1、（1-1）,工厂供电,主讲人：游国栋,天津科技大学,（1-2）,第六章 工厂供配电系统的二次接线,教学基本内容：工厂供配电系统二次接线原理图、安装图，断路器的控制回路、中央信号回路，测量回路，操作电源和所用电，二次回路接线图，自动重合闸装置和备用电源自投装置。 重点：工厂供配电系统二次接线原理图、安装图，断路器的控制回路、中央信号回路图。 难点：断路器的控制回路、中央信号回路图。 本章主要教学要求：通过学习应掌握二次接线图的构图原理及读图的基本方法。熟悉断路器的控制回路、中央信号回路和二次回路接线图，了解供电系统的其它二次回路和自动装置。,（1-3）,第一节 二次回路概述 第二节 操作电源 第
2、三节 高压断路器控制回路（*） 第四节 中央信号回路（*） 第五节 测量和绝缘监视回路,（1-4）,第一节 二次回路概述,变电所的二次回路是保障一次回路正确、安全、可靠运行的系统。 二次回路是由二次设备所组成的回路。供配电系统的二次回路包括用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的回路以及操作电源回路等。按功能二次回路可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路和自动化回路、操作电源回路等。,（1-5）,图6-1为供配电系统的二次回路功能示意图。断路器控制回路的主要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，启动信号回
3、路发出声响和灯光信号。,图6-1 二次系统功能示意图,（1-6）,一次接线图 二次接线图1.归总式作图方式：一、二次接线中有关部分在一起。二次设备各元件用整体的图形符号绘制，相互联系的电流回路、电压回路、直流回路综合在一起。特点：容易了解各元件间的相互关系和作用。 2.展开式作图方式：根据二次接线的每个独立电源绘制，将每套装置的交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。特点：继电器的线圈和触点分开，分别隶属于不同的回路。,原理接线图 安装图,1.归总式 2.展开式,（1-7）,归总式原理接线图,一次设备： 610kV线路、隔离开关、 断路器和电流互感器。 二次设备： 接于A、C两相上的两只
4、 电流继电器3、4及时间 继电器5和信号继电器6 组成的定时限过流保护 装置和断路器辅助触点7、 跳闸线圈8。动作过程：1）设A相短路，则在LHa的二次侧有短路电流流过，当超过电流继电 器3的动作值时，其线圈带电，常开触点闭合。 2）电流继电器3触点闭合，接通接于时间继电器5线圈所在的直流回路。 同时时间继电器线圈带电。 3）经过一定时限后，时间继电器5的触点延时闭合，并接通了断路器线 圈所在的回路，使得断路器线圈8带电吸合，断路器跳闸。 4）在跳闸的同时，信号继电器6线圈带电吸合，其常开触点闭合，并发 出跳闸信号。,（1-8）,一次设备： 610kV线路、隔离开关、 断路器和电流互感器。 二
5、次设备： 接于A、C两相上的两只电 流继电器1LJ、2LJ及时间 继电器SJ和信号继电器XJ 组成的定时限过流保护装 置和断路器辅助触点DL、 跳闸线圈TQ。动作过程： 1）设线路A相产生过电流，则在交流电路回路中经过电流互感器1LHa的二次线 圈起动电流继电器1LJ的线圈。 2）同时在直流操作回路中1LJ的触点闭合，使时间继电器SJ线圈带电。 3）经一定时限后，SJ的常开触点延时闭合，使信号继电器XJ线圈带电，并通 过断路器DL的辅助触点接通跳闸线圈TQ，跳闸线圈动作使断路器跳闸。 4）在信号继电器XJ的线圈带电起动的同时，接于信号回路XJ的触点闭合，接 通小母线FM和PM。 5）FM接信号
6、正电源，PM经光字牌的信号灯接负电源，给出正面标有“掉牌 未归”的灯光信号。,展开式原理接线图,（1-9）,第二节 操作电源,二次回路的操作电源主要有直流操作电源和交流操作电源两类，直流操作电源有蓄电池和硅整流直流电源两种。交流操作电源有电压互感器、电流互感器和所用电变压器。,（1-10）,6.2.1 直流操作电源 6.2.2 交流操作电源 6.2.3 所用变压器,（1-11）,6.2.1 直流操作电源 1.蓄电池组供电的直流操作电源 在一些大中型变电所中，可采用蓄电池组作直流操作电源。蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。 2. 硅整流直流操作电源 硅整流直流操作电源在变电所应用较广，按断
7、路器的操动机构的要求有电容储能（电磁操动）和电动机储能（弹簧操动）等。,（1-12）,6.2.2 交流操作电源 交流操作电源可有两种途径获得：取自所用电变压器；当保护、控制、信号回路的容量不大时，可取自电流互感器、电压互感器的二次侧。 6.2.3 所用变压器 变电所的用电一般应设置专门的变压器供电，简称所用变。变电所的用电主要有室外照明、室内照明、生活区用电、事故照明、操作电源用电等，上述用电一般都分别设置供电回路，如图6-6a所示。 为保证操作电源的用电可靠性，所用变一般都接在电源的进线处，如图6-6b所示，即使变电所母线或变压器发生故障时，所用变仍能取得电源 。,（1-13）,第三节 高压
8、断路器控制回路,断路器的控制方式，可分为远方控制和就地控制。远方控制就是操作人员在变电所主控制室或单元控制室内通过控制屏上的控制开关对几十至几百米以外的断路器进行跳、合闸控制。就地控制是在断路器附近对断路器进行跳、合闸控制。为了实现对断路器的控制，必须有发出分、合闸命令的控制机构，如控制开关或控制按钮等；执行操作命令的断路器的操动机构；以及传送命令到执行机构的中间传送机构，如继电器、接触器的触点等。由这几部分构成的电路，即为断路器控制回路。,（1-14）,6.3.1高压断路控制回路的要求 6.3.2 电磁操动机构的断路器控制回路,（1-15）,6.3.1高压断路控制回路的要求 断路器控制回路的
9、直接控制对象为断路器的操动（作）机构。操动机构主要有电磁操动机构（CD）、弹簧操动机构（CT）、液压操动机构（CY）等。 对断路器控制回路的基本要求如下： 1.能手动和自动合闸与跳闸； 2.应能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护； 3.断路器操动机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源； 4.应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号； 5.应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施； 6.断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线； 7.对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是
10、否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。,（1-16）,6.3.2 电磁操动机构的断路器控制回路 1.控制开关 控制开关是断路器控制回路的主要控制元件，由运行人员操作使断路器合、跳闸，在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。(1) LW2型控制开关的结构 LW2型控制开关结构如图6-7所示,图 6-7 LW2型控制开关外形结构图,（1-17）,控制开关的手柄和安装面板，安装在控制屏前面，与手柄固定连接的转轴上有数节（层）触点盒，安装于屏后。触点盒的节数（每节内部触点形式不同）和型式可以根据控制回路的要求进行组合。每个触点盒内有四个定触点和一个旋转式动触点，定触点分布在盒的四角，盒外有
11、供接线用的四个引出线端子，动触点处于盒的中心。动触点的型式有两种基本类型，一种是触点片固定在轴上，随轴一起转动，如图6-8a所示，另一种是触点片与轴有一定角度的自由行程，见图6-8b所示，当手柄转动角度在其自由行程内时，可保持在原来位置上不动，自由行程有45、90、135三种。,图6-8 固定与自由行程触头示意图,（1-18）,（2）LW2型控制开关触点图表,表6-1 LW2-Z-1a46a402020/F8型控制开关的触点图表,注：“ ”表示接通，“”表示断开。,控制开关有六个位置，其中“跳闸后”和“合闸后”为固定位置，其它为操作时的过渡位置。有时用字母表示6种位置，“C”表示合闸中，“T”
12、表示跳闸中，“P”表示“预备”，“D”表示“后”。,（1-19）,天津科技大学,2. 断路器控制回路,（1-20）,天津科技大学,（1-21）,天津科技大学,（1-22）,天津科技大学,注意：1. 合闸接触器线圈（HC）吸合的条件是：IIn 2. 断路器辅助触点的变化可以分时段来分析：KK手柄转动到“合闸”位置瞬间，辅助触点仍然保持原来分闸时候的状态（DL1 DL2 ）；当断路器真正合闸后， （DL1 DL2 ）。,（1-23）,变电所的进出线、变压器和母线等都配置继电保护装置或监测装置，保护装置或监测装置动作后都要通过信号系统发出相应的信号提示运行人员。 信号有以下几种类型： 1.事故信号
13、断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（或电笛）发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光，事故类型光字牌亮，指示故障的位置和类型。 2.预告信号 当电气设备出现不正常运行状态时，启动警铃发出声响信号，同时标有故障性质的光字牌点亮，指示不正常运行状态的类型，如变压器过负荷、控制回路断线等。 3.位置信号 位置信号包括断路器位置（如灯光指示或操动机构分合闸位置指示器）和隔离开关位置信号等。 4.指挥信号和联系信号 用于主控制室向其它控制室发出操作命令和控制室之间的联系。 中央信号回路有事故信号回路和预告信号回路。,第四节 中央信号回路,（1-24）,6.4.1对中央信号回路的要求 6.4.2中央事故信号
14、回路 6.4.3中央预告信号回路,（1-25）,6.4.1对中央信号回路的要求 1. 中央事故信号装置应保证在任一断路器事故跳闸后，立即（不延时）发出音响信号和灯光信号或其它指示信号； 2. 中央预告信号装置应保证在任一电路发生故障时，能按要求（瞬时或延时）准确发出音响信号和灯光； 3. 中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。一般事故音响信号电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃； 4. 中央信号装置在发出音响信号后，应能手动或自动复归（解除）音响，而灯光信号及其它指示信号应保持到消除故障为止； 5. 接线应简单、可靠，应能监视信号回路的完好性； 6. 应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进
15、行试验； 7.中央信号一般采用重复动作的信号装置，变配电所主接线比较简单时可采用不重复动作的中央信号装置。,（1-26）,定义： 1.位置信号：控制回路中表示断路器位置状态的灯光信号。 2.中央信号装置：当变电站设备较多时，为了能及时方便地发现事故和异常情况，可集中设立信号装置，这中装置称为中央信号装置。 分类（任务不同）： 中央事故信号装置、中央预告信号装置,（1-27）,6.4.2中央事故信号回路中央事故信号按操作电源分为交流和直流两类。按复归方法，可分为就地复归和中央复归两种。按其能否重复动作分为不重复动作和重复动作两种。,（1-28）,中央事故信号,断路器控制开关：KK手 柄位置图。
16、转换开关：1ZK位置图。 两个位置投入和实验。 报警动作步骤： 跳闸前：DL在“合闸”状 态，KK1-3，19-17闭合。 事故跳闸时：辅助触 点DL1闭合，KK手柄位 置不变，1ZK于“投入” 位置2-3和6-7闭合。电流 经“+XM-KK1-3-KK19-17 -DL1-光子牌GP-1SYM- ZK2-3-ZK6-7-1XMJ-XM 构成通路。 在冲击继电器1XMJ上电流为直流脉冲电流。 动作有：A.1XMJ线圈吸合，触点闭合；B.中间继电器1ZJ线圈吸合，触点闭合；C.蜂鸣器FM带电吸合，发出警报；D.指示灯点亮，显示保护动作性质。,定义：断路器事故跳闸时，能及时发出音响信号并用光子牌显
17、示事故性质的信号。,（1-29）,注意点： 1.1FA复归按钮。 1XMJ为双线圈冲击继电器， 当1FA按下时，其另一线圈 直接从+XM获得电流，从 而复位，触点1XMJ断开， FM失电发生停止，但指示 灯仍然点亮。 2.每一事故信号启动回路都 串有光子牌指示灯，一回路 接通后，第二个事故跳闸回 路又接通，相当于又并联一 电阻，从而使得1XMJ线圈又有脉冲电流流过，重新启动，重复上述动作事故报警。 3.1YA试验按钮。按下1YA脉冲电流从+XM经1R加到脉冲继电器1XMJ上，使得FM发生报警，检查信号回路是否完好。 4.1ZK于试验位置，1-2和3-6闭合，指示灯串联接在回路+XM-ZK1-2
18、-1SYM-GP-ZK5-6-XM，如有一灯损坏，则等全灭。1ZK于投入位置，指示灯并联于电路中点亮，如有一灯损坏，其它指示灯仍然点亮。因此通过1ZK可以检查指示灯是否完好。,（1-30）,6.4.3中央预告信号回路1.中央预告信号是指在供电系统中发生的不正常工作状态情况下发出音响信号。常采用电铃发出声响，并利用灯光和光字牌来显示故障的性质和地点。 2.中央预告信号装置有直流和交流两种，也有不重复动作和重复动作的两种。 3. 其工作原理与中央事故信号回路基本相同。,（1-31）,第五节 测量和绝缘监视回路,供配电系统的测量和绝缘监视回路是二次回路的重要组成部分，电气测量仪表的配置应符合“电气测
19、量仪表装置设计技术规程GBJ63-90”的规定。以满足电气设备安全运行的需要 。,（1-32）,6.5.1测量仪表配置 6.5.2 直流绝缘监视回路,（1-33）,6.5.1测量仪表配置 在电力系统和供配电系统中，进行电气测量的目的有三个： (1) 计费测量,主要计量用电单位的用电量，如有功电度表、无功电度表； (2) 对供电系统中运行状态、技术经济分析所进行的测量，如电压、电流、有功功率、无功功率、及有功电能、无功电能测量等。这些参数通常都需要定时记录； (3) 对交、直流系统的安全状况如绝缘电阻、三相电压是否平衡等进行监测。由于目的不同，对测量仪表的要求也不一样。,（1-34）,6.5.2
20、 直流绝缘监视回路,图6-16 两点接地引起误跳闸的情况,图6-17 直流绝缘监视装置回路接线,（1-35）,1.两点接地的危害 在直流系统中，正、负母线对地是悬空的，当发生一点接地时，并不会引起任何危害，但必须及时消除，否则当另一点接地时，会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作，如图6-16所示，A、B两点接地会造成误跳闸情况。,（1-36）,2.直流绝缘监视装置回路图 图6-17为直流绝缘监视装置原理接线图。它是利用电桥原理进行监测的，正负母线对地绝缘电阻作电桥的两个臂，如图6-17a等效电路所示。正常状态下，直流母线正极和负极的对地绝缘良好，电阻R+和R-相等，继电
21、器KE线圈中只有微小的不平衡电流通过，继电器不动作。当某一极的对地绝缘电阻（R+、R-）下降时，电桥失去平衡，流过继电器KE线圈中的电流增大。当绝缘电阻下降到一定值时，流过继电器KE线圈中的电流增大，继电器KE动作，其常开触点闭合，发出预告信号。在图6-17b中1R=2R=3R=1000。整个装置可分为信号部分和测量部分。,（1-37）,母线电压表转换开关ST有三个位置，不操作时，其手柄在竖直的“母线”位置，接点9-11、2-1和5-8接通，电压表2V可测量正、负母线间电压。若将ST手柄逆时针方向旋转45度，置于“负对地”位置时，ST接点5-8、1-4接通，则2V 接到负极与地之间；若将ST手
22、柄顺时针旋转45度（相对竖直位置）时，ST接点1-2和5-6接通，2V接到正极与地之间。利用转换开关ST和电压表2V，可判别哪一极接地。若两极绝缘良好，则正极对地和负极对地时2V指示0V ，因为电压表2V的线圈没有形成回路，如果正极接地，则正极对地电压为0V，而负极对地指示220V。反之，当负极接地时，情况与之相似。 绝缘监视转换开关1SL也有三个位置，即“信号”、“测量位置1”、“测量位置2”。一般情况下，其手柄置于“信号”位置，1SL的接点5-7和9-11接通，使电阻3R被短接（ST应置于“母线”位置，ST接点9-11接通）。接地信号继电器KSE线圈在电桥的检流计位置上，当母线绝缘电阻下降，造成电桥不平衡，继电器KSE动作，其常开触点闭合，光字牌亮，同时发出音响信号。,（1-38）,结束,天津科技大学,
