供配電技術(shù)第7章_供電系統(tǒng)的二次回路課件

1、第七章 供配電系統(tǒng)的二次回路 第一節(jié) 概述第二節(jié) 操作電源第三節(jié) 電氣測量回路與絕緣監(jiān)視 （重點(diǎn)）第四節(jié) 高壓斷路器的控制和信號回路 （重點(diǎn)/難點(diǎn)）第五節(jié) 中央信號裝置 第一節(jié) 概述 供電系統(tǒng)的二次接線是指用來對一次接線的運(yùn)行進(jìn)行控制、監(jiān)測、指示和保護(hù)的電路，亦稱二次回路。 分原理電路圖和安裝接線圖(包括屏背面接線圖、端子接線圖等）。 二次回路按其功能分有：操作電源回路、電氣測量回路與絕緣監(jiān)視裝置、高壓斷路器的控制和信號回路、中央信號裝置、繼電保護(hù)回路以及自動化裝置等。二次回路按電源性質(zhì)分直流回路交流回路交流電流回路：由電流互感器供電交流電壓回路：由電壓互感器供電 一、二次接線概念 二、二次接

2、線圖分類 續(xù)上頁端子接線圖原理電路圖屏背面接線圖第二節(jié) 操作電源作用： 正常運(yùn)行時操作電源應(yīng)能保證斷路器的合閘和跳閘； 事故狀態(tài)下，在母線電壓降低甚至消失時，操作電源應(yīng)能保證繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠地工作。 性質(zhì)：直流（可靠性高） 交流（可靠性不高） 操作電源是供高壓斷路器控制回路、繼電保護(hù)回路、信號回路、監(jiān)測裝置及自動化裝置等二次回路所需的工作電源。一、操作電源概念要求：操作電源應(yīng)充分可靠，容量足夠并具有獨(dú)立性。 目前在較重要的中、大型變配電所選用的直流操作電源大多為帶免維護(hù)鉛酸蓄電池高頻開關(guān)電源成套裝置。 二、直流操作電源充電模塊監(jiān)控模塊直流饋電柜交流配電單元電池室絕緣監(jiān)測模塊小型分屏柜小型一體柜

3、續(xù)上頁高頻開關(guān)直流電源原理框圖續(xù)上頁一種直流電源系統(tǒng)圖三、交流操作電源 小型10kV配變電所一般選用交流操作電源，可以從所用變壓器或電壓互感器取得220V電壓源。轉(zhuǎn)換開關(guān)中間變壓器電壓繼電器續(xù)上頁 用電壓互感器作交流操作電源，可靠性差，只能作為斷路器正常跳合閘以及油浸式變壓器瓦斯保護(hù)或干式變壓器溫度保護(hù)的工作電源。去分流跳閘方式 過電流保護(hù)的操作方式： 采用電流互感器作為操作電源，作用于電流脫扣器跳閘。 采用整流儲能裝置，將電流轉(zhuǎn)換成電壓，作用于電壓脫扣器，使斷路器跳閘。 采用不間斷電源UPS。作用于電壓脫扣器跳閘，使斷路器跳閘。第三節(jié) 電氣測量回路與絕緣監(jiān)視 任務(wù)： 監(jiān)視供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和

4、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。 要求： 對電氣測量儀表，要保證其測量范圍和準(zhǔn)確度滿足變配 電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和計(jì)量的要求，并力求外形美觀，便于 觀測，經(jīng)濟(jì)耐用等。一、電氣測量回路（一）電氣測量的任務(wù)與要求 （二）電氣測量儀表的配置 供電系統(tǒng)變配電裝置中的各部分儀表按規(guī)定要求配置。續(xù)上頁（三）電氣測量回路示例10kV線路電氣測量原理電路圖電能表接線續(xù)上頁380V電源進(jìn)線回路電氣測量原理電路圖。續(xù)上頁 基于先進(jìn)的數(shù)字信號處理和單片機(jī)技術(shù)的新型數(shù)字式智能表，集測量、顯示、報(bào)警輸出、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)存儲為一體，已逐步在重要的變配電所及其自動化工程中得到應(yīng)用。 下圖是

5、多功能綜合數(shù)字式智能表的測量原理電路圖。二、交流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視 利用一次系統(tǒng)接地后出現(xiàn)的零序電壓給出信號或跳閘。第四節(jié) 高壓斷路器的控制和 信號回路 高壓斷路器的控制回路是指用控制開關(guān)或遙控命令操作斷路器跳、合閘的回路。 信號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。用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)。用來顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)。在系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時或在故障初期發(fā)出的報(bào)警信號。信號按用途分位置信號：事故信號：預(yù)告信號：斷路器的控制和信號回路要滿足一定的基本要求。一、概述 二、采用燈光監(jiān)視就地操作的斷路器控制與信號回路 LW12型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 控制開關(guān)是開關(guān)柜就地控制斷路器跳、合閘

6、的操作元件。 這種控制開關(guān)有六個位置： 兩個預(yù)備操作位置（“預(yù)備合閘”和“預(yù)備跳閘”）； 兩個操作位置（“合閘”和“跳閘”）； 兩個固定位置（“合閘后”和“跳閘后”）。LW2型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)續(xù)上頁LW1216D/49.4636.6開關(guān)接點(diǎn)圖表 觸點(diǎn)號1234567891011121314151617181920手柄位置跳 閘 后預(yù)備合閘合 閘合 閘 后預(yù)備跳閘跳 閘續(xù)上頁斷路器控制與信號回路分析：1.手動儲能合閘 采用彈簧操動機(jī)構(gòu)的斷路器在首次合閘前需先儲足能量。 按鈕旋鈕指示燈行程開關(guān)3412續(xù)上頁儲足能量后，就可進(jìn)行合閘操作。 3412續(xù)上頁 2.手動跳閘3412續(xù)上頁 3.自動跳閘3412

7、續(xù)上頁 斷路器自動跳閘后，而控制開關(guān)SA仍處于“合閘后”位置，這種情況稱為“不對應(yīng)”關(guān)系。 事故跳閘信號回路接通，使中央信號裝置發(fā)出事故音響信號。 事故信號的解除： 將SA轉(zhuǎn)至“預(yù)備跳閘” “跳閘” “跳閘后”位，使其與斷路器恢復(fù)對應(yīng)關(guān)系。 4.電氣防跳 利用SA的閉鎖觸點(diǎn)。3412三、采用微機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)控的斷路器控制和信號回路 遠(yuǎn)方就地防誤操作聯(lián)鎖觸點(diǎn)合位繼電器合保繼電器跳保繼電器跳位繼電器續(xù)上頁第五節(jié) 中央信號裝置 對中央事故信號裝置的要求是： 在任一斷路器事故跳閘時，能瞬時發(fā)出音響信號(電笛)，并在控制屏或配電裝置上有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。 中央信號: 事故信號和預(yù)告信

8、號 有能重復(fù)動作和不能重復(fù)動作兩種,并能手動或自動復(fù)歸。 對中央預(yù)告信號裝置的要求是： 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)但不需立即跳閘的情況時，應(yīng)及時發(fā)出音響信號（電鈴），并有顯示故障性質(zhì)和地點(diǎn)的指示信號（光字牌指示）。續(xù)上頁 下圖是不能重復(fù)動作的中央事故信號裝置回路圖，為便于分析其工作原理，將變配電所的所有斷路器事故跳閘信號回路繪在一起列于圖右。 續(xù)上頁 下圖是不能重復(fù)動作的中央預(yù)告信號裝置回路圖，為便于分析其工作原理，將配電裝置的預(yù)告信號回路列于圖右。 一、電源自動切換裝置第六節(jié) 微機(jī)自動控制裝置 （一）電源自動投入裝置的作用與類型 工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用: 指

9、在正常時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時才投入工作。暗備用: 指在正常時，兩電源都投入，互為備用。 作用：用于兩路及以上電源進(jìn)線的變配電所中，提高供電可靠性。 微機(jī)備用電源自動投入裝置（自動切換裝置automatic switching equipment；ASE）。 在正常情況下，QA1閉合，QA2斷開，負(fù)荷由工作電源供電。 當(dāng)工作電源故障時，ASE動作，將QA1斷開，切除故障電源，然后將QA2閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。 正常情況下，QA1,QA2閉合，QA3斷開，兩個電源分別向兩段母線供電。 若電源A(B)發(fā)生故障，ASE動作，將QF1(QA2)斷開，隨即將QA3閉

10、合，此時全部負(fù)荷均由B(A)電源供電。（二）對備用電源自動投入裝置的基本要求 應(yīng)保證在工作電源斷開后投入備用電源。工作電源故障或斷路器被錯誤斷開時，自動投入裝置應(yīng)延時動作。手動斷開工作電源、電壓互感器二次回路斷線和備用電源無電壓的情況下，不應(yīng)起動自動投入裝置。自動投入裝置動作后，如備用電源投到故障上，應(yīng)使保護(hù)加速動作并跳閘。應(yīng)保證自動投入裝置只動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中。自動投入裝置中，可設(shè)置工作電源的電流閉鎖回路。 （三）微機(jī)備用電源自動投入裝置的原理微機(jī)備用電源自動投入裝置的動作邏輯框圖 二、自動重合閘裝置（一）概述 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障

11、大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動重合閘裝置（ARE），迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。 對于架空線路來說，一次重合成功率可達(dá)6090 。（二）對自動重合閘裝置的基本要求 自動重合閘裝置可由保護(hù)裝置或斷路器控制狀態(tài)與位置不對應(yīng)來啟動。手動或通過遙控裝置將斷路器斷開或?qū)嗦菲骱祥l投入故障線路上隨即由保護(hù)跳閘將其斷開時，自動重合閘裝置均不應(yīng)動作。自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次重合閘就只應(yīng)實(shí)現(xiàn)重合一次。當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)不允許實(shí)現(xiàn)自動重合閘時，應(yīng)將重合閘裝置閉鎖。（三）微機(jī)自動重合閘裝置的原理微機(jī)三相一次自動重合閘裝置的動作邏輯框圖 微機(jī)自動重合閘裝置的

12、加速段保護(hù)邏輯框圖 本章小結(jié) 本章是本課程的重點(diǎn)，也是從事供電工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行必備的基礎(chǔ)知識。 本章首先講述了供電系統(tǒng)一次接線的概念、變配電所的操作電源 ；其次重點(diǎn)討論了電氣測量回路與絕緣監(jiān)視裝置、高壓斷路器的控制和信號回路 ；最后簡要介紹了中央信號裝置 。 本章重點(diǎn)：電氣測量回路與絕緣監(jiān)視、高壓斷路器的控制和信號回路。 本章難點(diǎn)：高壓斷路器的控制和信號回路。 教學(xué)基本要求：了解變配電所常用操作電源、中央信號裝置；理解供電系統(tǒng)的典型二次接線；靈活運(yùn)用10kV及以下變配電所二次接線的設(shè)計(jì)。 自 測 題 一、填空題 1變電所的信號裝置按用途可分為 、 、 三種。 2二次接線按功能分有操作電源回路 、

13、 、 、 以及自動化裝置等。 3. 小型變電所交流操作電源可從 取得，但其可靠性受一次系統(tǒng)影響，一般不能直接作為 保護(hù)的電源，對這種保護(hù)通常采用 操作方式。 二、簡答題 1什么是操作電源？對其有何要求？ 2. 什么是二次接線？與一次接線有何聯(lián)系？ 三、分析題 試分析教材圖6-7所示斷路器控制和信號回路的工作原理。 接線端子電壓繼電器電磁式電壓繼電器實(shí)物圖片文字符號： KV圖形符號：測量線圈動作觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)電磁線圈及電磁鐵動靜觸點(diǎn)中間變壓器文字符號： TI圖形符號：轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)手柄觸點(diǎn)盒文字符號： SA圖形符號：測量儀表單相電子式多費(fèi)率電能表三相電子式多費(fèi)率電能表普通機(jī)械表多功能數(shù)字表UPS目前市場上的UPS應(yīng)用較多的為在線式，其單機(jī)功率一般為0.7kVA1500kVA。 電能表接線三相兩元件有功電能表三相兩元件無功電能表數(shù)字式智能表三相電子式多功能電能表三相數(shù)字式多功能儀表中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)一相（如C相）接地時：一次系統(tǒng)的零序電壓電源負(fù)荷C 中性點(diǎn)對地電壓上升為相電壓，非故障相對地電壓上升為線電壓，因此，電氣設(shè)備對地絕緣應(yīng)按線電壓考慮。 故障后