牽引變電所電氣主接線與配電裝置PPT課件

1、二次設(shè)備電路概述 控制方式 二次接線（電路）圖供電系統(tǒng)中，為保障一次高壓電氣設(shè)備安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)對其操作控制而設(shè)置的控制、信號、監(jiān)測與繼電保護(hù)、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設(shè)備，通常稱為二次設(shè)備。用來表明二次設(shè)備相互聯(lián)接的電氣結(jié)線圖，稱為二次電路圖。一般有三種表達(dá)形式：原理接線圖（歸總式原理圖）展開接線圖（展開式原理圖）安裝接線圖 二次電路圖常用符號：圖形符號、文字符號 控制室第1頁/共32頁控制方式控制方式按執(zhí)行地點(diǎn)不同，可分為： 就地控制就地控制在一次電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)進(jìn)行直接控制，斷路器等位置信號也在配電間隔上顯示。一般用于交流10KV以下系統(tǒng)。 距離控制（集中控制）距離控制（集中控制）在

2、主控室內(nèi)對變電所的一次電氣設(shè)備集中進(jìn)行控制，監(jiān)測儀表和開關(guān)位置信號、中央信號及繼電保護(hù)裝置均配置在主控室屏臺上，便于監(jiān)視和管理運(yùn)行。按實(shí)現(xiàn)方法不同，可分為一對一的分別控制方式和一對多的集中選控方式。 遠(yuǎn)動控制（遙控）遠(yuǎn)動控制（遙控）在遠(yuǎn)離變電所的調(diào)度端對變電所（執(zhí)行端）的電氣設(shè)備進(jìn)行控制。已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動化的系統(tǒng)，往往同時具備距離和遠(yuǎn)動兩種控制方式。第2頁/共32頁原理接線圖原理接線圖 特點(diǎn)： 圖中標(biāo)有相關(guān)的主電路部分，各設(shè)備元件都以整體的形式表示，并對所包括的交流電壓回路、交流電流回路和直流控制、信號電路等各組成部分都一并畫出。第3頁/共32頁展開接線圖展開接線圖 特點(diǎn)：在原理接線圖基礎(chǔ)上，將其總

3、體形式的電路分解為交流電流、電壓回路及直流回路等相對獨(dú)立的各個組成部分。這時，設(shè)備元件的不同線圈與觸點(diǎn)等，將分別繪入相應(yīng)部分的回路圖。 讀圖規(guī)則：直流回路部分，力求按照各部件流通電流的順序，即按其工作時各部件的動作次序，自上而下、由左至右地排列成行。對同一元件的不同線困、接點(diǎn)等應(yīng)用相同的文字標(biāo)注，并在展開接線圖的一側(cè)可以方便地加注文字說明，從而便于清楚地了解相應(yīng)部分電路的作用。 第4頁/共32頁安裝接線圖安裝接線圖 特點(diǎn)：特點(diǎn)：一般包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線團(tuán)等組成部分。在盤后接線圖和端子排接線圖中，對繼電器、表計(jì)等元件及其輔助端子、連接導(dǎo)線等，都需按其實(shí)際形狀、位置尺寸成比例地由

4、盤后視繪制出來。圖中不畫出連接導(dǎo)線而是采用“相對標(biāo)志”的方法加以表示。所謂“相對標(biāo)志”法也就是在調(diào)子排(或設(shè)備元件)的每一端頭標(biāo)記出與它連接的另一端頭所接設(shè)備元件(或端子排端子號碼)的標(biāo)志。 例圖繪制方法 比較：比較：原理接線圖使我們對裝置設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理，有一個概括、完整的認(rèn)識。然而由于其完整性，致使圖中連線交錯重疊又不易于將元件內(nèi)部接線等細(xì)節(jié)一一表達(dá)清楚。展開接線圖恰恰彌補(bǔ)了原理接線圖的這些缺陷，尤其是對于復(fù)雜裝置的電路圖，應(yīng)用展開接線圖的表達(dá)方式對于分析電路工作原理和動作過程，則具有清楚、明析的優(yōu)點(diǎn)。安裝接線圖適應(yīng)對二次設(shè)備裝置進(jìn)行制造、安裝或調(diào)試、檢修時使用。第5頁/共32頁安裝接線圖

5、例圖安裝接線圖例圖第6頁/共32頁安裝接線圖繪制安裝接線圖繪制應(yīng)該對二次回路中每段連接導(dǎo)線都分別編以相應(yīng)的數(shù)字代號作為標(biāo)記。編號標(biāo)記方法應(yīng)遵循“等電位原則”，亦即在同一電位上的不同分支導(dǎo)線均標(biāo)記同一數(shù)字代號，而在回路中具有電位差異的不同段導(dǎo)線則標(biāo)記不同的數(shù)字代號。在交流回路中編號取為連續(xù)遞增的數(shù)字，并需標(biāo)示出相、序別。在直流回路中的編號數(shù)字系從正極起始依次編以奇數(shù)順序的數(shù)字，當(dāng)通過設(shè)備元件的線圈或燈具等負(fù)載，改變了導(dǎo)線電位的極性后，換以偶數(shù)順序的數(shù)字。除了數(shù)字編號外還應(yīng)標(biāo)示出所屬安裝單位、電線型號并注明電線去向等。第7頁/共32頁圖形符號圖形符號第8頁/共32頁文字符號文字符號第9頁/共32頁

6、控制室控制室 牽引變電所對一次電氣設(shè)備的控制操作通常采取集中控制的方式。其控制、信號、監(jiān)測、保護(hù)、自動裝置等二次電氣設(shè)備多集中裝在控制室中。 在控制室里配備有各種控制盤（分類），二次電路的各種裝置都分別裝設(shè)在相應(yīng)的控制盤上。 控制盤及其盤面布置原則。 控制室布置及其與主電路設(shè)備聯(lián)系示意圖。 主控制盤、中央信號盤、量計(jì)盤盤面布置圖實(shí)例。第10頁/共32頁控制盤分類控制盤分類 主控制盤主控制盤：裝有對斷路器進(jìn)行距離控制的開關(guān)、按鈕、信號燈、電流表、電壓表、功率表等，并在盤面上繪制出相應(yīng)的模擬主電路。 繼電保護(hù)盤繼電保護(hù)盤：裝有各種繼電保護(hù)的電器設(shè)備，或者由專門的成套保護(hù)屏盤組合而成。 中央信號盤中

7、央信號盤：裝有變電所中各種事故和預(yù)告信號裝置設(shè)備，如事故電笛、預(yù)告警鈴、閃光裝置、各種信號光字牌以及信號試驗(yàn)、解除按鈕等。 計(jì)量盤計(jì)量盤：裝有各種監(jiān)測、記錄儀器表計(jì)，如功率表、瓦時計(jì)。 自動、運(yùn)動裝置盤自動、運(yùn)動裝置盤：裝有自動裝置與遠(yuǎn)動裝置設(shè)備、表計(jì)、信號等。不能獨(dú)立成盤時，可與保護(hù)裝置盤以及有關(guān)的控制盤組合在一起。 自用電盤自用電盤：裝有所內(nèi)交、直流自用電系統(tǒng)的控制開關(guān)、刀閘、表計(jì)電器等。通常分別設(shè)交流自用電盤與直流自用電盤。第11頁/共32頁控制盤布置原則控制盤布置原則控制系統(tǒng)在變電所內(nèi)起著神經(jīng)中樞的重要作用，值班人員根據(jù)控制盤上的各種儀器、表計(jì)、信號等的指示來監(jiān)視、判斷變電所電器設(shè)備的

8、運(yùn)行狀態(tài)，并通過控制電路設(shè)備對一次電路設(shè)備進(jìn)行各種控制操作。 (1)盤面上儀表、控制、信號設(shè)備與模擬主電路的布置應(yīng)簡單明了，便于控制、監(jiān)視和維護(hù)。(2)各電氣設(shè)備之間裝設(shè)距離應(yīng)根據(jù)正面、背面所占最小位置及布線尺寸確定的標(biāo)準(zhǔn)全面考慮。(3)盤面配置應(yīng)考慮盤后兩側(cè)接線端子合理安排。(4)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)盤的布置方式，以滿足經(jīng)濟(jì)性與可靠性等要求。第12頁/共32頁聯(lián)絡(luò)示意圖第13頁/共32頁盤面布置圖第14頁/共32頁高壓開關(guān)的控制、信號回路 交、直流電力牽引裝置中變壓器、線路、整流機(jī)組等設(shè)備的切投，均由斷路器或直流快速開關(guān)（統(tǒng)稱高壓開關(guān)）進(jìn)行操作。用來完成高壓開關(guān)控制、并發(fā)出位置信號的二次電路稱為其控

9、制、信號回路。 構(gòu)成 基本要求 按監(jiān)視方式可分為：燈光監(jiān)視回路：適用于一般有人值班變電所；音響監(jiān)視回路：可用于無人值班變電所或大型變電所。 隔離開關(guān)電動控制、信號回路 直流快速開關(guān)控制、信號回路符號說明第15頁/共32頁符號說明HD紅色信號燈HWJ合閘位置信號繼電器LD綠色指示燈FWJ分閘位置信號繼電器DL斷路器FTJ防跳繼電器 (或稱跳躍HQ 合閘線圈閉鎖繼電器TBJ)，F(xiàn)Q分閘線圈SM閃光母線KM控制母線SYM事故音響小母線XS信號小母線第16頁/共32頁控制信號回路構(gòu)成 控制元件：發(fā)出跳、合閘操作命令。為滿足控制、信號回路觸點(diǎn)數(shù)量多的需要，大都采用帶有轉(zhuǎn)動手柄的控制開關(guān)。 中間放大元件與

10、繼電器斷路器的合閘電流很大，如電磁操作機(jī)構(gòu)其合閘電流可達(dá)幾十到幾百安，而控制信號回路電流一般為幾安，二者之間需用中間放大元件轉(zhuǎn)換。常用CZ型直流接觸器接通合閘回路。 操作機(jī)構(gòu)有電磁式、彈簧式、液壓式等，都附有合閘和跳閘線圈。第17頁/共32頁控制信號回路基本要求 在合、跳閘回路中分別接入斷路器的輔助觸點(diǎn)，以切斷回路，并為下次操作做好準(zhǔn)備。 應(yīng)能由控制室控制開關(guān)控制進(jìn)行手動跳、合閘，又能在自動裝置和繼電保護(hù)作用下自動跳、合閘，同時能由遠(yuǎn)方調(diào)度中心發(fā)送控制命令進(jìn)行跳、合閘。 具有高壓開關(guān)位置狀態(tài)信號、事故跳閘與自動合閘的閃光信號。事故信號的構(gòu)成原理電路。 具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。

11、 采用液壓和氣體操作機(jī)構(gòu)時，跳、合閘回路中應(yīng)分別設(shè)有液壓或氣體閉鎖，在低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力情況下，閉鎖操作回路。斷路器與隔離開關(guān)配合使用時，應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施。 應(yīng)能監(jiān)視跳、合閘控制回路及其電源的完好性。第18頁/共32頁閃光電源閃光電源由DX-3型閃光繼電器及附加電阻、電容等構(gòu)成，接線簡單可靠。SGJ閃光繼電器YA 實(shí)驗(yàn)按鈕BD 信號燈第19頁/共32頁事故信號的構(gòu)成原理電路通常事故信號由“不對應(yīng)接線原則”構(gòu)成，亦即由操作的控制開關(guān)的接點(diǎn)與斷路器的位置聯(lián)動輔助接點(diǎn)(或分閘位置繼電器的正接點(diǎn))，依據(jù)兩者位置狀態(tài)的不一致構(gòu)成邏輯輸出。其一、應(yīng)接通斷路器位置信號燈的閃光電源SM回路，致使位置信號燈

12、發(fā)出閃光信號，參見圖例。其二、應(yīng)使中央信號裝置的事故音響信號小母線SYM帶電，見圖(a)、(b)。這時應(yīng)導(dǎo)致中央信號裝置發(fā)出事故蜂嗚器的音響與有關(guān)光字牌顯示。第20頁/共32頁防跳措施 斷路器在手動或自動裝置自動合閘時如果進(jìn)行操作的控制開關(guān)未復(fù)歸或其接點(diǎn)及自動裝置動作出口繼電器接點(diǎn)卡住(卡死在閉合接通狀態(tài))將保持有效執(zhí)行合閘操作命令，若主電路存在短路故障引起繼電保護(hù)動作，斷路器分閘，那么將出現(xiàn)斷路器發(fā)生多次“合、跳”閘的現(xiàn)象，應(yīng)予防止。 防跳措施通常劃分為電氣防跳與機(jī)械防跳。一般6-10千伏級斷路器多采用機(jī)械防跳，而35干伏級以上斷路器多采用電氣防跳。 防跳繼電器的電流線圈串入分閘回路，電壓線

13、圈并接合閘回路。當(dāng)繼電保護(hù)動作分閘時，F(xiàn)TJ電流線圈受電，其正接點(diǎn)隨之閉合，并由FTJ的電壓線圈受電實(shí)現(xiàn)自保持動作。這時由于FTJ反接點(diǎn)斷開了合閘線圈的電路，于是可依靠反接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)“防跳” 。第21頁/共32頁燈光監(jiān)視 合閘過程1. 手動合閘：標(biāo)志為手柄在垂直位置且紅燈發(fā)出平光。2. 自動合閘：信號回路按“不對應(yīng)”方式構(gòu)成，紅燈閃亮。 跳閘過程1. 手動跳閘：標(biāo)志為手柄在水平位置且綠燈發(fā)出平光。2. 自動跳閘：按“不對應(yīng)方式”綠燈閃亮，同時發(fā)出音響。第22頁/共32頁音響監(jiān)視 合閘過程1. 手動合閘：手柄在垂直位置且手柄內(nèi)指示燈發(fā)出平光。2. 自動合閘：手柄在水平位置且紅燈閃亮。 跳閘過程1.

14、 手動跳閘：手柄在水平位置且手柄內(nèi)指示燈發(fā)出平光。2. 自動跳閘：手柄在垂直位置且綠燈閃亮。 音響監(jiān)視第23頁/共32頁隔開控制信號回路 合閘過程：按動GHA，GHD發(fā)光完成。 跳閘過程：按動GFA，GLD發(fā)光完成。符號說明：GHA合閘按鈕GFA分閘按鈕GHD合閘位置信號燈GLD分閘位置信號燈斷路器與隔離開關(guān)聯(lián)動第24頁/共32頁直流快速開關(guān)控制信號回路 直流供電系統(tǒng)的特殊情況：（以地鐵直流牽引網(wǎng)饋線快速開關(guān)為例）1. 通常將整流機(jī)組出線的電源快速開關(guān)稱為“總閘”，而每回路直流饋線快速開關(guān)稱為“分閘”，通過饋線對雙邊供電的牽引網(wǎng)供電。2. 當(dāng)總閘跳開后，各分閘必須斷開，形成對側(cè)變電所單邊供電。

15、稱為總閘與分閘的聯(lián)跳。3. 當(dāng)直流饋線或接觸網(wǎng)發(fā)生故障時，兩側(cè)的快速開關(guān)均應(yīng)跳閘。為了加速切除故障，提高供電的可靠性，一般還設(shè)有“雙邊聯(lián)跳”，將跳閘信號通過聯(lián)跳導(dǎo)線傳送至對端變電所，使對端快速開關(guān)立即跳閘，以彌補(bǔ)對端延時保護(hù)帶來的缺陷。 例圖第25頁/共32頁直流控制信號回路例圖第26頁/共32頁中央信號系統(tǒng) 用于集中監(jiān)視變電所中電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 組成：事故信號裝置事故信號裝置：通常包括事故音響和事故閃光信號兩部分。預(yù)告信號裝置預(yù)告信號裝置：所有非正常運(yùn)行狀態(tài)均應(yīng)給出預(yù)告信號。 功能與要求1事故信號裝置功能。事故跳閘后應(yīng)能立即發(fā)出音響信號（如蜂鳴器）并使該斷路器的位置狀態(tài)指示燈閃亮。2預(yù)告

16、信號裝置功能。不正常運(yùn)行時，應(yīng)能發(fā)出與事故音響相區(qū)別的音響信號（如警鈴）并使相應(yīng)光字牌亮燈。3事故信號、預(yù)告信號裝置應(yīng)能進(jìn)行裝置功能狀態(tài)良好與否的試驗(yàn)，以便經(jīng)常檢查。4事故、預(yù)告信號音響應(yīng)能手動或自動復(fù)歸。光字牌顯示則應(yīng)保留至故障消除、恢復(fù)正常運(yùn)行后，方允許手動或自動復(fù)歸。第27頁/共32頁測量系統(tǒng) 牽引變電所主要測量表計(jì)功用及其配置。電路名稱測量表計(jì)配置用途電源進(jìn)線三只或一只電流表一只三相有功功率表監(jiān)視三相負(fù)荷的大小、平衡情況及三相功率主變壓器三只或一只電流表三只單相或一只三相有功電度表監(jiān)視負(fù)荷大小、平衡情況及計(jì)量電能消耗牽引網(wǎng)饋線一只電流表監(jiān)視負(fù)荷情況動力變壓器一只電流表一只三相有功電度表

17、監(jiān)視負(fù)荷情況及計(jì)量電能消耗10KV動力饋線10110KV及以上電壓母線三只或一只電壓表監(jiān)視母線電壓牽引電壓母線每相一只電壓表監(jiān)視母線電壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器組電流表一只無功電度表監(jiān)視補(bǔ)償電流及計(jì)量補(bǔ)償無功能耗第28頁/共32頁絕緣監(jiān)測 直流系統(tǒng)絕緣狀況監(jiān)測直流系統(tǒng)正、負(fù)極對地絕緣。一極對地絕緣電阻降低或一點(diǎn)發(fā)生接地時，一般對電路的正常運(yùn)行無直接影響。但若電路中在發(fā)生接地故障時，則可能引起二次設(shè)備工作失常?？稍O(shè)置絕緣監(jiān)測裝置，當(dāng)發(fā)生單極一點(diǎn)接地（即絕緣損壞）時，及時給出預(yù)告信號，并測量對地絕緣電阻值，以便采取措施查找并消除故障。 交流系統(tǒng)絕緣狀況監(jiān)測三相小接地電流系統(tǒng)，單相接地故障通常允許短時持續(xù)運(yùn)行

18、，但為防止出現(xiàn)相間短路，應(yīng)設(shè)置絕緣監(jiān)測裝置。三相交流系統(tǒng)一相接地（或絕緣電阻顯著降低）時，因三相電壓不對稱，將產(chǎn)生零序分量電壓。由此可構(gòu)成相應(yīng)的絕緣監(jiān)測裝置，通常由三相五柱式電壓互感器獲得并觸發(fā)相應(yīng)信號裝置。第29頁/共32頁弱電選線控制 二次系統(tǒng)中，通常采用強(qiáng)電電源，即直流用220V或110V電壓、交流用100V電壓和5A電流作為標(biāo)準(zhǔn)電壓和電流。 弱電化控制弱電化控制容易與控制器件的數(shù)字化、集成化配合，便于提高自動化水平。我國目前弱電控制參數(shù)為：直流控制電壓一般采用48V或更低電壓；交流電壓仍為110V，交流電流如用附加電流互感器時，一般用0.5A，但用變送器傳送時，交流電流一般為010V，電流為010mA。 弱電控制可分為有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)控制，無觸點(diǎn)控制就是應(yīng)用晶體管邏輯元件代替有觸點(diǎn)元件。 選線選線是指每個斷路器的操作都