第十一章--发输变配电系统的二次系统

1WzHUST_CEEE第十一章发输变配电系统的二次系统第一节基本概念第二节断路器的控制和信号回路第三节变电站的综合自动化2WzHUST_CEEE第一节基本概念一、概述一次设备及一次系统。一次设备有：发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路等。由这些设备按一定规律相互连接构成的电路称为一次接线或一次系统，它是发电、输变电和配电的主体。二次设备及二次系统二次设备：包括监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等。这些设备通常是由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用低压电源供电。表明二次设备互相连接关系的电路称为二次接线或二次系统。二次接线图：(2006单)原理接线图、展开接线图和安装接线图3WzHUST_CEEE第一节基本概念二、原理接线图原理接线图：用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。4WzHUST_CEEE第一节基本概念三、展开接线图(2006名)展开接线图（简称展开图）：用来说明二次回路的动作原理（在现场使用极为普遍）。特点：将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图。如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。于是，同一个仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和接点分别画在不同的回路里，为了避免混淆，将同一个元件及设备的线圈和结点采用相同的文字标号表示。5WzHUST_CEEE第一节基本概念四、安装接线图安装接线图：制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。包括：屏面布置图：说明屏上各个元件及设备的排列位置和其相互间距离尺寸的图，要求按照一定的比例尺绘制。屏背面接线图：在屏上配线所必需的图，其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间的连接情况，以及屏上设备与端子排的连接情况。端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连接情况的图。6WzHUST_CEEE屏背面接线图和端子排图必须说明导线从何处来，到何处去，以防接错导线。我国广泛采用“相对编号法”，例如甲、乙两个端子需用导线连接起来，则在甲端子旁边标上乙端子的编号，而在乙端子旁边标上甲端子的编号；如果一个端子需引出两根导线，那么，在它旁边就标出所要连接的两个端子编号。(2005单)7WzHUST_CEEE第一节基本概念五、文字代号和图形符号文字代号：在设备或元件的图形符号上方或其近旁，用字母表示出其名称。图形符号：在原理图或展开图中所采用的设备及元件，通常都用能代表该设备及元件特征的图形来表示，使读者一看到图形便能联想到它所代表的特征。回路数字标号：二次回路用数字标号的目的有两个：一是根据编号能了解回路的性质及用途，二是便于记忆，按编号进行正确的接线、维修和检查。回路编号由4个及以下的数字组成，对于交流电路为了区分相别，在数字前面还加上A、B、C、N等文字符号。对于不同用途的回路规定了编号数字的范围，对于一些比较重要的常见回路（例如直流正、负电源回路，跳、合闸回路）都给予固定的编号。8WzHUST_CEEE控制电路是用来控制操作机构动作的电气回路。车间变电所和容量较小的总降压变电所的6～10kV断路器的操作，一般多在配电装置旁手动进行，也就是就地控制。总降压变电所的主变压器和电压为35kV以上的进出线断路器以及出线回路较多的6～10kV断路器，采用就地控制很不安全，容易引起误操作，故可采用由控制室远方集中控制。按照对控制电路监视方式的不同，有灯光监视控制及音响监视控制电路之分。由控制室集中控制及就地控制的断路器，一般多采用灯光监视控制电路，只在重要情况下才采用音响监视控制电路。第二节断路器的控制和信号回路9WzHUST_CEEE第二节断路器的控制和信号回路断路器的控制方式：集中和就地、手动和自动控制。一、控制开关和操动机构控制开关：LW2操动机构：电磁操动机构二、断路器的控制和信号回路接线图对断路器控制回路的基本要求：(2005简)1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。10WzHUST_CEEE图LW2-Z型控制开关触点表1．控制开关和操动机构11WzHUST_CEEE图断路器的控制回路和信号回路12WzHUST_CEEE合闸前，断路器处于“跳闸后”的位置，断路器的辅助触点QF2闭合。由图6.4的控制开关触点表知SA10-11闭合，绿灯GN回路接通发亮。但由于限流电阻R1限流，不足以使合闸接触器KO动作，绿灯亮表示断路器处于跳闸位置，而且控制电源和合闸回路完好。当控制开关扳到“预备合闸”位置时，触点SA9-10闭合，绿灯GN改接在BF母线上，发出绿闪光，说明情况正常，可以合闸。当开关再旋至“合闸”位置时，触点SA5-8接通，合闸接触器KO动作使合闸线圈YO通电，断路器合闸。合闸完成后，辅助触点QF2断开，切断合闸电源，同时QF1闭合。当操作人员将手柄放开后，在弹簧的作用下，开关回到“合闸后”位置，触点SA13-16闭合，红灯RD电路接通。红灯亮表示断路器在合闸状态。（1）手动合闸13WzHUST_CEEE控制开关在“跳闸后”位置，若自动装置的中间继电器接点KM闭合，将使合闸接触器KO动作合闸。自动合闸后，信号回路控制开关中SA14-15、红灯RD、辅助触点QF1与闪光母线接通，RD发出红色闪光，表示断路器是自动合闸的，只有当运行人员将手柄扳到“合闸后”位置，RD才发出平光。（2）自动合闸14WzHUST_CEEE首先将开关扳到“预备跳闸”位置，SA13-14接通，RD发出闪光。再将手柄扳到“跳闸”位置。SA6-7接通，使断路器跳闸。松手后，开关又自动弹回到“跳闸后”位置。跳闸完成后，辅助触点QF1断开，红灯熄灭，QF2闭合，通过触点SA10-11使绿灯发出闪光。（3）手动跳闸15WzHUST_CEEE如果由于故障，继电保护装置动作，使触点K闭合，引起断路器合闸。由于“合闸后”位置SA9-10已接通，于是绿灯发出闪光。在事故情况下，除用闪光信号显示外，控制电路还备有音响信号。在图6.5中，开关触点SA1-3和SA19-17与触点QF串联，接在事故音响母线BAS上，当断路器因事故跳闸而出现“不对应”（即手柄处于合闸位置，而断路器处于跳闸位置）关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出声响。（4）自动跳闸16WzHUST_CEEE当断路器发生事故跳闸后，断路器处于跳闸状态，而控制开关仍留在“合闸后”位置，这种情况称为“不对应”关系。在此情况下，触点SA9-10与断路器辅助触点QF2仍接通，电容器C开始充电，电压升高，当电压升高到闪光继电器K1的动作值时，继电器动作，从而断开通电回路，上述循环不断重复，继电器K1的触点也不断地开闭，闪光母线(+)BF上便出现断续正电压，使绿灯闪光。“预备合闸”、“预备跳闸”和自动投入时，也同样能启动闪光继电器，使相应的指示灯发出闪光。SB为试验按钮，按下时白信号灯WH亮，表示本装置电源正常。（5）闪光电源装置17WzHUST_CEEE实现功能（要求）：1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。第二节断路器的控制和信号回路2．断路器的简化控制回路18WzHUST_CEEE实现功能（要求）：1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。第二节断路器的控制和信号回路2．防止“跳跃”的闭锁装置19WzHUST_CEEE实现功能（要求）：1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。第二节断路器的控制和信号回路3．断路器的分合闸位置指示灯回路图11-5断路器的分合闸位置指示灯回路20WzHUST_CEEE实现功能（要求）：1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。第二节断路器的控制和信号回路4．断路器自动跳闸或自动合闸的信号。。图11-6断路器自动分、合闸的灯光信号回路接线图：按照不对应原则设计不对应原则：指控制开关的位置与断路器的分合闸位置不一致21WzHUST_CEEE实现功能（要求）：1.既能进行手动跳、合闸，又能由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2.应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；3.应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；4.自动跳闸或合闸应有明显的信号；5.应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。第二节断路器的控制和信号回路5．熔断器与跳、合闸回路完整性的监视监视方式：灯光监视、音响监视图11-7灯光监视的断路器控制回路图22WzHUST_CEEE第二节断路器的控制和信号回路三、闪光装置启动回路23WzHUST_CEEE第三节变电站的综合自动化一、变电站的自动化技术二、变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的主要功能四、变电站综合自动化系统的特点24WzHUST_CEEE一、变电站的自动化技术变电站是电力系统中电能传输、交换、分配的重要环节。提高变电站的自动化水平是电力系统安全、稳定、优质、经济运行的十分重要的保证措施之一。变电站自动化是变电站常规表盘、操作控制盘、中央信号系统等二次系统的改进和发展。二、变电站综合自动化变电站综合自动化系统是二次设备完全用计算机实现对一次设备的安全运行与记录、安全操作监视、系统故障录波、故障分析、继电保护等多方面自动化的综合。目前主要有集中式、分布分散式和分布式结构集中式组屏三种。第三节变电站的综合自动化25WzHUST_CEEE三、变电站综合自动化系统的主要功能6.各种保护功能及合理的配置保护；7.进行电压和无功控制。8.实现远动功能。9.监控系统和保护之间的通信与数据交换10.自身的在线自诊断功能。1.数据采集与显示2.安全监视及报警3.事件顺序记录4.电能计算5.控制操作四、变电站综合自动化系统的特点1.功能综合化2.结构微机化3.操作监视屏幕化4.运行管理智能化第三节变电站的综合自动化