及時(shí)反映絕緣狀況，一般用于小型變電站，在發(fā)電廠及大、中容量變電站中用作輔助監(jiān)視。在發(fā)電廠及變電站廣泛采用的是能發(fā)信號(hào)的絕緣監(jiān)察裝置。 （一）直流絕緣監(jiān)察裝置（一）直流絕緣監(jiān)察裝置直流絕

48、緣監(jiān)察裝置電路如圖3-11-3所示。其電路主要由三部分組成，即：測(cè)量母線電壓、正極對(duì)地電壓及負(fù)極對(duì)地電壓的電壓表2V與切換開關(guān)CK；測(cè)量直流系統(tǒng)對(duì)地總絕緣電阻的電壓表1V（此表有電壓、歐姆雙刻度）、切換開關(guān)1XK與電阻器13R；在直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)用作自動(dòng)發(fā)信號(hào)的接地信號(hào)繼電器XJJ與光字牌1GP等。 電路的工作狀態(tài)與切換開關(guān)的位置有直接關(guān)系，切換開關(guān)CK和1XK均有三個(gè)位置，接通情況見表3-11-1。表3-11-1 切換開關(guān)的位置與觸點(diǎn)接通情況 切換開關(guān)開關(guān)位置接通觸點(diǎn)CK母線12、58、911正對(duì)地12、56負(fù)對(duì)地14、581XK信號(hào)57、911測(cè)量13、1314測(cè)量24、1415正常

49、運(yùn)行時(shí)，切換開關(guān)CK置于“母線”位置。電壓表2V指示母線電壓。切換開關(guān)1XK置于“信號(hào)”位置，使接地信號(hào)部分構(gòu)成圖3-11-4所示的電橋接線。圖中，R與R為正、負(fù)極對(duì)地絕緣電阻；1R與2R為兩個(gè)阻值相等的電位器；XJJ為動(dòng)作靈敏的信號(hào)繼電器。由于正常運(yùn)行時(shí)兩極對(duì)地絕緣電阻相等，電橋處于平衡狀態(tài)，XJJ中沒有電流，其常開觸點(diǎn)是打開的，光字牌1GP不亮。 當(dāng)發(fā)生了正極接地或?qū)Φ亟^緣電阻嚴(yán)重下降時(shí)，電橋的平衡被破壞，XJJ線圈中出現(xiàn)電流并使其動(dòng)作，點(diǎn)亮光字牌并發(fā)出音響信號(hào)。為了判斷是哪個(gè)極接，需利用切換開關(guān)CK和電壓表2V分別測(cè)量正、負(fù)極對(duì)地電壓，如果負(fù)極對(duì)地電壓大于正極對(duì)地電壓，即可判定正極絕緣電

50、阻下降。然后可進(jìn)行直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻的測(cè)量。其測(cè)量方法如下。（1）將1XK至“測(cè)量”位置，接入電壓表1V，短接1R，調(diào)節(jié)電位器3R，使1V指示為零，讀取3R的百分?jǐn)?shù)x。（2）再將1XK至“測(cè)量”位置，短接2R，電壓表1V即指示出直流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻Rxt。以此可進(jìn)一步計(jì)算出正、負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻，即如果是負(fù)極接地，在測(cè)量直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻時(shí)，需將1XK至“測(cè)量”位置重新調(diào)整電橋的平衡，再搬至“測(cè)量”位置讀取絕緣電阻值，此時(shí)正、負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻為xRRxRRxtxt222xRRxRRxtxt1212（二）直流系統(tǒng)接地的故障處理（二）直流系統(tǒng)接地的故障處理當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，將發(fā)出預(yù)

51、告信號(hào)。運(yùn)行人員必須迅速找出接地點(diǎn)并加以消除，以防發(fā)展為兩點(diǎn)接地。1.判斷接地極及性質(zhì)利用直流絕緣監(jiān)察裝置的電壓表，測(cè)量正、負(fù)極對(duì)地電壓，檢查是正極還是負(fù)極接地或?qū)Φ亟^緣電阻降低。正常時(shí)，正、負(fù)極對(duì)地電壓均為零。如果正極對(duì)地電壓升高或等于母線電壓，則為負(fù)極絕緣降低或接地；如果負(fù)極對(duì)地電壓升高或等于母線電壓，則為正極絕緣降低或接地。2.尋找接地點(diǎn)的一般原則（1）對(duì)于雙母線的直流系統(tǒng)，應(yīng)首先判明是哪一條母線發(fā)生接地。（2）按先次要負(fù)荷后重要負(fù)荷、先室外后室內(nèi)的順序檢查各饋線，然后檢查蓄電池、充電設(shè)備、直流母線。（3）對(duì)不重要的直流饋線，采用試停電的方法尋找。如在拉開某一回路時(shí)，接地信號(hào)消失和各極對(duì)

52、地電壓指示正常（不能單靠接地信號(hào)消失為準(zhǔn)），則說明接地點(diǎn)即在該回路中。但不論該回路是否有接地，拉開后均應(yīng)先合上，然后再設(shè)法處理。（4）對(duì)于不允許短時(shí)停電的重要直流饋線，必須先將其負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另一母線上供電，然后再尋找接地點(diǎn)。 二、交流絕緣監(jiān)察二、交流絕緣監(jiān)察在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生一相接地，由于線電壓不變，所以可以繼續(xù)運(yùn)行。但是，由于非故障相對(duì)地電壓升高了倍，可能會(huì)使某些絕緣薄弱的地方造成擊穿，形成相間短路。所以，在發(fā)電廠、變電所通常都設(shè)有交流絕緣監(jiān)察裝置。當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，可立即發(fā)出信號(hào)，通知運(yùn)行人員及時(shí)處理。 （一）交流絕緣監(jiān)察裝置（一）交流絕緣監(jiān)察裝置交流絕緣監(jiān)察裝置，由三相五柱

53、式電壓互感器和電壓表及繼電器構(gòu)成。在圖3-11-2中，電壓表V用以監(jiān)視母線電壓。正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，其相量和為零，接成開口三角形的第三線圈兩端沒有電壓；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，接成開口三角形的第三線圈兩端出線三倍零序電壓，使絕緣監(jiān)察繼電器KU動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，接通光字牌1GP回路，該光字牌便顯示出“35kV第段母線接地”，并發(fā)出預(yù)告音響信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)信號(hào)繼電器KS。KS動(dòng)作后掉牌，將KU的動(dòng)作記錄下來，并由其觸點(diǎn)發(fā)出“掉牌未復(fù)歸”信號(hào)。為了判斷是哪一相接地，一般利用接于相電壓的三只絕緣檢查電壓表指示來判斷。絕緣監(jiān)察表計(jì)一般為全廠（站）各小電流接地網(wǎng)絡(luò)電壓母線所公用，通過切換開關(guān)進(jìn)行選測(cè)

54、。如圖3-11-5所示，為635kV母線絕緣監(jiān)察裝置接線圖，四段母線共用一組電壓表（電壓表表面是雙刻度的）。切換開關(guān)1SA和2SA分別用以切換35kV和635kV各段母線電壓，它們一般處于斷開位置。 圖3-11-5 635kV母線絕緣監(jiān)察電壓表接線圖1V3V電壓表；1SA、2SA轉(zhuǎn)換開關(guān)（LW2H4，4，4/F78x）變電站的電壓互感器二次側(cè)一般采用零相接地。如果站內(nèi)設(shè)有同期裝置，可另裝中間隔離變壓器或采用V相與零相并存的同期接線。零相接地的電壓互感器二次接線只需取消圖3-11-2中的V相接地點(diǎn)和擊穿保險(xiǎn)JB，改為中性點(diǎn)直接接地即可。當(dāng)主母線為雙母線以及一次元件由一條母線切換到另一條母線時(shí)，其

55、測(cè)量儀表及保護(hù)裝置必須切換到相應(yīng)母線電壓互感器的電壓小母線上。此時(shí)，可操作電壓互感器一次線圈的隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換，也可裝設(shè)手動(dòng)切換開關(guān)。圖3-11-6就是用手動(dòng)切換開關(guān)的雙母線電壓切換回路。每一主母線上所接元件都處于同電位，所以電壓表是按母線設(shè)置的，各安裝單位無需再設(shè)置電壓表。各元件的有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表都按相并聯(lián)連接在電壓小母線上。 （二）小電流接地微機(jī)選線裝置（二）小電流接地微機(jī)選線裝置在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈或電阻接地的電流系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱小電流系統(tǒng)）中，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，為了找出故障線路，運(yùn)行人員不得不依次拉合各出線開關(guān)，以“點(diǎn)滅”接地點(diǎn)來尋找故障線路。

56、在不允許停電的系統(tǒng)中，只好派許多人出去查找，這樣操作既麻煩，又給運(yùn)行安全、設(shè)備安全和供電可靠性造成很大影響。由于不能及時(shí)查找出接地線路，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至釀成事故。以往產(chǎn)生的小電流接地選線裝置中，基本上采用了“絕對(duì)整定值”概念，即通過裝置取得的零序電流與一固定的整定值比較。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，取得的零序電流如果大于整定值，使裝置中的極化繼電器動(dòng)作，顯示故障線路編號(hào)。由于在小接地系統(tǒng)中，運(yùn)行方式變化多，接地整定值整定困難，實(shí)際中常常出現(xiàn)誤選、多選或選不出的現(xiàn)象?，F(xiàn)在在電力系統(tǒng)中廣泛采用微機(jī)小電流系統(tǒng)接地選線裝置。下面以MLN型微機(jī)小電流系統(tǒng)接地選線裝置（如圖3-11-7）進(jìn)行介紹。

57、裝置的原理MLN微機(jī)小電流系統(tǒng)接地選線裝置的原理框圖如圖3-11-8所示。 當(dāng)小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障線路的零序電流為其它非故障線路零序電流之和，原則上它是這組采樣值中最大的，但由于CT誤差、采樣誤差、信號(hào)干擾以及線路長短差別懸殊，有可能在排序時(shí)排到第二、第三，一般不會(huì)超過前三個(gè)，這是第一步為初選，所采用的原理是相對(duì)值概念（在現(xiàn)行運(yùn)行方式下，取前三個(gè)最大的）。第二步，在前三個(gè)信號(hào)里，采用“相對(duì)相位”的概念，即用電流之間的方向或電流和電壓之間的相位超前與滯后關(guān)系，進(jìn)一步確定是前三個(gè)中哪一條線路發(fā)生故障、還是母線故障。由于采用了雙重判斷，運(yùn)用了相對(duì)原理，克服了電力系統(tǒng)運(yùn)行方式多變，接地電阻及

58、線路長短影響，并且不需要整定。 裝置的硬件組成如圖3-11-9所示，MLN微機(jī)小電流系統(tǒng)接地選線裝置主要有以下部件組成。 （1）電源。裝置采用220V電源，用于輸出5V、12V、12V直流電源，供主機(jī)板、遠(yuǎn)程報(bào)警板使用。（2）主機(jī)板。由單片機(jī)、存儲(chǔ)器、各種接口等組成，作為裝置的中心，用于控制、監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、數(shù)碼顯示及各功能的轉(zhuǎn)換。（3）通道隔離變換器。自現(xiàn)場(chǎng)PT、CT取得零序電壓和零序電流，變換成弱信號(hào)供計(jì)算機(jī)采集用。（4）遠(yuǎn)程報(bào)警功能板。由主機(jī)板取得信息，為遠(yuǎn)動(dòng)提供信號(hào)、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳閘。（5）前面板。實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面，顯示信息，進(jìn)行控制，功能選擇等。（6）后面板接線端子排。用于接通電源，引接PT

59、、CT，輸出遠(yuǎn)程報(bào)警等。 MLN微機(jī)小電流系統(tǒng)接地選線裝置接線和使用裝置的接線主要通過后面板接線端子排來實(shí)現(xiàn)，端子接線如圖3-11-10所示。 裝置的使用，首先要通過后面板接線端子排進(jìn)行正確接線，然后熟悉前面板各部分的作用功能。前面板如圖3-11-11所示。裝置帶電后有以下兩種特征：瞬間通電后屏幕上出現(xiàn)“888888”六個(gè)“8”字樣，此時(shí)“自檢運(yùn)行”鍵在“自檢”狀態(tài)（即鍵上綠燈亮），蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，打印機(jī)帶電并打印出“PRINTER OK”字樣。按“加一”鍵，出現(xiàn)時(shí)間顯示，通過“加一”、“減一”鍵進(jìn)行校對(duì)時(shí)間，結(jié)束后按“校時(shí)”鍵，固定正確時(shí)間。瞬間通電后屏幕上顯示一些雜亂的隨機(jī)數(shù)，此時(shí)“自檢

60、運(yùn)行”鍵在“運(yùn)行”狀態(tài)（即鍵上紅燈亮）。這時(shí)按動(dòng)該鍵到“自檢”狀態(tài)（鍵上綠燈亮），即可重復(fù)上述校時(shí)過程。裝置帶電后進(jìn)行正確設(shè)置。帶電校時(shí)完畢后，將“自檢運(yùn)行”鍵至“運(yùn)行”狀態(tài)（鍵上紅燈亮），查看撥碼開關(guān)“5、6、7”位是否撥至“ON”狀態(tài)，其余各位在另一狀態(tài)。設(shè)置完畢后，選線裝置即可投入運(yùn)行。裝置應(yīng)進(jìn)行定期檢查，隨時(shí)檢查電源指示部分發(fā)光管是否指示正常；每月對(duì)裝置功能進(jìn)行檢查。系統(tǒng)未發(fā)生接地時(shí)，裝置象一個(gè)電子表。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，裝置反映如下：首先裝置的報(bào)警器將發(fā)出鳴叫；其次，屏幕將循環(huán)顯示三種信息，接地線路號(hào)、接地時(shí)刻及接地累計(jì)時(shí)間，直至接地故障排除，裝置將自動(dòng)恢復(fù)正常。 圖3-11-11