電氣工程基礎第八章二次回路課件

1、電力工程基礎第八章 二次系統(tǒng)與自動裝置第一節(jié) 二次接線圖第二節(jié) 斷路器的控制和信號回路第三節(jié) 中央信號第四節(jié) 電氣測量儀表的接線第五節(jié) 輸電線路的自動重合閘第六節(jié) 備用電源自動投入裝置第七節(jié) 同期裝置第一節(jié) 二次接線圖一、概述二、原理接線圖三、安裝接線圖一、概述發(fā)電廠和變電所二次回路是指對一次回路進行監(jiān)視、控制、測量和保護的回路。二次接線圖是用二次設備特定的圖形、文字符號表示二次設備相互連接的電氣接線圖。常用二次設備的新舊圖形和文字符號見于表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。該圖的特點是：將二次接線與一次接線的有關部

2、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，并按實際連接順序繪出。其優(yōu)點是能清楚地表明各元件的形式、數(shù)量、相互聯(lián)系和作用，利于對裝置的構成形成明確的整體概念，便于理解裝置的工作原理。2. 展開式原理接線圖 如圖8-2所示是lOkV線路過電流保護展開式原理圖。圖8-2 lOkV線路過電流保護展開式原理圖回路加標號的目的是為了了解該回路的用途及進行正確的連接。表8-3為我國采用的常用小母線新舊文字符號及回路標號對照表。展開式原理圖接線清晰，便于閱讀，易于了解整套裝置的動作程序和工作原理，便于查找和分析故障，實際工作中用得最多。三、 安裝接線圖表示二次設備的

3、具體安裝位置和布線方式的圖紙稱安裝圖。它是二次設備制造、安裝的實用圖紙，也是運行、調試、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。1. 屏面布置圖 屏面布置屏面是表明二次設備的尺寸、在屏面上的安裝位置及相互距離的圖紙。應按比例繪制。如圖8-3（a)所示。圖8-3 lOkV線路過電流保護安裝接線圖(a)屏面布置圖； 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8-3 lOkV線路過電流保護安裝接線圖(b)屏后接線圖； (1)設備編號。 通常在屏后接線圖上，各設備圖形的右（或左）上方都貼有一個圓圈，表明設備的編號。其

4、中：安裝單位編號及同一安裝單位設備順序號，標在圓圈上半部，如I1、I2、I3等。羅馬數(shù)字表示安裝單位編號，阿拉伯數(shù)字表示同一安裝單位設備順序號，按屏后順序從右到左依次編號；設備的文字符號及同類設備順序號，標在圓圈下半部，如KA、KA等，與展開圖一致。另外，在設備圖形的上方還標有設備型號,如電磁型電流繼電器DL-31/10等。 (2)設備接線編號。 由于屏內各設備之間及屏內設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，不但制圖很費事，而且配線時也很難分辯清楚。 因此，普遍采用“相對編號法”，即在需要連接的兩個接線柱上分別標出對方接線柱的編號。圖8-4 不同類型的端子 (a) 一般端子

5、 (b) 連接端子 (c) 特殊端子 (d) 試驗端子用于連接屏內、外導線(電纜)用于上下端子間連接構成通路用于需要很方便地斷開的回路用于需接入試驗儀表的電流回路，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回路； （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端子，標出安裝單位編號及名稱；下面的端子在圖上皆畫成三格。第二節(jié) 斷路器的控制和信號回路一、控制開關和操動機構二、對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回路四、音響監(jiān)視的斷路器控制回路一、控制開關和操動機構1控制開關 發(fā)電廠和變電所中，控制開關多采用LW2

6、系列萬能密閉轉換開關。其結構包括操作手柄、面板、觸點盒等。LW2系列轉換開關造成旋轉式，觸點盒一般有數(shù)節(jié)，裝于轉軸上；每節(jié)觸點盒都有4個定觸點和一副動觸片；4個定觸點引出接線端子，端子上有觸點號；手柄通過主軸與觸點盒連接，可以每隔90或者45設一個定位。表8-4為常用的LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制開關的觸點圖表。表8-4 LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制開關的觸點圖表2操動機構 操動機構是斷路器本身攜帶的跳、合閘傳動裝置，其種類很多，有電磁操動機構，彈簧操動機構，液壓操動機構，氣壓操動機構等。 斷路器跳、合閘操作，都必須分別接通操動機構中的“跳閘線圈

7、”和“合閘線圈”。各種形式操動機構的跳閘電流一般都不大（當直流操作電壓為110220V時，跳閘電流0.55A）；合閘電流相差較大，如彈簧、液壓、氣壓操動機構等，合閘電流較小（當直流操作電壓為110220V時，不超過 5A），電磁操動機構合閘電流很大，可由幾十安到幾百安。對于電磁操動機構，合閘線圈回路不能利用控制開關觸點直接接通，必須采用中間接觸器，利用接觸器帶滅弧裝置的觸點去接通合閘線圈回路。二、對控制回路的基本要求及分類1. 基本要求 對控制回路的基本要求如下：應能用控制開關進行手動合、跳閘，且能由自動裝置和繼電保護實現(xiàn)自動合、跳閘。應能在合、跳閘動作完成后迅速自動斷開合、跳閘回路。應有反映

8、斷路器位置狀態(tài)(手動及自動合、跳閘)的明顯信號。應有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。應能監(jiān)視控制回路的電源及其合、跳閘回路是否完好。三、燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路以電磁操動機構的斷路器控制和信號回路為例，如圖8-6所示。其工作原理如下：1. 手動合閘 合閘操作前，控制開關SA的手柄在“跳閘后”位置(水平)，斷路器QF在跳閘狀態(tài)。 此時，觸點SA(1110)、斷路器輔助觸點QFl閉合、綠燈HG、接觸器KM帶電，即下述回路接通：+ FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 綠燈HG亮平光表明：QF在跳閘位置；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，

9、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，故斷路器不會合閘。手動合閘操作分3步進行：(1)將SA的手柄順時針轉90至“預備合閘”位置。此時觸點SA(910)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(910) HGQFlKMFU2 - 當QF完成合閘動作后，QF1斷開，自動切斷KM和YC的電流。同時QF2閉合，使下述紅燈HR回路接通+ FUlSA(1316) HRKCFIQF2YTFU2 - 此時，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，手柄自動返

10、回到“合閘后”位置(垂直)。這時觸點SA(58)斷開，防止因QFl失靈而使控制電流長期流過KM及YC。SA(1316)仍接通，HR保持平光。表明：QF在合閘位置；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，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作。 2. 手動跳閘 跳閘操作前，控制開關SA的手柄在“合閘后”位置(垂直)，斷路器QF在合閘狀態(tài)。此時，觸點SA(1316)、QF2閉合，HR發(fā)平光，跳閘回路完好。手動跳閘操作亦分3步進行：(1)將SA的手柄逆時針轉90o至“預備跳閘”位置。此時觸點SA(1314)閉合，將紅燈HR回路改接到閃

11、光小母線M100(+)上，下述回路接通M100(+)SA(1314) HRKCFIQF2YTFU2 -閃光裝置啟動，紅燈HR發(fā)出閃光。表明：預備跳閘，提醒操作人員核對所操作的QF是否有誤(這時QF仍在合閘位置)；跳閘回路仍完好。 (2)將SA的手柄再逆時針轉45o至“跳閘”位置。此時觸點SA(67)、SA(1011)閉合，下述回路接通 + FUlSA(67) KCFIQF2YTFU2 -控制回路電壓幾乎全部加到KCF1和YT上，KCF1和YT均啟動，操動機構使QF跳閘。當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，自動切斷KCFl和YT的電流。同時QFl閉合，使下述綠燈HG回路接通 + FUlSA(111

12、0) HGQFlKMFU2 - 此時HR熄滅，HG發(fā)平光，表明QF已跳閘。(3)將SA手柄松開，手柄自動返回到“跳閘后”位置。 這時觸點SA(67)斷開，防止因QF2失靈而使控制電流長期流過KCFI及YT。SA(1011)仍接通，HG保持平光。 3. 自動合閘 為了實現(xiàn)自動合閘，將自動裝置(備用電源自動投入裝置、自動重合閘裝置等)回路中的中間繼電器觸點KC與SA(58)觸點并聯(lián)。設斷路器原在跳閘位置，SA的手柄在“跳閘后”位置，SA(1011)、SA(1415)接通。當自動裝置動作后，觸點KC閉合，下述回路接通 + FUlKCKCF2QFlKMFU2 -這時，HG因被短接而熄滅，KM動作，使Q

13、F自動合閘。 當QF完成合閘動作后，QFl斷開，QF2閉合，使下述HR回路與M100(+)接通M100(+)SA(1415) HRKCFIQF2YTFU2 -HR發(fā)閃光，表明QF已完成自動合閘。這種信號回路是按“不對應”方式構成的。 4. 自動跳閘 為了實現(xiàn)自動跳閘，將繼電保護出口繼電器的觸點KCO經(jīng)信號繼電器KS與SA(67)并聯(lián)。QF原在合閘位置，SA手柄在“合閘后”位置，觸點QF2、SA(13)、SA(910)、SA(1316)、SA(1917)接通。當設備出現(xiàn)故障時，繼電保護動作，其出口繼電器的觸點KCO閉合，下述回路接通 + FUlKCOKSKCFIQF2YTFU2 -KS、KCF1

14、、YT均動作，QF自動跳閘。 當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，QFl、QF3閉合。QFl使HG回路與M100(+)接通，其回路同“預備合閘”，HG發(fā)閃光，表明QF已完成自動跳閘；QF3使下述事故音響回路接通M708R2SA(13) SA(1917) QF3 -事故信號裝置啟動(后述)，發(fā)出事故音響(蜂鳴器)。此時值班人員應將SA操作至“跳閘后”位置，使之與QF對應，則HG變平光。 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QF經(jīng)SA(58)或KC觸點合閘到有永久性故障的電網(wǎng)上時，繼電保護將會動作，觸點KCO閉合而使QF自動跳閘。如果由于某種原因造成SA

15、(58)或KC未復歸(例如SA手柄未返回或觸點焊住)，則QF重新合閘。由于是永久性故障，繼電保護將再次動作，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”會使斷路器損壞，造成事故擴大，所以需采取“防跳”措施。（2)“防跳”裝置的動作原理。 在圖8-6中，KCF即為專設的“防跳”繼電器。這種繼電器有兩個線圈：KCFI為電流線圈，供啟動用，接于跳閘回路；KCFV為電壓線圈，供自保持用，經(jīng)自身觸點KCFl與KM并接。其“防跳”原理如下：當手動或自動合閘到有永久性故障的電網(wǎng)上時，繼電保護動作使觸點KCO閉合，接通跳閘回路，

16、使QF跳閘。同時，跳閘電流流過KCFI，使KCF啟動，觸點KCF2斷開合閘回路，KCFl接通KCFV，若此時觸點SA(58)或KC未復歸，則KCFV經(jīng)SA(58)或KC實現(xiàn)自保持，使KCF2保持斷開狀態(tài)，QF不能再次合閘，直到SA(58)或KC復歸(斷開)為止。四、音響監(jiān)視的斷路器控制回路音響監(jiān)視的斷路器(帶電磁操動機構)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。斷路器的位置信號燈回路與控制回路是分開的，而且只用一個信號燈。 在位置信號燈回路及事故音響信號啟動回路，分別用KCT和KCC的動

17、合觸點代替斷路器的輔助觸點，可節(jié)省控制電纜。 2. 工作原理(1) 手動合閘。操作前，斷路器QF在跳閘位置，控制開關SA的手柄在“跳閘后”(水平)位置，下述回路接通：+ FUlKCTQFlKMFU2 -+700FU3SA(1514)KCTlSA(13)及燈R -700前一回路使KCT啟動，觸點KCTl閉合；后一回路使信號燈發(fā)平光，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在跳閘位置。手動合閘的步驟：將SA手柄順時針轉90至“預備合閘”位置，下述回路接通：M100(+)SA(1314) KCTlSA(24)及燈R - 此時，信號燈閃光。將SA手柄再順時針轉45至“合閘”位置，下述回路接通：+ FUlSA(

18、912) KCF2QFlKMFU2 - KCT被短接，KCTl斷開，信號燈短時熄滅，同時KM、YC相繼動作，操動機構使QF合閘。當QF完成合閘動作后，下述回路接通：+ FUlKCCKCFIQF2YTFU2 -+700FU3SA(1720) KCClSA(24)及燈R -700 前一回路使KCC啟動，觸點KCCl閉合；后一回路使信號燈發(fā)平光，表明QF已合上。將SA的手柄松開，手柄自動返回到“合閘后”位置(垂直)。這時SA(1720)仍接通，信號燈保持平光(回路不變)，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在合閘位置。(2)手動跳閘。其操作過程及原理與手動合閘完全相似.(3)自動合閘。設QF原在跳閘位置

19、，SA手柄在“跳閘后”位置。當自動裝置動作后，KCl閉合，下述回路接通：+ FUlKClKCF2QFlKMFU2 -KCT被短接，KCTl斷開，信號燈短時熄滅，同時KM、YC相繼動作，使QF合閘。當QF完成合閘動作后，下述回路接通：M100(+)SA(1819) KCClSA(13)及燈R -700信號燈閃光，表明QF已完成自動合閘。這時，值班人員應將SA操作到“合閘后”位置，使信號燈變平光，回路與手動“合閘后”相同。(4)自動跳閘。設QF原在合閘位置，SA的手柄在“合閘后”位置。當設備出現(xiàn)故障時，繼電保護動作，KCO閉合，下述回路接通 + FUlKClKCFIQF2YTFU2 -KCC被短接

20、，KCCl斷開，信號燈短時熄滅，同時YT動作，使QF自動跳閘。當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，QFl閉合，使KCT動作，KCTl閉合，信號燈閃光，表明QF已完成自動跳閘，其回路同“預備合閘”；同時，KCT2閉合，接通下列事故音響信號回路，即M708R2SA(57) SA(2123) KCT2 -700事故信號裝置啟動，發(fā)出事故音響。 若值班人員將SA手柄轉至“跳閘后”位置，則信號燈變平光，回路同手動“跳閘后”。由上述可見，在音響監(jiān)視的控制回路中QF的實際位置，要同時借助信號燈及SA手柄位置來判斷。 即：手柄在“合閘后”位置，燈平光為手動合閘，燈閃光為自動跳閘；手柄在“跳閘后”位置，燈平光為手

21、動跳閘，燈閃光為自動合閘。(5)音響監(jiān)視。 該接線用KCT、KCC的觸點來監(jiān)視電源、控制回路熔斷器及合、跳閘回路的完好性。KCT能監(jiān)視合閘回路是否完好。 當QF在跳閘狀態(tài)時，QFl閉合，QF2斷開；KCT通電，KCT3斷開；KCC失電，KCC2閉合。 當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，KCT將失電，使KCT3閉合，接通斷線預告信號小母線M713，啟動預告信號裝置，發(fā)出音響(警鈴)，并且“控制回路斷線”光字牌亮。 KCC能監(jiān)視跳閘回路(KCFI、QF2、YT)是否完好。第三節(jié) 中央信號一、事故信號二、預告信號一、事故信號事故信號的作用是：當斷

22、路器發(fā)生事故跳閘時，啟動蜂鳴器（電笛）發(fā)出音響，通知運行人員處理事故，并能手動或自動復歸。事故信號裝置分為不能重復動作和能重復動作兩類。前者用于小型變電所及小型發(fā)電廠的爐、機、給水等控制屏；后者用于大、中型廠、所。1. 不能重復動作、中央復歸的事故信號裝置 不能重復動作的事故信號裝置如圖8-8所示。 圖8-8不能重復動作的事故信號回路當任一臺斷路器自動跳閘后，斷路器的輔助觸點都接通事故音響信號。例如，斷路器QF1事故跳閘，下列回路接通：+700HAKM(1-2) SA1(13)SA(1917)QF1 -700HA發(fā)出音響信號。在值班人員得知事故信號后，可按下按鈕SB2，即可解除事故音響信號。但

23、控制屏上斷路器的閃光信號卻繼續(xù)保留著。這種信號裝置不能重復動作，即第一臺斷路器（如QF1）自動跳閘后，值班人員雖已解除事故音響信號，而控制屏上的閃光信號依然存在，即SA1的手柄沒有旋轉到對應的“跳閘后”位置。2能重復動作、中央復歸的事故信號裝置 用JC-2型沖擊繼電器構成的能重復動作、中央復歸的事故信號回路如圖8-9所示。虛框內為沖擊繼電器的內部電路，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，KP動作(亦即沖擊繼電器KMl動作)，并保持在動作狀態(tài)；當KP1、KP2之一流過反向電流時，KP返回。裝置的動作

24、原理如下：(1)啟動音響回路 當某臺斷路器（例QF1）事故跳閘時，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： +700FUlKPlCKP2M708SA1(1-3) SA1(19-17) QF1FU2 -700充電電流使KP動作，觸點KMl閉合。當C充電完畢后，線圈中的電流消失，觸點KMl仍保留在閉合位置。觸點KMl閉合后，啟動中間繼電器KCl，其兩對動合觸點閉合；其中一對觸點啟動蜂鳴器HAU，發(fā)出音響，表明QF1事故跳閘；重要回路事故跳閘時，尚應向調度部門發(fā)遙信。（2）音響解除（復歸） 中間繼電器KCl另一對觸點啟動時間繼電器K

25、Tl；KTl整定時間約為5s，待延時到達后，其觸點閉合，以下回路接通： +700FU1RlKP2R2KTlFU2 -700KP2中電流方向與啟動時相反，KMl復歸，其觸點斷開，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，可按復歸按鈕SB2，其動作過程與上述相同。 （3）重復動作 KMI的特點是：每通過一次沖擊電流，就可動作一次。 所以在每臺QF的事故音響啟動回路中都串接有一個適量的電阻R，當某臺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QF事故跳閘，則小母線M708與-700之間再并入一條啟動回路，總電阻減小，沖擊電流突然增加，KM

26、l再次啟動發(fā)出音響。只要回路電阻選、擇適當，可重復動作8次。（4）試驗 SBl為事故信號裝置的試驗按鈕。進行試驗時，按下SBl(按到位即可放手)，其動合觸點閉合，啟動KMl，發(fā)出音響(動作過程同前述)，說明裝置完好；其動斷觸點用于斷開遙信回路，以免誤發(fā)遙信。 （5）電源監(jiān)視 事故信號裝置電源的完好性由繼電器KVSl監(jiān)視。當熔斷器FUl或FU2熔斷或其他原因使電源消失時，KVSl失電，其動斷觸點閉合，使“事故信號裝置電源消失”光字牌亮，并啟動預告信號回路。 二、預告信號預告信號的作用是，當電氣設備出現(xiàn)異常運行情況(如發(fā)電機過負荷、變壓器過負荷、變壓器油溫過高、電壓互感器回路斷線等)時，讓警鈴響，

27、同時點亮標有異常情況的光字牌，通知運行人員采取措施。預告信號裝置接線圖如圖8-10所示。其主要元件也是沖擊繼電器KM2，動作原理與事故信號裝置相似。不同的是：預告信號的啟動回路，由反映相應異常情況的繼電器的觸點和兩個燈泡組成，并接于小母線+700和M709、M710之間；KM2首先接通KT2,預告信號帶0.30.5s延時動作；音響為警鈴。動作原理如下：1啟動警鈴 當設備發(fā)生異常情況時，相應的繼電器動作（如KVSl），其觸點閉合，經(jīng)光字牌燈泡啟動KM2，相應光字牌亮，同時發(fā)出鈴聲。例如，事故信號裝置電源消失時，其電源監(jiān)視繼電器觸點KVSl閉合，下述回路接通： +700FU3觸點KVSl光字牌Hl

28、M709、M710SM(1314)、SM(1516)KM2FU4 -700標有“事故信號裝置電源消失”的光字牌H1立即亮(這時兩只燈泡并聯(lián))；同時KM2啟動，其觸點閉合，啟動時間繼電器KT2；觸點KT2延時0.30.5s閉合，啟動KC2；KC2的一副觸點接通警鈴HAB，發(fā)出音響。2音響解除(1)自動解除。KC2的另一副觸點啟動事故信號裝置中的KTl。KTl經(jīng)一段延時后閉合，下述回路接通： +700FU3觸點KTlR2KPlRlFU4 -700 KM2中的KPl流過反向電流，KM2、KT2、KC2、KTl相繼復歸，音響停止。如果異常在0.30.5s內消失，在KM2中的電阻R1上的電壓出現(xiàn)一個減量

29、，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)手動解除。按下解除按鈕SB4即可手動解除。音響解除后，光字牌仍亮著，直到異常情況消除、啟動它的繼電器觸點返回才熄滅。310kV配電裝置的預告信號 反映10kV配電裝置I、段異常情況的啟動回路，分別接于+700與M7291或M7292之間，出現(xiàn)異常時，中間繼電器KCRl或KCR2動作，其一副觸點接通“10kV配電裝置I段(或段)”光字牌(與事故信號共用)，另一副觸點去啟動KM2，發(fā)警鈴。4重復動作 預告信號如同事故信號一樣，可實現(xiàn)重復動作。5試驗和檢查光字牌(1)試驗。按下試驗按鈕SB3，可試驗裝置是否完好，其動作過程與上

30、述啟動過程類似。(2)檢查光字牌。將SM手柄轉到“檢查”位置，下述回路接通：+700FU3SM(56)、SM(34)、SM(12) M709所有預告光字牌M710SM(78)、SM(910)、SM(1112) FU4 -700這時，每個光字牌的兩個燈泡串聯(lián)，燈光較暗。若光字牌亮，說明燈泡完好；否則，說明有一個或兩個燈泡損壞。 6電源監(jiān)視 由于FU3或FU4熔斷時，整個裝置都失去電源，所以，電源消失信號不能用預告信號形式發(fā)出，必須另設電源監(jiān)視燈回路。 KVS2為電源監(jiān)視繼電器，電源完好時，KVS2通電，其動合觸點閉合，監(jiān)視燈HW發(fā)平光，說明電源完好；當FU3或FU4熔斷或其他原因造成電源消失時，

31、KVS2斷電，其動合觸點延時斷開，動斷觸點延時閉合，啟動閃光裝置，HW閃光。 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，其啟動回路也是接于+700與M7291或M7292之間；在小母線M703與M716之間并聯(lián)有繼電保護信號繼電器的觸點，保護動作時發(fā)“掉牌未復歸”光字牌，但不再發(fā)警鈴，因為事故跳閘時已發(fā)有蜂鳴器音響。第四節(jié) 電氣測量儀表的接線一、測量儀表的電壓回路二、高壓線路主要測量儀表接線三、220/380V低壓照明線路上測量儀表接線一、測量儀表的電壓回路電壓互感器二次側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中性

32、點N接地的原理圖，它是由三個單相三繞組電壓互感器或三相五柱式電壓互感器構成的。該圖適用于110kV及以上電壓系統(tǒng)。二次側設電壓小母線。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L1630、L2630、L3630、N600、L630。由于110kV及以上電壓系統(tǒng)中性點直接接地，線路上通常裝有零序方向保護，其功率方向元件需要三倍零序電壓3U0，因而設有3U0電壓小母線L630；為了檢驗零序功率方向元件接線的正確性，開口三角形相繞組的末端引出試驗小母線L3630(試)，并經(jīng)繼電器KCl的常開觸點引出，同時設熔斷器FUl保護。電壓互感器二次側引出后直接接于電壓小母

33、線上。各電氣設備的測量表計、繼電保護和自動裝置所需要的二次電壓均由小母線上取得。llOkV及以上的電力線路一般都裝有距離保護裝置，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，但在短路點附近的電壓較低或接近于零，可能引起距離保護誤動作。在主二次繞組引出端裝設快速自動開關QAl代替熔斷器，它在發(fā)生上述故障時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。但輔助二次繞組引出端不裝設快速自動開關，因為正常運行時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，短路電流極小，自動開關難于實現(xiàn)自動斷開。為了確保距離保護中的電壓回路斷線閉鎖裝置能可靠動

34、作，互感器二次側接地中性點N的引出線不經(jīng)任何隔離開關輔助觸點或繼電器引出。當直流回路的刀開關QK接觸不良、FU2或FU3熔斷時，直流電壓消失，KClKCA均失電。其中KC3、KC4的動斷(常閉)觸點閉合，點亮“電壓互感器直流電壓消失”光字牌，并起動預告音響信號；這同時意味著兩段(組)母線電壓互感器的二次側已分別被KCl、KC2的觸點斷開，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。二、高壓線路主要測量儀表接線圖8-12為610kV線路電氣測量儀表的接線原理圖。 圖8-12 610kV線路電氣測量儀表的接線原理圖其中，電流表PA串接于電流互感器TA1和TA2二次側的公共回路中，檢測

35、到的電流為 ，三相對稱時 ；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；電壓線圈并接于電壓互感器二次側的小母線。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。 三、220/380V低壓照明線路上測量儀表接線圖8-13為220/380V低壓照明線路電氣測量儀表的接線原理圖。因為三相不對稱，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8-13 220/380V低壓照明線路電氣測量儀表的接線原理圖第五節(jié) 輸電線路的自動重合閘一、概述二、三相一次重

36、合閘三、綜合重合閘一、概述輸電線路的自動重合閘，就是當架空線路上發(fā)生故障時，由繼電保護裝置將其迅速斷開，延時后重新將線路自動投入的裝置，簡稱APR。1輸電線路自動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)是瞬時性故障，如果把跳開的線路再重新合閘，就能恢復正常供電，提高供電的可靠性；對于有雙側電源的高壓輸電線路，可以提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性；可以糾正繼電保護誤動作引起的誤跳閘。2對自動重合閘的基本要求（1）除遙控變電所外，應采用控制開關手柄位置與斷路器位置“不對應原則”起動APR，即SA在“合閘后”位置，QF在“跳閘”位置；（2）手動跳閘時不應重合；（3）手動合閘于故障線路不重合；（4）

37、APR的動作次數(shù)應符合預先規(guī)定。（5）APR動作后應能自動復歸，準備再次動作；（6）APR的動作時間應盡可能短。APR的動作時間應滿足以下三個條件：應大于故障點電弧及周圍介質的去游離時間；應大于斷路器及操作機構復歸原位、準備重合閘的時間；應大于線路對側斷路器切斷故障電流的時間。對于35kV及以下線路，重合閘時間可取0.81s；110kV線路可取1s或再長一些；（7）APR應能與繼電保護配合，實現(xiàn)重合閘的“前加速”或“后加速”。 所謂前加速，是指自動重合閘前加速保護動作，即當線路上（整條線路，包括WL1、WL2、WL3）發(fā)生故障時，如圖8-14所示。 第一次瞬時加速跳開首端（WL1處）的斷路器，

38、然后，APR動作一次，若是瞬時性故障，重合成功；若是永久性故障，第二次則以定時限方式從WL3處的斷路器依次跳閘。圖8-14 重合閘前加速保護動作原理說明 后加速是指自動重合閘后加速保護動作，如圖8-15所示 當線路上發(fā)生永久性故障時，第一次帶時限跳閘，第二次以瞬時加速跳閘。 例如，若線路WL2處發(fā)生永久性故障，第一次WL2處的保護裝置延時將斷路器跳閘，然后，WL2處的APR重合一次，因為是永久性故障，第二次，WL2處的保護裝置瞬時跳閘。圖8-15 重合閘后加速保護動作原理說明比較重合閘的“前加速”或“后加速” 保護可知：前加速的優(yōu)點是只需裝設一套APR裝置，設備投資少，缺點是合閘不成功會擴大事

39、故范圍，主要用于35kV及以下線路；后加速保護的優(yōu)點是能快速切除永久性故障，不會擴大事故范圍。缺點是在每個斷路器處都裝有一套APR裝置，投資大，主要用于35kV以上線路。3自動重合閘裝置的分類 自動重合閘裝置按其功能可分為三相重合閘及綜合重合閘（即單相自動重合閘和三相自動重合閘的綜合）。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，都由繼電保護動作把斷路器的三相跳開，然后由重合閘裝置動作把三相合閘；220kV及以上線路采用綜合重合閘，即當發(fā)生單相接地時，采用單相重合方式；當發(fā)生相間短路時，采用三相重合方式。二、三相一次重合閘由繼電器構成的帶三相

40、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由時間繼電器KT、帶電流保持線圈的中間繼電器KC、信號燈HW、電容器C和電阻R4、R5、R6、R17等組成。電路的工作原理如下：1正常運行 正常運行時，QF處于合閘位置，其輔助接點QFl、QF4斷開，QF2閉合；APR投切開關S在“投入”位置，S(13)接通；SA在“合閘后”位置，觸點SA(910)、SA(1316)、SA(2123)、接通，APR投入運行。(1)電容C經(jīng)R4充電，經(jīng)1520s時間，充到所需電壓；(2)回路“+ FUlSA(2123) R4R6KC4R17HWKC(V) FU2 -”接通，HW亮指示APR已處于準備工

41、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。2APR動作過程 當QF因線路故障跳閘時，其輔助觸點QFl、QF4閉合、QF2斷開，QF與SA位置不對應，于是APR動作(即非對應啟動)： (1)回路“+ FTUlSA(2123) KTKT2QF4S(13) FTU2 -”接通，KT啟動。KT2斷開，KT經(jīng)R5保持在動作狀態(tài)。(2)KT的延時閉合的動合觸點KTl經(jīng)整定時限(0.51.5s)閉合，使電容C對KC(V)放電，KC啟動，其觸點KCl、KC2、KC3閉合，KCA斷開。 此時：HW暫時熄滅；回路“+ FUlSA(2123) KC2、KClKC(I) KSXBK

42、CF2DTlQFlYCFU2 -”接通，使斷路器重新合閘。 KC自保持，使QF可靠合閘。同時由KS的觸點發(fā)“重合閘動作” 光字牌信號。如果線路為瞬時性故障，則恢復正常運行。如果線路為永久性故障，則重合閘后過流保護將瞬時動作于斷路器跳閘，從而實現(xiàn)后加速保護。3保證只動作一次 若QF重合到永久故障上時，則QF在繼電保護作用下再次跳閘。這時雖然APR的啟動回路再次接通，但由于QF從重合到再次跳閘的時間很短，加上KTl的延時也遠遠小于1520s，不足以使C充電到所需電壓，故KC不會再次動作，從而保證了APR只動作一次。4正常用SA進行手動跳閘時APR不動作 當手動跳閘時，從“預備跳閘”到“跳閘后”SA

43、(2123)均斷開，切斷APR啟動回路；另一方面在“預備跳閘”和“跳閘后”SA(24)閉合，使C對心放電。所以，KC不會動作，從而保證了手動跳閘時APR不會動作。 5用SA手動合閘于故障線路時加速跳閘且APR不動作 在用SA手動合閘前，SA在“跳閘后”位置，SA(24)接通，使C向R6放電。當手動合閘操作時，SA(2l一23)接通、SA(24)斷開，C才開始充電。 由于線路有故障，當SA手轉到“合閘”位置時，SA(2528)接通KCP，使QF加速跳閘，C實際充電時間很短(即便不加速)，其電壓也不足以使KC動作。6閉鎖APR 當某些保護或自動裝置動作跳閘，又不允許APR動作時(例如母差保護、內橋

44、接線中的主變保護、按頻率減負載裝置等動作跳線路上的QF)，可以利用其出口觸點短接觸點SA(24)，使C在QF跳閘瞬時開始放電，盡管這時接通了APR的啟動回路，但在KTl延時閉合之前，C已放電完畢或電壓很低，KC無法啟動，APR不會動作于QF合閘。三、綜合重合閘綜合重合閘裝置必須裝設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，選相元件應可靠選出故障相，跟據(jù)單相接地的特點，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兩相電流差的突變量選相元件。 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成故障判斷元

45、件。線路發(fā)生相間短路時，判斷元件不動作，由繼電保護啟動三相跳閘回路跳三相斷路器。接地短路時，判斷元件會動作，繼電保護經(jīng)選相元件判斷是單相接地短路還是兩相接地短路后，再決定跳單相還是跳三相。3綜合重合閘邏輯框圖 判斷元件與繼電保護、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當線路發(fā)生相間短路時，沒有零序電流，判斷元件KAZ不動作，繼電保護通過與門8跳三相斷路器；當線路發(fā)生接地短路時，故障線路上有零序電流，判斷元件KAZ 動作，閉鎖8，不能直接跳三相斷路器。如果是單相接地短路，則僅一個選相元件動作，與門1、2、3中之一開放，跳單相；如果兩個選相元件動作，則說明發(fā)生了兩相

46、接地短路，與門4、5、6之一開放，經(jīng)或門7保護跳三相斷路器。第六節(jié) 備用電源自動投入裝置一、對帶備用電源自動投入裝置的基本要求二、備用電源自動投入裝置工作原理一、對帶備用電源自動投入裝置的基本要求一、對帶備用電源自動投入裝置的基本要求當工作母線失去電壓(不論何因)且備用電源母線上電壓正常時，AAT均應啟動，但工作電源的電壓互感器熔絲熔斷時不應誤動作。備用電源應在工作電源的受電側斷路器確實斷開后才投入，以防止兩個電源的非同步并列。備用電源只允許自動投入一次，以防止工作母線或其引出線上有永久性故障時，備用電源多次投到故障元件上。AAT的時限整定盡可能短(通常為11.5s)，以保證電動機自啟動的時間

47、要求。二、備用電源自動投入裝置工作原理兩臺互為備用的變壓器自動投入裝置電路如圖8-18所示。1正常運行 正常時變壓器T1運行，低電壓繼電器KVl、KV2取自變壓器低壓側電壓互感器TV3的二次側，過電壓繼電器KV3取自備用變壓器T2高壓側電壓互感器TV2的二次側。 OF1和OF4處于合閘狀態(tài)，閉鎖繼電器KC動作，其常開觸點KC.1閉合，為AAT的啟動回路做好準備；KC.2閉合，為QF4連跳OF1做好準備。 2. 啟動AAT 當變壓器T1 故障時，繼電保護使斷路器QF1、QF4跳閘，QF1的輔助常閉觸點閉合，AAT啟動回路接通，使信號燈H點亮，信號繼電器KS啟動，AAT出口繼電器KC1啟動。 KC

48、1兩對常開觸點閉合，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KC.1延時斷開，切斷AAT啟動回路，保證自動裝置只投入一次。當?shù)蛪汗ぷ髂妇€失壓，而備用變壓器高壓側有電壓時，低電壓繼電器KV1、KV2動作，其常閉觸點閉合，KV3動作，其常開觸點閉合，啟動時間繼電器KT1，其常開觸點經(jīng)延時后閉合，使斷路器QF1跳閘，啟動AAT。如果備用變壓器高壓側無電，也不啟動AAT。KV1、KV2兩個常閉接點串聯(lián)，防止電壓互感器熔絲熔斷時誤動作。只有在QF1跳閘后，才能啟動AAT。 第七節(jié) 同期裝置一、同期并列方式二、同期點的設置 三、同期電壓取得方式四、手動準同步接線五、同期

49、點斷路器的合閘回路一、同期并列方式電力系統(tǒng)中應用的同期并列方式有兩種：準同期并列和自同期并列。按同期過程的自動化程度，又各分為手動、半自動和自動同期方式。 1準同期（或準同步）并列方式 準同期并列方式是將待并發(fā)動機轉速升至接近同步轉速后,加勵磁,然后對發(fā)動機進行電壓、頻率的調節(jié)，使并列斷路器兩側的電壓滿足大小相等、頻率相等、相位相同的條件時，進行并列。要完全滿足這些條件是困難的，因而實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510，頻率差不超過0.050.25Hz，相位差不超過10。準同期方式的優(yōu)點是合閘時，沖擊電流較小，發(fā)動機能較快的被拉入同步，對系統(tǒng)擾動小；缺點是并列操作時

50、間較長，操作復雜。且如果由于某種原因造成非同步并列，沖擊電流會很大。目前，發(fā)電廠和變電站廣泛采用準同期并列方式。 2自同期并列方式 自同期并列方式是將未勵磁的發(fā)電機在接近同步轉速時先并入系統(tǒng)，然后加上勵磁，使發(fā)動機自行拉人同步。它要求的條件較寬，一般正常并列時允許轉差率為(12)，事故情況下并列時允許轉差率為5，甚至更大些。 自同期方式的優(yōu)點是并列迅速，操作簡單，容易實現(xiàn)操作自動化，在電網(wǎng)電壓和頻率大大下降的情況仍有應用的可能性； 缺點是合閘時沖擊電流較大，振動較大，可能對機組有一定影響或使電網(wǎng)電壓下降。二、同期點的設置在發(fā)電廠和變電所中擔任同期并列任務的斷路器，稱為同期點。發(fā)電廠和變電站的諸

51、多斷路器中，并不是每個斷路器都可用于并列。由同期并列含義可知，只有兩側均有不同電源的斷路器才可能設置為同期點。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。單相同期接線準同步并列時，只需將同期點斷路器兩側的單相同名電壓引入同步裝置比較。同期點電壓取得方式如下：1. 110kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)母線之間（或線路之間） 對于110kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)，通常采用的電壓互感器有兩個二次繞組，其中主二次繞組的相電壓為 V,輔助二次繞組相電壓為(100V)。由于距離保護和零序方向保護要求電壓互感器主二次繞組中性點N相接地，所以同步電壓從輔助二次繞組接入，

52、一般取W相電壓(也有取U相的)，待并系統(tǒng)和運行系統(tǒng)電壓分別為 和 ，分別由該側電壓小母線L3630(試)或L3640(試)及N一600取得，如表8-5所示。四、手動準同步接線電力系統(tǒng)廣泛采用的手動準同步裝置接線圖如圖8-19所示。 圖8-19 手動準同期裝置接線圖1同步交流電壓回路 圖8-19是以母線發(fā)電機的斷路器為例，表明其兩側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)每個同步點都有一個同步開關SM。 常采用LW2-H-1.1.1.1.1F7-X型轉換開關，其手柄在“斷開”(水平)位置時，雙號觸點接通；在“投入”(垂直)位置時，單號觸點接通。(2)待并系統(tǒng)電壓取自

53、發(fā)電機出口電壓互感器TVl主二次繞組W相，由W相的電壓小母線L3630經(jīng)SM(1315)引到同步電壓小母線L3610上；運行系統(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L3630、L3640經(jīng)電壓切換回路切換后，其中之一經(jīng)SM(911)引到同步電壓小母線L3620上。 兩系統(tǒng)電壓互感器二次側均采用V相接地，并直接接到小母線L2600上，作為兩側同步電壓的公共端。(3)同步電壓小母線L3610、L3620為控制室各同步點的公用小母線。 任一同期點進行同期并列時，均如上述一樣將兩側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，同一控制室所有同期點的同期開關公用一個

54、可抽出手柄，且手柄只在“斷開”時才能抽出，以限制在任何既定時間內只對一臺斷路器進行同期并列操作，保證在同期電壓小母線上只存在由一臺同期開關引入的同期電壓。 2手動準同期裝置 圖8-19右側為裝置部分，裝置主要設備包括：單相組合式同期表(多采用MZ-10型)，手動準同期開關SSMl，同步閉鎖開關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，右側為電壓差表，左側為頻率差表，中間為同步表。 表背面有6個接線柱，其中A、B用于接入待并系統(tǒng)(如發(fā)電機)的電壓，AO、BO、AO、BO用于接入運行系統(tǒng)的電壓。在內部，A、B與三

55、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。 為敘述簡便，待并系統(tǒng)和運行系統(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。電壓差表指示待并系統(tǒng)和運行系統(tǒng)的電壓差。當U=U時，指針不偏轉；當UU時，指針正偏轉；當U 時，指針正偏轉；當 時，指針負偏轉。同步表指示待并系統(tǒng)和運行系統(tǒng)電壓的相角差()。當U=0 ，f=0，=0時，即兩系統(tǒng)完全同步時，指針指示在0點鐘位置，即同期點位置；當f0時，f愈大，指針旋轉愈快。但由于同期表可動部分的慣性， 當f大到一定程度時，指針作大幅度擺動；當f很大時，指針將停在某個位置。所以一般規(guī)定，只

56、有當f0.5Hz時才允許將同步表接入，以免同步表損壞。 (2)手動準同步開關SSMl。 為了避免在同步點兩側頻差很大時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準同步開關SSMl。常采用LW2-H-2.2.2.2.2.2.2F78X型轉換開關，其手柄有“斷開”(垂直)、“粗同步”(逆時針轉45)、“精同步”(順時針轉45)三個位置。 在“斷開”位置時，所有觸點全部斷開；在“粗同步”位置時，雙號觸點接通，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，而此時同步表未接通；在“精同步”位置時，單號觸點接通，此時三只表均接通。(3)準同步閉鎖回路。該回路由同步檢定繼電器KY的觸點與同步閉鎖開關的觸點SSM(13)并聯(lián)后再與觸點SSMl(2527)串