電氣二次系統(tǒng)課件

1、2022/10/15南京理工大學動力學院1一次設(shè)備：直接生產(chǎn)、輸送和分配電能釣電氣設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器、輸電線、電力電纜、斷路器、隔離開關(guān)、母線、避雷器、電流互感器、電壓互感器等。一次系統(tǒng)：由這些設(shè)備連接在一起構(gòu)成的電路，稱為一次接線或稱為主接線。描述一次接線的圖紙稱為一次主接線圖。12022/10/15南京理工大學動力學院2二次設(shè)備：對一次設(shè)備的工作狀況進行監(jiān)視、測量、控制、保護、調(diào)節(jié)所必需的電氣設(shè)備，如監(jiān)控裝置、繼電保護裝置、自動裝置、信號器具等。通常還包括電流互感器、電壓互感器的二次繞組引出線和站用直流電源。這些二次設(shè)備按一定要求連接在一起構(gòu)成的電路，稱為二次接線或二次回路。描述二次接

2、線的圖紙稱為二次接線圖或二次回路圖。控制系統(tǒng)信號系統(tǒng)測量與監(jiān)察系統(tǒng)繼電保護及自動裝置系統(tǒng)操作電源系統(tǒng)22022/10/15南京理工大學動力學院31.2 信號系統(tǒng)作用：準確及時的顯示出相應(yīng)一次設(shè)備的運行工作狀態(tài)，為運行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。組成：信號發(fā)送機構(gòu)、信號接受顯示元件(裝置)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。狀態(tài)信號實時登錄信號瞬時動作信號延時動作信號自動復歸信號手動復歸信號斷路器位置信號、各種其它開關(guān)位置信號、變壓器檔位信號等保護動作信號、裝置故障信號、斷路器監(jiān)視的各種異常信號等32022/10/15南京理工大學動力學院41.3 測量及監(jiān)察系統(tǒng)作用：指示或記錄電氣設(shè)備和輸電線路的運行參數(shù)

3、，作為運行人員掌握主系統(tǒng)運行情況、故障處理及經(jīng)濟核算的依據(jù)。組成：由各種電氣測量儀表、監(jiān)測裝置、切換開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。變電站常見的有電流、電壓、頻率、功率、電能等的測量和交流、直流絕緣監(jiān)察。42022/10/15南京理工大學動力學院51.4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用：調(diào)節(jié)某些主設(shè)備的工作參數(shù)，以保證主設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。組成：由測量機構(gòu)、傳送設(shè)備、自控裝置、執(zhí)行元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。常用的調(diào)節(jié)方式有手動、自動或半自動方式。52022/10/15南京理工大學動力學院61.6 操作電源系統(tǒng)作用：供給上述各二次系統(tǒng)的工作電源，斷路器的跳、合閘電源，及其他設(shè)備的事故電源等。操作電源系統(tǒng)是由直流電源或

4、交流電源供電，一般常由直流電源設(shè)備(包括蕾電池及充電機)和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。62022/10/15南京理工大學動力學院72 二次接線圖的分類2.1 原理圖：歸總式原理圖、展開式原理圖歸總式原理圖：將二次回路與有關(guān)一次設(shè)備畫在一起，以整體圖形符號表示二次設(shè)備，按實際電路連接關(guān)系繪制的圖。特點：能清楚表述回路的構(gòu)成和工作原理；但沒有標明元件的內(nèi)部接線情況，不能作為施工圖紙。72022/10/15南京理工大學動力學院8電流保護歸總式原理圖82022/10/15南京理工大學動力學院9展開式原理圖展開式原理圖(簡稱展開圖)是將二次設(shè)備的構(gòu)成元件，如線圈、觸點分別用圖形符號表示，按回路性質(zhì)的不同分為幾個部分繪

5、制的圖紙。如交流電流回路展開圖、交流電壓回路展開圖、直流操作回路展開圖、信號回路展開圖等。92022/10/15南京理工大學動力學院10展開圖特點：展開式原理圖能清晰表明設(shè)備間的連接關(guān)系，便于復雜電路的繪制，廣泛使用于綜合自動化變電站的二次回路中。展開圖中同一個二次設(shè)備的不同元件，如線圈、觸點必須標以相同的文字符號。小母線及每一回路都要按等電位的原則分別給于回路編號。102022/10/15南京理工大學動力學院11112022/10/15南京理工大學動力學院122.2 布置圖布置圖是以整體規(guī)化和有關(guān)原理圖為依據(jù)，滿足二次接線設(shè)計的有關(guān)規(guī)定所繪制的圖紙。常用的有控制室平面布置圖，控制屏、保護屏面

6、布置圖，控制室、配電室小母線布置圖等。122022/10/15南京理工大學動力學院132.3 安裝接線圖作用：制造、施工、運行維護中使用。屏背面接線圖：表明屏內(nèi)設(shè)備在屏背面的引出端子之間的連接情況以及引出端子與端子排之間的連接關(guān)系。端子排圖：表明屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備連接情況以及安裝的端子類型、數(shù)目以及端子順序。132022/10/15南京理工大學動力學院14142022/10/15南京理工大學動力學院15相對標號法的應(yīng)用152022/10/15南京理工大學動力學院16162022/10/15南京理工大學動力學院173.1 電壓互感器二次回路3.1.1 對電壓互感器二次回路的要求接線方式應(yīng)滿足測量

7、儀表、遠動裝置、繼電保護和自動裝置等的具體要求。應(yīng)有一個可靠的安全接地點。應(yīng)設(shè)置短路保護。應(yīng)有防止從二次回路向一次回路反饋電壓的措施。對于雙母線上的電壓互感器，應(yīng)有可靠的二次切換回路。172022/10/15南京理工大學動力學院183.1.2 電壓互感器的接線方式(1)一個單相電壓互感器接線182022/10/15南京理工大學動力學院19(2)兩個電壓互感器構(gòu)成的V-V接線192022/10/15南京理工大學動力學院20(3)三個單相電壓互感器構(gòu)成的星形接線202022/10/15南京理工大學動力學院21(3)三個單相電壓互感器構(gòu)成的星形接線212022/10/15南京理工大學動力學院22(5

8、)三相五柱式電壓互感器接線222022/10/15南京理工大學動力學院23（1）V相接地接地點位置FU2前：FU2后：加裝擊穿保險器絕緣監(jiān)察開口三角形接過電壓繼電器絕緣監(jiān)察電壓表絕緣破壞報警：光字牌；掉牌信號防止二次側(cè)反饋電壓：QS1使一二次同時斷開232022/10/15南京理工大學動力學院24（2）中性點接地各相電壓及相間電壓端零序電壓端零序試驗端單電壓表測線電壓242022/10/15南京理工大學動力學院253.1.4 電壓互感器二次回路的切換雙母線二次電壓切換互為備用的電壓互感器二次電壓的切換252022/10/15南京理工大學動力學院26262022/10/15南京理工大學動力學院2

9、7272022/10/15南京理工大學動力學院283.2 電流互感器3.2.1 對電流互感器二次回路的基本要求接線方式滿足測量、保護等的具體要求。二次回路應(yīng)有可靠接地點。應(yīng)有防止二次回路開路的措施。二次負載應(yīng)滿足要求。極性連接正確。282022/10/15南京理工大學動力學院293.2.2 常用接線方式292022/10/15南京理工大學動力學院303.2.3 電流互感器的二次負載(1)增加連接導線的截面積。(2)將同一電流互感器的兩個二次繞組串聯(lián)起來使用。(3)將電流互感器的不完全星形接線改為完全星形接線；差式接線改為不完全星形接線。(4)選用二次允許負載較大的電流互感器。(5)采用二次額定

10、電流小的電流互感器或消耗功率小的繼電器等。302022/10/15南京理工大學動力學院314 控制系統(tǒng)4.1 開關(guān)設(shè)備（1）隔離開關(guān)隔離開關(guān)，又稱隔離刀閘，用QS表示。它的主要作用是隔斷和切換電路，并形成可見空氣間隙，以確保檢修工作安全進行。另外，用隔離開關(guān)還可以按需要改變主接線的接線方式。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能斷開負荷電流及短路電流。312022/10/15南京理工大學動力學院32（2）負荷開關(guān)作用：斷開和接通正常運行時的負荷電流，但不能切斷短路電流。一般與高壓熔斷器配合用于10kV及以下電壓，且不常操作的變壓器或出線上。322022/10/15南京理工大學動力學院33（3）斷路器作用：

11、斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，正常運行時可以接通和切斷電氣設(shè)備的負荷電流，在系統(tǒng)故障情況下能可靠地切斷短路電流。斷路器一般由動觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操動機構(gòu)及絕緣支座等構(gòu)成。為實現(xiàn)斷路器的自動控制，在操動機構(gòu)中還有與斷路器的傳動軸聯(lián)動的輔助觸頭。電氣主接線332022/10/15南京理工大學動力學院344.2 斷路器控制電路的基本要求(1)斷路器操作機構(gòu)中的合、跳閘線圈是按短時通電設(shè)計的，故在合、跳閘完成后應(yīng)自動解除命令脈沖，切斷合、跳閘回路，以防合、跳閘線圈長時間通電。(2)合、跳閘電流脈沖一般應(yīng)直接作用于斷路器的合、跳閘線圈，但對電磁操作機構(gòu)，合閘線圈電流很大(35-250A左右)

12、，須通過合閘接觸器接通合閘線圈。342022/10/15南京理工大學動力學院35(3)無論斷路器是否帶有機械閉鎖，都應(yīng)具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施。(4)斷路器既可利用控制開關(guān)進行手動跳閘與合閘，又可由繼電保護和自動裝置自動跳閘與合閘。(5)應(yīng)能監(jiān)視控制電源及合、跳回路的完好性，應(yīng)對二次回路短路或負荷進行保護。352022/10/15南京理工大學動力學院36(6)應(yīng)有反映斷路器狀態(tài)的位置信號和自動合、跳閘的不同顯示信號。(7)對于采用氣壓、液壓和彈簧操作機構(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)視回路和閉鎖回路。(8)對于分相操作的斷路器，應(yīng)有監(jiān)視三相位置是否一致的措施。(9)

13、接線應(yīng)簡單可靠，使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。362022/10/15南京理工大學動力學院37372022/10/15南京理工大學動力學院38382022/10/15南京理工大學動力學院39392022/10/15南京理工大學動力學院40402022/10/15南京理工大學動力學院41412022/10/15南京理工大學動力學院42422022/10/15南京理工大學動力學院43432022/10/15南京理工大學動力學院444.3 控制開關(guān)是控制回路中的控制元件。442022/10/15南京理工大學動力學院45452022/10/15南京理工大學動力學院46462022/10/15南京理工大學動力學

14、院474.4 基本的斷路器控制回路4.4.1 強電一對一控制472022/10/15南京理工大學動力學院48電磁操作的斷路器控制回路跳閘后綠燈亮預備合閘綠燈閃光合閘操作 合閘后紅燈亮 自動合閘紅燈閃光防跳閉鎖回路482022/10/15南京理工大學動力學院49492022/10/15南京理工大學動力學院50502022/10/15南京理工大學動力學院514.4.2 弱電一對一控制512022/10/15南京理工大學動力學院524.5 隔離開關(guān)的控制與閉鎖電路分為就地與遠方兩種控制方式；110kV及以上倒閘操作用的隔離開關(guān)，一般采用遠方和就地操作；檢修用的隔離開關(guān)、接地隔離開關(guān)和母線接地器為就地

15、操作。522022/10/15南京理工大學動力學院534.5.1 隔離開關(guān)控制回路的構(gòu)成原則(1)隔離開關(guān)控制回路必須受相應(yīng)斷路器的閉鎖，以保證斷路器在合閘狀態(tài)下，不能操作隔離開關(guān)，即避免帶電操作隔離開關(guān)。(2)隔離開關(guān)控制回路須受接地隔離開關(guān)的閉鎖，以保證接地隔離開關(guān)在合閘狀態(tài)下，不能操作隔離開關(guān)。(3)操作脈沖應(yīng)是短時的，完成操作后，應(yīng)能自動解除。(4)隔離開關(guān)應(yīng)有所處狀態(tài)的位置信號。532022/10/15南京理工大學動力學院544.5.2 典型電路隔離開關(guān)在跳閘終端位置,s1閉合斷路器在跳閘位置閉合無跳閘操作電動機回路完好就地操作542022/10/15南京理工大學動力學院554.5.

16、3 隔離開關(guān)的閉鎖回路變電所在運行中必須配備有完善的防止誤操作的閉鎖措施,能實現(xiàn)“五防”。防止帶負荷拉(合)隔離開關(guān);防止誤分(合)斷路器;防止帶電掛地線;防止帶地線合隔離開關(guān);防止誤人帶電間隔。552022/10/15南京理工大學動力學院561操作閉鎖內(nèi)容 (1)各主電路隔離開關(guān)的操作閉鎖。閉鎖的目的是防止帶負荷拉(合)隔離開關(guān)和防止帶接地點合隔離開關(guān)。(2)各接地隔離開關(guān)的操作閉鎖。閉鎖的目的是防止在帶電的情況下，合接地隔離開關(guān)。 (3)各母線接地器的操作閉鎖。閉鎖的目的是防止在母線帶電的情況下，合母線接地器。主隔離開關(guān)、接地隔離開關(guān)、母線接地器的操作閉鎖條件，主要取決于其所在回路的電氣接

17、線。562022/10/15南京理工大學動力學院572閉鎖裝置為了實現(xiàn)隔離開關(guān)的操作閉鎖，除在隔離開關(guān)、接地隔離開關(guān)、母線接地器的控制電路中串入相應(yīng)的輔助常閉觸點外，還需在操作機構(gòu)上設(shè)置專門的閉鎖裝置。572022/10/15南京理工大學動力學院58（1）電磁鎖582022/10/15南京理工大學動力學院59（2）微機防誤閉鎖裝置592022/10/15南京理工大學動力學院603.閉鎖電路602022/10/15南京理工大學動力學院61612022/10/15南京理工大學動力學院625 變配電所的信號系統(tǒng)變電所的信號裝置，供值班人員經(jīng)常監(jiān)視所內(nèi)各種設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)。按信號的性質(zhì)可分為以下幾

18、種：(1)事故信號：發(fā)生事故時，斷路器事故跳閘的信號。(2)預告信號：一次或二次設(shè)備偏離正常運行狀態(tài)的信號。(3)位置信號：表示斷路器、隔離開關(guān)、變壓器的調(diào)壓開關(guān)等開關(guān)設(shè)備觸頭位置的信號。 (4)繼電保護和自動裝置的動作信號。其中事故信號和預告信號又統(tǒng)稱為中央信號。622022/10/15南京理工大學動力學院63按信號的表示方式，又可分為光信號和聲音信號。光信號又分為平光信號和閃光信號以及不同顏色不同閃光頻率的光信號。聲音信號又可分不同音調(diào)或語言的聲音信號. 在有人值班的變電所，正常操作和事故處理，由變電所的值班人員與控制、信號設(shè)備的有機配合來實現(xiàn)。其中信號裝置的作用是把電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的運

19、行狀態(tài)變換成人的感官能接受的聲光信號。632022/10/15南京理工大學動力學院645.1 信號裝置的基本要求（1）信號裝置的動作要準確可靠（2）聲光信號要明顯不同性質(zhì)信號之間有明顯區(qū)別信號裝置的動作與未動作應(yīng)明顯區(qū)別應(yīng)準確反映發(fā)生不正常狀態(tài)或事故的設(shè)備及性質(zhì)、內(nèi)容。（3）信號裝置的反應(yīng)速度要快642022/10/15南京理工大學動力學院655.2 事故信號和預告信號裝置的功能5.2.1 事故信號裝置的功能一、故信號是變電所內(nèi)發(fā)生事故時斷路器跳閘的信號。斷路器事故跳閘可能由以下原因引起：(1)線路或電氣設(shè)備發(fā)生故障，由繼電保護裝置動作跳閘。(2)繼電保護或自動裝置誤動作跳閘。(3)控制回路故

20、障誤跳閘。 無論由那種原因引起的事故跳閘，值班人員都應(yīng)立即知道并應(yīng)迅速采取措施處理事故。652022/10/15南京理工大學動力學院66二、事故信號裝置的功能(1)發(fā)生事故時應(yīng)無延時地發(fā)出音響信號，同時有相應(yīng)的燈光信號指出發(fā)生事故的對象。(2)事故時應(yīng)立即起動遠動裝置，發(fā)出遙信。(3)能手動或自動地復歸音響信號，能手動試驗聲光信號，但在試驗時不發(fā)遙信。(4)事故時應(yīng)有指明繼電保護和自動裝置動作情況的光信號或其他形式的信號。(5)能自動記錄發(fā)生事故的時間。(6)能重復動作，當一臺斷路器事故跳閘后，在值班人員沒有來得及確認事故之前，發(fā)生了新的事故跳閘時，事故信號裝置還能發(fā)出音響和燈光信號。(7)事故時，應(yīng)能啟動計算機監(jiān)控系統(tǒng)。662022/10/15南京理工大學動力學院675.2.2 預告信號裝置的功能預告信號是變電所中電氣設(shè)備發(fā)生不正常運行狀態(tài)的信號，預告信號包括以下內(nèi)容：(1)各種電氣設(shè)備過負荷。(2)各種帶油設(shè)備的油溫升高超過極限。(3)交流小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障。(4)各種電壓等級的直流系統(tǒng)一點接地。