華工自動化企業(yè)供電第6章 供配電系統(tǒng)二次接線

第六章供配電系統(tǒng)二次接線本章內(nèi)容變電所二次回路用于保障一次回路正確、安全、可靠運行的系統(tǒng)。本章對其操作電源、高壓斷路器控制回路、中央信號回路、測量和絕緣監(jiān)視回路、二次回路安裝接線圖，自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等進(jìn)行詳細(xì)分析。第六章供配電系統(tǒng)二次接線第一節(jié)二次回路概述一、二次回路概念及其作用用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路運行以及為一次回路提供操作電源等功能的回路；主要包括：斷路器控制回路、信號回路、保護(hù)回路、監(jiān)測回路以及自動化回路、操作電源回路等。第一節(jié)二次回路概述

供配電系統(tǒng)的二次回路功能示意圖如下所示。在圖中，斷路器控制回路的主要功能是對斷路器進(jìn)行通、斷操作，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，相應(yīng)繼電保護(hù)動作，接通斷路器控制回路中的跳閘回路，使斷路器跳閘，啟動信號回路發(fā)出聲響和燈光信號。第一節(jié)二次回路概述

操作電源向斷路器控制回路，繼電保護(hù)裝置，信號回路，監(jiān)測系統(tǒng)等二次回路提供所需的電源。電壓互感器、電流互感器還向監(jiān)測、電能計量回路提供電流和電壓參數(shù)。第一節(jié)二次回路概述二、二次回路圖分類第二節(jié)高壓斷路器控制回路為了實現(xiàn)對斷路器的控制，必須有發(fā)出分、合閘命令的控制機構(gòu)，如控制開關(guān)或控制按鈕等；執(zhí)行操作命令的斷路器的操動機構(gòu)；以及傳送命令到執(zhí)行機構(gòu)的中間傳送機構(gòu)。由這幾部分構(gòu)成的電路，即為斷路器控制回路。第二節(jié)高壓斷路器控制回路一、高壓斷路器控制回路要求1、手動和自動結(jié)合能夠手動和自動合閘、跳閘；2、監(jiān)視和保護(hù)：監(jiān)視控制回路操作電源以及跳閘、合閘回路的完好性；對二次回路短路、過負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)；

3、命令自動解除斷路器操動機構(gòu)中的合、跳閘線圈按短時通電設(shè)計，在合閘或者跳閘完成后能夠自動解除命令脈沖，切斷合閘或者跳閘電源；4、位置信號具有反應(yīng)斷路器手動和自動跳、合閘的位置信號；第二節(jié)高壓斷路器控制回路5、防跳措施：具有防止斷路器多次合、跳閘的防跳措施；6、事故跳閘回路按照不對應(yīng)原理接線；7、監(jiān)視和閉鎖回路：采用氣壓、液壓和彈簧操動機構(gòu)的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常、彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視和閉鎖回路；第二節(jié)高壓斷路器控制回路二、電磁操動機構(gòu)的斷路器控制回路（1）控制開關(guān)（控制元件）LW2型系列自動復(fù)位控制開關(guān)（萬能開關(guān)，復(fù)合開關(guān)，組合開關(guān)）結(jié)構(gòu)第二節(jié)高壓斷路器控制回路LW2-Z-1a.4.6a.40.20.20/F8型控制開關(guān)的觸點圖表如下所示；控制開關(guān)有6個位置，其中“跳閘后”和“合閘后”為固定位置，其他為操作時的過渡位置。第二節(jié)高壓斷路器控制回路注意幾點：（1）共有24個固定觸點；（2）共有6個觸點盒；而且每個觸點盒中有4個觸點；按照觸點盒的位置為序進(jìn)行編號排列；（3）四個字母的含義：T—跳閘；D—后；C—合閘；P—預(yù)備；（4）注意分析過程中用到的觸點；主要用到觸點號為：5-16；即用到中間四個觸點盒。第二節(jié)高壓斷路器控制回路第二節(jié)高壓斷路器控制回路2.電磁操動機構(gòu)的斷路器控制原理結(jié)合電磁操動機構(gòu)的斷路器控制以及信號回路分析下列過程（1）斷路器的手動控制a.合閘前狀態(tài)SA——TD：合閘前，即跳閘后位置：觸點10-11接通回路：+WC—K11-10—HG—1R—QF1—KM—-WC。QF1閉合，HG綠燈亮。因限流電阻1R的存在，流過合閘接觸器線圈KM的電流很小，不足以使其動作；而且綠燈亮表示合閘回路完好且斷路器處于跳閘位置。觸點14-15接通，QF2斷開，對應(yīng)回路不通；第二節(jié)高壓斷路器控制回路b.手動合閘過程：第一階段SA——PC：即預(yù)備合閘位置，將SA在TD位置順時針旋轉(zhuǎn)90度。 觸點9-10接通回路：+WF—K9-10—HG—1R—QF1—KM—-WC。HG閃光；此時控制開關(guān)的位置與合閘后的位置相同，但是斷路器依然處于斷開位置——不對應(yīng)接線原理：即控制開關(guān)的指示位置與斷路器的實際位置不對應(yīng)；綠燈閃光表明處于PC狀態(tài)，提醒工作人員核對操作對象是否有誤。觸點K13-14接通：QF2斷開，對應(yīng)回路不通；第二節(jié)高壓斷路器控制回路第二階段SA——C：即合閘位置，將SA在PC位置順時針旋轉(zhuǎn)45度。觸點5-8接通回路：+WC—K5-8—KTL2—QF1—KM—-WC。沒有1R的電流作用，電流較大，KM動作，對應(yīng)觸點KM1，KM2閉合，合閘線圈YO通電，斷路器合閘動作。合閘完成后，斷路器的常閉輔助觸點QF1斷開，即自動斷開合閘回路，綠燈滅。而斷路器的常開輔助觸點QF2閉合。第二節(jié)高壓斷路器控制回路觸點9-12接通+WF—K9-12—HG—1R—QF1—KM—-WC。但合閘完成后QF1斷開，HG滅掉。觸點13-16接通回路：+WC—K16-13—HR—2R—KTL—QF2—YR—-WC。合閘完成后QF2閉合，又因2R的存在，使得回路電流很小，不足以跳閘線圈YR動作，因而只是HR起到指示作用，表明SA處于合閘位置；第二節(jié)高壓斷路器控制回路第三階段合閘后SA——CD在控制開關(guān)內(nèi)部彈簧的作用下，SA自動回到“合閘后”位置。觸點13-16接通回路：+WC—K16-13—HR—2R—KTL—QF2—YR—-WC。又因2R的存在，使得回路電流很小，不足以跳閘線圈YR動作，因而只是HR起到發(fā)出平光指示斷路器處于手動合閘狀態(tài)后作用，同時表明跳閘回路完好以及控制回路中的1FU，2FU完好。觸點9-10接通由于回路中QF1斷開，回路不通。第二節(jié)高壓斷路器控制回路C：手動跳閘第一階段預(yù)備跳閘SA——PTSA逆時針旋轉(zhuǎn)90度，到達(dá)預(yù)備跳閘位置：SA——PT觸點13-14接通，觸點13-16斷開回路：+WF—K13-14—HR—2R—KTL—QF2—YR—-WC將紅燈接于閃光母線，紅燈閃光，此時控制開關(guān)的位置處于跳閘后的位置，但是斷路器依然處于合閘狀態(tài)，采用的是不對應(yīng)接線原理。表明處于預(yù)跳狀態(tài)。觸點10-11接通，但是QF1斷開，使得回路不通。第二節(jié)高壓斷路器控制回路第二階段跳閘SA—T，SA在PT位置逆時針旋轉(zhuǎn)45度；觸點6-7接通回路：+WC—K6-7—KTL—QF2—YR—-WC跳閘線圈接通，斷路器跳閘，之后QF1接通，QF2斷開；此時紅燈滅掉；觸點10-11接通回路：+WC—K10-11—HG—1R—QF1—KM—-WC跳閘完成后QF1閉合，綠燈開始亮觸點14-15接通，由于跳閘完成后QF2斷開，回路斷開。第二節(jié)高壓斷路器控制回路第三階段跳閘后SA—TD，在彈簧作用下，SA由T回到TD位置；觸點10-11接通回路：+WC—K11-10—HG—1R—QF1—KM—-WC。QF1閉合，HG綠燈亮。因限流電阻1R的存在，流過合閘接觸器線圈KM的電流很小，不足以使其動作；而且綠燈亮表示合閘回路完好且斷路器處于跳閘位置。觸點14-15接通，QF2斷開，對應(yīng)回路不通；第二節(jié)高壓斷路器控制回路（2）斷路器的自動控制斷路器的自動控制通過自動裝置的繼電器觸點1K，2K完成，二者分別與5-8和6-7并聯(lián)分別實現(xiàn)合閘和跳閘的自動控制，執(zhí)行過程不再由控制開關(guān)來控制，即控制開關(guān)的位置不變化。當(dāng)1K動作時，即執(zhí)行合閘操作時，控制開關(guān)依然處于跳閘后狀態(tài),二者不再一致，需要人為改變。第二節(jié)高壓斷路器控制回路當(dāng)2K動作時，即自動執(zhí)行跳閘操作時，控制開關(guān)依然處于合閘后狀態(tài)，二者不一致需要人為改變。 因此，自動跳閘以及自動合閘后，指示燈指示狀態(tài)與斷路器的實際狀態(tài)不對應(yīng)，需要人為改變控制開關(guān)的位置。第二節(jié)高壓斷路器控制回路事故自動跳閘過程： 當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生事故，保護(hù)出口繼電器觸點3K閉合，SA的6-7接通，YR通電，執(zhí)行跳閘操作，HG（綠燈）發(fā)出閃光，表明斷路器事故跳閘。與3K串聯(lián)的KS為信號繼電器電流線圈，電阻較小，不影響跳閘回路電流，跳閘后KS通電能夠發(fā)出信號。 同時，斷路器常閉輔助觸點QF3，在跳閘后閉合，而SA依然置于“合閘后”位置，觸點K1-3，K17-19接通，事故音響小母線WAS與-WS接通構(gòu)成回路，從而啟動事故音響裝置，發(fā)出事故音響信號，如電笛或者蜂鳴器。第二節(jié)高壓斷路器控制回路（3）斷路器的防跳 若沒有KTL防跳繼電器，在合閘后如果控制開關(guān)SA的觸點K5-8或者自動裝置觸點1K被卡死，而此時系統(tǒng)中出現(xiàn)永久性故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘后，斷路器常閉觸點QF1閉合，合閘回路又被接通，則出現(xiàn)多次“跳閘-合閘”的現(xiàn)象——稱為“跳躍”；跳躍會導(dǎo)致斷路器損壞，造成事故的擴(kuò)大，故需要增加防跳繼電器KTL。第二節(jié)高壓斷路器控制回路防跳繼電器KTL的工作原理：第二節(jié)高壓斷路器控制回路防跳繼電器KTL的工作原理

當(dāng)控制開關(guān)SA合閘（K5-8接通）或者自動裝置觸點1K合閘時，如果此時系統(tǒng)中存在永久性故障，則繼電保護(hù)動作，其觸點2K閉合，使得斷路器跳閘。跳閘電流流過防跳繼電器KTL的電流線圈，使其啟動，常閉觸點KTL2打開，常開觸點KTL1閉合，使其KTL電壓線圈也動作，并且電壓自保持；斷路器跳開后，QF1閉合，如果此時合閘脈沖沒有解除，即控制開關(guān)或者自動裝置觸點被卡死，因常閉觸點KTL2已斷開，所以斷路器不會合閘；只有當(dāng)觸點K5-8或者1K斷開后，防跳繼電器KTL電壓線圈失電后，常閉觸點才能閉合。這樣就能防止跳躍現(xiàn)象的出現(xiàn)。

第三節(jié)中央信號回路一．中央信號回路的作用及類型1.作用變電所進(jìn)出線、變壓器和母線等都要配置繼電保護(hù)或者監(jiān)測裝置，保護(hù)或者監(jiān)測裝置動作后都要通過信號系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的信號來提示運行人員，能夠直接反映出繼電保護(hù)以及絕緣裝置的狀態(tài)。中央信號回路主要包括：事故信號回路和預(yù)告信號回路。第三節(jié)中央信號回路2.中央信號類型事故信號：斷路器發(fā)生事故跳閘時，起動蜂鳴器發(fā)出報警，斷路器位置指示燈閃光，事故類型光字牌點亮，指示故障的位置和類型。預(yù)告信號：當(dāng)電氣設(shè)備異常運行時，警鈴起動，標(biāo)有故障性質(zhì)的光字牌點亮，指示異常運行的類型。位置信號：斷路器的位置（分合指示器）、隔離開關(guān)位置信號等；指揮信號：用于主控制室向其他控制室發(fā)出操作命令；聯(lián)系信號：控制室之間的聯(lián)系；第三節(jié)中央信號回路二、中央事故信號回路中央事故信號：斷路器事故跳閘后，能夠及時發(fā)出音響信號（蜂鳴器）并用光字牌燈顯示出故障性質(zhì)。（蜂鳴器+光字牌）第三節(jié)中央信號回路1.中央復(fù)歸不重復(fù)動作的事故信號回路斷路器正常工作時：斷路器合上，控制開關(guān)SA的K1-3，K19-17接通，此時每個斷路器的輔助常閉觸點是斷開的；從而所有回路不通；斷路器事故跳閘時：如1QF跳閘，則1QF閉合， 回路：+WS—HB—KM常閉觸點—K1-3—K19-17—1QF—-WS蜂鳴器HB發(fā)出聲響。第三節(jié)中央信號回路按2SB復(fù)歸按扭，KM線圈通電，KM常閉打開，蜂鳴器HB斷電解除音響，KM常開觸點閉合，繼電器KM自鎖，此時如果其他斷路器2QF也發(fā)生事故跳閘，則蜂鳴器不會發(fā)出音響，所以稱為不能重復(fù)動作。能夠在控制室內(nèi)通過手動復(fù)歸稱為中央復(fù)歸。1SB為試驗按扭，用于檢查事故音響的完好性。第三節(jié)中央信號回路2．中央復(fù)歸重復(fù)動作預(yù)告信號回路第三節(jié)中央信號回路（1）當(dāng)SA處于工作位置，K13-14,15-16接通時，若系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行，則1K,2K……..中對應(yīng)的繼電器觸點閉合，假設(shè)1K閉合：回路：+WS—1K—1HL—K13-14,K15-16—KI—-WSHA發(fā)出音響，光字牌1HL發(fā)亮指示；第三節(jié)中央信號回路（2）當(dāng)SA處于試驗位置，回路：+WS—K12-11—K9-10—K8-7—2WFS—HL—1WFS—K1-2—K4-3—K5-6—-WS使得所有光字牌變亮，檢驗燈泡的好壞。2SB為音響解除按鈕，音響解除后，若其他設(shè)備或者回路出現(xiàn)異常工況時，音響及對應(yīng)的光字牌便會提示——重復(fù)動作。

第四節(jié)測量回路1.三相電路有功功率的測量——為相電壓和相電流；——為相電壓和相電流之間的夾角；第四節(jié)測量回路在三相對稱系統(tǒng)中，——相電壓，相電流；

——線電壓和相電流；

——為相電壓和相電流之間的夾角；第四節(jié)測量回路對于單相電路的功率瞬時值，設(shè)此時初相位：