电气工程基础第7章1变电所的监控系统和自动装置.ppt

1、电力工程基础第第7章章 变电所的监控系统变电所的监控系统和自动装置和自动装置第第7章章 变电所的监控系统和自动装置变电所的监控系统和自动装置n7.1 变电所的操作电源n7.2 变电所的控制回路n7.3 变电所的信号回路 n7.4 绝缘监察装置和测量仪表n7.5 变电所常用自动装置n7.6 变电站综合自动化简介11/9/202227.1 变电所的操作电源变电所的操作电源 操作电源操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装置以及其它信号回路供电的电源。置以及其它信号回路供电的电源。一、概述一、概述可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。可分为直流操作电

2、源和交流操作电源两大类。二、直流操作电源二、直流操作电源1.由蓄电池供电的直流操作电源由蓄电池供电的直流操作电源F优点：优点：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。F缺点：缺点：需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电设备和蓄电池组，辅助设备多，投资大，运行复杂，维护设备和蓄电池组，辅助设备多，投资大，运行复杂，维护工作量大，可靠性低。工作量大，可靠性低。11/9/202232.由硅整流器供电的操作电源由硅整流器供电的操作电源n硅整流电容储能式直流操作电源（硅整流电容储能式直流操作电源（图图7-1）硅整流器硅整流器U

3、1：采用三相桥式整流。：采用三相桥式整流。硅整流器硅整流器U2：采用单相桥式整流。：采用单相桥式整流。正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，交流电源电压大大降低，利用电容器压大大降低，利用电容器C1和和C2的储能使断路器跳闸。的储能使断路器跳闸。n复式整流装置（复式整流装置（图图7-2）正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故正常运行时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故障电流经过整流作为操作电源。障电流经过整流作为操作电源。整流装置既可由整流装置既可由“电压源电压源”（所用变压器或电压互感器）（所用变压器或电压互感器）

4、供电，也可由供电，也可由“电流源电流源”（电流互感器（电流互感器）供电。）供电。11/9/20224图图7-1 硅整流电容储能式直流操作电源硅整流电容储能式直流操作电源11/9/20225三、交流操作电源三、交流操作电源图图7-2 复式整流装置接线示意图复式整流装置接线示意图直接动作式（见直接动作式（见图图7-3）利用继电器常闭触点去分流跳闸利用继电器常闭触点去分流跳闸线圈方式（线圈方式（图图7-4）图图7-3 直接动作式的交直接动作式的交流操作保护接线图流操作保护接线图图图7-4 去分流跳闸方式的去分流跳闸方式的交流操作保护接线图交流操作保护接线图11/9/20226图图7-5 利用速饱和变

5、流器的利用速饱和变流器的交流操作保护接线图交流操作保护接线图v思考：思考：速饱和变流器与电流互感器的速饱和变流器与电流互感器的区别是什么区别是什么?电流互感器的二次侧不允许开路；速饱电流互感器的二次侧不允许开路；速饱和变流器可以在和变流器可以在开路开路下使用。下使用。Why?v采用速饱和变流器的目的：采用速饱和变流器的目的：当短路时限制流入跳闸线圈的电流；当短路时限制流入跳闸线圈的电流；减小电流互感器的二次负荷阻抗。减小电流互感器的二次负荷阻抗。F优点：优点：投资小、接线简单可靠、运行维护方便。投资小、接线简单可靠、运行维护方便。F缺点：缺点：不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其它二不适用于

6、较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路等。次回路等。利用速饱和变流器的接线方式（利用速饱和变流器的接线方式（图图7-5）v交流操作电源的优缺点：交流操作电源的优缺点：11/9/202277.2 变电所的控制回路变电所的控制回路一、概述一、概述u控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）的传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次的传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行开关设备进行“跳跳”、“合合”闸操作。闸操作。集中控制（远方控制）：集中控制（远方控制）：在控制室内用控制开关对断路器在控制室内用控制开关

7、对断路器进行操作，用于进行操作，用于35kV及以上的变电所中及以上的变电所中。就地控制：就地控制：在各个断路器安装处就地操作，用于在各个断路器安装处就地操作，用于610kV的变电所中。的变电所中。u断路器的控制分为集中控制和就地控制两类：断路器的控制分为集中控制和就地控制两类：11/9/20228u对断路器控制回路的基本要求对断路器控制回路的基本要求既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自动既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳、合闸；装置自动跳、合闸；断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，防止

8、因通电时间过长而烧坏线圈；防止因通电时间过长而烧坏线圈；应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合闸与手动跳、合闸的位置信号；闸与手动跳、合闸的位置信号；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。11/9/20229二、控制开关二、控制开关u控制开关又称为控制开关又称为“万能转换开关万能转换开关”，是电气工作人员对

9、，是电气工作人员对断路器进行分、合闸控制的操作元件。断路器进行分、合闸控制的操作元件。u目前变电所多采用目前变电所多采用LW2型控制开关，它共有六个位置：型控制开关，它共有六个位置：预备操作位置：预备操作位置：“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”操作位置：操作位置：“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”固定位置：固定位置：“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”合闸操作顺序：预备合闸合闸操作顺序：预备合闸合闸合闸合闸后合闸后跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸跳闸跳闸后跳闸后uLW2型控制开关的触点图表型控制开关的触点图表:见见表表7-1。11/9/202210三、灯光监视的断路器控制回

10、路和信号回路三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路图图7-6为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。1.合闸过程合闸过程u手动合闸手动合闸：手动合闸前，断路器：手动合闸前，断路器QF处于跳闸状态，控制处于跳闸状态，控制开关手柄处于开关手柄处于“跳闸后跳闸后”位置，由位置，由表表7-1知，知，SA10-11接通，接通，则则 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。绿灯绿灯HLG亮亮F“预备合闸预备合闸”：由：

11、由表表7-1知，触点知，触点SA9-10与与SA13-14接通，此接通，此时时+WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC绿灯闪光绿灯闪光绿灯闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。绿灯闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。11/9/202211F“合闸合闸”（不松手）：由（不松手）：由表表7-1知，知，SA5-8、SA17-19和和SA16-13接通，则接通，则+WCSA5-8 KLB2 QF1-2KO-WCQF合闸合闸+WCSA16-13HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯红灯HLR亮亮红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表

12、明断路器的跳闸回路是完好的。红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明断路器的跳闸回路是完好的。F松开手柄，松开手柄，SA自动回到自动回到“合闸后合闸后”的位置，红灯继续发光。的位置，红灯继续发光。u自动合闸自动合闸：自动合闸时，：自动合闸时，QF在合闸位置，在合闸位置，SA在在“跳闸后跳闸后”位置，二者不对应，触点位置，二者不对应，触点SA14-15接通，则接通，则 +WFSA14-15HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯闪光红灯闪光控制台上，红灯在闪光，表明断路器是自动合闸的，只有控制台上，红灯在闪光，表明断路器是自动合闸的，只有将将SA手柄转到手柄转到“合闸后合闸后”位置，红灯

13、才变为平光。位置，红灯才变为平光。11/9/2022122.跳闸过程跳闸过程u手动跳闸：手动跳闸：F“预备跳闸预备跳闸”：由：由表表7-1知，触点知，触点SA13-14接通，此时接通，此时+WFSA13-14HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 红灯闪光红灯闪光红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。F“跳闸跳闸”（不松手）：由（不松手）：由表表7-1知，知，SA6-7、SA10-11接通，则接通，则+WCSA6-7KLB（I）QF3-4YR-WC QF跳闸跳闸+WCSA10-11HLGR1Q

14、F1-2KO-WC F松开手柄，松开手柄，SA自动回到自动回到“跳闸后跳闸后”的位置，绿灯继续发光。的位置，绿灯继续发光。绿灯亮绿灯亮11/9/202213u自动跳闸自动跳闸：自动跳闸时，：自动跳闸时，QF在跳闸位置，在跳闸位置，SA在在“合闸后合闸后”位置，二者不对应，触点位置，二者不对应，触点SA9-10接通，则接通，则 +WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC 绿灯闪光绿灯闪光+WSHAR3SA1-3SA19-17QF5-6-WS 发出音发出音响信号响信号 控制台上，绿灯在闪光，事故信号装置发出音响，表明断路器是自动跳闸的。控制台上，绿灯在闪光，事故信号装置发出音响，表明断路器是

15、自动跳闸的。只有将只有将SA手柄转到手柄转到“跳闸后跳闸后”位置，绿灯才变为平光，事故音响信号才停止。位置，绿灯才变为平光，事故音响信号才停止。3.防跳回路防跳回路作用：防止运行人员手动合闸断路器于故障线路上，断路器作用：防止运行人员手动合闸断路器于故障线路上，断路器又被继电保护装置动作于跳闸后，断路器会出现多次连续跳、又被继电保护装置动作于跳闸后，断路器会出现多次连续跳、合闸的跳跃现象。合闸的跳跃现象。11/9/202214图中：图中：lSA：控制开关：控制开关 lHLG：绿灯：绿灯lHLR：红灯：红灯lKLB：防跳继电器：防跳继电器lKM1：自动重合闸：自动重合闸出口中间继电器的常出口中间

16、继电器的常开触点开触点 lKM0：继电保护出：继电保护出口中间继电器的常开口中间继电器的常开触点触点 lHA：蜂鸣器：蜂鸣器右侧右侧“1”、“2”、“3”分别表示操作手分别表示操作手柄在柄在“预备合闸预备合闸”、“合闸合闸”和和“合闸后合闸后”位置位置 左侧左侧“1”、“2”、“3”分别表示操作分别表示操作手柄在手柄在“预备跳闸预备跳闸”、“跳闸跳闸”和和“跳闸后跳闸后”位置位置 11/9/202215四、闪光电源的构成四、闪光电源的构成DX-3型闪光继电器的内部结构与接线如图型闪光继电器的内部结构与接线如图7-7所示。所示。图图7-7 由由DX-3型闪光继电器构成的闪光电源型闪光继电器构成的闪光电源 图中，图中，KF为闪光继电器，其触点时开时闭，使闪光母为闪光继电器，其触点时开时闭，使闪光母线线+WF上呈现断续的正电压；上呈现断续的正电压；SB为试验按钮，按下时闪光为试验按钮，按下时闪光装置动作，白色信号灯装置动作，白色信号灯HLW亮，表示本装置工作正常。亮，表示本装置工作正常。11/9/2022167.3 变电所的信号回路变电所的信号回路一、概述一、概述1信号装置的分类信号装置的分