变电站二次回路控制与事故处理王吉峰

变电站二次回路控制与事故处理王吉峰[e-mail]变电站的二次回路是保障一次设备、一次回路正确、安全、可靠运行的系统。在发电及变配电系统中，二次设备、二次回路起着十分重要的作用。本次培训和大家共同学习二次回路部分相关知识和几个典型故障案例分析处理。变电所直流电源系统1二次接线基本知识2高压开关控制与信号系统3典型故障案例分析41变电所直流电源系统目前在各类变配电所选用的直流电源大多为免维护铅酸蓄电池和高频开关电源构成的直流系统。直流系统直流配电设备交流输入电源整流充电装置蓄电池组型号说明充电模块监控模块直流馈电柜交流配电单元电池柜绝缘监测模块续上页高频开关直流电源原理框图直流电源系统图（供电负荷）1-控制回路2-合闸回路3-信号回路4-事故照明5-其他二次回路1、蓄电池组阀控密封铅酸蓄电池，主要有以下几个优点：①全密封：采用密封性阀控滤酸结构，不漏液、不漏酸雾。②免维护：极板之间采用超细玻璃纤维，不需要加水维护。③自放电低：使用耐腐蚀性好的铅钙合金制成的板栅，把自放电控制的很小，室温25℃下储存，可半年之内不用充电。④安装方便：可根据用户的要求立放、卧放方式进行安装。⑤寿命长：蓄电池的浮充寿命可达十年。技术指标：额定容量、额定电压、放电终止电压等设计寿命可达10-12年，影响因素：环境温度、过充电、过放电、长期浮充电。充放电：每年核对性充放电；每3年全充放电。放电电流：0.1C（10小时率）放电时间：按h计放电终止电压：1.8V放电容量：放电电流×放电时间均充电：电流大、电压高浮充电：恒压小电流放电装置：电阻片其他维护：清洁、外观检查、监测电压；三防一及时：防过充电、防过放电、防高温；及时充电2、直流电源柜从相控型充电器发展到高频开关电源。模块化配置；交流配电单元：两路电源进线，互相备用切换、微机监控装置能够监视工作状态；具有自动恢复高频开关供电功能。充电模块：高频开关电源模块（采用功率半导体器件，通过周期性通断开关、控制开关元件占空比调整输出电压）高频开关电源模块优点：稳压稳流、精度高、体积小、重量轻、效率高、谐波小、可靠性高。充电模块：n+1，n+2；可带电插拔监控装置：对电池电压、充放电电流、均充浮充、电池过压、欠压报警等进行监视控制。绝缘监测装置：检测对各分路绝缘电阻，测量正、负母线对地电阻，电阻值低于设定值时报警。蓄电池组电压巡检装置：时刻对每节电池电压进行监视。1、变电所一次电路正常带电运行时，直流电源系统能保证各种正常操作和监视。2、变电所一次线路停电或送电操作时，能保证各种操作和监视电源负荷。3、变电所一次电路发生短路故障时，直流系统的输出电压和容量应满足保护装置动作及断路器分闸要求。对直流电源系统的基本要求直流电源系统接地故障的处理设备损坏天气原因人员工作疏忽小动物1、接地原因分析保护误动、拒动两点接地一点接地保护或自动装置拒动或者误动保护或者自动装置拒动或者误动；跳直流回路电源，造成直流控制系统失电，扩大事故可能性小可能性大分清接地故障的极性及初步原因停止二次回路上的工作，确认是否在该回路分网法缩小查找范围不重要的负荷逐一瞬时停电重要负荷先转移或先做安措再查找二次回路概述2二次接线基本知识变电所除由变压器、断路器、隔离开关等一次设备构成的一次接线外，还有由测量仪表、控制开关、继电器、微机保护装置、自动装置、远方监控设备、信号灯等设备构成的辅助电路，称为二次接线，也称二次回路。二次回路中的设备称为二次设备，主要完成对一次设备的监测、控制和保护等功能。保证一次系统经济、安全运行和便于操作管理。2.12.2常用的三种接线图安装图原理展开图原理接线图（1）原理接线图二次电路原理接线图的特点是：一次设备和二次设备在同一个图上系统概念清晰明了易于理解系统的原理和基本工作过程缺点：不能表示电路的详细路径；不能表示设备的内部接线；当装置复杂时，不能清楚地表示装置的整个原理。断路器流互电流继电器时间继电器信号继电器中间继电器DL跳闸线圈（1）认识元器件（2）会分析阅读原理图方法：1、认识图中各元件，了解其作用。如QF-断路器；TA-流互；KA-电流继电器；KT-时间继电器等。2、学会分析动作过程当发生故障时→流互二次电流增大→其值达到KA动作值，其常开接点闭合→接通时间继电器KT线圈→经延时，KT接点闭合→接通信号继电器KS发出信号→接通中间继电器KM→KM接点闭合→启动断路器跳闸线圈→断路器跳闸→切除故障（2）二次电路展开图二次展开图的特点：1.交流电流回路和直流回路分开表示，电路清晰明了。2.为了阅图的方便和清晰，整个图中同一元件的线圈和接点，用相同的符号表示。3.回路的排列按动作的顺序由左到右、从上到下排列，并在每一个回路的右边列表说明各回路的用途。4.更能清晰地表示各电器元件的内部连接。5.是变配电所设计、调试和维护的必备图纸。将上述原理图转换为二次展开图二次展开图的阅读方法（分回路阅读）1、交流电流回路交流电流回路的电源是电流互感器的二次电流，交流电流回路是按A、B、C、N从上到下依次排列，对于上图，只有A、C两相装设电流互感器，该保护装置采用了两相不完全星形接线法。2、直流回路直流回路的动作顺序是:①“＋WC”→KA1(KA2)常开接点→KT线圈“－WC”，启动时间继电器KT，KT常开接点延时闭合；②“＋WC”→KT常开延时接点→KS线圈→KM线圈→“－WC”，启动信号继电器KS、中间继电器KM，KM常开接点闭合；③“＋WC”→KM常开接点→QF断路器辅助常开接点→YR断路器的跳闸线圈→“－WC”，断路器的跳闸线圈YR得电，断路器跳闸。④信号继电器KS接点闭合，发出信号。【补充知识】回路标号：按等电位原则标注，即在电气回路中连于一点的所有导线用同一数字标注，具有相同回路标号。当回路经过开关或继电器触点时，因为在触点断开时触点两端已不是等电位，所以应给予不同的标号。回路标号一般由3位或3位以下的数字组成。当需要标明回路的相别和其他特征时，可在数字前加上必要的文字符号。对于不同用途的回路规定了标号数字的范围。直流回路、交流回路标号细则（略）不完全如此（3）二次电路安装图是供二次电路安装时使用的。安装图包括屏面布置图、盘后接线图和端子排图等。相对标号法：在本端子的端子处标记远端（对侧）所连接的端子的号。如甲、乙两个端子用导线连接，在甲端子旁标上乙端子的号，在乙端子旁标上甲端子的号。如有两个标号，说明该端子有两个连接对象。屏面布置图表示各元件在盘面布置的位置。盘后接线图以展开图为依据绘制成的接线图，图中各元件的编号和展开图相同。它标明了屏上各个设备的图形符号、顺序编号以及各个设备引出端子之间的连接情况和设备与端子排之间的连接情况。盘后接线图的特点：展开图阅读起来方便简单；盘后接线图的阅读却比较烦琐，但是这种图方便设备的安装，安装工对照盘后接线图逐条配线，不易出错，是变配电所安装调试和查找故障的必备图纸。二次展开图盘后接线图屏面布置图端子排图端子是用以连接器件和外部导线的导电件。屏内设备与屏外设备之间的连接是通过端子和电缆来实现的。许多端子组合在一起构成端子排，多数采用垂直布置方式，少数采用水平布置。应经过端子排连接的回路①屏内设备与屏外设备的连接、同一屏上各安装单位之间的连接以及为节省控制电缆需要经本屏转接的转接回路等，均应经过端子排。②屏内设备与直接接在小母线上的设备（如熔断器、电阻、隔离开关等）的连接一般经过端子排。③各安装单位主要保护的正电源一般经过端子排，其负电源应在屏内设备之间接成环形，环的两端分别接到端子排。其他回路一般在屏内连接。电流回路应经过试验端子。预告信号及事故信号回路和其他需要断开的回路，一般经过特殊端子或试验端子。端子排的布置端子排的配置应满足运行、检修，调试的要求，并尽可能与屏上设备的位置相对应。每一个安装单位应有独立的端子排。垂直布置时，由上而下。水平布置时，由左至右按下列回路分组顺序地排列：①交流电压回路，按每组电压互感器分组，同一保护方式的电压回路一般排在一起。其中又按数字大小由上而下排列，再按A、B、C、N排列。②交流电流回路，按每组电流互感器分组，同一保护方式的电流回路一般排在一起，其中又按数字大小排列，再按排A、B、C、N排列。③信号回路，按预告、位置、事故信号分组。④控制回路，按各组熔断器分组。每组里面先排正极性回路，由小到大；再排负极性回路，由大到小。⑤转接回路，先排本安装单位前转接端子，再排别的安装单位的转接端子。⑥每一安装单位的端子排应编有顺序号，并应尽量在最后留2-5个端子作为备用。当端子数量足够时，各组端子排之间也宜留有1-2个备用端子。在端子排两端应有终端端子。高压开关控制方式1．控制方式（对应控制不同方式切换开关位置）（1）就地控制：在一次电气设备安装地点进行直接控制。这种方式主要用于设备检修和试验或远方控制失效时使用。（2）距离控制：在主控制室内对变电所的一次电气设备集中进行控制；监测仪表和开关位置信号、中央信号及继电保护装置等也都配置在主控室，便于监视和管理。控制地点与断路器所处的地点距离不远（一般相隔数十米，都在变电所内），通过控制电缆连接来实现控制。（3）远动控制：又称为遥控，在远离变电所的调度端对变电所的电气设备进行控制。实现远动化的供电系统，多是远动控制与距离控制的功能都具备。3高压开关控制与信号系统3.12．对控制电路的基本要求断路器控制电路通常需要满足以下要求：（1）可以进行正常的分、合闸操作控制。（2）正常分、合闸完毕，给出相应的指示信号。（3）不能完成正常分、合闸操作应给出相应的指示信号。（4）正常分、合闸完毕自动切断分、合闸回路。（5）事故时可以自动分闸，并给出事故音响和闪光信号。（6）具备必要的闭锁措施，防止断路器“跳跃”。控制开关要实现对高压断路器的控制，需要配备操动机构。在操动机构中均设有合闸机构、维持机构和跳闸机构。1．控制开关的作用与表示方法操动机构的动作需要由控制电路对其进行控制，而控制开关是控制电路的主要控制元件。控制开关是实现变电所断路器距离控制的操作元件。控制开关由运行人员直接操作，发出合、分闸命令脉冲，使断路器、隔离开关合、分闸，实现对断路器、隔离开关的控制。3.2牵引变电所中广泛采用LW2-W2.2／F6型控制开关，如图5-13所示。控制开关操作转换过程有三个位置，即“合位”、“分位”、“零位”(中间竖直位置)。控制开关手柄平时处于“零位”，将控制开关手柄沿顺时针方向旋转45°达到“合位”时，SA1-3接点闭合，发出合闸命令脉冲。由于控制开关的合闸位是个不固定位置，当操作完毕后控制开关手柄在弹簧力的作用下，自动返回中间“零”位，SA1-3接点断开。分闸操作时，将控制开关手柄沿逆时针旋转45°，SA2-4接点闭合；操作人员手松开后，控制开关手柄自动恢复到中间零位，SA2-4接点断开。在展开图中为了看图方便，将控制开关的3个位置用3条虚线表示。中间的虚线表示零位置，左侧的虚线代表分位置(T)，右侧的虚线代表合位置(C)，并以小黑点表示接点的接通状态。即虚线上有黑点者表示开关转到此位置时该接点接通，反之不接通。(1)LW2型控制开关结构LW2型万能转换开关LW2－Z-1a.4.6a.40/F8开关接点图表跳合”表示接通，“-”表示断开。注：“表8-1LW2-Z-la*4*6a*40*20*20/F8型控制开关的触点图表2423222120191817161514131211109786534212422-2221-2321-2018-1817-1719-1316-1514-1314-1011-129-109-76-85-42-31-2020406a4laF8跳闸预备跳闸合闸后合闸预备合闸跳闸后位置触点号手柄和触点盒型式的接线图的样式和触点盒（背面）在跳闸后位置的手柄(正面)牵引变电所馈出线控制及信号电路图5—19～图5—20是某牵引变电所的馈出线控制电路图