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1、第七章 变电所的二次回路与自动装置,二次回路及操作电源高压断路器的控制和信号回路供电系统的自动装置与远动化,主要内容：,第七章 变电所的二次回路与自动装置二次回路及操作电源主要内,第一节 二次回路及操作电源,一、概述,二次回路：指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，也称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。分类按电源性质：直流回路，交流回路（分电流、电压回路）按用途：QF控制回路、信号回路、继电保护回路和自动装置回路等作用一次回路的辅助系统，保障一次回路的安全、可靠、优质和经济运行,第一节 二次回路及操作电源一、概述 二次回路：指,操作电源是用来对断路器
2、的分、合闸回路，继电保护装置以及其它信号回路供电的电源。要求可靠性高、容量足够大、不受供电系统运行影响分类直流蓄电池组/整流装置供电交流站用变压器、仪用互感器供电,二、直流操作电源,1. 由蓄电池供电的直流操作电源,优点：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。缺点：需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电设备和蓄电池组，辅助设备多，投资大，运行复杂，维护工作量大，可靠性低。,操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装置以,工厂供电与电气控制技术第七章变电所的二次回路与自动装置课件,工厂供电与电气控制技术第七章变电所的二次回路与自动装置课件,图7-2 复式整流装置接线示意图,图7-2 复式
3、整流装置接线示意图,三、交流操作电源,优点：投资小、接线简单可靠、运行维护方便。缺点：不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路。,直接动作式（图7-3）利用继电器常闭触点去分流跳闸线圈方式（图7-4）利用速饱和变流器的接线（图7-5）,普遍采用的交流操作继电保护接线方式：,分为电压源和电流源,图7-3 直接动作式的交流操作保护接线图,图7-4 去分流跳闸方式的交流操作保护接线图,图7-5 利用速饱和变流器的交流操作保护接线图,三、交流操作电源优点：投资小、接线简单可靠、运行维护方便。直,第二节 高压断路器的控制和信号回路,一、概述,控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关等）的
4、传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳”、“合”闸操作。,集中控制（远方控制）：在控制室内用控制开关对断路器进行操作，用于35kV及以上的变电所中 。就地控制：在各个断路器安装处就地操作，用于610kV的变电所中。,断路器的控制分为集中控制和就地控制两类：,信号回路是用来指示一次回路运行状态的二次回路。信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。,第二节 高压断路器的控制和信号回路一、概述控制回路是由控制,对断路器控制和信号回路的基本要求,应能监视控制回路保护装置(熔断器)及其分、合闸回路完好性，通常采用灯光监视的方式 ；断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切
5、断跳闸或合闸回路，防止因通电时间过长而烧坏线圈；应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合闸与手动跳、合闸的位置信号；断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线 ；对有可能出现不正常工作状态或故障的设备，应装设预告信号 ；在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。,对断路器控制和信号回路的基本要求应能监视控制回路保护装置(熔,二、采用手动操作机构的断路器控制和信号回路,如图7-6 。工作原理：(1)合闸时，推上操作手柄使断路器合闸。断路器的辅助触点QF3-4闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸通电。由于有限流电阻R2，跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会跳闸。红灯RD亮，
6、还表示跳闸回路及控制回路电源的熔断器FU1和FU2是完好的，即红灯RD同时起着监视跳闸回路完好性的作用。,图7-6 手动操作的断路器控制和 信号回路,二、采用手动操作机构的断路器控制和信号回路如图7-6 。工作,(2)分闸时，扳下操作手柄使断路器分闸，其辅助触点QF3-4断开，切断跳闸回路，辅助触点QF1-2闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸断电。绿灯GN亮，还表示控制回路的熔断器FU1和FU2是完好的，即绿灯GN起着监视控制回路完好性的作用。(3)正常操作断路器分、合闸时，操作机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF5-6是同时切换的，故事故信号回路总是断开的。(4)一次电路发生短路故障时，继
7、电保护装置动作，出口继电器触点KM闭合，接通跳闸回路使断路器跳闸。随后QF3-4断开，红灯RD灭，并切断YR的电源；同时QF1-2闭合，绿灯GN亮。在信号回路中，由于操作手柄仍在合闸位置，其辅助触点QM闭合，而断路器已事故跳闸，QF5-6返回闭合，因此事故信号接通，发出灯光和音响信号。电阻R1和R2作用，除限流作用外，还有防止指示灯座短路时造成控制回路短路或断路器误跳闸的作用。,(2)分闸时，扳下操作手柄使断路器分闸，其辅助触点QF3-4,三、电磁式操作机构断路器的控制回路和信号系统,图7-7是采用电磁式操作机构断路器的控制和信号回路原理图。,图7-7 电磁式操作机构断路器的控制 和信号回路原
8、理图,KO:合闸接触器YO:QF的合闸线圈YR:QF的跳闸线圈,三、电磁式操作机构断路器的控制回路和信号系统 图7-7是采用,1、控制开关,控制开关又称为“万能转换开关”，是电气工作人员对断路器进行分、合闸控制的操作元件。,目前变电所多采用LW2/5型控制开关，它共有6/4个位置：,预备操作位置：“预备合闸”和“预备跳闸”(LW5无）操作位置：“合闸”和“跳闸”固定位置：“合闸后”和“跳闸后”,合闸操作顺序：预备合闸合闸合闸后,跳闸操作顺序：预备跳闸跳闸跳闸后,LW型控制开关的触点图表:可查相关手册。,1、控制开关控制开关又称为“万能转换开关”，是电气工作人员对,2、工作原理,+WCSA1-2
9、 QF1-2KO- WC,QF合闸,+WL RD R QF3-4YR-WC,红灯RD亮,红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明断路器的跳闸回路是完好的。,松开手柄，SA自动回到“合闸后”的位置。,（1） “合闸”（不松手）： SA的手柄顺时针扳转45,+WCSA7-8QF3-4YR-WC,QF跳闸,+WLSA3-4 GR RQF1-2KO-WC,松开手柄，SA自动回到“跳闸后”的位置。,绿灯亮,（2） “分闸”： SA的手柄反时针扳转45,绿灯亮既表明断路器正处于分闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。,2、工作原理+WCSA1-2 QF1-2KO- WC,（3）“事故跳闸” ：事故跳闸时
10、，KM动作，SA在 “合闸后”位置，则,+WCKMQF3-4YR-WC,绿灯闪光,+WFSA5-6 GR R QF1-2 -WC,发出音响信号,绿灯闪光，事故信号装置发出音响，表明断路器是自动跳闸的。只有将SA手柄转到“跳闸后”位置，绿灯才变为平光，事故音响信号才停止。,红灯RD灭,WSSA9-10 QF5-6 WAS,（3）“事故跳闸” ：事故跳闸时，KM动作，SA在 “合闸后,图7-8为其控制和信号回路原理图。弹簧机构是利用预先储能的合闸弹簧释放能量，使断路器合闸,四、弹簧操作机构断路器的控制回路和信号系统,图7-8 利用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路,工作原理：（1）合闸；（2）分闸
11、；（3）事故跳闸。,图7-8为其控制和信号回路原理图。四、弹簧操作机构断路器的控,第四节 供电系统的自动装置与远动化,一概述,自动重合闸的概念：当架空线路上发生故障时，由继电保护装置将其迅速断开，延时（0.5s）后重新将故障线路自动投入的装置，简称ARD。,装设ARD的好处：对暂时性故障，合闸成功后可保证供电的可靠性，减少停电损失。,对电气（三相）一次自动重合闸装置的基本要求：,除遥控变电所外，应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”起动ARD；,ARD的起动条件为：SA在“合闸后”位置，QF在“跳闸”位置。,第四节 供电系统的自动装置与远动化一概述自动重合闸的概念,手动跳闸时不应重合
12、；手动合闸于故障线路不重合；ARD只能动作一次；ARD动作后应能自动复归，准备再次动作；ARD的动作时间应尽可能短，一般为0.5s1.5s；ARD应能实现重合闸“后加速”或“前加速”，以便与继电保护配合。,前加速：是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上发生永久性故障时，第一次以瞬时加速跳闸，第二 次则以定时限跳闸。后加速：是指自动重合闸后加速保护动作，即当线路上发生永久性故障时，第一次带时限跳闸，第二次以瞬时加速跳闸。,手动跳闸时不应重合；前加速：是指自动重合闸前加速保护动作，即,图7-12 电气一次自动重合闸装置基本原理说明简图,（1）手动合闸（2）手动分闸（3）事故跳闸及一次重合闸,1.
13、基本工作原理（图7-12）,二电气一次自动重合闸的基本工作原理,图7-12 电气一次自动重合闸装置基本原理说明简图（1）手动,KT：用于建立ARD的动作时间KM：执行元件R4 ：充电电阻，可控制电容C的充电速度 R5：KT的热稳定电阻R6 ：电容C的放电电阻R7 ：信号灯降压电阻HL：信号灯KM1：防跳继电器KM2：加速继电器KO：合闸接触器,图7-13 电气一次重合闸装置原理电路图,2.电气一次重合闸装置示例（图7-13）,KT：用于建立ARD的动作时间图7-13 电气一次重合闸装置,正常工作时：QF处于合闸位置，SA1处于“合闸后”位置，其触点SA121-23接通，SA2处于合闸位置，电容
14、C经电阻R4而充满电压，电容C两端电压等于电源电压，信号灯HL亮。,线路短路，保护动作时：QF跳闸，QF3-4打开，QF1-2闭合 SA121-23 KT线圈得电 其触点KT延时闭合 电容C向KM线圈放电 KM动作。,KM动作后KM1-2打开信号灯HL灭；KM3-4、KM5-6闭合KO得电 QF合闸。,若合闸成功，所有继电器复位，电容C经1015s再次充满电压，准备再次动作；若合闸不成功，保护再次跳闸，尽管KT又起动，但因电容C两端电压太低，不能使KM动作，保证只重合一次。,工作原理：,正常工作时：QF处于合闸位置，SA1处于“合闸后”位置，其触,手动跳闸时：SA2、 SA1打到分闸位置，触点
15、SA16-7接通YR得电 QF跳开。此时由于触点SA121-23打开，SA12-4接通，重合闸回路失去动作电源，不可能动作； SA12-4接通后，电容C经R6放电，电容C上的电压迅速降低。,手动合闸时： SA2、 SA1打到合闸位置，触点SA15-8接通 KO得电 QF合闸，同时SA125-28接通，SA12-4断开，重合闸回路获得正电源，正电源经电阻R4向电容C充电，但电压需经1015s才能充到操作电源电压。,触点SA125-28接通后，使加速继电器KM2动作，若线路上有故障，则QF合闸后，继电保护随即动作，使QF瞬时动作。这时电容两端的电压还比较低，不能使KM动作，故QF不能重合。,手动跳
16、闸时：SA2、 SA1打到分闸位置，触点SA16-7接,当工作电源电压消失时，使备用电源自动而迅速地投入工作，以保证供电连续性的自动装置，简称APD。,备用电源自动投入装置的基本接线方式（图7-14）,三、备用电源自动投入装置,1概述,明备用接线方式：APD装在备用进线断路器上。暗备用接线方式： APD装在母线分段断路器上。,当工作电源电压消失时，使备用电源自动而迅速地投入工作，以保证,图7-14 备用电源自动投入的两种基本接线方式a）明备用 b）暗备用,图7-14 备用电源自动投入的两种基本接线方式,必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源。APD的动作时间应尽可能
17、短，以利于电动机的自起动和缩短停电时间；APD只能动作一次，以免将备用电源重复投入到永久性故障上；当电压互感器的二次回路断线时，APD 不应误动作；若备用电源容量不足，应在APD 动作的同时切除一部分次要负荷。,对备用电源自动投入装置的基本要求,工作电源不论任何原因断开，备用电源应能自动投入；,必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时，才允许投入备,2. 备用电源自动投入的基本原理,图7-15是备用电源自动投入装置的原理电路图。,(1)正常工作状态 断路器QF1合闸，电源WL1供电；而断路器QF2断开，电源WL2备用。QF1的辅助触点QF13-4闭合，时间继电器KT得电，其触点（瞬时闭合
18、，延时断开）是闭合的，但由于断路器QF1的另一对辅助触点QF11-2处于断开状态，因此合闸接触器KO不会通电动作。,图7-15 备用电源自动投入原理说明简图,2. 备用电源自动投入的基本原理图7-15是备用电源自动投入,(2)备用电源自动投入 当工作电源WL1断电引起失压保护动作使断路器QF1跳闸时，其辅助触点QF13-4断开，使时间继电器KT断电。在其延时断开触点尚未断开前，由于断路器QF1的辅助触点QF11-2闭合，接通合闸接触器KO回路，使之动作，接通断路器QF2的合闸线圈YO回路，使QF2合闸，从而使备用电源WL2投入运行。在KT的延时断开触点经延时（0.5s）断开时，切断KO合闸回路
19、。QF2合闸后，其辅助触点QF21-2断开，防止YO长时间通电。,(2)备用电源自动投入 当工作电源WL1断电引起失压保护动,四远动化,远动的概念：应用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各项功能。,将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信息采集到调度控制中心；把调度控制中心的命令发往发电厂和变电所，对设备进行控制和调节。,远动的任务：,四远动化远动的概念：应用远程通信技术，对远方的运行设备进行,“四遥”功能,遥测（YC）：即远程测量，将采集到的被监控变电站的主要参数传送给调度中心。遥信（YX）：即远程信号，将采集到的被监控变
20、电站设备状态信号传送给调度中心。遥控（YK）：即远程命令，从调度中心发出改变运行设备状况的命令。遥调（YT）：即远程调节，从调度中心发出命令实现远方调整变电站的运行参数。,事件顺序记录功能：按顺序记录断路器事故跳闸的时间。时钟同步功能：远动系统应具备对时功能。,“四遥”功能遥测（YC）：即远程测量，将采集到的被监控变电站,自检和自调功能：远动系统在受到某种干扰影响而使程序“跑飞”时，能够自行恢复正常运行。,通信功能；远方整定功能；远方投切保护功能；信号与复归；界面显示、存储和打印功能；自动校时功能；自诊断、自闭锁和自恢复功能。,微机保护系统功能,自检和自调功能：远动系统在受到某种干扰影响而使程序“跑飞”时,作业：,1. 什么是二次回路？什么是二次回路操作电源？2. 断路器的控制回路应满足哪些基本要求？3. 什么是自动重合闸装置？有何作用？4. 什么是备用电源自动投入装置？有何作用？,作业：1. 什么是二次回路？什么是二次回路操作电源？,
