《供配電技術(shù)》課件第9章

第9章供配電系統(tǒng)的二次回路 與自動(dòng)裝置9.1二次回路的基本知識9.2二次回路的操作電源9.3高壓斷路器的控制回路9.4中央信號回路9.5電測量儀表與絕緣監(jiān)視回路9.6二次回路的安裝接線圖9.7電力線路的自動(dòng)重合閘裝置(ARD)9.8備用電源自動(dòng)投入裝置(APD)9.9變電所綜合自動(dòng)化基本技能訓(xùn)練二次接線圖的識圖思考題與習(xí)題9.1二次回路的基本知識二次回路也稱二次接線或二次系統(tǒng)。二次回路在供配電系統(tǒng)中雖是對應(yīng)于一次電路的輔助系統(tǒng)，但它對一次系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行有著十分重要的作用。二次回路按電源的性質(zhì)可分為直流回路和交流回路。按其用途可分為斷路器控制回路、信號回路、測量回路、繼電保護(hù)回路和自動(dòng)裝置回路等。二次回路的功能示意圖如圖9-1所示。圖9-1二次回路的功能示意圖在圖9-1中，斷路器控制回路的主要功能是對斷路器進(jìn)行通、斷操作。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，電流互感器二次回路有較大的電流，相應(yīng)繼電保護(hù)的電流繼電器動(dòng)作，保護(hù)回路做出相應(yīng)的動(dòng)作。一方面，保護(hù)回路中的出口(中間)繼電器接通斷路器控制回路中的跳閘回路，使斷路器跳閘，斷路器的輔助觸點(diǎn)啟動(dòng)信號系統(tǒng)回路將發(fā)出聲響和燈光信號；另一方面，保護(hù)回路中相應(yīng)的故障動(dòng)作回路的信號繼電器將向信號回路發(fā)出信號，如光字牌和信號掉牌等。操作電源主要向二次回路提供所需的電源。電壓、電流互感器還向監(jiān)測及電能計(jì)量回路提供主回路的電流和電壓參數(shù)。就二次回路接線圖而言，主要有二次回路原理接線圖、二次回路展開接線圖和二次回路安裝接線圖。二次回路原理接線圖用來表示繼電保護(hù)、斷路器控制、監(jiān)測等回路的工作原理，在原理圖中繼電器和其觸點(diǎn)畫在一起，由于導(dǎo)線交叉太多，因此這種接線圖的應(yīng)用受到了一定的限制。而二次回路展開接線圖的應(yīng)用較廣泛。本章所介紹的斷路器控制回路、信號回路等均采用原理展開圖。二次回路安裝接線圖是在原理圖或其展開圖的基礎(chǔ)上繪制的，為安裝、維護(hù)時(shí)提供導(dǎo)線連接位置。原理圖或展開圖通常是按功能電路(如控制回路、保護(hù)回路、信號回路)來繪制的，而安裝接線圖是以設(shè)備(如開關(guān)柜、儀表盤中的設(shè)備)為對象來繪制的。9.2.1直流操作電源

1.帶鎘鎳電池的硅整流直流系統(tǒng)變配電所常用的鎘鎳電池直流系統(tǒng)一般由鎘鎳電池組、硅整流設(shè)備和直流配電設(shè)備組成，其接線如圖9-2(a)所示。該系統(tǒng)帶有一組鎘鎳電池和兩套硅整流裝置。9.2二次回路的操作電源鎘鎳電池組接線如圖9-2(b)所示。運(yùn)行時(shí)S6開關(guān)投入，如無連鎖接線時(shí)，X1、X2端子短接，電壓繼電器KV線圈接在硅整流器Ⅱ與二極管V1之間。正常情況下，硅整流器Ⅱ有直流電壓輸出，電池組接入直流母線以浮充方式工作。當(dāng)硅整流器Ⅱ失去直流電壓時(shí)，KV動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，中間繼電器KM動(dòng)作，并接通時(shí)間繼電器KT，經(jīng)一定延時(shí)后使直流接觸器KM1動(dòng)作，其動(dòng)斷觸頭斷開蓄電池組，以防止過度放電?；芈分须妷罕碇甘倦姵亟M端電壓，電流表指示浮充電流。通過調(diào)節(jié)RW電阻可改變浮充電流，以保證電池組端電壓不超過允許值。圖9-2鎘鎳電池直流系統(tǒng)原理圖(a)鎘鎳電池及硅整流直流系統(tǒng)；(b)鎘鎳電池組接線在直流母線上還接有絕緣監(jiān)察裝置和閃光裝置，絕緣監(jiān)察裝置采用電橋結(jié)構(gòu)，用來監(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(shí)，電橋不平衡，檢測繼電器中有足夠的電流流過，繼電器動(dòng)作并發(fā)出信號。閃光裝置主要提供燈光閃光電源。帶鎘鎳電池的硅整流直流系統(tǒng)不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，其可靠性高，使用壽命長，大電流放電性好，但投資相對較大。這種形式的直流操作電源一般用于重要用戶的變配電所。

2.帶電容儲能裝置的硅整流直流系統(tǒng)帶電容儲能裝置的硅整流直流系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，直流系統(tǒng)由硅整流器供電。當(dāng)系統(tǒng)故障，即交流電源電壓降低或消失時(shí)，由電容儲能裝置放電從而使得保護(hù)跳閘。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是投資少，運(yùn)行維護(hù)方便；缺點(diǎn)是可靠性不如蓄電池。如圖9-3所示為電容儲能的硅整流直流系統(tǒng)原理圖。硅整流的電源來自所用變低壓母線，一般設(shè)一路電源進(jìn)線，但為了保證直流操作電源的可靠性，可以采用兩路電源和兩臺硅整流裝置。硅整流器U1主要用作斷路器合閘電源，并可向控制、保護(hù)、信號等回路供電，其容量較大。硅整流器U2僅向操作母線供電，容量較小。圖9-3電容儲能的硅整流直流系統(tǒng)原理圖兩組硅整流器之間用電阻R和二極管V3隔開，V3起逆止閥的作用，它只允許從合閘母線向控制母線供電而不能反向供電，以防在斷路器合閘或合閘母線側(cè)發(fā)生短路時(shí)，引起控制母線的電壓嚴(yán)重降低，進(jìn)而影響控制和保護(hù)回路供電的可靠性。電阻R用于限制在控制母線側(cè)發(fā)生短路時(shí)流過硅整流器U1的電流，起保護(hù)V3的作用。在硅整流器U1和U2前，也可以用整流變壓器來實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。整流電路一般采用三相橋式整流電路。在這種系統(tǒng)的直流操作電源的母線上引出若干條線路，分別向各回路供電，如合閘回路、信號回路、保護(hù)回路等。在保護(hù)供電回路中，C1、C2為儲能電容器組，電容器所儲存的電能僅在事故情況下用作繼電保護(hù)回路和跳閘回路的操作電源。逆止元件V1、V2的主要作用是在事故情況下，當(dāng)交流電源電壓降低引起操作母線電壓降低時(shí)，禁止向操作母線供電，而只向保護(hù)回路放電。在變電所中，控制、保護(hù)和信號系統(tǒng)設(shè)備都安裝在各自的控制柜中，為了方便使用操作電源，一般在屏頂設(shè)置(并排放置)操作電源小母線。屏頂小母線的電源由直流母線上的各回路提供。9.2.2交流操作電源交流操作的斷路器應(yīng)采用交流操作電源，相應(yīng)地?cái)嗦菲鞯谋Ｗo(hù)繼電器、控制設(shè)備、信號裝置及其他二次元件均應(yīng)采用交流形式。交流操作電源可分為電流源和電壓源兩種。電流源取自電流互感器，主要供電給繼電保護(hù)和跳閘回路。電壓源取自變配電所的所用變壓器或電壓互感器，通常前者作為正常工作電源，后者因其容量小，只用作保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的瓦斯保護(hù)的交流操作電源。交流操作電源供電給高壓斷路器跳閘線圈的供電方式，可分為直接動(dòng)作式(見圖9-4(a))、中間電流互感器動(dòng)作式(見圖9-4(b))和去分流跳閘式(見圖9-4(c))。采用交流操作電源可使二次回路簡化，投資減小，維護(hù)更為方便，因此在中小型變電所中應(yīng)用廣泛。但交流操作電源不適用于比較復(fù)雜的二次系統(tǒng)。圖9-4交流操作電源供電的過電流保護(hù)電路(a)直接動(dòng)作式；(b)中間電流互感器動(dòng)作式；(c)去分流跳閘式9.3高壓斷路器的控制回路9.3.1高壓斷路器控制回路的基本要求對斷路器控制回路的基本要求如下所述。

(1)應(yīng)能監(jiān)視電源及跳、合閘回路的完好性，以保證斷路器的正常工作。

(2)跳、合閘完成后，應(yīng)能自動(dòng)解除跳、合閘命令脈沖。由于合閘線圈和跳閘線圈都是按通過短時(shí)工作電流設(shè)計(jì)的，因此分、合斷路器后應(yīng)立即自動(dòng)斷開，以免燒壞線圈。

(3)應(yīng)能指示斷路器正常合閘和跳閘的位置狀態(tài)，并在自動(dòng)合閘和自動(dòng)跳閘時(shí)有明顯的指示信號。通常用紅綠燈的平光來指示斷路器的位置狀態(tài)，用閃光來指示斷路器的自動(dòng)跳、合閘。紅燈發(fā)平光表示斷路器處在正常合閘位置；綠燈發(fā)平光表示斷路器處在正常跳閘位置；紅燈閃光表示斷路器處在自動(dòng)合閘位置；綠燈閃光表示斷路器處在自動(dòng)跳閘位置。

(4)當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)發(fā)出事故跳閘信號。斷路器事故跳閘信號的啟動(dòng)回路應(yīng)按不對應(yīng)原則接線。當(dāng)斷路器采用電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可利用控制開關(guān)的觸點(diǎn)與斷路器的輔助觸點(diǎn)構(gòu)成不對應(yīng)關(guān)系，即控制開關(guān)在合閘位置而斷路器已跳閘時(shí)，啟動(dòng)事故跳閘信號。

(5)應(yīng)能夠防止斷路器短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次分、合閘的跳躍現(xiàn)象發(fā)生。高壓斷路器控制回路的直接控制對象為斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。具有不同操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器其控制回路有很大的區(qū)別，該控制回路的構(gòu)成取決于斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。由于電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)可交、直流兩用，而手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用交流操作電源，因此斷路器控制回路的構(gòu)成形式是不同的。9.3.2手動(dòng)控制的斷路器控制回路圖9-5是手動(dòng)操作的斷路器控制回路的原理圖。合閘時(shí)，推上操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4閉合，紅燈HR亮，指示斷路器已經(jīng)合閘。由于有限流電阻R2，因此跳閘線圈YR雖有電流通過，但電流很小，不會動(dòng)作。紅燈HR亮，還表明跳閘線圈YR回路及控制回路的熔斷器FU1～FU2是完好的，即紅燈HR同時(shí)起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。圖9-5手動(dòng)操作的斷路器控制回路

跳閘時(shí)，扳下操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄使斷路器跳閘。斷路器的輔助觸點(diǎn)QF3-4斷開，切斷跳閘回路，同時(shí)輔助觸點(diǎn)QF1-2閉合，綠燈HG亮，表示斷路器已經(jīng)跳閘。綠燈HG亮，還表明控制回路的熔斷器FU1～FU2是完好的，即綠燈HG同時(shí)起著監(jiān)視控制回路完好性的作用。在斷路器正常操作跳、合閘時(shí)，由于操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)QM與斷路器輔助觸點(diǎn)QF5-6都是同時(shí)切換的，總是一開一合，因此事故信號回路總是不通的，并且不會錯(cuò)誤地發(fā)出事故信號。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置KA動(dòng)作，其出口繼電器觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的回路，使斷路器跳閘。隨后QF3-4斷開，使紅燈HR滅，并切斷YR的跳閘電源。與此同時(shí)，QF1-2閉合，使綠燈HG亮。這時(shí)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作手柄雖然仍在合閘位置，但其黃色指示牌掉落，表示斷路器自動(dòng)跳閘。同時(shí)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，由于操動(dòng)機(jī)構(gòu)仍在合閘位置，其輔助觸點(diǎn)QM閉合，而斷路器已因事故跳閘，其輔助觸點(diǎn)QF5-6也返回閉合，因此事故信號回路接通。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號后，可將操作手柄扳下至跳閘位置，這時(shí)黃色指示牌隨之返回，事故信號也隨之消除。控制回路中分別與指示燈HR和HG串聯(lián)的電阻R1和R2，主要用來防止由于指示燈燈座短路而造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。9.3.3電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路

1.控制開關(guān)控制開關(guān)是發(fā)出跳、合閘命令的主令開關(guān)。目前，通常采用LW2系列組合式萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。

LW2系列控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖9-6所示?？刂崎_關(guān)共有6個(gè)位置，在各種操作位置時(shí)觸點(diǎn)的通斷情況見表9-1。表9-1中“＋”表示接通，“－”表示斷開。圖9-6LW2系列控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖在斷路器控制回路中，控制開關(guān)的通斷情況除可采用如表9-1所示的圖表法表示以外，在實(shí)際展開接線圖中，一般還可采用觸點(diǎn)通斷的圖形符號來表示。如圖9-7中控制開關(guān)SA所示，圖中水平線是開關(guān)的接線端子引線，6條垂直虛線表示手柄6個(gè)不同的操作擋位：PC—預(yù)備合閘，C—合閘，CD—合閘后，PT—預(yù)備跳閘，T－跳閘，TD－跳閘后，水平線下面的黑點(diǎn)表示在此位置時(shí)該對觸點(diǎn)是閉合的。圖9-7電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路

2.電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路如圖9-7所示為電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路。

1)斷路器的手動(dòng)控制

(1)手動(dòng)合閘。設(shè)斷路器處于跳閘狀態(tài)，此時(shí)控制開關(guān)SA處于“跳閘后”(TD)位置，其觸點(diǎn)⑩-B11接通，QF1閉合，綠燈HG亮，表明斷路器為斷開狀態(tài)。在此通路中因電阻R1存在，故流過合閘接觸器KO的電流很小，不足以使其動(dòng)作。將控制開關(guān)SA順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°至“預(yù)備合閘”(PC)位置，⑨-⑩接通，將信號燈接于閃光小母線(+)WF上，綠燈HG閃光，表明控制開關(guān)的位置與“合閘后”的位置相同，但斷路器仍處于跳閘后狀態(tài)，這是利用了不對應(yīng)原理接線，同時(shí)提醒運(yùn)行人員核對操作對象是否有誤。如無誤，再將SA置于“合閘”(C)位置，繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，SA的⑤-⑧接通，使合閘接觸器KO接通于+WC和—WC之間，KO動(dòng)作，其觸點(diǎn)KO1和KO2閉合，合閘線圈YO通電，斷路器合閘。斷路器合閘后，QF1斷開使綠燈熄滅，QF2閉合，由于B13-B16接通，因此紅燈亮。當(dāng)松開SA后，在彈簧作用下，SA自動(dòng)回到“合閘后”位置，B13-B16接通，使紅燈發(fā)出平光，表明斷路器手動(dòng)合閘，同時(shí)表明跳閘回路及控制回路的熔斷器FU1和FU2均完好。在此通路中，因電阻R2存在，故流過跳閘線圈YR的電流很小，不足以使其動(dòng)作。

(2)手動(dòng)跳閘。將控制開關(guān)SA逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°置于“預(yù)備跳閘”(PT)位置，B13-B16斷開，而B13-B14接通閃光母線，使紅燈HR發(fā)出閃光，表明SA的位置與跳閘后的位置相同，但斷路器仍處于合閘狀態(tài)。將SA繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°置于“跳閘”位置(T)，⑥-⑦接通，使跳閘線圈YR接通，此回路中的(KTL線圈為防跳繼電器KTL的電流線圈)YR通電跳閘，QFl合上，QF2斷開，紅燈熄滅。當(dāng)松開SA后，SA自動(dòng)回到“跳閘后”位置，⑩-B11接通，綠燈發(fā)出平光，表明斷路器手動(dòng)跳閘，合閘回路完好。

2)斷路器的自動(dòng)控制斷路器的自動(dòng)控制通過自動(dòng)裝置的繼電器觸點(diǎn)，如圖9-7中的K1和K2(分別與⑤-⑧和⑥-⑦并聯(lián))的閉合分別實(shí)現(xiàn)合、跳閘的自動(dòng)控制。自動(dòng)控制完成后，信號燈HR或HG將出現(xiàn)閃光，表示斷路器自動(dòng)合閘或跳閘，且表明跳閘回路或合閘回路完好，運(yùn)行人員將SA旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上，相應(yīng)的信號燈將發(fā)出平光。當(dāng)斷路器因故障跳閘時(shí)，保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)K3閉合，SA的⑥-⑦觸點(diǎn)被短接，YR通電，斷路器跳閘，HG發(fā)出閃光，表明斷路器因故障跳閘。與K3串聯(lián)的KS為信號繼電器電流型線圈，電阻很小。KS通電后將發(fā)出信號，同時(shí)由于QF3閉合(12支路)且SA置于“合閘后”(CD)位置，因此①-③和B17-B19接通，事故音響小母線WAS與信號回路中負(fù)電源接通(成為負(fù)電源)，啟動(dòng)事故音響裝置將發(fā)出事故音響信號，如電笛或蜂鳴器發(fā)出的聲響。

3)斷路器的防跳若沒有防跳繼電器KTL，則在合閘后，控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)⑤-⑧或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)K1將被卡死；而此時(shí)又遇到一次系統(tǒng)永久性故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘，QF1閉合，合閘回路又被接通，如此將出現(xiàn)多次“跳閘—合閘”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為跳躍。如果斷路器發(fā)生多次跳躍現(xiàn)象，則會使其毀壞，從而造成事故擴(kuò)大。所以在控制回路中要增設(shè)防跳繼電器KTL。防跳繼電器KTL有兩個(gè)線圈，一個(gè)是電流啟動(dòng)線圈，串聯(lián)于跳閘回路；另一個(gè)是電壓自保持線圈，經(jīng)自身的常開觸點(diǎn)與合閘回路并聯(lián)，其常閉觸點(diǎn)則串入合閘回路中。當(dāng)用控制開關(guān)SA合閘(⑤-⑧通)或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)K1合閘時(shí)，如合在短路故障上，則繼電保護(hù)將動(dòng)作，其觸點(diǎn)K2將閉合，從而使得斷路器跳閘。跳閘電流流過防跳繼電器KTL的電流線圈，使其啟動(dòng)，常開觸點(diǎn)KTL1閉合(自鎖)，常閉觸點(diǎn)KTL2打開，其KTL電壓線圈也動(dòng)作，自保持。斷路器跳開后，QF1閉合，如果此時(shí)合閘脈沖未解除，即控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)⑤-⑧或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)K1被卡死，則由于常閉觸點(diǎn)KTL2已斷開，因此斷路器不會合閘。只有當(dāng)觸點(diǎn)⑤-⑧或K1斷開后并且防跳繼電器KTL電壓線圈失電后，常閉觸點(diǎn)才閉合，這樣就防止了跳躍現(xiàn)象。9.3.4彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)有使用交流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)和使用直流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)兩種。使用直流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路如圖9-8所示。圖9-8中，M為儲能電動(dòng)機(jī)，Q1～Q4為彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)，其余設(shè)備與圖9-7相同。由于彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲能耗用功率小，因此合閘電流小，在斷路器控制回路中，合閘回路可用控制開關(guān)直接接通合閘線圈YO。圖9-8使用直流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制及信號回路當(dāng)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的彈簧未拉緊時(shí)，輔助觸點(diǎn)Q1打開，不能合閘；Q2和Q3閉合，使電動(dòng)機(jī)接通電源儲能。當(dāng)彈簧拉緊時(shí)，Q1閉合，而Q2和Q3斷開，電動(dòng)機(jī)停止儲能。斷路器是利用彈簧存儲的能量來進(jìn)行合閘的，合閘后，彈簧釋放，電動(dòng)機(jī)接通后可儲能，為下次動(dòng)作(合閘)作準(zhǔn)備。如圖9-9所示為使用交流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號回路，其工作原理與使用直流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號回路的原理相似。圖9-9使用交流操作電源的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號回路9.4中央信號回路9.4.1中央事故信號回路中央事故信號回路應(yīng)保證在任一斷路器事故跳閘后立即(不延時(shí))發(fā)出音響信號和燈光信號或其他指示信號，事故音響信號用電笛或蜂鳴器來表示。中央事故信號回路按事故音響的動(dòng)作特征可分為不能重復(fù)動(dòng)作的和能重復(fù)動(dòng)作的兩種。

1)中央復(fù)歸不能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路圖9-10是中央復(fù)歸不能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路。這種信號回路適用于高壓出線較少的中小型變配電所。當(dāng)任一臺斷路器自動(dòng)跳閘后，斷路器的輔助觸點(diǎn)將接通事故音響信號。在值班員聽到事故信號后，按下SB2按鈕即可解除事故音響信號，但控制屏上斷路器的閃光信號卻繼續(xù)保留著。圖9-10中，SB1為音響信號的試驗(yàn)按鈕。這種信號回路不能重復(fù)動(dòng)作，即第一臺斷路器自動(dòng)跳閘后，值班人員雖已解除事故音響信號，但控制屏上的閃光信號依然存在。假設(shè)這時(shí)又有一臺斷路器自動(dòng)跳閘，則事故音響信號將不會動(dòng)作，因?yàn)橹虚g繼電器觸點(diǎn)KM(3-4)已將KM線圈自保持，KM(1-2)是斷開的，所以音響信號不會重復(fù)動(dòng)作。只有將第一個(gè)斷路器的控制開關(guān)SA1的手柄旋至對應(yīng)的跳閘后位置時(shí)，另一斷路器在自動(dòng)跳閘時(shí)才會發(fā)出事故音響信號。圖9-10中央復(fù)歸不能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路

2)中央復(fù)歸能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路圖9-11是中央復(fù)歸能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路。圖9-11中，KU為ZC-23型信號脈沖繼電器，KRD為干簧繼電器，脈沖變流器TA一次側(cè)并聯(lián)的二極管V1和電容C用于抗干擾，TA二次側(cè)并聯(lián)的二極管V2起單向旁路作用。當(dāng)TA的一次電流突然減小時(shí)，在二次側(cè)感應(yīng)的反向電流經(jīng)V2旁路，不流過干簧繼電器KRD的線圈。例如，當(dāng)某臺斷路器(如QF1)自動(dòng)跳閘時(shí)，會因其輔助觸點(diǎn)與控制開關(guān)SA1不對應(yīng)而使事故音響信號小母線WAS與信號小母線-WS接通，從而使脈沖變流器TA的一次電流突增，其二次側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢則使得干簧繼電器KRD動(dòng)作。KRD的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合使中間繼電器KM1動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)KM1(1-2)閉合使KM1自保持；其動(dòng)合觸點(diǎn)KM1(3-4)閉合使蜂鳴器HB發(fā)出音響信號；其動(dòng)合觸點(diǎn)KM1(5-6)閉合則啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT。KT達(dá)到整定的時(shí)限后觸點(diǎn)閉合，接通中間繼電器KM2，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開可使KM1失電，從而解除了HB的音響信號。當(dāng)另一臺斷路器(如QF2)又自動(dòng)跳閘時(shí)，脈沖變流器TA的一次電流會產(chǎn)生一個(gè)增量，其二次側(cè)又感應(yīng)一個(gè)電動(dòng)勢使干簧繼電器KRD再次動(dòng)作，從而使HB再次發(fā)出事故音響信號，因此這種回路稱為重復(fù)動(dòng)作的音響信號回路。圖9-11中央復(fù)量能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路9.4.2中央預(yù)告信號回路圖9-12是中央復(fù)歸不能重復(fù)動(dòng)作的預(yù)告信號回路。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生不正常工作狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)繼電器觸點(diǎn)KA閉合，同時(shí)啟動(dòng)預(yù)告音響信號電鈴HA和光字牌HL，值班人員得知預(yù)告信號后，按下按鈕SB2，中間繼電器KM動(dòng)作，其觸點(diǎn)KM(1-2)斷開，解除電鈴HA的音響信號，KM(3-4)閉合，使KM自保持，KM(5-6)閉合，黃色信號燈HY亮，提醒值班人員發(fā)生了不正常工作狀態(tài)，而且尚未解除。當(dāng)不正常工作狀態(tài)消除后，繼電器觸點(diǎn)KA返回，光字牌HL的燈光和黃色信號燈HY也同時(shí)熄滅。但在頭一個(gè)不正常工作狀態(tài)未消除時(shí)，如果出現(xiàn)另一個(gè)不正常工作狀態(tài)，則電鈴HA不會重復(fù)動(dòng)作。至于中央復(fù)歸能重復(fù)動(dòng)作的預(yù)告信號回路，其基本工作原理與圖9-11所示的中央復(fù)歸能重復(fù)動(dòng)作的事故信號回路相似，此處從略。圖9-12中央復(fù)歸不能重復(fù)動(dòng)作的預(yù)告信號回路9.5.1儀表的準(zhǔn)確度要求

(1)交流電流、電壓表和功率表可選用1.5～2.5級；直流電路中電流表和電壓表可選用1.5級；頻率表選用0.5級。

(2)電能表及互感器準(zhǔn)確度配置如表9-2所示。9.5電測量儀表與絕緣監(jiān)視回路

(3)儀表的測量范圍(量限)和電流互感器變流比的選擇，宜滿足當(dāng)電力裝置回路以額定值運(yùn)行時(shí)，儀表的指示在標(biāo)度尺的2／3處。對有可能過負(fù)荷運(yùn)行的電力裝置回路，儀表的測量范圍宜留有適當(dāng)?shù)倪^負(fù)荷裕度。對重載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和運(yùn)行中有可能出現(xiàn)短時(shí)沖擊電流的電力裝置回路，宜采用具有過負(fù)荷標(biāo)度尺的電流表。對有可能雙向運(yùn)行的電力裝置回路，應(yīng)采用具有雙向標(biāo)度尺的儀表。9.5.2互感器和測量儀表的配置

1.電流互感器的配置凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。未裝斷路器的變壓器中性點(diǎn)以及變壓器的出口等回路中，也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。裝設(shè)電流互感器的數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。在中性點(diǎn)直接接地的三相電網(wǎng)中，電流互感器按三相配置；在中性點(diǎn)非直接接地的三相電網(wǎng)中，電流互感器按兩相配置，變壓器回路按三相配置。用作繼電保護(hù)的電流互感器應(yīng)盡可能減小或消除不保護(hù)區(qū)。同一網(wǎng)絡(luò)中各線路的電流互感器均應(yīng)配置在同名相上。

2.電壓互感器的配置電壓互感器的配置除應(yīng)滿足測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求外，還應(yīng)考慮絕緣監(jiān)察裝置的要求。每段母線都必須裝設(shè)電壓互感器，以供測量、保護(hù)之用。6～10kV母線裝設(shè)一只三相五柱式或三只單相電壓互感器，35kV以上母線一般裝設(shè)三只單相電壓互感器。

3.電氣測量儀表的配置變配電所中各部分儀表的一般配置如下所述。

(1)在電源進(jìn)線上或經(jīng)供電部門同意的電能計(jì)量點(diǎn)，必須裝設(shè)計(jì)費(fèi)的有功電能表和無功電能表，而且宜采用全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量柜。為指示負(fù)荷電流，進(jìn)線上還應(yīng)裝設(shè)一只電流表。

(2)變配電所的每段母線上必須裝設(shè)電壓表測量電壓。在中性點(diǎn)非有效接地的系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。

(3)(35～110)／(6～10)kV的電力變壓器應(yīng)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只。(6～10)／0.4kV的電力變壓器在高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)電流表和有功電能表各一只，如為單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位的變壓器，還應(yīng)裝設(shè)一只無功電能表。

(4)3～10kV的配電線路應(yīng)裝設(shè)電流表、有功電能表和無功電能表各一只。如不是送往單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位，則可不裝無功電能表。當(dāng)線路負(fù)荷在5000kV·A及5000kV·A以上時(shí)，可再裝設(shè)一只有功功率表。380V的電源進(jìn)線或變壓器低壓側(cè)各相應(yīng)裝一只電流表。如果變壓器高壓側(cè)未裝電能表，則低壓側(cè)還應(yīng)裝設(shè)一只有功電能表。低壓動(dòng)力線路上應(yīng)裝設(shè)一只電流表。低壓照明線路及三相負(fù)荷不平衡率大于15％的線路上應(yīng)裝設(shè)三只電流表來分別測量三相電流。如需計(jì)量電能，一般應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電能表。

(5)在并聯(lián)電力電容器組的總回路上應(yīng)裝設(shè)三只電流表，分別測量三相電流，并應(yīng)裝設(shè)一只無功電能表。9.5.3測量回路與絕緣監(jiān)視回路

1.電氣測量回路圖9-13是6～10kV線路電氣測量儀表接線圖，共配置了一只電流表、一只三相有功電能表和一只三相無功電能表。二次測量儀表裝置的額定電流一般為5A，額定電壓一般為100V，因此，儀表的電流和電壓均通過互感器接入。圖9-136~10kV線路電氣測量儀表接線圖(a)總歸式原理接線圖；(b)展開式原理接線圖

2.絕緣監(jiān)視回路絕緣監(jiān)察裝置主要用來監(jiān)視小接地電流系統(tǒng)相對地的絕緣情況。當(dāng)這種系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，線電壓不變，因此對系統(tǒng)運(yùn)行尚不至于造成危害，但這種情況不允許長期運(yùn)行，否則當(dāng)另一點(diǎn)再發(fā)生接地時(shí)，故障就發(fā)展為兩相接地短路，將造成停電事故。為了防止這種情況的發(fā)生，必須裝設(shè)連續(xù)工作的絕緣監(jiān)察裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中某點(diǎn)接地或絕緣降低。圖9-14是6～35kV母線的電壓測量和絕緣監(jiān)視電路。該電路采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或者一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器。電壓互感器二次側(cè)有兩組線圈，一組接成Y形，在其引出線上的三只電壓表均接各相的相電壓。當(dāng)一次電路某一相發(fā)生接地故障時(shí)，電壓互感器二次側(cè)的對應(yīng)相的電壓表指示為零，其他兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。通過零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障。圖9-14中，另一組二次線圈接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓過濾器，供電給一個(gè)過電壓繼電器。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，開口三角形的開口處電壓接近于零，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)一次電路發(fā)生單相接地故障時(shí)，將在開口三角形的開口處出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的燈光信號和音響信號。圖9-146~35kV母線的電壓測量和絕緣監(jiān)視電路這種絕緣監(jiān)視電路只能判別哪一相發(fā)生了故障，不能判別是哪一條線路發(fā)生了故障，因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無選擇性的，只適用于出線不多的系統(tǒng)。9.6二次回路的安裝接線圖9.6.1屏面布置圖屏面布置圖是二次設(shè)備在屏上安裝的依據(jù)。屏面布置圖中的設(shè)備尺寸及設(shè)備間距都要按比例準(zhǔn)確地繪出，屏面設(shè)備的排列布置一般應(yīng)滿足下列要求。

(1)便于觀察。在運(yùn)行中需經(jīng)常監(jiān)視的儀表一般布置在離地面1.8m上下；屬于同一電路的相同性質(zhì)的儀表在布置時(shí)應(yīng)互相靠近；信號設(shè)備的布置要顯而易辨。

(2)便于操作和調(diào)整。控制開關(guān)、調(diào)節(jié)手輪、按鈕的高度一般距地0.8～1.5m。

(3)檢修試驗(yàn)安全、方便。

(4)設(shè)備布置要緊湊合理、協(xié)調(diào)美觀。圖9-15為線路控制屏的屏面布置圖。電流表、功率表位于最上幾排，距地面高度為1.5～2.2m左右；下面為光字牌、轉(zhuǎn)換開關(guān)、同期開關(guān)等；再下面為模擬母線、隔離開關(guān)位置指示器、信號燈具以及控制開關(guān)等。為了便于運(yùn)行管理和設(shè)計(jì)，通常將二次設(shè)備及其接線劃分為不同的安裝單位(或稱為安裝單元)。一般將屬于可獨(dú)立運(yùn)行的一個(gè)一次電路的二次設(shè)備劃分為一個(gè)安裝單元。如圖9-15所示，線路的控制屏有兩個(gè)安裝單元。圖9-15線路控制屏的屏面布置圖圖9-16為繼電保護(hù)屏的屏面布置圖。圖9-16中一些不需經(jīng)常觀察的繼電器都布置在屏的上部，而運(yùn)行中需要監(jiān)視和檢查的繼電器，則應(yīng)位于屏的中部，離地面高度約為1.5m。通常按電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器的順序，由上而下依次排列。下面放置較大的繼電器和信號繼電器，最下面布置連接片和試驗(yàn)部件。圖9-16繼電保護(hù)屏的屏面布置圖9.6.2接線端子及端子排圖在各種控制、保護(hù)、信號等二次屏屏后的左右兩側(cè)均裝設(shè)有接線端子排。接線端子排由各種形式的接線端子組合而成，是二次接線中專用來接線的配件，凡屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備及屏頂小母線連接時(shí)，必須經(jīng)過端子排；同一屏內(nèi)不同安裝單位的設(shè)備互相連接時(shí)，也要經(jīng)過端子排；而同一屏內(nèi)同一安裝單位的設(shè)備互相連接時(shí)，則不需要經(jīng)過端子排。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和用途，接線端子可以分成下列幾種類型。

(1)一般端子。一般端子又稱普通端子，用于同一個(gè)回路導(dǎo)線的直接連接，為用量最多的端子。其外形如圖9-17(a)所示。

(2)連接端子。通過絕緣座上部的中間缺口，用導(dǎo)電片把相鄰的端子連在一起，即形成了連接端子，這種端子用于連接有分支的二次回路導(dǎo)線，其外形如圖9-17(b)所示。

(3)試驗(yàn)端子。這種端子用于運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)不允許斷開的電流互感器回路，如圖9-17(c)。試驗(yàn)端子的接線如圖9-17(d)。

(4)連接型試驗(yàn)端子。這種端子同時(shí)具有試驗(yàn)端子和連接端子的作用，與試驗(yàn)端子相似。所不同的是，其絕緣座上部的中間有一個(gè)缺口。這種端子應(yīng)用在彼此連接的電流試驗(yàn)回路中。

(5)特殊端子。特殊端子用于需要很方便斷開的二次回路中。

(6)終端端子。終端端子用于固定或分離不同安裝單元的端子。圖9-17端子外形圖(a)一般端子；(b)連接端子；(c)試驗(yàn)端子；(d)試驗(yàn)端子的接線圖9-18為端子排的表示方法。在端子排中，每個(gè)端子要按一定的規(guī)律進(jìn)行排列，同時(shí)還要按排列順序進(jìn)行編號。端子排的排列應(yīng)遵照如下原則：①不同安裝單位的端子應(yīng)分別排列，不得混雜在一起；②端子排一般采用豎向排列，且應(yīng)排列在靠近本安裝單位設(shè)備的那一側(cè)；③每一個(gè)安裝單位端子排的端子應(yīng)按一定次序排列，以便于尋找端子，其排列次序?yàn)椋航涣麟娏骰芈贰⒔涣麟妷夯芈?、信號回路、控制回路、其他回路。圖9-18端子排的表示方法9.6.3屏后接線圖屏后接線圖標(biāo)明了屏上設(shè)備引出端子之間的連接情況，以及設(shè)備與端子排之間的連接情況。屏后接線圖是二次屏組裝過程中配線的依據(jù)，也是現(xiàn)場安裝施工、調(diào)試試驗(yàn)和運(yùn)行時(shí)的重要參考圖紙。它是以展開圖、屏面布置圖和端子排圖為依據(jù)繪制的。繪制屏后接線圖的基本原則和方法如下所述。

(1)屏后接線圖是背視圖，看圖者的位置應(yīng)在屏后，因此左右方向正好與屏面布置圖相反。

(2)屏上各設(shè)備的實(shí)際尺寸已由平面布置圖決定，因此畫屏后接線圖時(shí)，設(shè)備外形可采用簡化外形(如方形、圓形、矩形等)表示，必要時(shí)也可采用規(guī)定的圖形符號表示。圖形不要按比例繪制，但要保證設(shè)備間的相對位置正確。各設(shè)備的引出端子應(yīng)注明編號，并按實(shí)際排列順序畫出。設(shè)備內(nèi)部接線一般不必畫出，或只畫出有關(guān)的線圈和觸點(diǎn)即可。從屏后看不見的設(shè)備輪廓其邊框應(yīng)用虛線表示。

(3)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與端子排之間，連接導(dǎo)線的表示方法有兩種。①連續(xù)線表示法。該法表示兩端子之間的導(dǎo)線是連續(xù)的，如圖9-19(a)所示。這種表示法導(dǎo)線較多，只適用于較簡單接線的情況。②中斷線表示法。該法表示兩端子之間的導(dǎo)線是中斷的，在中斷處采用相對編號法。如甲乙兩端子相連，則在甲處標(biāo)乙，在乙處標(biāo)甲。由圖9-19(b)可見，端子排X1的2號端子與儀表P3的4號端子連接，X1的4號端子與P3的3號端子連接等。中斷線表示法省略了部分導(dǎo)線，使得接線圖清晰易辨，故在工程實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。圖9-19連接導(dǎo)線的表示方法(a)連續(xù)線表示法；(b)中斷線表示法9.7電力線路的自動(dòng)重合閘裝置(ARD)9.7.1對自動(dòng)重合閘裝置的基本要求

(1)手動(dòng)或通過遙控操作將斷路器斷開，或手動(dòng)合閘于故障，隨即由保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器跳閘后，自動(dòng)重合閘不應(yīng)動(dòng)作。

(2)除上述情況外，當(dāng)斷路器因繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘時(shí)，自動(dòng)重合閘裝置均應(yīng)動(dòng)作。

(3)自動(dòng)重合閘的次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)定，即使ARD裝置中任一元件發(fā)生故障或接點(diǎn)粘接，也應(yīng)保證不多次重合閘。

(4)應(yīng)優(yōu)先采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原則來啟動(dòng)重合閘，同時(shí)也允許由保護(hù)裝置來啟動(dòng)，但此時(shí)必須采取措施來保證自動(dòng)重合閘能可靠地動(dòng)作。

(5)自動(dòng)重合閘在完成動(dòng)作以后，一般應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。有值班人員看守的10kV以下的線路也可采用手動(dòng)復(fù)歸。

(6)自動(dòng)重合閘應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電器保護(hù)的動(dòng)作。9.7.2電氣一次自動(dòng)重合閘裝置圖9-20為采用DH-2型重合閘繼電器的自動(dòng)重合閘原理圖，圖中所畫為合閘后的位置。SA1為斷路器的控制開關(guān)，SA2為自動(dòng)重合閘裝置的選擇開關(guān)，用于投入和解除ARD裝置。圖9-20電氣一次自動(dòng)重合閘原理接線圖

1.故障跳閘后的自動(dòng)重合閘過程當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)，SA1和SA2都在合閘的位置，圖9-20中，除①-③、B21-B23接通之外，其余接點(diǎn)均不接通，ARD投入工作，QF(1-2)是斷開的。重合閘繼電器KAR中電容器C經(jīng)R4充電，其充電回路是+WC→SA2→R4→C→-WC，同時(shí)指示燈HL亮，表示母線電壓正常，電容器已在充電狀態(tài)。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，由繼電保護(hù)(速斷或過電流)動(dòng)作，使跳閘回路通電跳閘，KTL的電流線圈啟動(dòng)，KTL(1-2)閉合，但因SA1⑤-⑧不通，KTL的電壓線圈不能自保持，故跳閘后，KTL的電流電壓線圈將斷電。由于QF(1-2)閉合，KAR中的KT通電動(dòng)作，KT(1-2)打開，使R5串入KT回路，以限制KT線圈中的電流，仍使KT保持動(dòng)作狀態(tài)，KT(3-4)經(jīng)延時(shí)后閉合，電容器C對KM(I)線圈放電，使KM動(dòng)作，KM(1-2)打開使HL熄滅，表示KAR動(dòng)作。KM(3-4)、KM(5-6)和KM(7-8)閉合，合閘接觸器KO經(jīng)+WC→SA2→KM(3-4)、KM(5-6)→KM電流線圈→KS→XB→KTL(3-4)→QF(3-4)接通，使斷路器重新合閘。同時(shí)，后加速繼電器KAc也因KM(7-8)閉合而啟動(dòng)，KAc閉合。若故障為瞬時(shí)性的，且此時(shí)故障應(yīng)已消失，繼電器保護(hù)不會再動(dòng)作，則認(rèn)為重合閘合閘成功。QF(1-2)斷開，KAR內(nèi)繼電器均返回，但后加速繼電器KAc觸點(diǎn)延時(shí)打開。若故障為永久性的，則繼電保護(hù)動(dòng)作(速斷或至少為過電流動(dòng)作)，KT1常開觸點(diǎn)閉合，經(jīng)KAc的延時(shí)打開觸點(diǎn)，跳閘回路接通跳閘，QF(1-2)閉合，KT重新動(dòng)作。由于電容器還來不及充足電，KO不能動(dòng)作，即使時(shí)間很長，但電容器C與KO線圈已經(jīng)并聯(lián)，電容C將不會充電至電源電壓，因此，自動(dòng)重合閘只重合一次。

2.手動(dòng)跳閘時(shí)，重合閘不應(yīng)重合因?yàn)槿藶椴僮鲾嗦菲魈l是運(yùn)行的需要，無需重合閘，因此可利用SA1的B21-B23和②-④來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)操作控制開關(guān)跳閘時(shí)，在“預(yù)備跳”和“跳閘后”②-④接通，使電容器與R6并聯(lián)，充電不到電源電壓而不能重合閘。此外在跳閘操作的過程中，SA1的B21-B23均不通(參見SA1選用表9-1的型號),相當(dāng)于把ARD解除。

3.防跳功能當(dāng)ARD重合閘于永久性故障時(shí)，斷路器將再一次跳閘，當(dāng)KAR中KM的觸點(diǎn)被粘住時(shí)，KTL的電流線圈將因跳閘而被啟動(dòng)，KTL(1-2)閉合并能自鎖，KTL電壓線圈通電保持，KTL(3-4)斷開，切斷合閘回路，從而防止跳躍現(xiàn)象。9.8備用電源自動(dòng)投入裝置(APD)9.8.1對備用電源自動(dòng)投入裝置的要求對備用電源自動(dòng)投入裝置的要求如下所述。

(1)當(dāng)工作電源不論何種原因消失(故障或誤操作)時(shí)，APD應(yīng)動(dòng)作；

(2)應(yīng)保證在工作電源斷開后備用電源電壓正常，才投入備用電源；

(3)備用電源自動(dòng)投入裝置只允許動(dòng)作一次；

(4)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，APD不應(yīng)誤動(dòng)作；

(5)在采用APD的情況下，應(yīng)檢驗(yàn)備用電源的過負(fù)荷情況和電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)情況。如過負(fù)荷嚴(yán)重或不能保證電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)，則應(yīng)在APD動(dòng)作前自動(dòng)減負(fù)荷。9.8.2備用電源自動(dòng)投入裝置的接線由于變電所電源進(jìn)線及主接線不同，因此對所采用的APD的要求和接線也不同，如APD有采用直流操作電源的，也有采用交流操作電源的。

1.主電源與備用電源方式的APD接線如圖9-21所示為采用直流操作電源的備用電源自動(dòng)投入原理接線圖。圖9-21備用電源自動(dòng)投入原理接線圖(a)對應(yīng)的主接線圖；(b)備用電源自動(dòng)投入裝置接線圖當(dāng)工作電源進(jìn)線因故障斷電時(shí)，失壓保護(hù)動(dòng)作，使QF1跳閘，其輔助常閉觸點(diǎn)QF1(1-2)閉合，常開觸點(diǎn)QF1(3-4)打開，時(shí)間繼電器KT線圈失電，由于KT觸點(diǎn)延時(shí)打開，因此在其打開前，合閘接觸器KO通電，QF2的合閘線圈YO2通電合閘，由于QF2兩側(cè)的隔離開關(guān)處于預(yù)先合閘的位置，因此備用電源被投入。應(yīng)當(dāng)注意，這個(gè)接線比較簡單，有些未畫出，如母線WB短路會引起QF1跳閘，也會引起備用電源自投入，這是不允許的。所以，只有當(dāng)電源進(jìn)線上方發(fā)生故障，而QF1以下部分沒有發(fā)生故障時(shí)，才能投入備用電源。只要是QF1以下的線路發(fā)生故障并引起QF1跳閘時(shí)，應(yīng)加入備用電源閉鎖裝置，以禁止APD投入。

2.互為備用電源的APD接線當(dāng)雙電源進(jìn)線互為備用電源時(shí)，要求在任一路工作電源消失時(shí)，另一路備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作。雙電源進(jìn)線的兩個(gè)APD接線是相似的，如圖9-22所示，該圖為斷路器采用交流操作的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主電路一次接線如圖9-21所示，只不過進(jìn)線電源均為工作電源。圖9-22雙電源互為備用電源的APD原理接線圖(a)APD控制電路；(b)兩路電源進(jìn)線二次電壓回路當(dāng)WL1工作時(shí)，WL2為備用。QF1在合閘位置，SA1的⑤-⑧、⑥-⑦不通，B16-B13通。QF1的輔助觸點(diǎn)中常閉打開，常開閉合。QF2在跳閘位置，SA2的⑤-⑧、⑥-⑦、B13-B16均斷開。當(dāng)WL1電源側(cè)因故障而斷電時(shí)，電壓繼電器KV1、KV2常閉觸點(diǎn)閉合，KT1動(dòng)作，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)延時(shí)閉合，使QF1的跳閘線圈YR1通電，則QF1跳閘。QF1(1-2)閉合，則QF2的合閘線圈YO2經(jīng)SA1B16-B13→QF1(1-2)→KS4→KM2常閉觸點(diǎn)→QF2(7-8)→WC(b)而通電，將QF2合上，從而使備用電源WL2自動(dòng)投入，變配電所恢復(fù)供電。同樣，當(dāng)WL2為主電源時(shí)發(fā)生上述現(xiàn)象后，WL1也能自動(dòng)投入。在合閘電路中，虛框內(nèi)的觸點(diǎn)為對方斷路器保護(hù)回路的出口繼電器觸點(diǎn)，用于閉鎖APD。當(dāng)QF1因故障跳閘時(shí)，WL2線路中的APD合閘回路便被斷開，從而保證變配電所內(nèi)部故障跳閘時(shí)，APD不被投入。9.9變電所綜合自動(dòng)化9.9.1變電所實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性與常規(guī)變電所的二次系統(tǒng)相比，變電所實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化可以在以下幾個(gè)方面體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)越性。

(1)供電質(zhì)量高。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中包括電壓、無功自動(dòng)控制功能，對于具備有載調(diào)壓變壓器和無功補(bǔ)償電容器的變電所，可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整與控制，從而大大提高了電壓合格率，使無功潮流更為合理，并降低了電能損耗。

(2)變電所運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平高。變電所實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化后，監(jiān)視、測量、記錄等工作都由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，避免人為主觀干預(yù)，從而提高了測量精度。

(3)在線運(yùn)行的可靠性高。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一般是由各個(gè)微機(jī)子系統(tǒng)組成的，可以利用軟件實(shí)現(xiàn)在線自檢，具有故障診斷功能，從而提高了變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

(4)縮小占地面積，減少控制電纜。變電所實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化以后，獲得的所有數(shù)據(jù)和信號可以由各個(gè)部分分享，同時(shí)由于硬件電路多采用大規(guī)模集成電路，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功能強(qiáng)，從而大大縮小了變電所的占地面積，節(jié)省了大量的控制電纜。

(5)促進(jìn)無人值班變電所管理模式的實(shí)行。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以收集到非常齊全的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和邏輯判斷功能，可以很方便地監(jiān)視和控制變電所的各種設(shè)備。如監(jiān)控系統(tǒng)的抄表、記錄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，值班人員可不必定期抄表、記錄，從而可實(shí)現(xiàn)少人值班，如果配置了與上級調(diào)度的通信功能，能實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控和遙調(diào)，則可實(shí)現(xiàn)無人值班變電所管理模式。

(6)專業(yè)綜合，易于發(fā)現(xiàn)問題，恢復(fù)供電快。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝備有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，可以收集需要的數(shù)據(jù)和信號，利用計(jì)算機(jī)高速計(jì)算和正確處理的能力將數(shù)據(jù)和信號進(jìn)行處理后，將綜合結(jié)果反映給值班人員。這樣可以很快發(fā)現(xiàn)并處理事故，及早恢復(fù)供電。9.9.2變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能

1.微機(jī)保護(hù)功能微機(jī)保護(hù)是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)保護(hù)主要包括輸電線路保護(hù)(保護(hù)功能包括小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘等)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)和電容器保護(hù)。

2.監(jiān)視控制的功能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能夠：①取代常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代指針式儀表；②改變常規(guī)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號、光字牌等；③取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等。因此，監(jiān)控系統(tǒng)一般包括以下幾部分功能。

(1)數(shù)據(jù)采集與處理。其內(nèi)容包括模擬量、開關(guān)量和電能量的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)去偽存真，供計(jì)算機(jī)處理之用。

(2)事件順序記錄。其內(nèi)容包括斷路器跳、合閘記錄，保護(hù)動(dòng)作順序記錄。

(3)故障記錄、故障錄波和測距。35kV、10kV、6kV的配電線路很少專門設(shè)置故障錄波器，為了分析故障方便，可設(shè)置簡單的故障記錄功能。故障記錄用來記錄繼電保護(hù)動(dòng)作前后、與故障有關(guān)的電流量和母線電壓。

(4)操作控制功能。操作人員可通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關(guān)(如果允許電動(dòng)操作的話)進(jìn)行分、合操作，對變壓器分接開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，對電容器進(jìn)行投、切控制，同時(shí)還要能接受遙控操作命令，進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，故在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保留人工直接跳、合閘手段。

(5)安全監(jiān)視功能。在運(yùn)行過程中，監(jiān)控系統(tǒng)要對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量不斷地進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值。另外，還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置工作是否正常等。

(6)人機(jī)聯(lián)系功能。操作人員或調(diào)度員只要面對CRT顯示器的屏幕，通過操作鼠標(biāo)或鍵盤，就可對全站的運(yùn)行情況和運(yùn)行參數(shù)一目了然，并可對全站的斷路器和隔離開關(guān)等進(jìn)行分、合操作，從而改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和依靠模擬屏或操作屏等手段的操作方式。

(7)打印功能。對于有人值班的變電所，監(jiān)控系統(tǒng)可以配備打印機(jī)，完成以下打印記錄功能：定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志，開關(guān)操作記錄打印，事件順序記錄打印，越限打印，召喚打印，抄屏打印和事故追憶打印。

(8)數(shù)據(jù)處理與記錄功能。其內(nèi)容包括：主變壓器和輸電線路有功功率和無功功率每天的最大值和最小值以及相應(yīng)的時(shí)間，母線電壓每天定時(shí)記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí)間，計(jì)算配電電能平衡率，統(tǒng)計(jì)斷路器動(dòng)作次數(shù)，斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)。

3.自動(dòng)控制裝置的功能變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動(dòng)控制功能。為此，應(yīng)配置相應(yīng)的自動(dòng)控制裝置，如電壓、無功綜合控制裝置、低頻率減負(fù)荷控制裝置、備用電源自投控制裝置、小電流接地選線裝置等。

4.遠(yuǎn)動(dòng)及數(shù)據(jù)通信功能變電所綜合自動(dòng)化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級間的通信和自動(dòng)化系統(tǒng)與上級調(diào)度間的通信兩部分?，F(xiàn)場級間的通信主要解決系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)間或與上位機(jī)(監(jiān)控主機(jī))間的數(shù)據(jù)和信息交換問題，其通信范圍是變電站內(nèi)部；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須具備RTU的功能，即應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和狀態(tài)量信息，以及時(shí)間順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端，同時(shí)應(yīng)該能夠接受調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。9.9.3變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式大致可分為集中式、分層分布式、分散與集中相結(jié)合和全分散式等幾種。目前供電系統(tǒng)應(yīng)用較多的是分層分布式以及分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

1.中小型變電所的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)所謂分布式結(jié)構(gòu)，是指在結(jié)構(gòu)上采用主從CPU協(xié)同的工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；所謂分層式，是將變電所信息的采集和控制分為變電所層、單元層和設(shè)備層三個(gè)級分層布置。分層分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)是把整套綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按其不同的功能組裝成多個(gè)屏(或柜)，如主變壓器保護(hù)屏、線路保護(hù)屏、數(shù)據(jù)采集屏、出口屏等。一般這些屏都集中安裝在主控制室內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)簡稱為分布集中式結(jié)構(gòu)，如圖9-23所示。圖9-23分層分布式集中組屏的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖9-23中，保護(hù)單元用的微機(jī)大多數(shù)為16位或32位單片機(jī)，保護(hù)單元是按對象來劃分的，即一回線或一組電容器各用一臺單片機(jī)，再把各保護(hù)單元和數(shù)據(jù)采集單元分別安裝于各保護(hù)屏和數(shù)據(jù)采集屏上，由監(jiān)控主機(jī)集中對各屏(柜)進(jìn)行管理，然后通過調(diào)制解調(diào)器與調(diào)度中心聯(lián)系。為了提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體的可靠性，系統(tǒng)采用按功能劃分的分布式多CPU系統(tǒng)。每個(gè)功能單元基本上由一個(gè)CPU組成，多數(shù)采用單片機(jī)，也有一個(gè)功能單元由多個(gè)CPU組成的，例如，主變壓器保護(hù)有主保護(hù)和多種后備保護(hù)，往往由2個(gè)或2個(gè)以上CPU完成不同的保護(hù)功能。這種按功能設(shè)計(jì)的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件簡單，調(diào)試維護(hù)方便，組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。變電所的監(jiān)控主機(jī)(也稱上位機(jī))通過局部網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)管理機(jī)和數(shù)采控制機(jī)以及控制處理機(jī)通信。監(jiān)控主機(jī)的作用為在無人值班的變電所負(fù)責(zé)與調(diào)度中心的通信，使變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有RTU的功能，完成“四遙”的任務(wù)；在有人值班的變電所，除了仍然負(fù)責(zé)與調(diào)度中心的通信外，還負(fù)責(zé)人機(jī)聯(lián)系，使綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過監(jiān)控機(jī)完成當(dāng)?shù)仫@示、制表打印、開關(guān)操作等功能。

2.分散與集中相結(jié)合的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這是目前國內(nèi)外較為流行并受到廣大用戶歡迎的一種綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆保疵嫦螂姎庖淮位芈坊螂姎忾g隔(如一條出線、一臺變壓器、一組電容器等)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，將單元層中各數(shù)據(jù)采集單元、監(jiān)控單元和保護(hù)單元做在一起，將其設(shè)計(jì)在同一機(jī)箱中，并將這種機(jī)箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近。這樣各間隔單元的設(shè)備相互獨(dú)立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)即可由變電所對它們進(jìn)行管理和交換信息。這是將功能分布和物理分散兩者有機(jī)結(jié)合的結(jié)果。通常，能在單元層內(nèi)完成的功能一般不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，如保護(hù)功能本身不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，這就是分散式結(jié)構(gòu)。這種組態(tài)模式集中了分布式的全部優(yōu)點(diǎn)，此外還最大限度地壓縮了二次設(shè)備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了土地投資。這種結(jié)構(gòu)形式其本身配置靈活，在安裝配置上除了能分散安裝在間隔開關(guān)柜上以外，還可以實(shí)現(xiàn)在控制室內(nèi)集中組屏或分層組屏。這種將配電線路的保護(hù)和監(jiān)控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi)，而高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稱為分散和集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，如圖9-24所示。這種結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)外變電所綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中最熱門而且也是比較先進(jìn)的模式之一，它適用于各種電壓等級的變電所。圖9-24分散與集中相結(jié)合的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

基本技能訓(xùn)練二次接線圖的識圖

1.原理接線圖原理接線圖是用于表示繼電保護(hù)、測量儀表和自動(dòng)裝置等工作原理的圖紙。在原理接線圖中，通常將二次接線和一次接線中的有關(guān)部分畫在一起。在原理接線圖上，所有儀表、繼電器和其他電器都是以整體形式表示的，其相互聯(lián)系的電流回路、電壓回路和直流回路都綜合在一起。這種接線圖能夠使看圖者對整個(gè)裝置的構(gòu)成及工作原理有一個(gè)明確的整體概念。如圖9-25所示為某6~10kV線路的過電流保護(hù)原理接線圖。圖9-25蘊(yùn)含的原理是：當(dāng)線路發(fā)生短路或過負(fù)荷時(shí)，至少流經(jīng)A相和C相電流互感器之一的二次側(cè)電流將顯著增大，當(dāng)超過電流繼電器KA1或KA2的定值時(shí)，KA1或KA2(有時(shí)二者同時(shí))將動(dòng)作，致使其常開觸點(diǎn)閉合，從而導(dǎo)致時(shí)間繼電器KT線圈通電。在經(jīng)歷KT所整定的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間后，KT的常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)將合上，又因斷路器現(xiàn)處于合閘位置，故其常開輔助觸點(diǎn)在合位，這樣KS和YR將動(dòng)作，從而引起QF跳閘，并由KS發(fā)出跳閘信號，以便于值班人員確認(rèn)保護(hù)已動(dòng)作。圖9-256~10kV線路過電流保護(hù)原理接線圖由于原理接線圖上各元件之間的聯(lián)系是以元件的整體連接來表示的，沒有給出元件的內(nèi)部接線，沒有元件引出端子的編號和回路的編號，因此，對于復(fù)雜的回路，這種接線圖難以分析和找出問題。僅有原理圖還不能對二次回路進(jìn)行檢查、維修和安裝配線。

2.展開接線圖展開接線圖的特點(diǎn)是按供電給二次接線的每個(gè)獨(dú)立電源來劃分的，一般分成交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等幾個(gè)主要部分，每一部分又分成許多行。交流回路為A、B、C相序，直流回路按繼電器的動(dòng)作順序從上往下排列。屬于同一個(gè)儀表或繼電器的電流線圈和電壓線圈或觸點(diǎn)要分開畫在不同的回路里，為了避免混淆，屬于同一個(gè)元件的線圈和觸點(diǎn)采用相同的文字標(biāo)號。在每一回路的右側(cè)通常有文字說明，以便于閱讀。如圖9-25所示的6~10kV線路過電流保護(hù)原理接線圖可用展開圖表示為圖9-26。由圖9-26可見，元件的線圈、觸點(diǎn)分散在交流回路和直流回路中，故分別叫做交流回路展開圖(包括交流電流回路展開圖和交流電壓回路展開圖)和直流回路展開圖。通過圖9-26同樣能說明，當(dāng)10kV線路短路或過負(fù)荷時(shí)，過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘的過程。由于展開圖條理清晰，能一條一條地檢查和分析，因此在實(shí)際中應(yīng)用得最多。圖9-266~10kV線路過電流保護(hù)展開接線圖展開圖具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)容易跟蹤回路的動(dòng)作順序；

(2)在同一個(gè)圖中可清楚地表示某一次設(shè)備的多套保護(hù)和自動(dòng)裝置的二次接線回路，這是原理圖難以做到的；

(3)易于閱讀，容易發(fā)現(xiàn)施工中的接線錯(cuò)誤。

3.安裝接線圖安裝接線圖是制造廠加工制造屏(屏臺)和現(xiàn)場施工安裝時(shí)必不可少的圖紙，也是運(yùn)行試驗(yàn)、檢修等的主要參考圖紙。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏后接線圖和端子排圖。除典型的成套裝置外，訂貨單位向制造廠訂購屏(屏臺)時(shí)，必須提供展開接線圖、屏面布置圖和端子排圖，作為廠家生產(chǎn)屏?xí)r的依據(jù)