供电第七章.ppt

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第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置本章主要内容：

二次回路概念及其操作电源第一节二次回路及其操作电源二次回路的安装接线及接线图的绘制。

高压断路器的控制与信号回路常用的电测量仪表和绝缘监视装置线路自动重合闸和备用电源自动投入装置一、概述二次回路（即二次电路）：

是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。

按电源性质分：

直流回路、交流回路按用途分：

断路器控制（操作）回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。

二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。

因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。

二、直流操作电源

（一）由蓄电池组供电的直流操作电源1铅酸蓄电池采用铅酸蓄电池组作操作电源，工作可靠；但由于它充电时要排出氢和氧的混合气体，有爆炸危险，而且随着气体带出硫酸蒸气，有强腐蚀性，一般工厂供电系统中不予采用。

2镉镍蓄电池采用镉镍蓄电池组作操作电源，除了工作可靠外，还有其大电流放电性能好，比功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间来装设，应用比较普遍。

（二）由整流装置供电的直流操作电源1硅整流电容储能式直流电源单独采用硅整流器来作直流操作电源，在交流供电系统电压降低或电压消失时，将严重影响直流系统的正常工作，因此宜采用有电容储能的硅整流电源，在交流供电系统电压降低或消失时，由储能电容器对继电保护和跳闸回路供电，使其正常动作，如下图所示。

C1、C2储能电容器,WC控制小母线,WF闪光信号小母线,WO合闸小母线。

硅整流器U1主要用作断路器合闸电源，并可向控制、信号和保护回路供电。

硅整流器U2的容量较小，仅向控制、信号和保护回路供电（由二极管VD1、VD2、VD3起作用）。

2复式整流的直流操作电源复式整流是指提供直流操作电压的整流装置有两个：

电压源由变压器或电压互感器供电，经硅整流器供电给控制等二次回路；电流源由电流互感器及硅整流器供电给控制等二次回路。

当稳压要求较高时装设铁磁谐振稳压器三、交流操作电源对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，所有保护继电器、控制设备、信号装置及其他二次元件均应采用交流型式。

采用交流操作电源，可使二次回路简化，投资减少，维护方便，但是它不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。

交流操作电源广泛用于中小工厂变配电所中断路器采用手动操作或弹簧操作及继电保护采用交流操作的场合。

复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统在正常和短路故障情况下直流系统均能可靠地供电。

与上述电容储能式相比，复式整流装置的输出功率更大，电压稳定性更好。

第二节高压断路器的控制和信号回路高压断路器控制回路：

指控制（操作）高压断路器分、合闸的回路。

电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。

信号回路：

指示一次电路设备运行状态的二次回路。

按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。

断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。

一般是红灯（符号RD）亮，表示断路器在合闸位置；绿灯（符号GN）亮，表示断路器在分闸位置。

事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。

一般是红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。

此外还有事故音响信号和光字牌等。

预告信号是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。

值班员可根据预告信号及时处理。

一、采用手动操作机构的断路器控制和信号回路WC控制小母线,WS信号小母线,R1、R2限流电阻，QM手动操作机构辅助触点（具体过程见下页）对控制回路的一般要求对控制回路的一般要求n断路器的控制回路必须完整，可靠，因此应满足以下要求：

断路器的控制回路必须完整，可靠，因此应满足以下要求：

n

（1）

（1）断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电来设计的，断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电来设计的，操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。

操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。

n

（2）

（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。

自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。

n（3）（3）控制回路应具有反映断路器位置的信号。

一般采用灯光信号。

控制回路应具有反映断路器位置的信号。

一般采用灯光信号。

n（4）（4）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。

对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。

n（5）（5）具有防止断路器多次合、跳闸的具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳防跳”装置。

装置。

n控制回路的接线方式较多，按监视方式可分为灯光监视的控制回控制回路的接线方式较多，按监视方式可分为灯光监视的控制回路与音响监视的控制回路。

前者多用于小型变电所，而后者常用路与音响监视的控制回路。

前者多用于小型变电所，而后者常用于大、中型变电所。

于大、中型变电所。

合闸时，推上操作机构手柄使断路器合闸。

这时断路器的辅助触点QF34闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸。

由于该回路有限流电阻R2，跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会动作。

红灯RD亮，还表明跳闸回路及控制回路的熔断器FU1、FU2是完好的，即红灯RD同时起着监视跳闸回路完好性的作用。

分闸时，扳下操作机构手柄使断路器分闸。

断路器的辅助触点QF34断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF12闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸。

绿灯GN亮，还表明控制回路的熔断器FU1、FU2是完好韵，即绿灯GN同时起着监视控制回路完好性的作用。

在断路器正常操作分、合闸时，由于操作机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF56都是同时切换的，总是一开一合，所以事故信号回路总是不通的，不会错误地发出事故信号。

当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR的回路（QF34原已闭合），使断路器跳闸。

随后QF34断开，使红灯RD灭，并切断YR的跳闸电源。

与此同时，QF12闭合，使绿灯GN亮。

这时操作机构的操作手柄虽然仍在合闸位置，但其黄色指示牌掉落，表示断路器自动跳闸。

同时事故信号回路接通，发出音响和灯光信号。

这事故信号回路是按“不对应原理”接线的，由于操作手柄仍在合闸位置，其辅助触点QM闭合，而断路器已事故跳闸，其辅助触点QF56也返回闭合，因此事故信号回路接通。

当值班员得知事故跳闸信号后，可将操作手柄扳下至分闸位置，这时黄色指示牌随之返回，事故信号也随之解除。

控制回路中分别与指示灯GN和RD串联的电阻R1和R2，主要用来防止指示灯灯座短路时造成控制回路短路或断路器误跳闸。

二、采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路电磁操作回路的控制开关采用双向自复式并具有保持触点的LW5型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置（0o）。

顺时针扳转45o，为合闸（ON）操作，手松开即自动返回（复位），保持合闸状态。

反时针扳转45o，为分闸（OFF）操作，手松开也自动返回，保持分闸状态。

图中虚线上打黑点（）的触点，表示在此位置时该触点接通；而虚线上标出的箭头（），表示控制开关手柄自动返回的方向。

WC控制小母线,WL灯光信号小母线,WF闪光信号小母线,WS信号小母线,WAS信号音响小母线,WO合闸小母线合闸时，将控制开关SA手柄顺时针扳转45o，这时其触点SA12接通，合闸接触器KO通电（其中QF12原已闭合），其主触点闭合，使电磁合闸线圈YO通电，断路器合闸。

合闸后，控制开关SA自动返回，其触点SA12断开，切断合闸回路，同时QF34闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸线圈YR回路的完好性。

分闸时，将控制开关SA手柄反时针扳转45o，这时其触点SA78接通，跳闸线圈YR通电（其中QF34原已闭合），使断路器QF分闸。

分闸后，控制开关SA自动返回，其触点SA78断开，断路器辅助触点QF34也断开，切断跳闸回路，同时触点SA34闭合，QF12也闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸，并监视着合闸线圈KO回路的完好性。

由于红、绿指示灯兼起监视分、合闸回路完好性的作用，长时间运行，因此耗能较多。

为了减少操作电源中储能电容器能量的过多消耗，因此另设灯光指示小母线WL（+），专用来接入红、绿指示灯。

储能电容器的电能只给控制小母线WC供电。

当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路（其中QF34原已闭合），使断路器自动跳闸。

随后QF34断开，使红灯RD灭，并切断跳闸回路，同时QF12闭合，而SA在合闸位置，其触点SA56也闭合，从而接通闪光电源WF（+），使绿灯GN闪光，表示断路器自动跳闸。

由于断路器自动跳闸，SA在合闸位置，其触点SA910闭合，而断路器已跳闸，其触点QF56也闭合，因此事故音响信号回路接通，又发出音响信号。

当值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关SA的操作手柄扳向分闸位置（反时针扳转45o后松开），使SA的触点与OF的辅助触点恢复“对应”关系，全部事故信号立即解除。

信号电路n在变电所装设的中央信号装置，主要用来示警和显示电气设备的工作状态，以便运行人员及时了解，采取措施中央信号装置按形式分为：

n灯光信号表明不正常工作状态的性质地点，装设在各控制屏上的信号灯和光字牌，表明各种电气设备的情况；n音响信号在于引起运行人员的注意，通过蜂鸣器和警铃的声响来实现，设置在控制室内全所共用的音响信号，称为中央音响信号装置。

第三节央信号装置n中央信号装置按用途分为n事故信号供电系统在运行中发生了某种故障而使继电保护动作。

如高压断路器因线路发生短路而自动跳闸后给出的信号即为事故信号。

n预告信号供电系统运行中发生了某种异常情况，但并不要求系统中断运行，只要求给出指示信号，通知值班人员及时处理即可。

如变压器保护装置发出的变压器过负荷信号即为预告信号。

n位置信号指示电气设备的工作状态，如断路器的合闸指示灯、跳闸指示灯均为位置信号。

事故信号事故信号n事故信号表示供电系统在运行中发生了某种事事故信号表示供电系统在运行中发生了某种事故而使继电保护动作，同时发出灯光和音响信故而使继电保护动作，同时发出灯光和音响信号，蜂鸣器号，蜂鸣器（电笛电笛）发出声音，相应的光字牌变发出声音，相应的光字牌变亮，显示文字告知事故的性质、类别及发生事亮，显示文字告知事故的性质、类别及发生事故的设备。

图故的设备。

图是由是由ZCZC2323型冲击继电器构成的型冲击继电器构成的中央复归且能重复动作的事故音响信号装置回中央复归且能重复动作的事故音响信号装置回路图。

图中路图。

图中KUKU为冲击继电器，其中包括干簧继为冲击继电器，其中包括干簧继电器电器KRKR，中间继电器，中间继电器KMKM，脉冲变流器，脉冲变流器TATA。

WS信号小母线信号小母线WAS事故音响信事故音响信号小母线号小母线SA控制开关控制开关SB1试验按钮试验按钮SB2音响解除按钮音响解除按钮KU冲击继电器冲击继电器KR干簧继电器干簧继电器KM中间继电器中间继电器KT时间继电器时间继电器TA脉冲变流器脉冲变流器当某台继电器当某台继电器（如如QF1）事故跳闸时，因其辅助触点与控制开关事故跳闸时，因其辅助触点与控制开关（SA1）不对应，而使事故音响信号小母线不对应，而使事故音响信号小母线WAS与信号小母线与信号小母线WS（-）接通，接通，从而使脉冲变流器从而使脉冲变流器TA的一次侧电流突增，其二次侧感应电动势使干簧继电的一次侧电流突增，其二次侧感应电动势使干簧继电器器KR动作。

动作。

KR的常开触点闭合，使中间继电器的常开触点闭合，使中间继电器KM1动作，其常开触点动作，其常开触点KM1（1-2）闭合，使闭合，使KM1自保持；其常开触点自保持；其常开触点KM1（3-4）闭合，使蜂鸣器闭合，使蜂鸣器（电笛电笛）发出音响信号；同时发