第8章-變電所二次回路和自動裝置

第8章變電所二次回路

和自動裝置

學(xué)習(xí)目標(biāo)8.1常規(guī)變電所二次回路概述8.2變電所綜合自動化概述8.3變電所電壓和無功綜合控制子系統(tǒng)8.4變電所微機(jī)自動控制裝置8.5變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)本章小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解常規(guī)變電所二次回路的概況了解變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功能和結(jié)構(gòu)、理解自動重合閘和故障錄波等自動控制裝置的功能了解電壓和無功綜合控制子系統(tǒng)了解變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容理解常規(guī)變電所二次回路各部分的作用及其接線并分析其工作原理理解備用電源自動投入等自動控制裝置的接線并分析其工作原理。8.1常規(guī)變電所二次回路概述1.二次回路：指在電氣系統(tǒng)中由互感器的次級繞組、測量監(jiān)視儀器、繼電器、自動裝置等二次設(shè)備通過控制電纜聯(lián)成的電路，也稱二次接線，用以對一次回路進(jìn)行監(jiān)測、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)。2.二次設(shè)備：測量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動控制裝置、直流系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備。3.二次回路和二次設(shè)備構(gòu)成二次系統(tǒng)。8.1.1二次回路簡介4.供配電系統(tǒng)的二次回路功能圖對斷路器進(jìn)行通、斷操作，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，起動信號回路發(fā)出燈光和聲響信號。電壓、電流互感器：向監(jiān)測、電能計量回路提供電壓和電流參數(shù)。操作電源：向二次回路提供所需的電源斷路器控制回路的主要功能：5.二次回路的分類（1）操作電源：為控制、信號、測量回路及繼電保護(hù)裝置、自動裝置和斷路器的操作提供可靠的工作電源。（2）測量回路：計量測量與保護(hù)測量。（3）控制回路：就地手動合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。（4）信號回路：光字牌回路和音響回路（警鈴、電笛），又分為開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號、事故跳閘信號與事故預(yù)告信號。6.二次回路圖（1）原理接線圖：用來表示二次回路中各元件的電氣聯(lián)系和工作原理的電氣回路圖，是按功能電路如控制回路、保護(hù)回路、信號回路來繪制的。①歸總式原理接線圖：集中表示方法來表示繼電保護(hù)和自動裝置、斷路器控制和信號等回路的工作原理。②展開式原理接線圖：將二次回路的設(shè)備展開表示，將交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路分開繪制。6.二次回路圖（2）安裝接線圖根據(jù)施工安裝的要求，表示二次設(shè)備的具體安裝位置和控制電纜及二次回路的布線方式的圖形，是按設(shè)備如開關(guān)柜、繼電器屏、信號屏為對象繪制的。安裝接線圖包括屏面布置圖、端子排圖和屏后安裝接線圖，是現(xiàn)場施工安裝、維護(hù)必不可少的圖紙。8.1.2操作電源與所用電①應(yīng)保證供電可靠性，最好裝設(shè)獨(dú)立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障時影響操作電源的正常供電；②應(yīng)具有足夠的容量，以保證正常運(yùn)行時，操作電源母線電源波動范圍小于±5%額定值，事故時母線電壓不低于90%額定值；③紋波系數(shù)小于5%；④使用壽命、維護(hù)工作量、設(shè)備投資以及布置面積等應(yīng)合理。對操作電源的基本要求如下：直流操作電源特點(diǎn)：屬于獨(dú)立電源，它不受交流電源的影響，即使在全所停電的情況下也能保證連續(xù)可靠地工作，同時保證事故照明用電。①酸性蓄電池——采用鉛酸蓄電池（1）蓄電池組供電的直流操作電源額度電壓是2V，充電后可達(dá)2.7V，放電后可降為1.95V。端電壓較高、沖擊放電電流大的優(yōu)點(diǎn)適用于斷路器跳、合閘的沖擊負(fù)荷，但使用一段時間后電壓下降，需用專門的充電裝置來進(jìn)行充電。因此，適用于大型發(fā)電廠和變電站，在一般工廠供電系統(tǒng)中現(xiàn)已不予采用。②堿性蓄電池——采用鎘鎳蓄電池端電壓為1.2V，充電后可達(dá)1.75V，放電后端電壓可降到1V，其充電可采用浮充電或強(qiáng)充電方式由硅整流設(shè)備進(jìn)行充電。（1）蓄電池組供電的直流操作電源適用于中、小型發(fā)電廠和110KV以下的變電站，在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用較普遍。特點(diǎn)：大電流放電性能好、比功率大、強(qiáng)度高、壽命長、維護(hù)方便、腐蝕性小、體積小，不需專門的蓄電池室降低投資③蓄電池的容量（1）蓄電池組供電的直流操作電源定義：在指定放電條件下所放出的電量稱為蓄電池的容量，單位用A?h表示。實際容量與放電電流、溫度、電解液的密度及質(zhì)量、充電程度等因素有關(guān)。蓄電池放電至終止電壓的時間稱放電率，單位為h（小時）。

額定容量是指充足電的蓄電池在25℃時，以10h放電率放出的電能。每一種蓄電池都有其允許的最大放電電流值，其允許的放電時間約為5秒。（2）整流裝置供電的直流操作電源硅整流電容儲能式直流電源非獨(dú)立電源限流電阻R用來限制控制回路短路時通過VD3的電流，保護(hù)其不被燒毀。容量大容量小逆止元件VD3使WO只向WC供電，防止斷路器合閘時U2向WO供電；絕緣監(jiān)察裝置用以監(jiān)測正負(fù)母線或直流回路對地絕緣電阻，當(dāng)某一母線對地絕緣電阻降低時，電橋不平衡，檢測繼電器中有足夠的電流流過，繼電器則動作發(fā)出信號。閃光裝置主要提供燈光閃光電源。C1對高壓線路的繼電保護(hù)和跳閘回路供電；C2對其他元件的繼電保護(hù)和跳閘回路供電。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，使C1、C2所儲能量僅用于補(bǔ)償自身所在的保護(hù)回路，而不向其他元件放電；

VD1、VD2的主要功能：

二是限制C1、C2向各斷路器的控制回路中的信號燈和重合閘繼電器等放電，以保證其所供的繼電保護(hù)和跳閘線圈可靠動作。

為方便使用操作電源，一般在屏頂設(shè)置（并排放置）操作電源小母線。屏頂小母線的直流電源由直流母線上的各回路提供優(yōu)點(diǎn)：價格便宜，占地面積小，維護(hù)工作量小，體積小，不需充電裝置。缺點(diǎn)：電源獨(dú)立性差，電源可靠性受交流電源影響，需加裝補(bǔ)償電容和交流電源自動投切裝置，二次回路較復(fù)雜。（2）整流裝置供電的直流操作電源復(fù)式整流的直流操作電源由電流互感器供電，也經(jīng)硅整流器供電給控制、保護(hù)等二次回路。由所有變壓器或電壓互感器供電，經(jīng)硅整流器供電給控制等二次回路；電壓源電流源當(dāng)穩(wěn)壓要求較高時，裝設(shè)鐵磁諧振穩(wěn)壓器。可靠供電,輸出功率更大,電源穩(wěn)定性更好。2.交流操作電源①取自所用電變壓器；②當(dāng)保護(hù)、控制、信號回路的容量不大時，可取自電流、電壓互感器的二次側(cè)。一般由電流互感器向斷路器的跳閘回路供電；由所有變壓器向斷路器的合閘回路供電；由電壓互感器向控制、信號回路供電。適用性：用于不重要的小型終端變電站中，用在中、小工廠變配電所中斷路器采用手動操作或彈簧操作及繼電保護(hù)采用交流操作的場合。優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、投資低廉、維修方便。缺點(diǎn)：交流繼電器的性能沒有直流繼電器完善，不能構(gòu)成復(fù)雜的保護(hù)3.所用變壓器變電所的用電變電所的負(fù)荷有室內(nèi)外照明、生活區(qū)用電、事故照明、操作電源用電等互為備用進(jìn)線斷路器外側(cè)，1號所用變變電所另一進(jìn)線電源側(cè)的高壓或低壓母線上，2號所用變一般應(yīng)設(shè)置專門的變壓器供電所用變壓器的裝設(shè)位置8.1.3高壓斷路器的控制和信號回路斷路器控制回路的構(gòu)成:（1）控制機(jī)構(gòu)：發(fā)出分、合閘命令，如控制開關(guān)或控制按鈕等。（2）操動機(jī)構(gòu)：執(zhí)行操作命令，一般，電磁操作機(jī)構(gòu)采用直流操作電源，手動和彈簧操作機(jī)構(gòu)可交直流兩用，但常采用交流操作電源。（3）中間傳送機(jī)構(gòu)：傳送命令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如繼電器、接觸器的觸點(diǎn)等構(gòu)成的控制（操作）高壓斷路器分、合閘電路斷路器控制回路高壓斷路器的控制方式:（1）遠(yuǎn)方控制：操作人員在變電所主控室或單元控制室內(nèi)對斷路器進(jìn)行跳、合閘控制，控制屏上有相應(yīng)的燈光信號反映出斷路器的位置狀態(tài)，控制機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間需通過控制電纜聯(lián)絡(luò)；（2）就地控制：在斷路器附近對斷路器進(jìn)行跳、合閘控制，無需控制電纜。斷路器控制回路：按監(jiān)視方式可分為燈光監(jiān)視的控制回路與音響監(jiān)視的控制回路。斷路器的信號回路定義：信號回路是用來指示一次電路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次回路。信號分類：（1）斷路器位置信號：用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)，一般是紅燈（符號RD）亮表示斷路器處在合閘位置；綠燈（符號GN）亮表示斷路器處在分閘位置。（2）事故信號：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合閘，綠燈閃光表示斷路器自動跳閘。此外還有事故音響信號和光字牌等。（3）預(yù)告信號：預(yù)告信號是在一次系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時或在故障初期發(fā)出的報警信號。1.高壓斷路器控制和信號回路的要求（1）能手動和自動合閘與跳閘；（2）應(yīng)能監(jiān)視控制回路保護(hù)裝置（如熔斷器）及其跳、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；（3）應(yīng)能指示斷路器在正常運(yùn)行時的分、合閘狀態(tài)，并在自動分、合閘時有明顯的指示信號。通常用紅、綠燈的平光來指示斷路器在正常運(yùn)行時的分、合閘狀態(tài)，用紅、綠燈的閃來指示斷路器的自動分、合閘；1.高壓斷路器控制和信號回路的要求（4）應(yīng)具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”措施；（5）斷路器的事故跳閘信號回路應(yīng)按“不對應(yīng)原理”接線。（6）對有可能出現(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。2.燈光監(jiān)視的斷路器控制及信號回路（1）手動操動的斷路器控制及信號回路WC―控制小母線WS―信號小母線GN―綠色指示燈

R1、R2―限流電阻

RD―紅色指示燈YR―跳閘線圈（脫扣器）

KM―繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)QF1~6―斷路器QF的輔助觸點(diǎn)QM―手動操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)圖8-5手動操作斷路器的控制和信號回路工作原理：合閘時：QF3―4閉合，QF1―2斷開，RD亮，指示QF已經(jīng)合閘，同時還表明控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈G表明YR回路及FU1、FU2是完好的，即紅燈RD亮也起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。由于限流電阻R2，跳閘線圈YR雖有電流通過但很小，不會動作。分閘時：QF3―4斷開，切斷跳閘回路，QF1―2閉合，綠燈GN亮，指示QF已經(jīng)分閘，同時還表明控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈GN亮也起著監(jiān)視控制回路完好性的作用。在斷路器正常分、合閘時，由于QM與QF5―6是同時切換的，總是一開一合，所以事故信號回路總是不通的，不會發(fā)出事故信號。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時：繼電保護(hù)裝置動作，出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通YR的回路（QF3―4原已閉合），會使斷路器跳閘。隨后QF3―4斷開，使紅燈RD熄滅，并切斷跳閘線圈YR的電源。與此同時，QF1―2閉合，使綠燈GN亮。這時黃色指示牌掉落，表示斷路器自動跳閘。同時，事故信號回路接通，發(fā)出音響和燈光信號。事故信號回路是按“不對應(yīng)原理”接線的，信號回路中QM閉合，而QF5―6也返回閉合，因此事故信號回路接通，發(fā)出事故音響信號。R1、R2的作用：防止指示燈燈座短路時造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。（2）電磁操動機(jī)構(gòu)斷路器控制及信號回路圖8-6電磁操動機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路WF―閃光信號小母線

WL―燈光信號小母線

WC―控制小母線

WS―信號小母線

WAS―信號音響小母線

WO―合閘小母線

SA―控制開關(guān)

KO―合閘接觸器

YR―跳閘線圈

YO―電磁合閘線圈

KM―繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)

QF1~6―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―分閘操作方向操作電源：硅整流電容儲能的直流系統(tǒng)?？刂崎_關(guān)：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)，正常運(yùn)行時其手柄為垂直位置（0o），合閘操作（ON）時順時針扳轉(zhuǎn)45o，手松開即自動返回（復(fù)位）并保持合閘狀態(tài)。分閘操作（OFF）時逆時針扳轉(zhuǎn)45o，手松開也自動返回（復(fù)位）并保持分閘狀態(tài)。合閘時，將SA手柄順時針扳轉(zhuǎn)45o，觸點(diǎn)SA1―2接通，KO通電，其主觸點(diǎn)閉合，使O通電，斷路器QF合閘。合閘后，控制開關(guān)SA自動返回，其觸點(diǎn)SA1―2斷開，QF1―2也斷開切斷合閘回路，同時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，將SA手柄逆時針扳轉(zhuǎn)45o，SA7―8接通，YR通電，使斷路器QF分閘。分閘后，SA自動返回，其觸點(diǎn)SA7-8斷開，QF3―4也斷開切斷跳閘回路，同時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)視著合閘線圈KO回路的完好性。注明：由于紅、綠指示燈兼顧監(jiān)視分、合閘回路完好性的作用，長時間運(yùn)行耗能較多。為減少操作電源中儲能電容器能量的過多損耗，一般另設(shè)燈光指示小母線WL（+）專給紅、綠指示燈供電，而儲能電容器的電能只供給控制小母線WC。當(dāng)一次回路發(fā)生短路故障時，繼電保護(hù)裝置動作，KM觸點(diǎn)閉合，接通YR回路，使QF跳閘。隨后QF3―4斷開，使紅燈RD熄滅，并切斷跳閘回路，同時QF1―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GN閃光，表示斷路器QF自動跳閘。由于斷路器自動跳閘，SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9―10閉合，而斷路器已跳閘，其觸點(diǎn)QF5―6也閉合，因此事故音響信號回路接通，發(fā)出音響信號。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號后，可將控制開關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置（逆時針扳轉(zhuǎn)45o后松開），使SA的觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)對應(yīng)關(guān)系，事故信號解除。（3）彈簧操動機(jī)構(gòu)斷路器控制及信號回路WC―控制小母線

WS―信號小母線

WAS―信號音響小母線

SA―控制開關(guān)

SB―按鈕

GN―綠色指示燈

RD―紅色指示燈

YO―電磁合閘線圈

YR―跳閘線圈

QF1~6―斷路器QF的輔助觸點(diǎn)

SQ1、SQ2―儲能位置開關(guān)

M―儲能電機(jī)

KM―繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)

ON―合閘操作方向

OFF―分閘操作方向

FU―熔斷器圖8-7彈簧操作機(jī)構(gòu)斷路器控制和信號回路工作原理合閘時：先按下SB，M通電運(yùn)轉(zhuǎn)（SQ2原已閉合），使合閘彈簧儲能。彈簧儲能完畢后，SQ2自動斷開，切斷電動機(jī)M的回路，同時SQ1觸點(diǎn)閉合，為合閘做好準(zhǔn)備。然后將SA手柄扳向合閘，其觸點(diǎn)SA3―4接通，YO通電，使彈簧釋放，通過傳動機(jī)構(gòu)使斷路器合閘。合閘后，點(diǎn)QF1―2斷開，綠燈GN熄滅，并切斷合閘回路，同時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：將SA的手柄扳向分閘位置，SA1―2接通，YR通電（QF3―4原已閉合），使斷路器分閘。分閘后，QF3―4斷開，紅燈RD熄滅，并切斷跳閘回路，同時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。工作原理：當(dāng)一次回路發(fā)生短路故障時，繼電保護(hù)裝置動作，其KM觸點(diǎn)閉合，接通YR回路（QF3―4原已閉合），使斷路器跳閘。隨后QF3―4斷開，紅燈RD熄滅，并切斷跳閘回路。由于斷路器是自動跳閘，SA手柄仍在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9―10閉合，而斷路器跳閘，QF5―6閉合，從而接通事故音響信號回路，發(fā)出事故跳閘音響信號。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號后，可將控制開關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置（OFF），使SA的觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)對應(yīng)關(guān)系，事故信號解除。斷路器的跳躍：因控制開關(guān)或自動裝置的合閘接點(diǎn)未能及時返回，例如操作人員未松開手柄,自動裝置的合閘接點(diǎn)粘連等原因，而正好合閘在故障線路和設(shè)備上,造成斷路器連續(xù)合切的現(xiàn)象稱為跳躍。如斷路器發(fā)生多次跳躍會使其毀壞，造成事故擴(kuò)大，所以在控制回路中一般要設(shè)置電氣防跳裝置。儲能機(jī)構(gòu)的防跳功能：M由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，合閘回路已可靠斷開，斷路器自動跳閘后不致重合閘。但儲能機(jī)構(gòu)并不能防止因合閘接點(diǎn)粘連而造成的開關(guān)跳躍，也沒有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧燒毀的功能,所以也可加裝電氣防跳回路。燈光監(jiān)視的斷路器控制回路適用于中、小型發(fā)電廠和變電所。當(dāng)用于大型變電所和發(fā)電廠時，由于信號燈太多，且某一控制回路失電時，燈光全暗就不易被發(fā)現(xiàn)，因此常用音響監(jiān)視的斷路器控制回路。3.音響監(jiān)視的斷路器控制及信號回路（1）斷路器的位置信號只用一個裝在控制開關(guān)手柄中的燈代替，利用燈光特征和手柄位置判斷斷路器的實際位置，從而減少了一半信號燈。當(dāng)燈光為平光時，表示斷路器的實際位置和控制開關(guān)手柄位置一致；當(dāng)燈光為閃光時，表示斷路器的實際位置和控制開關(guān)手柄位置不一致。（2）利用合閘位置繼電器代替紅燈RD、跳閘位置繼電器代替綠燈GN，當(dāng)控制回路熔斷器熔斷，合閘、跳閘位置繼電器都失電返回，其常閉觸點(diǎn)接通中央預(yù)告聲響信號回路，發(fā)出聲響信號，運(yùn)行人員根據(jù)手柄內(nèi)燈光的熄滅來判斷哪一回路斷線。（3）控制回路與信號回路完全分開，控制開關(guān)的一個接線盒是專為裝信號燈的，無論手柄在哪個位置，信號回路總是和外邊電路連通。（4）在事故音響回路中由于用跳閘位置繼電器代替了QF常閉輔助觸點(diǎn)，而跳閘位置繼電器是安裝在控制室內(nèi)，從而省去了一個控制電纜芯線。其他部分音響與燈光監(jiān)視的斷路器控制回路類似。8.1.4電氣測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置電氣儀表的配置應(yīng)符合《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范GBJ63―90》的規(guī)定，以滿足電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的需要。1.電測量儀表定義：對電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表以及作計費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計量儀表的總稱。分類：（1）常用測量儀表：是對一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表。（2）計量儀表：對一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對電力用戶用電量進(jìn)行測量、計量的儀表，即各種電能表（電度表）。表8-1常用儀表準(zhǔn)確度配置測量要求互感器準(zhǔn)確度電度表準(zhǔn)確度配置說明計費(fèi)計量0.2級0.5級有功電度表0.5級專用電能計量儀表月平均電量在106kWh及以上0.5級1.0級有功電度表1.0級專用電能計量儀表2.0級無功電度表①月平均電量在106kWh以下②315kVA以上變壓器高壓側(cè)計量點(diǎn)計費(fèi)計量及一般計量1.0級2.0級有功電度表3.0級無功電度表①315kVA以下變壓器低壓側(cè)計量點(diǎn)②75kW及以上電動機(jī)電能計量③企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核（不計費(fèi)）一般測量1.0級1.5級和0.5級測量儀表3.0級2.5級測量儀表非重要回路2.直流絕緣監(jiān)視裝置（1）直流系統(tǒng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置的原因1）變電所的直流系統(tǒng)連接著繼電保護(hù)、中央信號系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、自動裝置以及屋內(nèi)、屋外配電裝置的端子箱、事故照明系統(tǒng)等，既比較復(fù)雜又相當(dāng)重要。2）直流系統(tǒng)中，正、負(fù)母線對地是懸空的，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地時，不會引起任何危害，但若不能及時發(fā)現(xiàn)并排除，當(dāng)另一點(diǎn)也接地時，會引起信號回路、控制回路、繼電保護(hù)回路和自動裝置回路的誤動作，就會造成嚴(yán)重事故。A、B兩點(diǎn)接地會造成高壓斷路器的誤跳閘。在其他情況下，可能造成保護(hù)拒動或直流電源短路等嚴(yán)重故障。因此，直流系統(tǒng)中必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。圖8-8兩點(diǎn)接地引起誤跳閘的情況KM―保護(hù)出口繼電器QF―斷路器輔助觸點(diǎn)YR―跳閘線圈（2）直流絕緣監(jiān)視裝置回路圖圖8-9直流絕緣監(jiān)視裝置原理接線圖KSE―接地信號繼電器1SL―絕緣監(jiān)視轉(zhuǎn)換開關(guān)ST―母線電壓表轉(zhuǎn)換開關(guān)R+、R-―母線絕緣電阻1R、2R―平衡電阻3R―電位器1V、2V―電壓表

HL―光字牌信號燈利用電橋原理進(jìn)行監(jiān)測的，正、負(fù)母線對地絕緣電阻做電橋的兩個臂KSE―接地信號繼電器整個裝置可分為信號部分和測量部分，由三只電阻（1R=2R=3R=1000Ω）、兩只高內(nèi)阻電壓表1V、2V，一只信號繼電器KSE以及母線電壓表轉(zhuǎn)換開關(guān)ST、絕緣監(jiān)視轉(zhuǎn)換開關(guān)1SL組成。工作原理：（1）正常狀態(tài)下，直流母線正極和負(fù)極的對地絕緣良好，正極和負(fù)極等效對地絕緣，電阻R+和R-相等，繼電器KSE線圈中只有微小的不平衡電流通過，繼電器不動作。（2）當(dāng)某一級的對地絕緣電阻（R+或R-）下降時，電橋失去平衡，流過繼電器KSE線圈中的電流增大。當(dāng)絕緣電阻下降到一定值時，流過繼電器KSE線圈中的電流增大，繼電器KSE動作，其常開觸點(diǎn)KSE閉合，光字牌信號燈HL發(fā)出預(yù)告信號。工作原理：母線電壓表轉(zhuǎn)換開關(guān)ST有3個位置，即“母線”、“負(fù)對地“、“正對地”。正常時，其手柄在豎直的“母線”位置，觸點(diǎn)⑨―?、②―①和⑤―⑧接通，電壓表2V可測量正、負(fù)母線間電壓。若將ST手柄逆時針方向旋轉(zhuǎn)45o，置于“負(fù)對地”位置時，ST觸點(diǎn)⑤―⑧、①―④接通，則2V接到負(fù)極與地之間；若將ST手柄順時針方向旋轉(zhuǎn)45o，置于“正對地”位置時，ST觸點(diǎn)①―②、⑤―⑥接通，2V接到正極與地之間。利用轉(zhuǎn)換開關(guān)ST和電壓表2V可判斷哪一極接地。若兩極絕緣良好，則正極對地和負(fù)極對地時2V指示0V，因為電壓表2V的線圈沒有形成回路，如果正極接地，則正極對地電壓為0V，而負(fù)極對地電壓指示為220V，反之，當(dāng)負(fù)極接地時，情況與之相似。工作原理：絕緣監(jiān)視轉(zhuǎn)換開關(guān)1SL也有三個位置，即“信號“、”測量位置1“、“測量位置2”。一般情況下，其手柄置于“信號”位置，1SL的觸點(diǎn)⑤―⑦和⑨―?接通，使電阻3R被短接（ST應(yīng)置于“母線”位置，ST接點(diǎn)⑨―?接通）。接地信號繼電器KSE線圈在電橋的檢流計位置上，當(dāng)母線絕緣電阻下降造成電橋不平衡時，繼電器KSE動作，其常開觸點(diǎn)閉合，光字牌點(diǎn)亮，同時發(fā)出音響信號。工作原理：當(dāng)正極絕緣電阻下降時，先將1SL轉(zhuǎn)至“測量位置1”，將1V調(diào)至讀數(shù)為零，記錄此時3R上的數(shù)值X，再將1SL轉(zhuǎn)至“測量位置2”，便可從1V上讀得直流系統(tǒng)總的對地絕緣電阻RΣ，可用下式計算出每極對地絕緣電阻。工作原理：當(dāng)負(fù)極絕緣電阻下降時，先將1SL轉(zhuǎn)至“測量位置2”，將1V調(diào)至讀數(shù)為零，記錄此時3R上的數(shù)值X，再將1SL轉(zhuǎn)至“測量位置1”，便可從1V上讀得直流系統(tǒng)總的對地絕緣電阻RΣ，可用下式計算出每極對地絕緣電阻。8.1.5二次回路安裝接線圖定義：是用來表示成套裝置或設(shè)備中二次回路的各元器件之間連接關(guān)系的一種圖形，也簡稱二次回路接線圖。特點(diǎn)：它是制造廠加工屏臺和現(xiàn)場施工安裝必不可少的圖紙，也是試驗、驗收的主要參考圖紙。安裝接線圖包括屏面布置圖、端子排圖和屏后安裝接線圖。1.二次回路接線的基本要求（1）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)線施工及驗收規(guī)范》規(guī)定按圖施工，接線正確；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；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；電纜芯線和所配導(dǎo)線的端部均應(yīng)正確標(biāo)明其回路編號，字跡清晰且不易脫色；配線應(yīng)整齊、清晰、美觀，導(dǎo)線絕緣應(yīng)良好、無損傷；每個接線端子的每側(cè)接線宜為1根，不得超過2根；對于插接式端子，不同截面的兩根導(dǎo)線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子，當(dāng)接兩根導(dǎo)線時，中間應(yīng)加平墊片；二次回路接地應(yīng)設(shè)專用螺栓；盤、柜內(nèi)的二次回路配線：電流回路應(yīng)采用電壓不低于500V的銅芯絕緣導(dǎo)線，其截面不應(yīng)小于2.5mm2；其它回路截面不應(yīng)小于1.5mm2；對電子元件回路、弱電回路采用錫焊連接時，在滿足載流量和電壓降及有足夠機(jī)械強(qiáng)度的情況下，可采用不小于0.5mm2截面的絕緣導(dǎo)線。直流回路中具有水銀接點(diǎn)的電器，電源正極應(yīng)接到水銀側(cè)接點(diǎn)的一端。在油污環(huán)境，應(yīng)采用耐油的絕緣導(dǎo)線（如塑料絕緣導(dǎo)線）；在日光直射環(huán)境，橡膠或塑料絕緣導(dǎo)線應(yīng)采取防護(hù)措施（如穿金屬管、蛇皮管保護(hù)等）。

(2)二次回路的安裝接線圖的繪制要求必須遵循現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6988.3―1997《電氣技術(shù)用文件的編制·第三部分：接線圖和接線表》的有關(guān)規(guī)定圖形符號應(yīng)符合GB/T4728―1996~2005《電氣簡圖用圖形符號》的有關(guān)規(guī)定文字符號包括項目代號應(yīng)符合GB/T5094―2002《工業(yè)系統(tǒng)、裝置與設(shè)備以及工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原則與參照代號》系列標(biāo)準(zhǔn)和00DX001《建筑電氣工程設(shè)計常用圖形符號和文字符號》等的有關(guān)規(guī)定。2.屏面布置圖變電所常用的屏有控制屏、繼電保護(hù)屏、儀表屏和直流屏等，屏面布置圖上按比例畫出各設(shè)備的安裝位置、外形尺寸和中心線尺寸，并附有詳細(xì)規(guī)格型號的設(shè)備表?；疽笕缦拢海?）凡需經(jīng)常監(jiān)視的儀表和繼電器，都不應(yīng)布置得太高；（2）操作元件，如控制開關(guān)、調(diào)節(jié)手輪、按鈕等的高度要適中，以保證操作調(diào)節(jié)方便，并且它們之間應(yīng)保持一定距離，操作時不致影響相鄰設(shè)備；（3）經(jīng)常要檢查和試驗的設(shè)備，應(yīng)布置在屏的中部，而且同一類型的設(shè)備應(yīng)布置在一起，方便檢查和試驗。此外，應(yīng)力求布置緊湊美觀。圖8-1035kV變電所屏面設(shè)備布置圖3.端子排圖端子排通常垂直布置于屏后兩側(cè)。圖8-11端子排編號表示方法圖4.屏后接線圖屏后接線圖是制造廠生產(chǎn)屏的過程中配線的依據(jù)，也是現(xiàn)場安裝施工時的重要參考圖紙。它是以屏面布置圖為基礎(chǔ)，并以原理圖為依據(jù)而繪制的接線圖。圖中所有設(shè)備都按順序編號，設(shè)備接線柱上也加標(biāo)號，同時還注有明確的去向，以使施工安裝人員便于安裝和檢查。一般標(biāo)出項目（如元件、器件、單元、組件或成套設(shè)備等）的相對位置、代號、端子號、導(dǎo)線號、類型、截面等內(nèi)容。設(shè)備的左右方向正好與屏面布置圖相反（背視圖），看得見的項目用實線，看不見的項目用點(diǎn)畫線表示其外部輪廓。圖8-1210kV出線電流保護(hù)二次安裝接線圖最常用的接線表示方法是相對編號法，又叫中斷線法，就是用編號來表示二次回路中各設(shè)備相互之間連接狀態(tài)的一種方法。當(dāng)兩個設(shè)備的接線柱需要連接時，在一設(shè)備的接線柱旁標(biāo)注接線的去向，即另一設(shè)備的接線柱標(biāo)號，同時，對方設(shè)備的接線柱旁標(biāo)注的是本設(shè)備的接線柱標(biāo)號，即兩個設(shè)備相連接的兩個端子的編號互相對應(yīng)，沒有標(biāo)號的接線柱表示空著不接。圖8-1210kV出線電流保護(hù)二次安裝接線圖8.2變電所綜合自動化概述變電所綜合自動化將變電所的二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)裝置、測量儀表、控制裝置、信號裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計綜合為一體，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電所主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度中心通信等綜合性的自動化功能。1．功能綜合化（1）系統(tǒng)綜合了變電站的所有二次設(shè)備；（2）綜合了變電站的操作屏、儀表屏、模擬屏、變送器屏、中央信號系統(tǒng)、遠(yuǎn)動的RTU功能及電壓和無功補(bǔ)償自動調(diào)節(jié)功能；（3）綜合了和監(jiān)控系統(tǒng)一體的微機(jī)保護(hù)、故障錄波、故障測距、小電流接地選線、自動低頻減載、自動重合閘等自動裝置的功能

（4）對于微機(jī)保護(hù)及一些重要的自動裝置（例如備用電源自動投入）是接口功能綜合，也就是在保證其獨(dú)立的基礎(chǔ)上，通過遠(yuǎn)方自動監(jiān)視與控制實現(xiàn)的。2．分層、分布式微機(jī)化結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)各功能模塊全部采用微機(jī)化的分層分布式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)根據(jù)功能劃分成若干個功能子單元，分層分級管理，然后通過網(wǎng)絡(luò)總線將它們連接起來構(gòu)成一個整體。3．操作監(jiān)視屏幕化實時主接線圖直接顯示在彩色大屏幕上，操作人員可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊和鍵盤操作完成斷路器的分、合閘操作，光字牌報警被顯示器屏面的文字畫面顯示和語音報警所取代。4．運(yùn)行管理智能化運(yùn)行管理智能化：表現(xiàn)在自動化功能上和在線自診斷功能和專家系統(tǒng)上綜合自動化系統(tǒng)和專家系統(tǒng)相結(jié)合，不僅能檢測供配電系統(tǒng)的一次設(shè)備，還能實現(xiàn)系統(tǒng)自身的自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)等功能。5.通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、光纜化計算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)及光纖通信技術(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。變電所綜合自動化系統(tǒng)為變電所實現(xiàn)無人值班提供了可靠的技術(shù)條件。8.2.1變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功能1．微機(jī)監(jiān)控功能（1）數(shù)據(jù)采集功能：對變電站運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和運(yùn)行參數(shù)的實時采集。變電站運(yùn)行參數(shù)包括模擬量、狀態(tài)量和脈沖量。①模擬量：各段母線電壓、線路電壓、電流和功率值、饋線電流、電壓及功率值、頻率等；此外還有變壓器油溫、直流電源電壓、所有電壓和功率等。②狀態(tài)量：斷路器、隔離開關(guān)的分、合位置，變電站一次設(shè)備狀態(tài)及報警信號、變壓器分接頭位置信號等。③脈沖量

:脈沖電能表輸出的，以脈沖信號表示的電度量。1．微機(jī)監(jiān)控功能（2）事件順序記錄功能斷路器跳、合閘記錄、保護(hù)動作順序記錄。微機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)有足夠的內(nèi)存，存放足夠數(shù)量或足夠長時間段的事故順序記錄，以確保當(dāng)后臺監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)方集中控制主站通信中斷時不丟失事件信息，并應(yīng)記錄事件發(fā)生的時間，應(yīng)精確至毫秒級。

1．微機(jī)監(jiān)控功能（3）故障記錄、故障錄波和測距功能

記錄故障線路的電流、電壓的參數(shù)和波形，也可計算出測量點(diǎn)與故障點(diǎn)的阻抗、電阻、距離和故障性質(zhì)。故障記錄是記錄繼電保護(hù)動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓，從而可判斷保護(hù)動作是否正確，更好地分析和掌握情況。1．微機(jī)監(jiān)控功能（4）操作閉鎖與控制功能①斷路器操作時，應(yīng)閉鎖自動重合閘；②當(dāng)?shù)嘏c遠(yuǎn)方控制操作要相互閉鎖，保證只有一處操作，以免互相干擾；③根據(jù)實時信息，自動實現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)間的閉鎖操作；④無論是當(dāng)?shù)剡€是遠(yuǎn)方操作，都應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施，即要收到返校信號后才執(zhí)行下一步。1．微機(jī)監(jiān)控功能（5）事件報警功能:當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事件或運(yùn)行設(shè)備工作異常時，進(jìn)行音響、語言報警，推出事件畫面，畫面上相應(yīng)的模塊閃光報警，并給出事件的性質(zhì)、異常參數(shù)，也可推出相應(yīng)的事件處理指導(dǎo)。（6）人-機(jī)對話功能:通過鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器CRT可以使全所運(yùn)行工況和運(yùn)行參數(shù)一目了然，可對全所斷路器、電動隔離開關(guān)進(jìn)行分合閘操作。另外，人-機(jī)聯(lián)系還包括打印報表及圖形和數(shù)據(jù)處理、開列典型的操作票等功能。（7）系統(tǒng)自診斷功能:具有在線自診斷功能，可診斷出通信通道、計算機(jī)外圍設(shè)備、I/O模件、前置機(jī)電源等故障。（8）計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能:完成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，如電壓無功控制、小電流接地系統(tǒng)的接地選線、高壓設(shè)備在線監(jiān)測及諧波分析與監(jiān)視功能。2．微機(jī)保護(hù)功能內(nèi)容：包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、饋出線保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、備用電源自動投入裝置以及接地選線裝置等，變壓器及高壓側(cè)線路則包括主保護(hù)和后備保護(hù)。要求：(1)微機(jī)保護(hù)應(yīng)保持與通信、測量的獨(dú)立性，即通信與測量方面的故障不影響保護(hù)正常工作。(2)另外還要求保護(hù)的CPU及電源均保持獨(dú)立。3.自動控制裝置的功能（1）必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。（2）典型的變電所綜合自動化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動控制裝置，例如備用電源自動投入控制裝置、電壓無功綜合控制裝置、小電流接地選線裝置、自動低頻低壓減載裝置等。4.微機(jī)通信功能內(nèi)容：現(xiàn)場通信功能，即變電站層與間隔層之間的通信功能；綜合自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度之間的通信功能，即監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度之間的通信。通信功能兼具RTU的全部功能，在實現(xiàn)四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）的基礎(chǔ)上還增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測距信號的遠(yuǎn)傳、遙視等功能。8.2.2變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.變電所綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)（1）集中式結(jié)構(gòu)形式的綜合自動化系統(tǒng)將所有二次設(shè)備按遙測、遙信、遙控、調(diào)度、保護(hù)功能，劃分成不同的子系統(tǒng)集中組屏，安裝在主控室內(nèi)。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖8-13所示。圖8-13變電所集中式綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖特點(diǎn)（1）有利于觀察信號，方便調(diào)試（2）耗費(fèi)大量的二次電纜，因為各被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)測量交流回路、控制直流回路都需要用電纜送至主控室。（3）容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題，其可擴(kuò)展性及維護(hù)性較差。（4）對于電壓低、出線少的小型化變電站仍具有一定的生命力，是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，它集保護(hù)功能、人-機(jī)接口、四遙功能及自檢功能于一體，結(jié)構(gòu)簡單，價格相對較低。（2）分布式集中組屏結(jié)構(gòu)形式的綜合自動化系統(tǒng)圖8-14變電所分布式集中組屏綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)按功能劃分成數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和微機(jī)保護(hù)單元等若干子模塊，然后分別集中安裝在變電站控制室的數(shù)據(jù)采集屏、控制屏和微機(jī)保護(hù)屏上，通過網(wǎng)絡(luò)于主控機(jī)相連。特點(diǎn)：按功能設(shè)計的模塊結(jié)構(gòu)的軟件相對簡單，調(diào)試維護(hù)方便，組態(tài)靈活；系統(tǒng)便于擴(kuò)充和維護(hù)，整體可靠性高；但因采用集中組屏方式，所需的連接電纜和信號電纜較多。（3）分散分布式結(jié)構(gòu)形式的綜合自動化系統(tǒng)圖8-15變電所分散分布式綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）分散分布式就是將變電所分為兩個層次，即變電站層和間隔層。變電站層也叫站級主站層或站及工作站，是變電站自動化系統(tǒng)的核心層，可由多個工作站組成，負(fù)責(zé)管理整個變電站自動化系統(tǒng)。間隔層是指設(shè)備的繼電保護(hù)、測控裝置層，由若干個間隔單元組成，一條線路或一臺變壓器的保護(hù)、測控裝置就是一個間隔單元，各單元基本上是相互獨(dú)立、毫互不干擾的。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（2）分散分布式布置是以間隔為單元劃分的，每一個間隔的測量、信號、控制、保護(hù)綜合在一個或兩個（保護(hù)與控制分開）單元上，分散安裝在對應(yīng)的開關(guān)柜或控制室上?，F(xiàn)在的變電站綜合自動化系統(tǒng)通常采用分散分布式布置。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖8-15變電所分散分布式綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖各間隔單元數(shù)據(jù)采集和開關(guān)量I/O的測控部分及保護(hù)部分，分別就地分散安裝在開關(guān)柜上及主控室和一次設(shè)備附近的小室內(nèi)。數(shù)據(jù)采集和開關(guān)量I/O的測控部分與保護(hù)部分是相互獨(dú)立的，并與變電所層的監(jiān)控后臺機(jī)通信。通常在間隔層內(nèi)就能獨(dú)立完成保護(hù)和監(jiān)控功能，并不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)減少了變電站內(nèi)的二次設(shè)備和電纜，也節(jié)省了土建投資；系統(tǒng)采用模塊化配置，裝置相互獨(dú)立，系統(tǒng)中任一部分發(fā)生故障時只影響局部，因此提高了整個系統(tǒng)的可靠性，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的靈活性；統(tǒng)一時鐘；檢修維護(hù)方便?？捎糜诟鞣N電壓等級的變電站，是目前國內(nèi)外最為流行、結(jié)構(gòu)最為合理、較先進(jìn)的一種綜合自動化系統(tǒng)。（4）完全分散式綜合自動化系統(tǒng)定義：是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜上，安裝在主控室的主控單元通過現(xiàn)場總線與分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系圖8-16變電所完全分散式綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖8-17傳統(tǒng)變電所自動化改造系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖2變電所綜合自動化的軟件系統(tǒng)特點(diǎn)：綜合自動化系統(tǒng)的軟件采用獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)，各模塊具有其獨(dú)立的軟件程序。例如：各保護(hù)單元就是一個具有特等功能的微機(jī)系統(tǒng)，能獨(dú)立完成規(guī)定的保護(hù)功能，并能與主單元進(jìn)行通信。優(yōu)點(diǎn)：硬件和軟件采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，可以使各子程序互不干擾，提高了系統(tǒng)的可靠性。2變電所綜合自動化的軟件系統(tǒng)開發(fā)電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件：智能化電氣設(shè)備、現(xiàn)場總線和組態(tài)軟件的緊密結(jié)合，能使具備通信功能的、傳輸信號全數(shù)字化的智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)成為可能。典型的組態(tài)軟件有：Fix組態(tài)軟件、INtouch組態(tài)軟件、Synall組態(tài)軟件、組態(tài)王、世紀(jì)星、MCGS等。8.3變電所電壓和功綜合控制子系統(tǒng)變電所調(diào)壓的主要手段，是采用有載調(diào)壓變壓器和補(bǔ)償電容器。變電所電壓和無功綜合控制就是在變電所中利用有載調(diào)壓變壓器和補(bǔ)償電容器組進(jìn)行局部的電壓和無功補(bǔ)償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)，以滿足電壓質(zhì)量要求有載調(diào)壓變壓器可在帶載情況下切換分接頭，改變變壓器變比，從而起到調(diào)整電壓、降低損耗的作用，但調(diào)壓本身并不產(chǎn)生無功功率，因此在整個系統(tǒng)無功不足時不能用來提高全系統(tǒng)的電壓水平。無功功率補(bǔ)償設(shè)備可產(chǎn)生無功功率，因此合理配置可彌補(bǔ)系統(tǒng)無功補(bǔ)償容量、改變網(wǎng)絡(luò)無功潮流分布、改善功率因數(shù)、減少網(wǎng)損和電壓損耗，從而改善用戶的電壓質(zhì)量，然而在系統(tǒng)無功充足但無功分布不合理而造成電壓質(zhì)量下降時卻又無能為力。8.3.1電壓和無功綜合控制的實現(xiàn)方式1.采用獨(dú)立的電壓、無功綜合控制裝置采樣有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的數(shù)據(jù)，通過控制和邏輯運(yùn)算實現(xiàn)電壓和無功自動調(diào)節(jié)。2.在就地監(jiān)控主機(jī)上用軟件模塊控制方式來實現(xiàn)電壓和無功自動調(diào)節(jié)在就地監(jiān)控主機(jī)上利用現(xiàn)成的遙測、遙信信息，通過算法用軟件模塊控制方式來實現(xiàn)電壓和無功自動調(diào)節(jié)。8.3.2電壓和無功綜合控制方式1.集中控制方式集中控制方式是指在調(diào)度中心對各個變電所的主變壓器的分接頭位置和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制。這種控制方式在理論上是維持系統(tǒng)電壓正常、無功優(yōu)化控制、提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性的最佳方案，但它要求調(diào)度中心須具備符合實際的電壓和無功實時優(yōu)化控制軟件，且各變電所要有可靠的通信通道，最好具有智能執(zhí)行單元。在我國目前各變電所的基礎(chǔ)自動化水平層次不一的情況下，實現(xiàn)難度較大。2.分散控制方式分散控制方式是指在各變電所內(nèi)自動調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置或其他調(diào)壓設(shè)備，以控制地區(qū)的電壓和無功功率在規(guī)定范圍內(nèi)。可實現(xiàn)局部地區(qū)的優(yōu)化，對提高變電所供電范圍內(nèi)的電壓質(zhì)量、降低局部網(wǎng)損很有意義。這是我國當(dāng)前進(jìn)行電壓和無功調(diào)節(jié)控制的主要方式。3.關(guān)聯(lián)分散控制方式關(guān)聯(lián)分散控制是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，由分散安裝在各變電所的分散控制裝置或控制軟件進(jìn)行自動調(diào)控，調(diào)控范圍和定值是從整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，事先由電壓和無功優(yōu)化程序計算好的；而在系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大或緊急情況下，由調(diào)度中心直接操作控制或由調(diào)度中心修改下屬變電所電壓和無功定值，以滿足系統(tǒng)變化后的要求。為此，要求執(zhí)行關(guān)聯(lián)分散控制任務(wù)的裝置除了要具有齊全的對受控站的分析、判斷和控制功能外，還須具備較強(qiáng)的通信能力和手段。8.3.3電壓和無功自動控制裝置（VQC）VQC的特點(diǎn)：（1）VQC可以自動識別系統(tǒng)的一次接線方式、運(yùn)行模式，并根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和工況以及具體要求，采取對應(yīng)的優(yōu)化措施，使電壓無功滿足整定的范圍（2）VQC具有豐富的閉鎖功能，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行（3）用戶可以根據(jù)需要配置相關(guān)遙信作為閉鎖信號。（4）對于電容器組的投切，用戶可以自行定義投切的順序。8.3.3電壓和無功自動控制裝置（VQC）VQC的控制策略

VQC根據(jù)低壓側(cè)電壓和無功（或功率因數(shù)）的越限情況，將控制策略劃分為不同區(qū)域，在各個區(qū)域內(nèi)采取相應(yīng)的控制策略。

VQC的應(yīng)用效果

（1）按“逆調(diào)壓”進(jìn)行電壓調(diào)整，提高電壓合格率；（2）平衡無功、使無功潮流合理，達(dá)到降損節(jié)能的目的；（3）大大減小了運(yùn)行人員日常調(diào)整電壓、投切電容器組的工作量。VQC的問題由于硬件問題、設(shè)備工藝、功能問題以及受系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變等問題，VQC有時會出現(xiàn)誤動或者拒動，需要人工進(jìn)行電壓和無功的調(diào)節(jié)，有時甚至?xí)绊懻５脑O(shè)備運(yùn)行。8.4變電所微機(jī)自動控制裝置

8.4.1備用電源自動投入裝置1.對備用電源自動投入裝置的基本要求（1）工作電源無論何種原因消失，APD均應(yīng)動作；（2）應(yīng)保證在工作電源斷開后，且備用電源電壓正常時，才投入備用電源；（3）備用電源自動投入的動作時間應(yīng)盡量短，以便電動機(jī)自啟動和縮短中斷供電的時間；（4）APD只允許動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入到永久性故障回路中；（5）電壓互感器二次回路斷線時，APD不應(yīng)動作；（6）備用電源與備用設(shè)備的容量應(yīng)足夠大，如過負(fù)荷嚴(yán)重或不能保證電動機(jī)自啟動，應(yīng)在APD動作前自動減負(fù)荷。2.對備用電源自動投入裝置的分類（1）按其操作電源可分為直流操作的和交流操作的APD；（2）按主電路的電壓等級可分為高壓APD和低壓APD；（3）按備用方式可分為明備用和暗備用APD。3.備用電源自動投入裝置的接線主電源和備用電源方式的APD接線圖8-18備用電源自動投入原理接線圖當(dāng)主電源進(jìn)線因故障斷電時，失壓保護(hù)動作，使1QF跳閘，其輔助常閉觸點(diǎn)1QF1-2閉合，常開觸點(diǎn)1QF3-4打開，時間繼電器KT線圈失電，由于KT觸點(diǎn)延時打開，故在其打開之前，合閘接觸器KM得電，2QF的合閘線圈2YO通電合閘，2QF兩側(cè)面的隔離開關(guān)預(yù)先合，備用電源被投入。當(dāng)母線WB短路引起1QF跳閘時，是不允許備用電源自動投入的，只要是1QF以下線路發(fā)生故障，引起1QF跳閘時，應(yīng)加入備用電源閉鎖裝置，禁止APD投入。只有電源進(jìn)線上方發(fā)生故障，而1QF以下部分沒有故障時，才能投入備用電源?；閭溆秒娫吹腁PD接線當(dāng)雙電源進(jìn)線互為備用時，要求任一主工作電源消失時，另一路備用電源自動投入3.微機(jī)備用電源自動投入裝置硬件結(jié)構(gòu)圖8-20微機(jī)備用電源自動投入裝置硬件結(jié)構(gòu)示意圖采樣、邏輯功能及人機(jī)接口均由同一個CPU完成8.4.2自動重合閘裝置（ARD）1.自動重合閘裝置的分類和功能定義：就是當(dāng)斷路器跳閘后，自動將斷路器重新合閘的裝置。應(yīng)用：（1）主要用于架空線路（2）在電纜線路（電纜與架空線混合的線路除外）中一般不用ARD，因為電纜線路中的大部分跳閘多因電纜、電纜頭或中間接頭絕緣破壞所致，這些故障一般不是短暫的（3）對電力變壓器和母線，必要時也可裝設(shè)自動重合閘裝置。1.自動重合閘裝置的分類和功能單側(cè)電源三相自動重合閘裝置的類型：（1）按動作方法，可分為機(jī)械式和電氣式；（2）按啟動方式，可分為不對應(yīng)啟動式和保護(hù)啟動式；（3）按重合次數(shù)來分，有一次和多次重合閘；（4）按組成元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型；（5）按復(fù)歸原位的方式，有手動復(fù)歸和自動復(fù)歸；（6）按加速保護(hù)裝置的時間，可分為重合閘前加速保護(hù)動作和重合閘后加速保護(hù)動作，2.對自動重合閘裝置的基本要求（1）當(dāng)值班人員手控或遙控使斷路器跳閘及手動合閘于故障線路斷路器跳閘后，ARD裝置不應(yīng)動作；（2）當(dāng)保護(hù)裝置動作或其他原因使斷路器跳閘時，ARD裝置均應(yīng)動作，但需在故障點(diǎn)充分去游離后再重合閘；（3）自動重合次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)定，對一次式ARD裝置，應(yīng)保證只重合一次，即使ARD裝置中任一元件發(fā)生故障或接點(diǎn)粘住時，也應(yīng)保證不能多次重合閘；2.對自動重合閘裝置的基本要求（4）應(yīng)優(yōu)先采用控制開