供配电技术第7章_供电系统的二次回路

第七章供配电系统的二次回路第一节概述第二节操作电源第三节电气测量回路与绝缘监视（重点）第四节高压断路器的控制和信号回路（重点/难点）第五节中央信号装置第一节概述供电系统的二次接线是指用来对一次接线的运行进行控制、监测、指示和保护的电路，亦称二次回路。分原理电路图和安装接线图(包括屏背面接线图、端子接线图等）。二次回路按其功能分有：操作电源回路、电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路、中央信号装置、继电保护回路以及自动化装置等。一、二次接线概念二、二次接线图分类续上页端子接线图原理电路图屏背面接线图第二节操作电源作用：正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸；事故状态下，在母线电压降低甚至消失时，操作电源应能保证继电保护系统可靠地工作。性质：直流（可靠性高）交流（可靠性不高）操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。一、操作电源概念要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。二、直流操作电源续上页高频开关直流电源原理框图续上页一种直流电源系统图三、交流操作电源小型10kV配变电所一般选用交流操作电源，可以从所用变压器或电压互感器取得220V电压源。转换开关中间变压器电压继电器*续上页用电压互感器作交流操作电源，可靠性差，只能作为断路器正常跳合闸以及油浸式变压器瓦斯保护或干式变压器温度保护的工作电源。过电流保护的操作方式：①采用电流互感器作为操作电源，作用于电流脱扣器跳闸。②采用整流储能装置，将电流转换成电压，作用于电压脱扣器，使断路器跳闸。③采用不间断电源UPS。作用于电压脱扣器跳闸，使断路器跳闸。第三节电气测量回路与绝缘监视任务：监视供电系统的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。要求：对电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于观测，经济耐用等。一、电气测量回路（一）电气测量的任务与要求（二）电气测量仪表的配置供电系统变配电装置中的各部分仪表按规定要求配置。续上页（三）电气测量回路示例10kV线路电气测量原理电路图电能表接线续上页380V电源进线回路电气测量原理电路图。续上页基于先进的数字信号处理和单片机技术的新型数字式智能表，集测量、显示、报警输出、参数设置和数据存储为一体，已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。二、交流系统的绝缘监视利用一次系统接地后出现的零序电压给出信号或跳闸。第四节高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制回路是指用控制开关或遥控命令操作断路器跳、合闸的回路。信号回路是用来指示一次系统设备运行状态的二次回路。用来显示断路器正常工作的位置状态。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。在系统出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。一、概述二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。这种控制开关有六个位置：两个预备操作位置（“预备合闸”和“预备跳闸”）；两个操作位置（“合闸”和“跳闸”）；两个固定位置（“合闸后”和“跳闸后”）。续上页LW12－16D/49.4636.6开关接点图表续上页断路器控制与信号回路分析：1.手动储能合闸采用弹簧操动机构的断路器在首次合闸前需先储足能量。按钮旋钮指示灯行程开关续上页储足能量后，就可进行合闸操作。续上页2.手动跳闸续上页3.自动跳闸续上页断路器自动跳闸后，而控制开关SA仍处于“合闸后”位置，这种情况称为“不对应”关系。事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置发出事故音响信号。事故信号的解除：将SA转至“预备跳闸”→“跳闸”→“跳闸后”位，使其与断路器恢复对应关系。4.电气防跳利用SA的闭锁触点。三、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路远方就地防误操作联锁触点合位继电器合保继电器跳保继电器跳位继电器续上页第五节中央信号装置对中央事故信号装置的要求是：在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号(电笛)，并在控制屏或配电装置上有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。中央信号:事故信号和预告信号有能重复动作和不能重复动作两种,并能手动或自动复归。对中央预告信号装置的要求是：当供电系统发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号（电铃），并有显示故障性质和地点的指示信号（光字牌指示）。续上页下图是不能重复动作的中央事故信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将变配电所的所有断路器事故跳闸信号回路绘在一起列于图右。续上页下图是不能重复动作的中央预告信号装置回路图，为便于分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。 一、电源自动切换装置第六节微机自动控制装置 （一）电源自动投入装置的作用与类型 工作电源与备用电源的接线方式可分为两大类： 明备用:指在正常时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时才投入工作。 暗备用:指在正常时，两电源都投入，互为备用。作用：用于两路及以上电源进线的变配电所中，提高供电可靠性。微机备用电源自动投入装置（自动切换装置automaticswitchingequipment；ASE）。 在正常情况下，QA1闭合，QA2断开，负荷由工作电源供电。 当工作电源故障时，ASE动作，将QA1断开，切除故障电源，然后将QA2闭合，使备用电源投入工作，恢复供电。 正常情况下，QA1,QA2闭合，QA3断开，两个电源分别向两段母线供电。 若电源A(B)发生故障，ASE动作，将QF1 (QA2)断开，随即将QA3闭合，此时全部负荷均由B(A)电源供电。 （二）对备用电源自动投入装置的基本要求 应保证在工作电源断开后投入备用电源。 工作电源故障或断路器被错误断开时，自动投入装置应延时动作。 手动断开工作电源、电压互感器二次回路断线和备用电源无电压的情况下，不应起动自动投入装置。 自动投入装置动作后，如备用电源投到故障上，应使保护加速动作并跳闸。 应保证自动投入装置只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障回路中。 自动投入装置中，可设置工作电源的电流闭锁回路。 （三）微机备用电源自动投入装置的原理 微机备用电源自动投入装置的动作逻辑框图 二、自动重合闸装置 （一）概述 运行经验表明，电力系统的故障特别是架空线路上的故障大多是暂时性的，多数能很快地自行消除。因此，采用自动重合闸装置（ARE），迅速恢复供电，从而大大提高供电可靠性。 对于架空线路来说，一次重合成功率可达60％～90％。 （二）对自动重合闸装置的基本要求 自动重合闸装置可由保护装置或断路器控制状态与位置不对应来启动。 手动或通过遥控装置将断路器断开或将断路器合闸投入故障线路上随即由保护跳闸将其断开时，自动重合闸装置均不应动作。 自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸就只应实现重合一次。 当断路器处于不正常状态不允许实现自动重合闸时，应将重合闸装置闭锁。 （三）微机自动重合闸装置的原理 微机三相一次自动重合闸装置的动作逻辑框图 微机自动重合闸装置的加速段保护逻辑框图本章小结本章是本课程的重点，也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识。本章首先讲述了供电系统一次接线的概念、变配电所的操作电源；其次重点讨论了电气测量回路与绝缘监视装置、高压断路器的控制和信号回路；最后简要介绍了中央信号装置。本章重点：电气测量回路与绝缘监视、高压断路器的控制和信号回路。本章难点：高压断路器的控制和信号回路。教学基本要求：了解变配电所常用操作电源、中央信号装置；理解供电系统的典型二次接线；灵活运用10kV及以下变配电所二次接线的设计。自测题一、填空题1．变电所的信号装置按用途可分为、、三种。2．二次接线按功能分有操作电源回路、、、以及自动化装置等。3.小型变电所交流操作电源可从取得，但其可靠性受一次系统影响，一般不能直接作为保护的电源，对这种保护通常采用操作方式。二、简答题1．什么是操作电源？对其有何要求？2.什么是二次接线？与一次接线有何联系？三、分析题试分析教材图6-7所示断路器控制和信号回路的工作原理。接线端子电压继电器电磁式电压继电器实物图片电磁线圈及电磁铁动静触点中间变压器转换开关旋转手柄触点盒测量仪表普通机械表UPS目前市场上的UPS应用较多的为在线式，其单机功率一般为0.7kVA～1500kVA。电能表接线三相两元件有功电能表三相两元件无功电能表数字式智能表三相电子式多功能电能表三相数字式多功能仪表中性点不接地的电力系统一相（如C相）接地时：一次系统的零序电压中性点对地电压上升为相电压，非故障相对地电压上升为线电压，因此，电气设备对地绝缘应按线电压考虑。故障后线电压保持不变（见相量图），因而三相电气设备可以继续运行。但不能长期运行，以免故障扩大。出现零序电压按钮旋钮指示灯按钮、旋钮行程开关等微动开关行程开关行程开关等限位开关弹簧操动机构采用弹簧操动机构的断路器是利用合闸前弹簧储足的能量，克服分闸弹簧的反作用力来合闸。*