第六章-供电系统的二次接线课件

工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第六章第六章供电系统的二次接线供电系统的二次接线第一节第一节概述概述第二节第二节操作电源操作电源第三节第三节电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视（重点）第四节第四节高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制和信号回路（重点/难点）第五节第五节中央信号装置中央信号装置1工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第一节第一节概述概述供供电电系系统统的的二二次次接接线线是是指指用用来来对对一一次次接接线线的的运运行行进进行行控控制制、监测监测、指示指示和和保护保护的电路，亦称二次回路。的电路，亦称二次回路。分分原原理理电电路路图图和和安安装装接接线线图图(包包括括屏屏背背面面接接线线图图、端端子子接接线线图等）。图等）。二二次次回回路路按按其其功功能能分分有有：操操作作电电源源回回路路、电电气气测测量量回回路路与与绝绝缘缘监监视视装装置置、高高压压断断路路器器的的控控制制和和信信号号回回路路、中中央央信信号号装置、继电保护回路以及自动化装置等。装置、继电保护回路以及自动化装置等。二次回路按二次回路按电源性质电源性质分分直流回路直流回路交流回路交流回路交流电流回路：交流电流回路：由电流互感器供电由电流互感器供电交流电压回路：交流电压回路：由电压互感器供电由电压互感器供电 一、二次接线概念一、二次接线概念 二、二次接线图分类二、二次接线图分类 2续上页续上页端子端子接线图接线图原理电路图原理电路图屏背面接线图屏背面接线图3工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第二节第二节操作电源操作电源作用：作用：正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸；正常运行时操作电源应能保证断路器的合闸和跳闸；事事故故状状态态下下，在在母母线线电电压压降降低低甚甚至至消消失失时时，操操作作电电源源应能保证继电保护系统可靠地工作。应能保证继电保护系统可靠地工作。性质：直流（可靠性高）性质：直流（可靠性高）交流（可靠性不高）交流（可靠性不高）操操作作电电源源是是供供高高压压断断路路器器控控制制回回路路、继继电电保保护护回回路路、信信号号回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。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。要求：操作电源应充分可靠，容量足够并具有独立性。4目目前前在在较较重重要要的的中中、大大型型变变配配电电所所选选用用的的直直流流操操作作电电源源大大多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。二、直流操作电源二、直流操作电源充电模块充电模块监控模块监控模块直流馈电柜直流馈电柜交流配电单元交流配电单元电池室电池室绝缘监测模块绝缘监测模块小型分屏柜小型分屏柜小型一体柜小型一体柜5续上页续上页高频开关直流电源原理框图高频开关直流电源原理框图6续上页续上页一一种种直直流流电电源源系系统统图图7三、交流操作电源三、交流操作电源小小型型10kV配配变变电电所所一一般般选选用用交交流流操操作作电电源源，可可以以从所用变压器或电压互感器取得从所用变压器或电压互感器取得220V电压源。电压源。转换开关转换开关中间变压器中间变压器电压继电器电压继电器8续上页续上页用用电电压压互互感感器器作作交交流流操操作作电电源源，可可靠靠性性差差，只只能能作作为为断断路路器器正正常常跳跳合合闸闸以以及及油油浸浸式式变变压压器器瓦瓦斯斯保保护护或或干干式式变变压压器器温温度度保保护的工作电源。护的工作电源。去分流跳闸方式去分流跳闸方式过电流保护的操作方式：过电流保护的操作方式：采采用用电电流流互互感感器器作作为为操操作作电电源源，作作用用于于电电流流脱脱扣扣器器跳闸。跳闸。采采用用整整流流储储能能装装置置，将将电电流流转转换换成成电电压压，作作用用于于电电压压脱扣器，脱扣器，使断路器跳闸。使断路器跳闸。采采用用不不间间断断电电源源UPS。作作用用于于电电压压脱脱扣扣器器跳跳闸闸，使使断断路器跳闸路器跳闸。9工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第三节第三节 电气测量回路与绝缘监视电气测量回路与绝缘监视任务：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，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。保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行。要求：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。观测，经济耐用等。一、电气测量回路一、电气测量回路（一）电气测量的任务与要求（一）电气测量的任务与要求（二）电气测量仪表的配置（二）电气测量仪表的配置 供电系统变配电装置中的各供电系统变配电装置中的各部分仪表部分仪表按规定要求配置。按规定要求配置。10续上页续上页（三）电气测量回路（三）电气测量回路示例示例10kV线路电气测量原理电路图线路电气测量原理电路图电能表接线电能表接线11续上页续上页380V电源进线回路电气测量原理电路图。电源进线回路电气测量原理电路图。12续上页续上页 基基于于先先进进的的数数字字信信号号处处理理和和单单片片机机技技术术的的新新型型数数字字式式智智能能表表，集集测测量量、显显示示、报报警警输输出出、参参数数设设置置和和数数据据存存储储为为一一体体，已逐步在重要的变配电所及其自动化工程中得到应用。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。下图是多功能综合数字式智能表的测量原理电路图。13二、交流系统的绝缘监视二、交流系统的绝缘监视 利用一次系统接地后出现的利用一次系统接地后出现的零序电压零序电压给出信号或跳闸。给出信号或跳闸。14工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第四节第四节 高压断路器的控制和高压断路器的控制和 信号回路信号回路高高压压断断路路器器的的控控制制回回路路是是指指用用控控制制开开关关或或遥遥控控命命令令操操作作断断路器跳、合闸的回路。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。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。用来显示断路器在事故情况下的工作状态。在在系系统统出出现现不不正正常常状状态态时时或或在在故故障障初初期期发发出的报警信号。出的报警信号。信号按信号按用途分用途分位置信号：位置信号：事故信号：事故信号：预告信号：预告信号：断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。断路器的控制和信号回路要满足一定的基本要求。一、概述一、概述 15二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路二、采用灯光监视就地操作的断路器控制与信号回路 LW12型万能转换开关型万能转换开关 控制开关是开关柜就地控制断路器跳、合闸的操作元件。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：这种控制开关有六个位置：两个预备操作位置（两个预备操作位置（“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”）；）；两个操作位置（两个操作位置（“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”）；）；两个固定位置（两个固定位置（“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”）。）。LW2型万能转换开关型万能转换开关16续上页续上页LW1216D/49.4636.6开关接点图表开关接点图表触点号触点号1234567891011121314151617181920手手柄柄位位置置跳跳闸闸后后预备预备合闸合闸合合闸闸合合闸闸后后预备预备跳闸跳闸跳跳闸闸17续上页续上页断路器控制与信号回路分析：断路器控制与信号回路分析：1.手动储能合闸手动储能合闸采用弹簧采用弹簧操动机构操动机构的断的断路器在首次合路器在首次合闸前需先储足闸前需先储足能量。能量。按钮旋钮指示灯按钮旋钮指示灯行程开关行程开关341218续上页续上页储足储足能量能量后，后，就可就可进行进行合闸合闸操作操作。341219续上页续上页2.手动跳闸手动跳闸341220续上页续上页3.自动跳闸自动跳闸341221续上页续上页断路器自动跳闸后，而控制开关断路器自动跳闸后，而控制开关SA仍处仍处于于“合闸后合闸后”位置，这种情况称为位置，这种情况称为“不对应不对应”关系。关系。事故跳闸信号回路接通，使中央信号装置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。发出事故音响信号。事故信号的解除：事故信号的解除：将将SA转至转至“预备跳闸预备跳闸”“跳闸跳闸”“跳闸后跳闸后”位，使其与断路器恢复对应关系。位，使其与断路器恢复对应关系。4.电气防跳电气防跳利用利用SA的的闭锁触点闭锁触点。341222三、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路三、采用微机远方监控的断路器控制和信号回路 远方远方就地就地防误操作防误操作联锁触点联锁触点合位继电器合位继电器合保继电器合保继电器跳保继电器跳保继电器跳位继电器跳位继电器23续上页续上页24工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅第五节第五节 中央信号装置中央信号装置 对中央事故信号装置的要求是对中央事故信号装置的要求是：在在任任一一断断路路器器事事故故跳跳闸闸时时，能能瞬瞬时时发发出出音音响响信信号号(电电笛笛)，并并在在控控制制屏屏或或配配电电装装置置上上有有表表示示事事故故跳跳闸闸的的具具体体断断路路器器位位置置的的灯光指示信号。灯光指示信号。中央信号中央信号:事故信号和预告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有能重复动作和不能重复动作两种,并能手动或自动复归。并能手动或自动复归。对中央预告信号装置的要求是对中央预告信号装置的要求是：当当供供电电系系统统发发生生故故障障和和不不正正常常工工作作状状态态但但不不需需立立即即跳跳闸闸的的情情况况时时，应应及及时时发发出出音音响响信信号号（电电铃铃），并并有有显显示示故故障障性性质质和和地点的指示信号（光字牌指示）。地点的指示信号（光字牌指示）。25续上页续上页 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。绘在一起列于图右。26续上页续上页 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。分析其工作原理，将配电装置的预告信号回路列于图右。27工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅本章小结本章小结 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；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最后简要介绍了中央信号装置。本章重点：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。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：本章难点：高压断路器的控制和信号回路。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；教学基本要求：了解变配电所常用操作电源、中央信号装置；理解供电理解供电系统的典型二次接线；灵活运用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及以下变配电所二次接线的设计。28工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅 思考题与习题解答提示思考题与习题解答提示6-1提示：参见提示：参见教材教材P133。6-2提示：参见提示：参见教材教材P132P136。6-3提示：参见提示：参见教材教材P136P137。6-4提示：参见提示：参见教材教材P139。6-5提示：参见提示：参见教材教材P140。6-6提示：参见教材提示：参见教材P140和和P144。6-7提示：提示：参照教材参照教材P141P142和和P144。6-8提示：提示：参照教材参照教材146。29工程电磁场工程电磁场北北北北 京京京京 印印印印 刷刷刷刷 学学学学 院院院院 杨杨杨杨 梅梅梅梅自自 测测 题题 一、填空题一、填空题1变变电所的信号装置按用途可分为电所的信号装置按用途可分为 、三种。三种。2二次接线按功能分有操作电源回路二次接线按功能分有操作电源回路 、以及自动化装置等。以及自动化装置等。3.小型变电所交流操作电源可从小型变电所交流操作电源可从 取得，但其可靠性受一取得，但其可靠性受一次系统影响，一般不能直接作为次系统影响，一般不能直接作为 保护的电源，对这种保护通常采保护的电源，对这种保护通常采用用 操作方式。操作方式。二、简答题二、简答题 1 1什么是操作电源？对其有何要求？什么是操作电源？对其有何要求？什么是操作电源？对其有何要求？什么是操作电源？对其有何要求？2.什么是二次接线？与一次接线什么是二次接线？与一次接线有何联系？有何联系？有何联系？有何联系？三、分析题三、分析题 试分析教材图试分析教材图6-7所示断路器控制和信号回路的工作原理。所示断路器控制和信号回路的工作原理。30接线端子接线端子31电压继电器电压继电器电磁式电压继电器实物图片电磁式电压继电器实物图片文字符号：文字符号：KV图形符号：图形符号：测量线圈测量线圈动作动作触点触点常开常开触点触点常闭常闭触点触点电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁动静触点动静触点32中间变压器中间变压器文字符号：文字符号：TI图形符号：图形符号：33转换开关转换开关旋转手柄旋转手柄触点盒触点盒文字符号：文字符号：SA图形符号：图形符号：34测量仪表测量仪表单相电子式多费率单相电子式多费率电能表电能表三相电子式多费率三相电子式多费率电能表电能表普通机械表普通机械表多功能数字表多功能数字表35UPS目前市场上的目前市场上的UPS应用较多的为在线式，应用较多的为在线式，其其单机功率一般为单机功率一般为0.7kVA1500kVA。36电能表接线电能表接线三相两元件有功电能表三相两元件有功电能表三相两元件无功电能表三相两元件无功电能表37数字式智能表数字式智能表三相电子式多功能电能表三相电子式多功能电能表三相数字式多功能仪表三相数字式多功能仪表38中性点不接地的电力系统一相（如中性点不接地的电力系统一相（如C C相）接地时：相）接地时：一次系统的零序电压一次系统的零序电压电源电源负荷负荷C中中性性点点对对地地电电压压上上升升为为相相电电压压，非非故故障障相相对对地地电电压压上上升升为为线电压，因此，电气设备对地绝缘应按线电压考虑。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以继续运行。但不能长期运行，以免故障扩大。但不能长期运行，以免故障扩大。出现零序电压出现零序电压39按钮旋钮指示灯按钮旋钮指示灯指示灯指示灯按钮、旋钮按钮、旋钮40行程开关等行程开关等微动开关微动开关行程开关行程开关行程开关等行程开关等限位开关限位开关41弹簧操动机构弹簧操动机构航空插头航空插头智能控制器智能控制器手动储能轴手动储能轴合闸按钮合闸按钮分闸按钮分闸按钮分合闸指示分合闸指示二次插件二次插件弹簧操动机构弹簧操动机构辅助开关辅助开关航空插头航空插头航空插头航空插头手动储能轴手动储能轴合闸按钮合闸按钮分闸按钮分闸按钮分合闸指示分合闸指示计数器计数器储能指示储能指示断路器断路器底盘车底盘车采用弹簧操动机构采用弹簧操动机构的断路器是利用合闸前的断路器是利用合闸前弹簧储足的能量，克服弹簧储足的能量，克服分闸弹簧的反作用力来分闸弹簧的反作用力来合闸。合闸。42