電氣工程基礎(chǔ)之二次系統(tǒng)與自動(dòng)裝置(-)課件

主講：電力工程基礎(chǔ)7/27/20231Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第八章二次系統(tǒng)與自動(dòng)裝置第一節(jié)二次接線圖第二節(jié)斷路器的控制和信號(hào)回路第三節(jié)中央信號(hào)第四節(jié)電氣測(cè)量儀表的接線第五節(jié)輸電線路的自動(dòng)重合閘第六節(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置第七節(jié)同期裝置7/27/20232Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第一節(jié)二次接線圖一、概述二、原理接線圖三、安裝接線圖7/27/20233Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、概述發(fā)電廠和變電所二次回路是指對(duì)一次回路進(jìn)行監(jiān)視、控制、測(cè)量和保護(hù)的回路。二次接線圖是用二次設(shè)備特定的圖形、文字符號(hào)表示二次設(shè)備相互連接的電氣接線圖。常用二次設(shè)備的新舊圖形和文字符號(hào)見于表8-1和表8-2。二次接線圖分為原理接線圖和安裝接線圖，其中原理接線圖又分為歸總式原理接線圖和展開式原理接線圖。7/27/20234Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、原理接線圖表示二次回路工作原理的接線圖稱原理接線圖，簡(jiǎn)稱原理圖。1.歸總式原理接線圖如圖8-1所示的lOkV線路過電流保護(hù)歸總式原理圖.圖8-1lOkV線路過電流保護(hù)歸總式原理圖7/27/20235Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院該圖的特點(diǎn)是：將二次接線與一次接線的有關(guān)部分繪在一起，圖中各元件用整體形式表示；其相互聯(lián)系的交流電流回路及直流回路都綜合在一起，并按實(shí)際連接順序繪出。其優(yōu)點(diǎn)是能清楚地表明各元件的形式、數(shù)量、相互聯(lián)系和作用，利于對(duì)裝置的構(gòu)成形成明確的整體概念，便于理解裝置的工作原理。7/27/20236Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2.展開式原理接線圖如圖8-2所示是lOkV線路過電流保護(hù)展開式原理圖。圖8-2lOkV線路過電流保護(hù)展開式原理圖7/27/20237Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院該圖的特點(diǎn)是：①交流回路與直流回路分開表示；②屬于同一儀表或繼電器的電流線圈和觸點(diǎn)分開畫，采用相同的文字符號(hào)，有多副觸點(diǎn)時(shí)加下標(biāo)；③交、直流回路各分為若干行，交流回路按U、V、W相順序畫，直流回路則基本上按元件的動(dòng)作順序從上到下排列。每行中各元件的線圈和觸點(diǎn)按實(shí)際連接順序由左至右排列。每回路的右側(cè)有文字說明，引至端子排的回路加有編號(hào)，元件及觸點(diǎn)通常也有端子編號(hào)。7/27/20238Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院回路加標(biāo)號(hào)的目的是為了了解該回路的用途及進(jìn)行正確的連接。表8-3為我國采用的常用小母線新舊文字符號(hào)及回路標(biāo)號(hào)對(duì)照表。展開式原理圖接線清晰，便于閱讀，易于了解整套裝置的動(dòng)作程序和工作原理，便于查找和分析故障，實(shí)際工作中用得最多。7/27/20239Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院三、安裝接線圖表示二次設(shè)備的具體安裝位置和布線方式的圖紙稱安裝圖。它是二次設(shè)備制造、安裝的實(shí)用圖紙，也是運(yùn)行、調(diào)試、檢修的主要參考圖紙。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏后接線圖和端子排圖。7/27/202310Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院1.屏面布置圖屏面布置屏面是表明二次設(shè)備的尺寸、在屏面上的安裝位置及相互距離的圖紙。應(yīng)按比例繪制。如圖8-3（a)所示。圖8-3lOkV線路過電流保護(hù)安裝接線圖(a)屏面布置圖；7/27/202311Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．屏后接線圖屏后接線圖是表明屏后布線方式的圖紙。屏后接線圖不要求按比例繪制如圖8-3（b)所示。圖8-3lOkV線路過電流保護(hù)安裝接線圖(b)屏后接線圖；7/27/202312Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(1)設(shè)備編號(hào)。通常在屏后接線圖上，各設(shè)備圖形的右（或左）上方都貼有一個(gè)圓圈，表明設(shè)備的編號(hào)。其中：①安裝單位編號(hào)及同一安裝單位設(shè)備順序號(hào)，標(biāo)在圓圈上半部，如I1、I2、I3等。羅馬數(shù)字表示安裝單位編號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字表示同一安裝單位設(shè)備順序號(hào)，按屏后順序從右到左依次編號(hào)；②設(shè)備的文字符號(hào)及同類設(shè)備順序號(hào)，標(biāo)在圓圈下半部，如KA、KA等，與展開圖一致。另外，在設(shè)備圖形的上方還標(biāo)有設(shè)備型號(hào),如電磁型電流繼電器DL-31/10等。7/27/202313Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(2)設(shè)備接線編號(hào)。由于屏內(nèi)各設(shè)備之間及屏內(nèi)設(shè)備至端子排之間的連接線很多，如果把每條連線都用線條表示，不但制圖很費(fèi)事，而且配線時(shí)也很難分辯清楚。因此，普遍采用“相對(duì)編號(hào)法”，即在需要連接的兩個(gè)接線柱上分別標(biāo)出對(duì)方接線柱的編號(hào)。7/27/202314Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3．端子排圖屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備之間的連接，屏內(nèi)設(shè)備與屏后上方直接接至小母線的設(shè)備的連接，各安裝單位主要保護(hù)的正電源的引接及經(jīng)本屏轉(zhuǎn)接的回路等，都要通過一些專門的接線端子，這些接線端子的組合稱為端子排。（1）端子按用途分類①一般端子。②連接端子。③特殊端子。④試驗(yàn)端子。⑤連接型試驗(yàn)端子。⑥終端端子。7/27/202315Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院圖8-4不同類型的端子(a)一般端子(b)連接端子(c)特殊端子(d)試驗(yàn)端子用于連接屏內(nèi)、外導(dǎo)線(電纜)用于上下端子間連接構(gòu)成通路用于需要很方便地?cái)嚅_的回路用于需接入試驗(yàn)儀表的電流回路，專供電流互感器二次回路用；用于在端子上需彼此連接的電流試驗(yàn)回路；7/27/202316Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（2）端子排表示方法圖8-5為端子排表示方法示意圖。圖8-5端子排表示方法示意圖最上面一個(gè)端子，標(biāo)出安裝單位編號(hào)及名稱；下面的端子在圖上皆畫成三格。7/27/202317Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院從左至右各格的含義如下：第一格表示安裝單位的回路編號(hào)和屏外或屏頂引入設(shè)備的文字符號(hào)及接線柱號(hào),如圖8-3(c）.7/27/202318Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第二節(jié)斷路器的控制和信號(hào)回路一、控制開關(guān)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)二、對(duì)控制回路的基本要求及分類三、燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號(hào)回路四、音響監(jiān)視的斷路器控制回路7/27/202319Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、控制開關(guān)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)1．控制開關(guān)發(fā)電廠和變電所中，控制開關(guān)多采用LW2系列萬能密閉轉(zhuǎn)換開關(guān)。其結(jié)構(gòu)包括操作手柄、面板、觸點(diǎn)盒等。LW2系列轉(zhuǎn)換開關(guān)造成旋轉(zhuǎn)式，觸點(diǎn)盒一般有數(shù)節(jié)，裝于轉(zhuǎn)軸上；每節(jié)觸點(diǎn)盒都有4個(gè)定觸點(diǎn)和一副動(dòng)觸片；4個(gè)定觸點(diǎn)引出接線端子，端子上有觸點(diǎn)號(hào)；手柄通過主軸與觸點(diǎn)盒連接，可以每隔90°或者45°設(shè)一個(gè)定位。7/27/202320Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院表8-4為常用的LW2一Z—la、4、6a、40、20、20／F8型控制開關(guān)的觸點(diǎn)圖表。表8-4LW2一Z—la、4、6a、40、20、20／F8型控制開關(guān)的觸點(diǎn)圖表7/27/202321Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)是斷路器本身攜帶的跳、合閘傳動(dòng)裝置，其種類很多，有電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)等。斷路器跳、合閘操作，都必須分別接通操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的“跳閘線圈”和“合閘線圈”。7/27/202322Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院各種形式操動(dòng)機(jī)構(gòu)的跳閘電流一般都不大（當(dāng)直流操作電壓為110～220V時(shí)，跳閘電流0.5～5A）；合閘電流相差較大，如彈簧、液壓、氣壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)等，合閘電流較?。ó?dāng)直流操作電壓為110～220V時(shí)，不超過5A），電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘電流很大，可由幾十安到幾百安。對(duì)于電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，合閘線圈回路不能利用控制開關(guān)觸點(diǎn)直接接通，必須采用中間接觸器，利用接觸器帶滅弧裝置的觸點(diǎn)去接通合閘線圈回路。7/27/202323Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、對(duì)控制回路的基本要求及分類1.基本要求對(duì)控制回路的基本要求如下：應(yīng)能用控制開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)合、跳閘，且能由自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)合、跳閘。應(yīng)能在合、跳閘動(dòng)作完成后迅速自動(dòng)斷開合、跳閘回路。應(yīng)有反映斷路器位置狀態(tài)(手動(dòng)及自動(dòng)合、跳閘)的明顯信號(hào)。應(yīng)有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。應(yīng)能監(jiān)視控制回路的電源及其合、跳閘回路是否完好。7/27/202324Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2.分類按監(jiān)視方式分：控制回路按監(jiān)視方式可分為：燈光監(jiān)視的控制回路，多用于中、小型發(fā)電廠和變電所；音響監(jiān)視的控制回路，常用于大型發(fā)電廠和變電所。按電源電壓分：控制回路按電源電壓可分為：強(qiáng)電控制，直流電壓為220V或110V；弱電控制，直流電壓一般為48V。7/27/202325Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院三、燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號(hào)回路

以電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路為例，如圖8-6所示。其工作原理如下：1.手動(dòng)合閘合閘操作前，控制開關(guān)SA的手柄在“跳閘后”位置(水平)，斷路器QF在跳閘狀態(tài)。此時(shí)，觸點(diǎn)SA(11—10)、斷路器輔助觸點(diǎn)QFl閉合、綠燈HG、接觸器KM帶電，即下述回路接通：+→FUl→SA(11—10)→HG→QFl→KM→FU2→-

7/27/202326Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院綠燈HG亮平光表明：①Q(mào)F在跳閘位置；②熔斷器FUl、FU2及合閘回路完好，起到監(jiān)視熔斷器及合閘回路作用。此時(shí)，合閘接觸線圈KM中雖有電流流過，但由于KM的電阻比HG電阻及其附加電阻小得多，使得加于KM上的電壓不足以使其啟動(dòng)，故斷路器不會(huì)合閘。手動(dòng)合閘操作分3步進(jìn)行：(1)將SA的手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)90°至“預(yù)備合閘”位置。此時(shí)觸點(diǎn)SA(9—10)閉合，將綠燈HG回路改接到閃光小母線M100(+)上，下述回路接通M100(+)→SA(9—10)→HG→QFl→KM→FU2→-7/27/202327Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院閃光裝置啟動(dòng)，綠燈HG發(fā)出閃光。表明：①預(yù)備合閘，提醒操作人員核對(duì)所操作的QF是否有誤(這時(shí)QF仍在跳閘位置)；②合閘回路仍完好。(2)將SA的手柄再順時(shí)針轉(zhuǎn)45°至“合閘”位置。此時(shí)觸點(diǎn)SA(5—8)、SA(13—16)閉合，且防跳繼電器KCF未啟動(dòng)，其觸點(diǎn)KCF2閉合，下述回路接通+→FUl→SA(5—8)→KCF2→QFl→KM→FU2→-控制回路電壓幾乎全部加到KM上，KM啟動(dòng)，它的兩副常開觸點(diǎn)接通合閘線圈YC回路，YC啟動(dòng)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)使QF合閘。7/27/202328Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)QF完成合閘動(dòng)作后，QF1斷開，自動(dòng)切斷KM和YC的電流。同時(shí)QF2閉合，使下述紅燈HR回路接通+→FUl→SA(13—16)HR→KCFI→QF2→YT→FU2→-此時(shí)，HG因QFl斷開而滅，HR發(fā)平光，表明QF已合上。(3)將SA手柄松開，手柄自動(dòng)返回到“合閘后”位置(垂直)。這時(shí)觸點(diǎn)SA(5—8)斷開，防止因QFl失靈而使控制電流長期流過KM及YC。SA(13—16)仍接通，HR保持平光。表明：①Q(mào)F在合閘位置；②熔斷器FUl、FU2及跳閘回路完好，起到監(jiān)視熔斷器及跳閘回路作用。此時(shí)，加在防跳繼電器電流線圈KCFI及跳閘線圈YT上的電壓也不足以使它們動(dòng)作。7/27/202329Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2.手動(dòng)跳閘跳閘操作前，控制開關(guān)SA的手柄在“合閘后”位置(垂直)，斷路器QF在合閘狀態(tài)。此時(shí)，觸點(diǎn)SA(13—16)、QF2閉合，HR發(fā)平光，跳閘回路完好。手動(dòng)跳閘操作亦分3步進(jìn)行：(1)將SA的手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)90o至“預(yù)備跳閘”位置。此時(shí)觸點(diǎn)SA(13—14)閉合，將紅燈HR回路改接到閃光小母線M100(+)上，下述回路接通M100(+)→SA(13—14)→HR→KCFI→QF2→YT→FU2→-閃光裝置啟動(dòng)，紅燈HR發(fā)出閃光。表明：①預(yù)備跳閘，提醒操作人員核對(duì)所操作的QF是否有誤(這時(shí)QF仍在合閘位置)；②跳閘回路仍完好。7/27/202330Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(2)將SA的手柄再逆時(shí)針轉(zhuǎn)45o至“跳閘”位置。此時(shí)觸點(diǎn)SA(6—7)、SA(10—11)閉合，下述回路接通+→FUl→SA(6—7)→KCFI→QF2→YT→FU2→-控制回路電壓幾乎全部加到KCF1和YT上，KCF1和YT均啟動(dòng)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)使QF跳閘。當(dāng)QF完成跳閘動(dòng)作后，QF2斷開，自動(dòng)切斷KCFl和YT的電流。同時(shí)QFl閉合，使下述綠燈HG回路接通+→FUl→SA(11—10)→HG→QFl→KM→FU2→-此時(shí)HR熄滅，HG發(fā)平光，表明QF已跳閘。(3)將SA手柄松開，手柄自動(dòng)返回到“跳閘后”位置。這時(shí)觸點(diǎn)SA(6—7)斷開，防止因QF2失靈而使控制電流長期流過KCFI及YT。SA(10—11)仍接通，HG保持平光。7/27/202331Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3.自動(dòng)合閘為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)合閘，將自動(dòng)裝置(備用電源自動(dòng)投入裝置、自動(dòng)重合閘裝置等)回路中的中間繼電器觸點(diǎn)KC與SA(5—8)觸點(diǎn)并聯(lián)。設(shè)斷路器原在跳閘位置，SA的手柄在“跳閘后”位置，SA(10—11)、SA(14—15)接通。當(dāng)自動(dòng)裝置動(dòng)作后，觸點(diǎn)KC閉合，下述回路接通+→FUl→KC→KCF2→QFl→KM→FU2→-這時(shí)，HG因被短接而熄滅，KM動(dòng)作，使QF自動(dòng)合閘。

7/27/202332Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)QF完成合閘動(dòng)作后，QFl斷開，QF2閉合，使下述HR回路與M100(+)接通M100(+)→SA(14—15)→HR→KCFI→QF2→YT→FU2→-HR發(fā)閃光，表明QF已完成自動(dòng)合閘。這種信號(hào)回路是按“不對(duì)應(yīng)”方式構(gòu)成的。7/27/202333Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院4.自動(dòng)跳閘為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳閘，將繼電保護(hù)出口繼電器的觸點(diǎn)KCO經(jīng)信號(hào)繼電器KS與SA(6—7)并聯(lián)。QF原在合閘位置，SA手柄在“合閘后”位置，觸點(diǎn)QF2、SA(1—3)、SA(9—10)、SA(13—16)、SA(19—17)接通。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，其出口繼電器的觸點(diǎn)KCO閉合，下述回路接通

+→FUl→KCO→KS→KCFI→QF2→YT→FU2→-KS、KCF1、YT均動(dòng)作，QF自動(dòng)跳閘。7/27/202334Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)QF完成跳閘動(dòng)作后，QF2斷開，QFl、QF3閉合。QFl使HG回路與M100(+)接通，其回路同“預(yù)備合閘”，HG發(fā)閃光，表明QF已完成自動(dòng)跳閘；QF3使下述事故音響回路接通M708→R2→SA(1—3)→SA(19～17)→QF3→-事故信號(hào)裝置啟動(dòng)(后述)，發(fā)出事故音響(蜂鳴器)。此時(shí)值班人員應(yīng)將SA操作至“跳閘后”位置，使之與QF對(duì)應(yīng)，則HG變平光。7/27/202335Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院5.“防跳”裝置（1）斷路器的“跳躍”現(xiàn)象。假定圖8-6中沒有KCF繼電器，當(dāng)QF經(jīng)SA(5—8)或KC觸點(diǎn)合閘到有永久性故障的電網(wǎng)上時(shí)，繼電保護(hù)將會(huì)動(dòng)作，觸點(diǎn)KCO閉合而使QF自動(dòng)跳閘。如果由于某種原因造成SA(5—8)或KC未復(fù)歸(例如SA手柄未返回或觸點(diǎn)焊住)，則QF重新合閘。由于是永久性故障，繼電保護(hù)將再次動(dòng)作，使QF再次跳閘。然后又再次合閘，直到接觸器KM回路被斷開為止。這種斷路器QF多次“跳一合”的現(xiàn)象，稱為斷路器“跳躍”?！疤S”會(huì)使斷路器損壞，造成事故擴(kuò)大，所以需采取“防跳”措施。7/27/202336Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（2)“防跳”裝置的動(dòng)作原理。在圖8-6中，KCF即為專設(shè)的“防跳”繼電器。這種繼電器有兩個(gè)線圈：KCFI為電流線圈，供啟動(dòng)用，接于跳閘回路；KCFV為電壓線圈，供自保持用，經(jīng)自身觸點(diǎn)KCFl與KM并接。其“防跳”原理如下：當(dāng)手動(dòng)或自動(dòng)合閘到有永久性故障的電網(wǎng)上時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使觸點(diǎn)KCO閉合，接通跳閘回路，使QF跳閘。同時(shí)，跳閘電流流過KCFI，使KCF啟動(dòng)，觸點(diǎn)KCF2斷開合閘回路，KCFl接通KCFV，若此時(shí)觸點(diǎn)SA(5—8)或KC未復(fù)歸，則KCFV經(jīng)SA(5—8)或KC實(shí)現(xiàn)自保持，使KCF2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，QF不能再次合閘，直到SA(5—8)或KC復(fù)歸(斷開)為止。7/27/202337Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院四、音響監(jiān)視的斷路器控制回路音響監(jiān)視的斷路器(帶電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu))控制回路如圖8-7所示。1.接線方面的主要區(qū)別在合閘回路中，用跳閘位置繼電器KCT代替綠燈HG；在跳閘回路中，用合閘位置繼電器KCC代替紅燈HR。斷路器的位置信號(hào)燈回路與控制回路是分開的，而且只用一個(gè)信號(hào)燈。在位置信號(hào)燈回路及事故音響信號(hào)啟動(dòng)回路，分別用KCT和KCC的動(dòng)合觸點(diǎn)代替斷路器的輔助觸點(diǎn)，可節(jié)省控制電纜。7/27/202338Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2.工作原理(1)手動(dòng)合閘。操作前，斷路器QF在跳閘位置，控制開關(guān)SA的手柄在“跳閘后”(水平)位置，下述回路接通：+→FUl→KCT→QFl→KM→FU2→-+700→FU3→SA(15—14)→KCTl→SA(1—3)及燈→R→-700前一回路使KCT啟動(dòng)，觸點(diǎn)KCTl閉合；后一回路使信號(hào)燈發(fā)平光，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在跳閘位置。手動(dòng)合閘的步驟：①將SA手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)90°至“預(yù)備合閘”位置，下述回路接通：M100(+)→SA(13—14)→KCTl→SA(2—4)及燈→R→-此時(shí)，信號(hào)燈閃光。7/27/202339Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院②將SA手柄再順時(shí)針轉(zhuǎn)45°至“合閘”位置，下述回路接通：+→FUl→SA(9—12)→KCF2→QFl→KM→FU2→-KCT被短接，KCTl斷開，信號(hào)燈短時(shí)熄滅，同時(shí)KM、YC相繼動(dòng)作，操動(dòng)機(jī)構(gòu)使QF合閘。當(dāng)QF完成合閘動(dòng)作后，下述回路接通：+→FUl→KCC→KCFI→QF2→YT→FU2→-+700→FU3→SA(17—20)→KCCl→SA(2—4)及燈→R→-700前一回路使KCC啟動(dòng)，觸點(diǎn)KCCl閉合；后一回路使信號(hào)燈發(fā)平光，表明QF已合上。③將SA的手柄松開，手柄自動(dòng)返回到“合閘后”位置(垂直)。這時(shí)SA(17—20)仍接通，信號(hào)燈保持平光(回路不變)，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在合閘位置。7/27/202340Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(2)手動(dòng)跳閘。其操作過程及原理與手動(dòng)合閘完全相似.(3)自動(dòng)合閘。設(shè)QF原在跳閘位置，SA手柄在“跳閘后”位置。當(dāng)自動(dòng)裝置動(dòng)作后，KCl閉合，下述回路接通：+→FUl→KCl→KCF2→QFl→KM→FU2→-KCT被短接，KCTl斷開，信號(hào)燈短時(shí)熄滅，同時(shí)KM、YC相繼動(dòng)作，使QF合閘。當(dāng)QF完成合閘動(dòng)作后，下述回路接通：M100(+)→SA(18—19)→KCCl→SA(1—3)及燈→R→-700信號(hào)燈閃光，表明QF已完成自動(dòng)合閘。這時(shí)，值班人員應(yīng)將SA操作到“合閘后”位置，使信號(hào)燈變平光，回路與手動(dòng)“合閘后”相同。7/27/202341Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(4)自動(dòng)跳閘。設(shè)QF原在合閘位置，SA的手柄在“合閘后”位置。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，KCO閉合，下述回路接通+→FUl→KCl→KCFI→QF2→YT→FU2→-KCC被短接，KCCl斷開，信號(hào)燈短時(shí)熄滅，同時(shí)YT動(dòng)作，使QF自動(dòng)跳閘。當(dāng)QF完成跳閘動(dòng)作后，QF2斷開，QFl閉合，使KCT動(dòng)作，KCTl閉合，信號(hào)燈閃光，表明QF已完成自動(dòng)跳閘，其回路同“預(yù)備合閘”；同時(shí)，KCT2閉合，接通下列事故音響信號(hào)回路，即M708→R2→SA(5—7)→SA(21—23)→KCT2→-700事故信號(hào)裝置啟動(dòng)，發(fā)出事故音響。7/27/202342Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院若值班人員將SA手柄轉(zhuǎn)至“跳閘后”位置，則信號(hào)燈變平光，回路同手動(dòng)“跳閘后”。由上述可見，在音響監(jiān)視的控制回路中QF的實(shí)際位置，要同時(shí)借助信號(hào)燈及SA手柄位置來判斷。即：手柄在“合閘后”位置，燈平光為手動(dòng)合閘，燈閃光為自動(dòng)跳閘；手柄在“跳閘后”位置，燈平光為手動(dòng)跳閘，燈閃光為自動(dòng)合閘。7/27/202343Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(5)音響監(jiān)視。該接線用KCT、KCC的觸點(diǎn)來監(jiān)視電源、控制回路熔斷器及合、跳閘回路的完好性。①KCT能監(jiān)視合閘回路是否完好。當(dāng)QF在跳閘狀態(tài)時(shí)，QFl閉合，QF2斷開；KCT通電，KCT3斷開；KCC失電，KCC2閉合。當(dāng)QF的合閘回路(QFl、KM)中任何地方斷線或控制回路熔斷器(FUl、FU2)熔斷時(shí)，KCT將失電，使KCT3閉合，接通斷線預(yù)告信號(hào)小母線M713，啟動(dòng)預(yù)告信號(hào)裝置，發(fā)出音響(警鈴)，并且“控制回路斷線”光字牌亮。②KCC能監(jiān)視跳閘回路(KCFI、QF2、YT)是否完好。7/27/202344Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第三節(jié)中央信號(hào)一、事故信號(hào)二、預(yù)告信號(hào)7/27/202345Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、事故信號(hào)事故信號(hào)的作用是：當(dāng)斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器（電笛）發(fā)出音響，通知運(yùn)行人員處理事故，并能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。事故信號(hào)裝置分為不能重復(fù)動(dòng)作和能重復(fù)動(dòng)作兩類。前者用于小型變電所及小型發(fā)電廠的爐、機(jī)、給水等控制屏；后者用于大、中型廠、所。7/27/202346Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院1.不能重復(fù)動(dòng)作、中央復(fù)歸的事故信號(hào)裝置不能重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)裝置如圖8-8所示。圖8-8不能重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)回路7/27/202347Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)任一臺(tái)斷路器自動(dòng)跳閘后，斷路器的輔助觸點(diǎn)都接通事故音響信號(hào)。例如，斷路器QF1事故跳閘，下列回路接通：+700→HA→KM(1-2)→SA1(1—3)→SA(19—17)→QF1→-700HA發(fā)出音響信號(hào)。在值班人員得知事故信號(hào)后，可按下按鈕SB2，即可解除事故音響信號(hào)。但控制屏上斷路器的閃光信號(hào)卻繼續(xù)保留著。這種信號(hào)裝置不能重復(fù)動(dòng)作，即第一臺(tái)斷路器（如QF1）自動(dòng)跳閘后，值班人員雖已解除事故音響信號(hào)，而控制屏上的閃光信號(hào)依然存在，即SA1的手柄沒有旋轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的“跳閘后”位置。7/27/202348Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．能重復(fù)動(dòng)作、中央復(fù)歸的事故信號(hào)裝置用JC-2型沖擊繼電器構(gòu)成的能重復(fù)動(dòng)作、中央復(fù)歸的事故信號(hào)回路如圖8-9所示。虛框內(nèi)為沖擊繼電器的內(nèi)部電路，它包括：具有雙線圈和雙位置的極化繼電器KP、電容C及電阻R1、R2。當(dāng)線圈KPl流過1、2方向或線圈KP2流過3、4方向的沖擊電流時(shí)，KP動(dòng)作(亦即沖擊繼電器KMl動(dòng)作)，并保持在動(dòng)作狀態(tài)；當(dāng)KP1、KP2之一流過反向電流時(shí)，KP返回。裝置的動(dòng)作原理如下：7/27/202349Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(1)啟動(dòng)音響回路當(dāng)某臺(tái)斷路器（例QF1）事故跳閘時(shí)，沖擊電流自KMl的端子5流入，在電阻R1上得到電壓增量，該電壓經(jīng)線圈KPl、KP2給電容C充電，充電回路為：

+700→FUl→KPl→C→KP2→M708→SA1(1-3)→SA1(19-17)→QF1→FU2→-700充電電流使KP動(dòng)作，觸點(diǎn)KMl閉合。當(dāng)C充電完畢后，線圈中的電流消失，觸點(diǎn)KMl仍保留在閉合位置。觸點(diǎn)KMl閉合后，啟動(dòng)中間繼電器KCl，其兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)閉合；其中一對(duì)觸點(diǎn)啟動(dòng)蜂鳴器HAU，發(fā)出音響，表明QF1事故跳閘；重要回路事故跳閘時(shí)，尚應(yīng)向調(diào)度部門發(fā)遙信。7/27/202350Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（2）音響解除（復(fù)歸）中間繼電器KCl另一對(duì)觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器KTl；KTl整定時(shí)間約為5s，待延時(shí)到達(dá)后，其觸點(diǎn)閉合，以下回路接通：+700→FU1→Rl→KP2→R2→KTl→FU2→-700KP2中電流方向與啟動(dòng)時(shí)相反，KMl復(fù)歸，其觸點(diǎn)斷開，繼電器KCl、KTl相繼斷電，蜂鳴器回路被斷開，音響停止；欲使音響提前解除，可按復(fù)歸按鈕SB2，其動(dòng)作過程與上述相同。7/27/202351Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（3）重復(fù)動(dòng)作KMI的特點(diǎn)是：每通過一次沖擊電流，就可動(dòng)作一次。所以在每臺(tái)QF的事故音響啟動(dòng)回路中都串接有一個(gè)適量的電阻R，當(dāng)某臺(tái)QF事故跳閘發(fā)出音響并被解除后(SA仍在“合閘后”位置)，如果又有另一臺(tái)QF事故跳閘，則小母線M708與-700之間再并入一條啟動(dòng)回路，總電阻減小，沖擊電流突然增加，KMl再次啟動(dòng)發(fā)出音響。只要回路電阻選、擇適當(dāng)，可重復(fù)動(dòng)作8次。7/27/202352Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（4）試驗(yàn)SBl為事故信號(hào)裝置的試驗(yàn)按鈕。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，按下SBl(按到位即可放手)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)KMl，發(fā)出音響(動(dòng)作過程同前述)，說明裝置完好；其動(dòng)斷觸點(diǎn)用于斷開遙信回路，以免誤發(fā)遙信。（5）電源監(jiān)視事故信號(hào)裝置電源的完好性由繼電器KVSl監(jiān)視。當(dāng)熔斷器FUl或FU2熔斷或其他原因使電源消失時(shí)，KVSl失電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，使“事故信號(hào)裝置電源消失”光字牌亮，并啟動(dòng)預(yù)告信號(hào)回路。7/27/202353Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、預(yù)告信號(hào)預(yù)告信號(hào)的作用是，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行情況(如發(fā)電機(jī)過負(fù)荷、變壓器過負(fù)荷、變壓器油溫過高、電壓互感器回路斷線等)時(shí)，讓警鈴響，同時(shí)點(diǎn)亮標(biāo)有異常情況的光字牌，通知運(yùn)行人員采取措施。預(yù)告信號(hào)裝置接線圖如圖8-10所示。其主要元件也是沖擊繼電器KM2，動(dòng)作原理與事故信號(hào)裝置相似。不同的是：①預(yù)告信號(hào)的啟動(dòng)回路，由反映相應(yīng)異常情況的繼電器的觸點(diǎn)和兩個(gè)燈泡組成，并接于小母線+700和M709、M710之間；②KM2首先接通KT2,預(yù)告信號(hào)帶0.3～0.5s延時(shí)動(dòng)作；③音響為警鈴。7/27/202354Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院動(dòng)作原理如下：1．啟動(dòng)警鈴當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常情況時(shí)，相應(yīng)的繼電器動(dòng)作（如KVSl），其觸點(diǎn)閉合，經(jīng)光字牌燈泡啟動(dòng)KM2，相應(yīng)光字牌亮，同時(shí)發(fā)出鈴聲。例如，事故信號(hào)裝置電源消失時(shí)，其電源監(jiān)視繼電器觸點(diǎn)KVSl閉合，下述回路接通：+700→FU3→觸點(diǎn)KVSl→光字牌Hl→M709、M710→SM(13—14)、SM(15—16)→KM2→FU4→-700標(biāo)有“事故信號(hào)裝置電源消失”的光字牌H1立即亮(這時(shí)兩只燈泡并聯(lián))；同時(shí)KM2啟動(dòng)，其觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT2；觸點(diǎn)KT2延時(shí)0.3—0.5s閉合，啟動(dòng)KC2；KC2的一副觸點(diǎn)接通警鈴HAB，發(fā)出音響。7/27/202355Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．音響解除(1)自動(dòng)解除。KC2的另一副觸點(diǎn)啟動(dòng)事故信號(hào)裝置中的KTl。KTl經(jīng)一段延時(shí)后閉合，下述回路接通：+700→FU3→觸點(diǎn)KTl→R2→KPl→Rl→FU4→-700KM2中的KPl流過反向電流，KM2、KT2、KC2、KTl相繼復(fù)歸，音響停止。如果異常在0.3～0.5s內(nèi)消失，在KM2中的電阻R1上的電壓出現(xiàn)一個(gè)減量，使電容C經(jīng)極化繼電器線圈反向放電，從而使KM2返回，避免誤發(fā)音響。(2)手動(dòng)解除。按下解除按鈕SB4即可手動(dòng)解除。音響解除后，光字牌仍亮著，直到異常情況消除、啟動(dòng)它的繼電器觸點(diǎn)返回才熄滅。7/27/202356Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3．10kV配電裝置的預(yù)告信號(hào)反映10kV配電裝置I、Ⅱ段異常情況的啟動(dòng)回路，分別接于+700與M7291或M7292之間，出現(xiàn)異常時(shí)，中間繼電器KCRl或KCR2動(dòng)作，其一副觸點(diǎn)接通“10kV配電裝置I段(或Ⅱ段)”光字牌(與事故信號(hào)共用)，另一副觸點(diǎn)去啟動(dòng)KM2，發(fā)警鈴。4．重復(fù)動(dòng)作預(yù)告信號(hào)如同事故信號(hào)一樣，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)動(dòng)作。7/27/202357Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院5．試驗(yàn)和檢查光字牌(1)試驗(yàn)。按下試驗(yàn)按鈕SB3，可試驗(yàn)裝置是否完好，其動(dòng)作過程與上述啟動(dòng)過程類似。(2)檢查光字牌。將SM手柄轉(zhuǎn)到“檢查”位置，下述回路接通：+700→FU3→SM(5—6)、SM(3—4)、SM(1—2)→M709→所有預(yù)告光字牌→M710→SM(7—8)、SM(9—10)、SM(11—12)→FU4→-700這時(shí)，每個(gè)光字牌的兩個(gè)燈泡串聯(lián)，燈光較暗。若光字牌亮，說明燈泡完好；否則，說明有一個(gè)或兩個(gè)燈泡損壞。7/27/202358Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院6．電源監(jiān)視由于FU3或FU4熔斷時(shí)，整個(gè)裝置都失去電源，所以，電源消失信號(hào)不能用預(yù)告信號(hào)形式發(fā)出，必須另設(shè)電源監(jiān)視燈回路。KVS2為電源監(jiān)視繼電器，電源完好時(shí)，KVS2通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，監(jiān)視燈HW發(fā)平光，說明電源完好；當(dāng)FU3或FU4熔斷或其他原因造成電源消失時(shí)，KVS2斷電，其動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)斷開，動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)閉合，啟動(dòng)閃光裝置，HW閃光。7/27/202359Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院7．其它在小母線+700與M713之間接有反映“10kV線路跳閘回路斷線”的繼電器觸點(diǎn)，其啟動(dòng)回路也是接于+700與M7291或M7292之間；在小母線M703與M716之間并聯(lián)有繼電保護(hù)信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)“掉牌未復(fù)歸”光字牌，但不再發(fā)警鈴，因?yàn)槭鹿侍l時(shí)已發(fā)有蜂鳴器音響。7/27/202360Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第四節(jié)電氣測(cè)量儀表的接線一、測(cè)量儀表的電壓回路二、高壓線路主要測(cè)量儀表接線三、220/380V低壓照明線路上測(cè)量儀表接線7/27/202361Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、測(cè)量儀表的電壓回路電壓互感器二次側(cè)引出小母線供各種儀表、繼電器的電壓線圈接線。圖8-11是電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)N接地的原理圖，它是由三個(gè)單相三繞組電壓互感器或三相五柱式電壓互感器構(gòu)成的。該圖適用于110kV及以上電壓系統(tǒng)。7/27/202362Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二次側(cè)設(shè)電壓小母線。母線電壓互感器是供接在該母線上的所有元件公用的。為了減少電纜聯(lián)系，采用電壓小母線L1—630、L2—630、L3—630、N600、L—630。由于110kV及以上電壓系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，線路上通常裝有零序方向保護(hù)，其功率方向元件需要三倍零序電壓3U0，因而設(shè)有3U0電壓小母線L—630；為了檢驗(yàn)零序功率方向元件接線的正確性，開口三角形Ｗ相繞組的末端引出試驗(yàn)小母線L3—630(試)，并經(jīng)繼電器KCl的常開觸點(diǎn)引出，同時(shí)設(shè)熔斷器FUl保護(hù)。電壓互感器二次側(cè)引出后直接接于電壓小母線上。各電氣設(shè)備的測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置所需要的二次電壓均由小母線上取得。7/27/202363Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院llOkV及以上的電力線路一般都裝有距離保護(hù)裝置，如果在電壓互感器二次回路的末端發(fā)生短路故障，則由于短路電流較小，熔斷器不能快速熔斷，但在短路點(diǎn)附近的電壓較低或接近于零，可能引起距離保護(hù)誤動(dòng)作。在主二次繞組引出端裝設(shè)快速自動(dòng)開關(guān)QAl代替熔斷器，它在發(fā)生上述故障時(shí)能能迅速將故障相斷開，使斷線閉鎖裝置快速而可靠地閉鎖距離保護(hù)。但輔助二次繞組引出端不裝設(shè)快速自動(dòng)開關(guān)，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)其電壓為零或接近于零，而其二次回路的末端發(fā)生短路時(shí)，短路電流極小，自動(dòng)開關(guān)難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷開。7/27/202364Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院為了確保距離保護(hù)中的電壓回路斷線閉鎖裝置能可靠動(dòng)作，互感器二次側(cè)接地中性點(diǎn)N的引出線不經(jīng)任何隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)或繼電器引出。當(dāng)直流回路的刀開關(guān)QK接觸不良、FU2或FU3熔斷時(shí)，直流電壓消失，KCl～KCA均失電。其中KC3、KC4的動(dòng)斷(常閉)觸點(diǎn)閉合，點(diǎn)亮“電壓互感器直流電壓消失”光字牌，并起動(dòng)預(yù)告音響信號(hào)；這同時(shí)意味著兩段(組)母線電壓互感器的二次側(cè)已分別被KCl、KC2的觸點(diǎn)斷開，各交流小母線電壓也已消失，電壓表、有功及無功功率表指示零。7/27/202365Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、高壓線路主要測(cè)量儀表接線圖8-12為6～10kV線路電氣測(cè)量儀表的接線原理圖。

圖8-126～10kV線路電氣測(cè)量儀表的接線原理圖7/27/202366Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院其中，電流表PA串接于電流互感器TA1和TA2二次側(cè)的公共回路中，檢測(cè)到的電流為，三相對(duì)稱時(shí)；有功電能表和無功電能表（或有功和無功功率表，均為二元件三相表)，電流線圈串接于電流互感器的二次側(cè)；電壓線圈并接于電壓互感器二次側(cè)的小母線。無功電能表PJ2在電壓線圈中人為的串聯(lián)了一個(gè)附加電阻，使電壓線圈的阻抗角由原來的90°減小到60°，即電壓線圈中的電流滯后電壓60°。7/27/202367Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院三、220/380V低壓照明線路上測(cè)量儀表接線圖8-13為220/380V低壓照明線路電氣測(cè)量儀表的接線原理圖。因?yàn)槿嗖粚?duì)稱，所以三相上都要裝電流互感器、電流表，有功電能表為三元件三相表。圖8-13220/380V低壓照明線路電氣測(cè)量儀表的接線原理圖7/27/202368Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第五節(jié)輸電線路的自動(dòng)重合閘一、概述二、三相一次重合閘三、綜合重合閘7/27/202369Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、概述輸電線路的自動(dòng)重合閘，就是當(dāng)架空線路上發(fā)生故障時(shí)，由繼電保護(hù)裝置將其迅速斷開，延時(shí)后重新將線路自動(dòng)投入的裝置，簡(jiǎn)稱APR。1．輸電線路自動(dòng)重合閘的作用在電力系統(tǒng)中，架空輸電線路的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性故障，如果把跳開的線路再重新合閘，就能恢復(fù)正常供電，提高供電的可靠性；對(duì)于有雙側(cè)電源的高壓輸電線路，可以提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；可以糾正繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘。7/27/202370Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求（1）除遙控變電所外，應(yīng)采用控制開關(guān)手柄位置與斷路器位置“不對(duì)應(yīng)原則”起動(dòng)APR，即SA在“合閘后”位置，QF在“跳閘”位置；（2）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合；（3）手動(dòng)合閘于故障線路不重合；（4）APR的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)定。（5）APR動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備再次動(dòng)作；7/27/202371Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（6）APR的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡可能短。APR的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：應(yīng)大于故障點(diǎn)電弧及周圍介質(zhì)的去游離時(shí)間；應(yīng)大于斷路器及操作機(jī)構(gòu)復(fù)歸原位、準(zhǔn)備重合閘的時(shí)間；應(yīng)大于線路對(duì)側(cè)斷路器切斷故障電流的時(shí)間。對(duì)于35kV及以下線路，重合閘時(shí)間可取0.8～1s；110kV線路可取1s或再長一些；7/27/202372Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院（7）APR應(yīng)能與繼電保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)重合閘的“前加速”或“后加速”。所謂前加速，是指自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作，即當(dāng)線路上（整條線路，包括WL1、WL2、WL3）發(fā)生故障時(shí)，如圖8-14所示。第一次瞬時(shí)加速跳開首端（WL1處）的斷路器，然后，APR動(dòng)作一次，若是瞬時(shí)性故障，重合成功；若是永久性故障，第二次則以定時(shí)限方式從WL3處的斷路器依次跳閘。圖8-14重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作原理說明7/27/202373Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院后加速是指自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作，如圖8-15所示當(dāng)線路上發(fā)生永久性故障時(shí)，第一次帶時(shí)限跳閘，第二次以瞬時(shí)加速跳閘。例如，若線路WL2處發(fā)生永久性故障，第一次WL2處的保護(hù)裝置延時(shí)將斷路器跳閘，然后，WL2處的APR重合一次，因?yàn)槭怯谰眯怨收?，第二次，WL2處的保護(hù)裝置瞬時(shí)跳閘。圖8-15重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作原理說明7/27/202374Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院比較重合閘的“前加速”或“后加速”保護(hù)可知：前加速的優(yōu)點(diǎn)是只需裝設(shè)一套APR裝置，設(shè)備投資少，缺點(diǎn)是合閘不成功會(huì)擴(kuò)大事故范圍，主要用于35kV及以下線路；后加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是能快速切除永久性故障，不會(huì)擴(kuò)大事故范圍。缺點(diǎn)是在每個(gè)斷路器處都裝有一套APR裝置，投資大，主要用于35kV以上線路。7/27/202375Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3．自動(dòng)重合閘裝置的分類自動(dòng)重合閘裝置按其功能可分為三相重合閘及綜合重合閘（即單相自動(dòng)重合閘和三相自動(dòng)重合閘的綜合）。110kV及以下線路采用三相重合閘，即不論線路發(fā)生單相接地(1lOkV以下線路除外)或相間故障，都由繼電保護(hù)動(dòng)作把斷路器的三相跳開，然后由重合閘裝置動(dòng)作把三相合閘；220kV及以上線路采用綜合重合閘，即當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，采用單相重合方式；當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，采用三相重合方式。7/27/202376Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、三相一次重合閘由繼電器構(gòu)成的帶三相一次重合閘后加速的斷路器控制回路如圖8-16所示。其中APR由時(shí)間繼電器KT、帶電流保持線圈的中間繼電器KC、信號(hào)燈HW、電容器C和電阻R4、R5、R6、R17等組成。7/27/202377Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院電路的工作原理如下：1．正常運(yùn)行正常運(yùn)行時(shí)，QF處于合閘位置，其輔助接點(diǎn)QFl、QF4斷開，QF2閉合；APR投切開關(guān)S在“投入”位置，S(1—3)接通；SA在“合閘后”位置，觸點(diǎn)SA(9—10)、SA(13—16)、SA(21—23)、接通，APR投入運(yùn)行。(1)電容C經(jīng)R4充電，經(jīng)15—20s時(shí)間，充到所需電壓；(2)回路“+→FUl→SA(21—23)→R4→R6→KC4→R17→HW→KC(V)→FU2→-”接通，HW亮指示APR已處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。由于R4、R6和R17的分壓作用，KC(V)雖然帶電，但不足以啟動(dòng)。7/27/202378Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．APR動(dòng)作過程當(dāng)QF因線路故障跳閘時(shí)，其輔助觸點(diǎn)QFl、QF4閉合、QF2斷開，QF與SA位置不對(duì)應(yīng)，于是APR動(dòng)作(即非對(duì)應(yīng)啟動(dòng))：(1)回路“+→FTUl→SA(21—23)→KT→KT2→QF4→S(1—3)→FTU2→-”接通，KT啟動(dòng)。KT2斷開，KT經(jīng)R5保持在動(dòng)作狀態(tài)。(2)KT的延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)KTl經(jīng)整定時(shí)限(0.5～1.5s)閉合，使電容C對(duì)KC(V)放電，KC啟動(dòng)，其觸點(diǎn)KCl、KC2、KC3閉合，KCA斷開。7/27/202379Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院此時(shí)：①HW暫時(shí)熄滅；②回路“+→FUl→SA(21—23)→KC2、KCl→KC(I)→KS→XB→KCF2→DTl→QFl→YC→FU2→-”接通，使斷路器重新合閘。KC自保持，使QF可靠合閘。同時(shí)由KS的觸點(diǎn)發(fā)“重合閘動(dòng)作”光字牌信號(hào)。如果線路為瞬時(shí)性故障，則恢復(fù)正常運(yùn)行。如果線路為永久性故障，則重合閘后過流保護(hù)將瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘，從而實(shí)現(xiàn)后加速保護(hù)。7/27/202380Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3．保證只動(dòng)作一次若QF重合到永久故障上時(shí)，則QF在繼電保護(hù)作用下再次跳閘。這時(shí)雖然APR的啟動(dòng)回路再次接通，但由于QF從重合到再次跳閘的時(shí)間很短，加上KTl的延時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于15～20s，不足以使C充電到所需電壓，故KC不會(huì)再次動(dòng)作，從而保證了APR只動(dòng)作一次。4．正常用SA進(jìn)行手動(dòng)跳閘時(shí)APR不動(dòng)作當(dāng)手動(dòng)跳閘時(shí)，從“預(yù)備跳閘”到“跳閘后”SA(21—23)均斷開，切斷APR啟動(dòng)回路；另一方面在“預(yù)備跳閘”和“跳閘后”SA(2—4)閉合，使C對(duì)心放電。所以，KC不會(huì)動(dòng)作，從而保證了手動(dòng)跳閘時(shí)APR不會(huì)動(dòng)作。7/27/202381Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院5．用SA手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)加速跳閘且APR不動(dòng)作在用SA手動(dòng)合閘前，SA在“跳閘后”位置，SA(2—4)接通，使C向R6放電。當(dāng)手動(dòng)合閘操作時(shí)，SA(2l一23)接通、SA(2—4)斷開，C才開始充電。由于線路有故障，當(dāng)SA手轉(zhuǎn)到“合閘”位置時(shí)，SA(25—28)接通KCP，使QF加速跳閘，C實(shí)際充電時(shí)間很短(即便不加速)，其電壓也不足以使KC動(dòng)作。7/27/202382Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院6．閉鎖APR當(dāng)某些保護(hù)或自動(dòng)裝置動(dòng)作跳閘，又不允許APR動(dòng)作時(shí)(例如母差保護(hù)、內(nèi)橋接線中的主變保護(hù)、按頻率減負(fù)載裝置等動(dòng)作跳線路上的QF)，可以利用其出口觸點(diǎn)短接觸點(diǎn)SA(2—4)，使C在QF跳閘瞬時(shí)開始放電，盡管這時(shí)接通了APR的啟動(dòng)回路，但在KTl延時(shí)閉合之前，C已放電完畢或電壓很低，KC無法啟動(dòng)，APR不會(huì)動(dòng)作于QF合閘。7/27/202383Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院三、綜合重合閘綜合重合閘裝置必須裝設(shè)判斷是單相接地故障還是相間故障的故障判斷元件和故障相的選相元件。1.選相元件單相接地時(shí)，選相元件應(yīng)可靠選出故障相，跟據(jù)單相接地的特點(diǎn)，選相元件有以下幾種：（1）電流選相元件。（2）電壓選相元件。（3）阻抗選相元件和反應(yīng)兩相電流差的突變量選相元件。7/27/202384Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．故障判斷元件一般由零序電流繼電器和零序電壓繼電器構(gòu)成故障判斷元件。線路發(fā)生相間短路時(shí)，判斷元件不動(dòng)作，由繼電保護(hù)啟動(dòng)三相跳閘回路跳三相斷路器。接地短路時(shí)，判斷元件會(huì)動(dòng)作，繼電保護(hù)經(jīng)選相元件判斷是單相接地短路還是兩相接地短路后，再?zèng)Q定跳單相還是跳三相。7/27/202385Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院3．綜合重合閘邏輯框圖判斷元件與繼電保護(hù)、選相元件配合的邏輯電路如圖8-17所示。圖8-17綜合重合閘邏輯框圖7/27/202386Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)線路發(fā)生相間短路時(shí)，沒有零序電流，判斷元件KAZ不動(dòng)作，繼電保護(hù)通過與門8跳三相斷路器；當(dāng)線路發(fā)生接地短路時(shí)，故障線路上有零序電流，判斷元件KAZ動(dòng)作，閉鎖8，不能直接跳三相斷路器。如果是單相接地短路，則僅一個(gè)選相元件動(dòng)作，與門1、2、3中之一開放，跳單相；如果兩個(gè)選相元件動(dòng)作，則說明發(fā)生了兩相接地短路，與門4、5、6之一開放，經(jīng)或門7保護(hù)跳三相斷路器。7/27/202387Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第六節(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置一、對(duì)帶備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求二、備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理7/27/202388Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、對(duì)帶備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求一、對(duì)帶備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求當(dāng)工作母線失去電壓(不論何因)且備用電源母線上電壓正常時(shí)，AAT均應(yīng)啟動(dòng)，但工作電源的電壓互感器熔絲熔斷時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作。備用電源應(yīng)在工作電源的受電側(cè)斷路器確實(shí)斷開后才投入，以防止兩個(gè)電源的非同步并列。備用電源只允許自動(dòng)投入一次，以防止工作母線或其引出線上有永久性故障時(shí)，備用電源多次投到故障元件上。AAT的時(shí)限整定盡可能短(通常為1～1.5s)，以保證電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的時(shí)間要求。7/27/202389Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、備用電源自動(dòng)投入裝置工作原理兩臺(tái)互為備用的變壓器自動(dòng)投入裝置電路如圖8-18所示。1．正常運(yùn)行正常時(shí)變壓器T1運(yùn)行，低電壓繼電器KVl、KV2取自變壓器低壓側(cè)電壓互感器TV3的二次側(cè)，過電壓繼電器KV3取自備用變壓器T2高壓側(cè)電壓互感器TV2的二次側(cè)。OF1和OF4處于合閘狀態(tài)，閉鎖繼電器KC動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)KC.1閉合，為AAT的啟動(dòng)回路做好準(zhǔn)備；KC.2閉合，為QF4連跳OF1做好準(zhǔn)備。7/27/202390Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2.啟動(dòng)AAT當(dāng)變壓器T1故障時(shí)，繼電保護(hù)使斷路器QF1、QF4跳閘，QF1的輔助常閉觸點(diǎn)閉合，AAT啟動(dòng)回路接通，使信號(hào)燈H點(diǎn)亮，信號(hào)繼電器KS啟動(dòng)，AAT出口繼電器KC1啟動(dòng)。KC1兩對(duì)常開觸點(diǎn)閉合，使斷路器QF2、QF3合閘。斷路器QF1、QF4跳閘后，閉鎖繼電器KC常開點(diǎn)KC.1延時(shí)斷開，切斷AAT啟動(dòng)回路，保證自動(dòng)裝置只投入一次。7/27/202391Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)?shù)蛪汗ぷ髂妇€失壓，而備用變壓器高壓側(cè)有電壓時(shí)，低電壓繼電器KV1、KV2動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)閉合，KV3動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT1，其常開觸點(diǎn)經(jīng)延時(shí)后閉合，使斷路器QF1跳閘，啟動(dòng)AAT。如果備用變壓器高壓側(cè)無電，也不啟動(dòng)AAT。KV1、KV2兩個(gè)常閉接點(diǎn)串聯(lián)，防止電壓互感器熔絲熔斷時(shí)誤動(dòng)作。只有在QF1跳閘后，才能啟動(dòng)AAT。

7/27/202392Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院第七節(jié)同期裝置一、同期并列方式二、同期點(diǎn)的設(shè)置三、同期電壓取得方式四、手動(dòng)準(zhǔn)同步接線五、同期點(diǎn)斷路器的合閘回路7/27/202393Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院一、同期并列方式電力系統(tǒng)中應(yīng)用的同期并列方式有兩種：準(zhǔn)同期并列和自同期并列。按同期過程的自動(dòng)化程度，又各分為手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)同期方式。1．準(zhǔn)同期（或準(zhǔn)同步）并列方式準(zhǔn)同期并列方式是將待并發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至接近同步轉(zhuǎn)速后,加勵(lì)磁,然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行電壓、頻率的調(diào)節(jié)，使并列斷路器兩側(cè)的電壓滿足大小相等、頻率相等、相位相同的條件時(shí)，進(jìn)行并列。7/27/202394Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院要完全滿足這些條件是困難的，因而實(shí)際并列操作中允許有一定誤差。一般規(guī)定：電壓有效值差不超過5％～10％，頻率差不超過0.05～0.25Hz，相位差不超過10°。準(zhǔn)同期方式的優(yōu)點(diǎn)是合閘時(shí)，沖擊電流較小，發(fā)動(dòng)機(jī)能較快的被拉入同步，對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)?。蝗秉c(diǎn)是并列操作時(shí)間較長，操作復(fù)雜。且如果由于某種原因造成非同步并列，沖擊電流會(huì)很大。目前，發(fā)電廠和變電站廣泛采用準(zhǔn)同期并列方式。7/27/202395Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．自同期并列方式自同期并列方式是將未勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)在接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)先并入系統(tǒng)，然后加上勵(lì)磁，使發(fā)動(dòng)機(jī)自行拉人同步。它要求的條件較寬，一般正常并列時(shí)允許轉(zhuǎn)差率為±(1～2)％，事故情況下并列時(shí)允許轉(zhuǎn)差率為±5％，甚至更大些。自同期方式的優(yōu)點(diǎn)是并列迅速，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化，在電網(wǎng)電壓和頻率大大下降的情況仍有應(yīng)用的可能性；缺點(diǎn)是合閘時(shí)沖擊電流較大，振動(dòng)較大，可能對(duì)機(jī)組有一定影響或使電網(wǎng)電壓下降。7/27/202396Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院二、同期點(diǎn)的設(shè)置在發(fā)電廠和變電所中擔(dān)任同期并列任務(wù)的斷路器，稱為同期點(diǎn)。發(fā)電廠和變電站的諸多斷路器中，并不是每個(gè)斷路器都可用于并列。由同期并列含義可知，只有兩側(cè)均有不同電源的斷路器才可能設(shè)置為同期點(diǎn)。7/27/202397Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院三、同期電壓取得方式電力系統(tǒng)同期接線方式有三相和單相兩種，廣泛采用的是單相同期接線。單相同期接線準(zhǔn)同步并列時(shí)，只需將同期點(diǎn)斷路器兩側(cè)的單相同名電壓引入同步裝置比較。同期點(diǎn)電壓取得方式如下：1.110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)母線之間（或線路之間）對(duì)于110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，通常采用的電壓互感器有兩個(gè)二次繞組，其中主二次繞組的相電壓為V,輔助二次繞組相電壓為(100V)。7/27/202398Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院由于距離保護(hù)和零序方向保護(hù)要求電壓互感器主二次繞組中性點(diǎn)N相接地，所以同步電壓從輔助二次繞組接入，一般取W相電壓(也有取U相的)，待并系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)電壓分別為和，分別由該側(cè)電壓小母線L3—630(試)[或L3—640(試)]及N一600取得，如表8-5所示。7/27/202399Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院四、手動(dòng)準(zhǔn)同步接線電力系統(tǒng)廣泛采用的手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置接線圖如圖8-19所示。

圖8-19手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置接線圖7/27/2023100Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院1．同步交流電壓回路圖8-19是以母線發(fā)電機(jī)的斷路器為例，表明其兩側(cè)同步電壓的取得方式，同步交流電壓回路及合閘回路(直流回路見后)。(1)每個(gè)同步點(diǎn)都有一個(gè)同步開關(guān)SM。常采用LW2-H-1.1.1.1.1／F7-X型轉(zhuǎn)換開關(guān)，其手柄在“斷開”(水平)位置時(shí)，雙號(hào)觸點(diǎn)接通；在“投入”(垂直)位置時(shí)，單號(hào)觸點(diǎn)接通。7/27/2023101Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(2)待并系統(tǒng)電壓取自發(fā)電機(jī)出口電壓互感器TVl主二次繞組W相，由W相的電壓小母線L3—630經(jīng)SM(13—15)引到同步電壓小母線L3—610上；運(yùn)行系統(tǒng)電壓取自母線電壓互感器主二次繞組W相，由W相的電壓小母線L3—630、L3—640經(jīng)電壓切換回路切換后，其中之一經(jīng)SM(9—11)引到同步電壓小母線L3—620上。兩系統(tǒng)電壓互感器二次側(cè)均采用V相接地，并直接接到小母線L2—600上，作為兩側(cè)同步電壓的公共端。7/27/2023102Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(3)同步電壓小母線L3—610、L3—620為控制室各同步點(diǎn)的公用小母線。任一同期點(diǎn)進(jìn)行同期并列時(shí)，均如上述一樣將兩側(cè)同步電壓引到這些小母線上，以便共用一套同期裝置。為了避免差錯(cuò)，同一控制室所有同期點(diǎn)的同期開關(guān)公用一個(gè)可抽出手柄，且手柄只在“斷開”時(shí)才能抽出，以限制在任何既定時(shí)間內(nèi)只對(duì)一臺(tái)斷路器進(jìn)行同期并列操作，保證在同期電壓小母線上只存在由一臺(tái)同期開關(guān)引入的同期電壓。7/27/2023103Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院2．手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置圖8-19右側(cè)為裝置部分，裝置主要設(shè)備包括：?jiǎn)蜗嘟M合式同期表(多采用MZ-10型)，手動(dòng)準(zhǔn)同期開關(guān)SSMl，同步閉鎖開關(guān)SSM，同步檢定繼電器KY。(1)組合式同期表。組合同期表由電壓差表、頻率差表和同步表三部分組成。儀表的正面有該三部分的指針，右側(cè)為電壓差表，左側(cè)為頻率差表，中間為同步表。表背面有6個(gè)接線柱，其中A、B用于接入待并系統(tǒng)(如發(fā)電機(jī))的電壓，AO、BO、AO′、BO′用于接入運(yùn)行系統(tǒng)的電壓。在內(nèi)部，A、B與三只表都連接，A0、B0只與電壓差表和頻率差表連接，AO′、BO′只與同步表連接。7/27/2023104Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院為敘述簡(jiǎn)便，待并系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)的電壓和頻率分別用U、U′和?、?′表示，電壓差用△U表示，電壓相角差用△表示，頻率差用△f表示。①電壓差表指示待并系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)的電壓差。當(dāng)U=U′時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)；當(dāng)U>U′時(shí)，指針正偏轉(zhuǎn)；當(dāng)U<U′時(shí)，指針負(fù)偏轉(zhuǎn)。②頻率差表指示待并系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)的頻率差。當(dāng)?=?′時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)；當(dāng)?>?′時(shí)，指針正偏轉(zhuǎn)；當(dāng)?<?′時(shí)，指針負(fù)偏轉(zhuǎn)。③同步表指示待并系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)電壓的相角差(△)。7/27/2023105Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院當(dāng)△U=0，△f=0，△φ=0時(shí)，即兩系統(tǒng)完全同步時(shí)，指針指示在0點(diǎn)鐘位置，即同期點(diǎn)位置；當(dāng)△f≠0時(shí)，∣△f∣愈大，指針旋轉(zhuǎn)愈快。但由于同期表可動(dòng)部分的慣性，當(dāng)∣△f∣大到一定程度時(shí)，指針作大幅度擺動(dòng)；當(dāng)∣△f∣很大時(shí)，指針將停在某個(gè)位置。所以一般規(guī)定，只有當(dāng)∣△f∣≤0.5Hz時(shí)才允許將同步表接入，以免同步表損壞。7/27/2023106Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(2)手動(dòng)準(zhǔn)同步開關(guān)SSMl。為了避免在同步點(diǎn)兩側(cè)頻差很大時(shí)接人同步表而使之損壞，在同步電壓小母線與組合式同步表之間加裝了手動(dòng)準(zhǔn)同步開關(guān)SSMl。常采用LW2-H-2.2.2.2.2.2.2／F7—8X型轉(zhuǎn)換開關(guān)，其手柄有“斷開”(垂直)、“粗同步”(逆時(shí)針轉(zhuǎn)45°)、“精同步”(順時(shí)針轉(zhuǎn)45°)三個(gè)位置。在“斷開”位置時(shí)，所有觸點(diǎn)全部斷開；在“粗同步”位置時(shí)，雙號(hào)觸點(diǎn)接通，將同步小母線上的同步電壓經(jīng)A、B、A0、B0接到電壓差表和頻率差表上，而此時(shí)同步表未接通；在“精同步”位置時(shí)，單號(hào)觸點(diǎn)接通，此時(shí)三只表均接通。7/27/2023107Copyright?鄭州輕工業(yè)學(xué)院(3)準(zhǔn)同步閉鎖回路。該回路由同步檢定繼電器KY的觸點(diǎn)與同步閉鎖開關(guān)的觸點(diǎn)SSM(1—3)并聯(lián)后再與觸點(diǎn)SSMl(25—27)串聯(lián)組成。它跨接在同步合閘小母線M721和M722之間，并串接在每個(gè)同步點(diǎn)斷路器的合閘回路中。①同步檢定繼電器KY。KY的作用是避免在較大的相角差下合閘,常采用DT-13／200型電磁式繼電器。②同步閉鎖開關(guān)SSM。常采用LW2-H-1