第7章變電所二次回路和自動(dòng)裝置

第七章變電所二次回路和自動(dòng)裝置§7.1二次回路與操作電源§7.2高壓斷路器控制和中央信號(hào)回路§7.3測(cè)量和絕緣監(jiān)視回路§7.4自動(dòng)重合閘裝置§7.5備用電源自動(dòng)投入裝置§7.6二次回路安裝接線圖§本章小結(jié)§思考題與習(xí)題§7.1

二次回路與操作電源供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備通常分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，其接線可分為一次接線和二次接線。一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送、分配電能的高電壓、大電流的設(shè)備，又稱主設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、輸電線、母線、電流互感器、電壓互感器、避雷器等。一次接線又稱主接線，是將一次設(shè)備互相連接而成的電路。二次設(shè)備是指對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察、控制、測(cè)量、調(diào)整和保護(hù)的低壓設(shè)備，又稱輔助設(shè)備，它包括控制、信號(hào)、測(cè)量監(jiān)察、同期、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、操作電源等設(shè)備。二次接線又稱二次回路、二次電路，是將二次設(shè)備互相連接而成的電路，是指用來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，也稱二次系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動(dòng)化系統(tǒng)等，包括電氣設(shè)備的控制操作回路、測(cè)量回路、信號(hào)回路、保護(hù)回路、同期回路等。7.1.1二次回路概述二次回路按其電源性質(zhì)分，有直流回路和交流回路。交流回路又分交流電流回路和交流電壓回路。交流電流回路由電流互感器供電，交流電壓回路由電壓互感器供電。二次回路按其用途分，有斷路器控制(操作)回路、信號(hào)回路、測(cè)量和監(jiān)視回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等。二次回路在供電系統(tǒng)中雖然是其一次電路的輔助系統(tǒng)，但是它對(duì)一次電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有著十分重要的作用，因此必須予以充分的重視。二次回路的操作電源是供高壓斷路器分、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其他二次回路所需的電源，因此對(duì)操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，且要求盡可能不受供電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。二次回路的操作電源分直流和交流兩大類。直流操作電源有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的電源兩種。交流操作電源有由所(站)用變壓器供電的和通過(guò)電流、電壓互感器供電的兩種。7.1.2直流操作電源1．操作電源的作用和要求操作電源的主要作用如下。(1) 在變電站正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)斷路器的控制回路、信號(hào)設(shè)備、自動(dòng)裝置等設(shè)備供電。(2) 在一次電路故障時(shí)，給繼電保護(hù)、信號(hào)設(shè)備、斷路器的控制回路供電，以保證它們能可靠地動(dòng)作。(3) 在交流廠用電源中斷時(shí)，給事故照明、直流油泵及交流不停電電源等負(fù)荷供電，以保證事故保安負(fù)荷的工作。操作電源十分重要，必須保證不間斷地供電。操作電源應(yīng)滿足下列要求。(1) 保證供電高度可靠，應(yīng)盡可能保持對(duì)交流電網(wǎng)的獨(dú)立性，避免因交流電網(wǎng)故障時(shí)影響操作電源的正常供電。(2) 減小設(shè)備投資，減小布置場(chǎng)地的面積。(3) 使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)工作量小。(4) 改善運(yùn)行條件，減小噪聲干擾。2．由蓄電池組供電的直流操作電源蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種。蓄電池組直流系統(tǒng)是一種與電力系統(tǒng)運(yùn)行方式無(wú)關(guān)的獨(dú)立電源系統(tǒng)，它是由相當(dāng)數(shù)量的蓄電池串聯(lián)成蓄電池組供電的。其優(yōu)點(diǎn)是在變電站故障甚至交流電源消失的情況下仍能可靠工作，具有很高的供電可靠性。此外，蓄電池電壓平穩(wěn)，容量較大，因此可供斷路器合閘時(shí)所需要的短時(shí)沖擊電流，并可作為事故保安負(fù)荷的備用電源，是目前普遍采用的操作電源。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，投資大，壽命短，運(yùn)行費(fèi)用大，維護(hù)工作量大。蓄電池組直流系統(tǒng)的蓄電池自放電到一定程度后，必須及時(shí)用專門(mén)的直流(或整流)電源充電，其接線原理如圖7.1所示。1) 鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池由二氧化鉛(PbO2)的正極板、鉛(Pb)的負(fù)極板及密度為1.2～1.3g/cm3的稀硫酸(H2SO4)電解液構(gòu)成，容器多為玻璃。酸蓄電池在放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為圖7.1蓄電池充電接線原理圖1—陽(yáng)極；2—陰極

2) 鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池的正極板為氫氧化鎳[Ni(OH)3]或三氧化二鎳(Ni2O3)的活性物，負(fù)極板為鎘(Cd)，電解液為氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鎘[Cd(OH)2]、氫氧化鎳[Ni(OH)]等堿溶液。鎘鎳蓄電池在放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為3．由整流裝置供電的直流操作電源整流裝置主要有硅整流電容儲(chǔ)能式和復(fù)式整流兩種。1) 硅整流電容儲(chǔ)能式直流操作電源如果單獨(dú)采用硅整流器來(lái)做直流操作電源，則當(dāng)交流供電系統(tǒng)電壓降低或電壓消失時(shí)，將嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)的正常工作，因此宜采用有電容儲(chǔ)能的硅整流電源。在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)硅整流器供給直流操作電源。同時(shí)通過(guò)電容器儲(chǔ)能，在交流供電系統(tǒng)電壓降低或電壓消失時(shí)，由儲(chǔ)能電容器對(duì)繼電器和跳閘回路放電，使其正常動(dòng)作。2) 復(fù)式整流的直流操作電源當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這種裝置的操作電源和電容儲(chǔ)能一樣，由廠用電整流后供給。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路事故使端電壓下降或引起廠用電失去時(shí)，復(fù)式整流裝置利用短路電流增大的原理使裝置中的電流源整流后啟動(dòng)跳閘回路，使斷路器可靠地跳閘。復(fù)式整流直流系統(tǒng)與電容儲(chǔ)能裝置直流系統(tǒng)比較，輸出功率較大，電壓能保持穩(wěn)定，可用于線路較多、容量較大、保護(hù)裝置較復(fù)雜的變電所。操作電源直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)較多，一般強(qiáng)電回路采用220V或110V，弱電回路采用24V或48V。復(fù)式整流器是指提供直流操作電壓的整流器電源有兩個(gè)。(1) 電壓源，由所用變壓器或電壓互感器供電，經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器(當(dāng)穩(wěn)壓要求較高時(shí)裝設(shè))和硅整流器供電給控制、保護(hù)等二次回路。(2) 電流源，由電流互感器供電，同樣經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器(也是穩(wěn)壓要求較高時(shí)裝設(shè))和硅整流器供電給控制、保護(hù)等二次回路。對(duì)采用交流操作的斷路器，應(yīng)采用交流操作電源。相應(yīng)地，所有保護(hù)繼電器、控制設(shè)備、信號(hào)裝置及其他二次元件均應(yīng)采用交流形式。交流操作電源可分電流源和電壓源兩種。電流源取自電流互感器，主要供電給繼電保護(hù)和跳閘回路。電壓源取自變配電所的所用變壓器或電壓互感器，通常所用變壓器作為正常工作電源。而電壓互感器容量小，一般只作為保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的瓦斯保護(hù)的交流操作電源。根據(jù)高壓斷路器跳閘線圈的供電方式，交流操作又可分直接動(dòng)作式和“去分流跳閘”式。采用交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，而且工作可靠，維護(hù)方便，但是它不適于比較復(fù)雜的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及其他二次回路。交流操作電源廣泛用于中小型工廠變配電所中采用手動(dòng)操作或彈簧儲(chǔ)能操作及繼電保護(hù)采用交流操作的場(chǎng)合。7.1.3交流操作電源§7.2高壓斷路器控制和中央信號(hào)回路(1) 操作機(jī)構(gòu)的合閘線圈和跳閘線圈都是按短時(shí)通過(guò)電流設(shè)計(jì)的，在手動(dòng)(或自動(dòng))跳、合閘操作完成后，應(yīng)立即自動(dòng)解除命令脈沖，斷開(kāi)跳、合閘回路，避免線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電而燒毀。(2) 斷路器應(yīng)具有防止多次合、跳閘的閉鎖措施。(3) 斷路器可以用控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)跳閘與合閘，也可以由繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置進(jìn)行自動(dòng)跳閘與合閘。(4) 斷路器的控制回路應(yīng)有短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)，同時(shí)應(yīng)具有監(jiān)視控制回路及操作電源是否完好的措施。(5) 斷路器的跳、合閘回路應(yīng)有燈光監(jiān)視和音響監(jiān)視。應(yīng)能指示斷路器正常合閘和分閘的位置狀態(tài)，并在自動(dòng)合閘和自動(dòng)跳閘時(shí)有明顯的指示信號(hào)。通常用紅、綠燈的平光指示斷路器正常合閘和分閘的位置狀態(tài)，而用紅、綠燈的閃光指示斷路器自動(dòng)合閘和跳閘。(6) 斷路器的事故跳閘信號(hào)回路應(yīng)按“不對(duì)應(yīng)原理”接線。當(dāng)斷路器采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)時(shí)，利用操作機(jī)構(gòu)的輔助觸頭與斷路器的輔助觸頭構(gòu)成“不對(duì)應(yīng)”關(guān)系，即操作機(jī)構(gòu)手柄在合閘位置而斷路器已經(jīng)跳閘時(shí)，發(fā)出事故跳閘信號(hào)。當(dāng)斷路器采用電磁操作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)時(shí)，則利用控制開(kāi)關(guān)的觸頭與斷路器的輔助觸頭構(gòu)成“不對(duì)應(yīng)”關(guān)系，即控制開(kāi)關(guān)手柄在合閘位置而斷路器已經(jīng)跳閘時(shí)，發(fā)出事故跳閘信號(hào)。(7) 對(duì)于采用氣壓、液壓和彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常、彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。7.2.1對(duì)高壓斷路器控制回路的要求7.2.2手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路和信號(hào)回路圖7.4手動(dòng)操作的斷路器控制和信號(hào)回路原理圖WC—控制小母線；WS—信號(hào)小母線；GN—綠色指示燈；RD—紅色指示燈；

R—限流電阻；YR—跳閘線圈(脫扣器；KM—繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)；

QF1～6—斷路器QF的輔助觸頭；QM—手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)輔助觸頭

合閘時(shí)，推上操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這時(shí)斷路器的輔助觸頭QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器QF已經(jīng)合閘。由于有限流電阻R2，跳閘線圈YR雖有電流通過(guò)，但電流很小，不會(huì)動(dòng)作。紅燈RD亮，還表示跳閘線圈YR回路及控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即紅燈RD同時(shí)起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。分閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器分閘。這時(shí)斷路器的輔助觸頭QF3-4斷開(kāi)，切斷跳閘回路，同時(shí)輔助觸頭QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器QF已經(jīng)分閘。綠燈GN亮，還表示控制回路的熔斷器FU1、FU2是完好的，即綠燈GN同時(shí)起著監(jiān)視控制回路完好性的作用。正常操作斷路器分、合閘時(shí)，由于操作機(jī)構(gòu)輔助觸頭QM與斷路器的輔助觸頭QF5-6是同時(shí)切換的，總是一開(kāi)一合，故事故信號(hào)回路總是不通的，不會(huì)錯(cuò)誤地發(fā)出事故信號(hào)。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM的觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的回路(觸頭QF3-4原已閉合)，使斷路器QF跳閘。隨后觸頭QF3-4斷開(kāi)，使紅燈RD滅，并切斷YR的跳閘電源。與此同時(shí)，觸頭QF1-2閉合，使綠燈GN亮。這時(shí)操作機(jī)構(gòu)的操作手柄雖然仍在合閘位置，但其黃色指示牌掉下，表示斷路器已自動(dòng)跳閘。同時(shí)事故信號(hào)回路接通，發(fā)出音響和燈光信號(hào)。該事故信號(hào)回路正是按“不對(duì)應(yīng)原理”來(lái)接線的：由于操作機(jī)構(gòu)仍在合閘位置，其輔助觸頭QM閉合而斷路器因已跳閘。其輔助觸頭OF5-6返回閉合，因此事故信號(hào)回路接通。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將操作手柄扳下至分閘位置，這時(shí)黃色指示牌隨之返回，事故信號(hào)也隨之解除?？刂苹芈分蟹謩e與指示燈GN和RD串聯(lián)的電阻R1和R2，主要用來(lái)防止指示燈的燈座短路時(shí)造成控制回路短路或斷路器誤跳閘。圖7.5所示是采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路原理圖。其操作電源采用圖7.2所示的硅整流電容儲(chǔ)能的直流系統(tǒng)?？刂崎_(kāi)關(guān)采用雙向自復(fù)式并具有保持觸頭的LW5型萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其手柄正常為垂直位置(0°)。順時(shí)針扳轉(zhuǎn)45°，為合閘(ON)操作，手松開(kāi)即自動(dòng)返回(復(fù)位)，保持合閘狀態(tài)。反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45°，為分閘(OFF)操作，手松開(kāi)也自動(dòng)返回，保持分閘狀態(tài)。圖7.5中虛線上打黑點(diǎn)()的觸頭表示在此位置時(shí)觸頭接通，而虛線上標(biāo)出的箭頭(→)表示控制開(kāi)關(guān)SA手柄自動(dòng)返回的方向。7.2.3電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路和信號(hào)回路圖7.5采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路原理圖WC—控制小母線；WL—燈光信號(hào)小母線；WF—閃光信號(hào)小母線；WS—信號(hào)小母線；

WAS—事故音響信號(hào)小母線；WO—合閘小母線；SA—控制開(kāi)關(guān)；KO—合閘接觸器；

YO—電磁合閘線圈；YR—跳閘線圈；KM—繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)；

QF1～6—斷路器QF的輔助觸頭；GN—綠色指示燈；RD—紅色指示燈；

ON—合閘操作方向；OFF—分閘操作方向

合閘時(shí)，將控制開(kāi)關(guān)SA手柄順時(shí)針扳轉(zhuǎn)45°，這時(shí)其觸頭SA1-2接通，合閘接觸器KO通電(回路中觸頭QF1-2原已閉合)，其主觸頭閉合，使電磁合閘線圈YO通電，斷路器QF合閘。斷路器合閘完成后，SA自動(dòng)返回，其觸頭SA1-2斷開(kāi)，QF1-2也斷開(kāi)，切斷合閘回路；同時(shí)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器已經(jīng)合閘，并監(jiān)視著跳閘線圈YR回路的完好性。分閘時(shí)，將控制開(kāi)關(guān)SA手柄反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45°，這時(shí)其觸頭SA7-8接通，跳閘線圈YR通電(回路中觸頭QF3-4原已閉合)，使斷路器QF分閘。斷路器分閘后，SA自動(dòng)返回，其觸頭SA7-8斷開(kāi)，QF3-4也斷開(kāi)，切斷跳閘回路；同時(shí)SA3-4閉合，QF1-2也閉合，綠燈GN亮，指示斷路器已經(jīng)分閘，并監(jiān)視著合閘接觸器KO回路的完好性。由于紅、綠指示燈兼起監(jiān)視分、合閘回路完好性的作用，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，因此耗電較多。為了減少操作電源中儲(chǔ)能電容器能量的過(guò)多消耗，因此另設(shè)燈光指示小母線WL(+)，專門(mén)用來(lái)接入紅綠指示燈，儲(chǔ)能電容器的能量只用來(lái)供電給控制小母線WC。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，其出口繼電器觸點(diǎn)KM閉合，接通跳閘線圈YR回路(回路中觸頭QF3-4原已閉合)，使斷路器QF跳閘。隨后QF3-4斷開(kāi)，使紅燈RD滅，并切斷跳閘回路，同時(shí)QF1-2閉合，而SA在合閘位置，其觸頭SA5-6也閉合，從而接通閃光電源WF(+)，使綠燈閃光，表示斷路器QF自動(dòng)跳閘。由于QF自動(dòng)跳閘，SA在合閘位置，其觸頭SA9-10閉合，而QF已經(jīng)跳閘，其觸頭QF5-6也閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，又發(fā)出音響信號(hào)。當(dāng)值班員得知事故跳閘信號(hào)后，可將控制開(kāi)關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置(反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45°后松開(kāi))，使SA的觸頭與QF的輔助觸頭恢復(fù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，全部事故信號(hào)立即解除。7.2.4彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路和信號(hào)回路圖7.6采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路圖WC—控制小母線；WS—信號(hào)小母線；WAS—事故音響信號(hào)小母線；SA—控制開(kāi)關(guān)；SB—按鈕；SQ—儲(chǔ)能位置開(kāi)關(guān)；YO—電磁合閘線圈；YR—跳閘線圈；QFl～6—斷路器QF的輔助觸頭；M—儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)；GN—綠色指示燈；RD—紅色指示燈；KM—繼電保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)

合閘時(shí)，先按下按鈕SB，使儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M通電運(yùn)轉(zhuǎn)(位置開(kāi)關(guān)SQ2原已閉合)，從而使合閘彈簧儲(chǔ)能。彈簧儲(chǔ)能完成后，SQ2自動(dòng)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)M的回路，同時(shí)位置開(kāi)關(guān)SQ1閉合，為合閘做好準(zhǔn)備。然后將控制開(kāi)關(guān)SA手柄扳向合閘(ON)位置，其觸頭SA3-4接通，合閘線圈YO通電，使彈簧釋放，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使斷路器QF合閘。合閘后，其輔助觸頭QF1-2斷開(kāi)，綠燈GN滅，并切斷合閘回路。同時(shí)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置，并監(jiān)視跳閘回路的完好性。分閘時(shí)，將控制開(kāi)關(guān)SA手柄扳向分閘(OFF)位置，其觸頭SA1-2接通，跳閘線圈YR通電(回路中觸頭QF3-4原已閉合)，使斷路器QF分閘。分閘后，其輔助觸頭QF3-4斷開(kāi)，紅燈RD滅，并切斷跳閘回路。同時(shí)QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器在分閘位置，并監(jiān)視合閘回路的完好性。當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路(回路中觸頭QF3-4原已閉合)，使斷路器QF跳閘。隨后QF3-4斷開(kāi)，紅燈RD滅，并切斷跳閘回路。由于斷路器是自動(dòng)跳閘，SA手柄仍在合閘位置，其觸頭SA9-10閉合，而斷路器QF已經(jīng)跳閘，QF5-6閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，發(fā)出事故跳閘音響信號(hào)。值班員得知此信號(hào)后，可將控制開(kāi)關(guān)SA手柄扳向分閘(OFF)位置，使SA觸頭與QF的輔助觸頭恢復(fù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而使事故跳閘信號(hào)解除。儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M由按鈕SB控制，從而保證斷路器合在發(fā)生短路故障的一次電路上時(shí)，斷路器自動(dòng)跳閘后不致重合閘，因而不需另設(shè)電氣“防跳”裝置。1．信號(hào)的類型(1) 事故信號(hào)。斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器(或電笛)發(fā)出較強(qiáng)的聲響，以引起運(yùn)行人員注意，同時(shí)斷路器的位置指示燈發(fā)出閃光及事故型光字牌點(diǎn)亮，指示故障的位置和類型。中央事故信號(hào)回路按操作電源分為交流和直流操作電源兩類，按事故音響信號(hào)的動(dòng)作特征分為不能重復(fù)動(dòng)作和能重復(fù)動(dòng)作兩種。7.2.5中央信號(hào)回路(2) 預(yù)告信號(hào)。中央預(yù)告信號(hào)是指在供配電系統(tǒng)中，發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)而不需跳閘的情況下發(fā)出預(yù)告音響信號(hào)。它常采用電鈴發(fā)出聲響，并利用燈光和光字牌來(lái)顯示故障的性質(zhì)和地點(diǎn)。中央預(yù)告信號(hào)裝置有直流和交流操作兩種，也有不能重復(fù)動(dòng)作和能重復(fù)動(dòng)作的兩種電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障(不引起斷路器跳閘)或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)警鈴發(fā)出聲響信號(hào)，同時(shí)標(biāo)有故障性質(zhì)的光字牌點(diǎn)亮，例如對(duì)變壓器過(guò)負(fù)荷、控制回路斷線等發(fā)出預(yù)告信號(hào)。(3) 位置信號(hào)。位置信號(hào)包括斷路器位置(如燈光指示或操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘位置指示器)和隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等。(4) 指揮信號(hào)和聯(lián)系信號(hào)。用于主控制室向其他控制室發(fā)出操作命令和控制室之間的聯(lián)系。通常把事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)稱為中央信號(hào)。2．對(duì)中央信號(hào)回路的要求(1) 中央事故信號(hào)裝置應(yīng)保證在任一個(gè)斷路器事故跳閘時(shí)，能立即(不延時(shí))發(fā)出音響信號(hào)和燈光信號(hào)或其他指示信號(hào)。(2) 中央事故音響信號(hào)與預(yù)告音響信號(hào)應(yīng)有區(qū)別。一般事故音響信號(hào)為電笛或蜂鳴器，預(yù)告音響信號(hào)用電鈴。(3) 中央預(yù)告信號(hào)裝置應(yīng)保證在任一個(gè)電路發(fā)生故障時(shí)，能按要求(瞬時(shí)或延時(shí))準(zhǔn)確發(fā)出信號(hào)，并能顯示故障性質(zhì)和地點(diǎn)。(4) 中央信號(hào)裝置在發(fā)出音響信號(hào)后，應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸(解除)音響，而燈光信號(hào)及其他指示信號(hào)應(yīng)保持到消除故障為止。(5) 接線應(yīng)簡(jiǎn)單、可靠，對(duì)信號(hào)回路的完好性應(yīng)能監(jiān)視。(6) 對(duì)事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)及其光字牌應(yīng)能進(jìn)行是否完好的試驗(yàn)。(7) 企業(yè)變配電所的中央信號(hào)一般采用能重復(fù)動(dòng)作的信號(hào)裝置，當(dāng)變配電所主接線比較簡(jiǎn)單或一般企業(yè)配電所可采用不能重復(fù)動(dòng)作的中央信號(hào)裝置?！?.3測(cè)量和絕緣監(jiān)視回路

1．測(cè)量?jī)x表的配置原則(1) 在工廠供配電系統(tǒng)每一條電源進(jìn)線上，必須裝設(shè)計(jì)費(fèi)用的有功電度表和無(wú)功電度表及反映電流大小的電流表。通常采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量柜，計(jì)量柜內(nèi)有專用電流、電壓互感器。(2) 在變配電所的每一段母線上(3～10kV)，必須裝設(shè)4只電壓表，其中一只測(cè)量線電壓，其他三只測(cè)量相電壓。中性點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，絕緣監(jiān)視裝置所用的電壓互感器與避雷器放在一個(gè)柜內(nèi)(簡(jiǎn)稱PT柜)。(3) 35/6～10kV變壓器應(yīng)在高壓側(cè)或低壓側(cè)裝設(shè)電流表、有功功率表、無(wú)功功率表、有功電度表和無(wú)功電度表各一只，6～10kV/0.4kV的配電變壓器，應(yīng)在高壓側(cè)或低壓側(cè)裝設(shè)一只電流表和一只有功電度表，如為單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算的單位，變壓器還應(yīng)裝設(shè)一只無(wú)功電度表。7.3.1測(cè)量?jī)x表配置(4) 3～10kV配電線路應(yīng)裝設(shè)電流表、有功電度表、無(wú)功電度表各一只，如不是單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位時(shí)，無(wú)功電度表可不裝設(shè)。當(dāng)線路負(fù)荷大于5000kV·A及以上時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)一只有功功率表。(5) 低壓動(dòng)力線路上應(yīng)裝一只電流表。照明和動(dòng)力混合供電的線路上照明負(fù)荷占總負(fù)荷15%～20%以上時(shí)，應(yīng)在每相上裝一只電流表。如需電能計(jì)量，一般應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電度表。(6) 并聯(lián)電容器總回路上，每相應(yīng)裝設(shè)一只電流表，并應(yīng)裝設(shè)一只無(wú)功電度表。2．儀表的準(zhǔn)確度要求(1) 交流電流表、電壓表、功率表可選用1.5～2.5級(jí)；直流電路中電流表、電壓表可選用1.5級(jí)；頻率表0.5級(jí)。(2) 電度表及互感器準(zhǔn)確度配置見(jiàn)表7.1。(3) 儀表的測(cè)量范圍和電流互感器變流比的選擇，宜滿足當(dāng)電力裝置回路以額定值運(yùn)行時(shí)，儀表的指示在標(biāo)度尺的2/3處。對(duì)有可能過(guò)負(fù)荷的電力裝置回路，儀表的測(cè)量范圍宜留有適當(dāng)?shù)倪^(guò)負(fù)荷裕度。對(duì)重載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和運(yùn)行中有可能出現(xiàn)短時(shí)沖擊電流的電力裝置回路，宜采用具有過(guò)負(fù)荷標(biāo)度尺的電流表。對(duì)有可能雙向運(yùn)行的電力裝置回路，應(yīng)采用具有雙向標(biāo)度尺的儀表。1．兩點(diǎn)接地的危害供配電所直流系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，分布范圍也較廣，很容易使絕緣電阻降低。直流系統(tǒng)的絕緣降低相當(dāng)于該回路的某一點(diǎn)經(jīng)一定的電阻接地，此時(shí)由于沒(méi)有短路電流流過(guò)，熔斷器不會(huì)熔斷，系統(tǒng)仍能繼續(xù)運(yùn)行。但如果另一點(diǎn)再接地，就有可能引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)回路和自動(dòng)裝置回路的誤動(dòng)作。絕緣監(jiān)視裝置用于非直接接地的電力系統(tǒng)中，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。6～35kV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置可采用三個(gè)單相雙繞組的電壓互感器和三只電壓表的接線，也可采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器的接線。7.3.2直流絕緣監(jiān)視回路2．直流絕緣監(jiān)視裝置回路圖圖7.8所示為直流絕緣監(jiān)察裝置的原理圖。它是利用電橋原理進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，正負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻作電橋的兩個(gè)臂，如圖7.8(a)等效電路所示。圖中，R1=R2=R3=1000，SA2和SA1為兩個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，直流絕緣監(jiān)察裝置分兩個(gè)部分，即信號(hào)部分和測(cè)量部分。母線電壓表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2有三個(gè)位置，不操作時(shí)，其手柄在豎直的“母線”位置，接點(diǎn)9-11、2-1和5-8接通，電壓表PV2可測(cè)量正、負(fù)母線電壓，指示220V；若將SA2手柄逆時(shí)針?lè)较蛐?5°到“負(fù)對(duì)地”位置時(shí)，SA2接點(diǎn)5-8和1-4接通，則PV2接到負(fù)極與地之間；若將SA2手柄順時(shí)針?lè)较蛐?5°到“正對(duì)地”位置時(shí)，SA2接點(diǎn)1-2和5-6接通，PV2接到正極與地之間。若兩極對(duì)地絕緣良好，則正對(duì)地和負(fù)對(duì)地都指示0V，因?yàn)榇藭r(shí)電壓表PV2的線圈并沒(méi)有形成回路。假如正極發(fā)生接地，則正對(duì)地電壓等于0V，而負(fù)對(duì)地指示220V；反之，當(dāng)負(fù)極發(fā)生接地時(shí)，情況與之相似。圖7.8直流絕緣監(jiān)察裝置的原理圖KSE—接地信號(hào)繼電器；SA1—絕緣監(jiān)視轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；SA2—母線電壓表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；R+、R-母線絕緣電阻；R1、R2—平衡電阻；R3—電位器

絕緣監(jiān)視轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1也有三個(gè)位置，即“信號(hào)”、“測(cè)量I”、“測(cè)量Ⅱ”。平時(shí)，其手柄置于“信號(hào)”位置，SA1的觸點(diǎn)5-7和9-11接通，使電阻R3被短接，SA2的接點(diǎn)9-11也是接通的。這樣，信號(hào)接地繼電器KSE組成發(fā)信號(hào)電路，其中R1、R2都是1000。實(shí)際上，正、負(fù)極對(duì)地并非絕對(duì)開(kāi)路，而是有較大的對(duì)地絕緣電阻R+和R-的。當(dāng)兩極對(duì)地絕緣良好，絕緣電阻R+和R-相等，組成平衡電橋，此時(shí)信號(hào)接地繼電器KSE接在電橋的對(duì)角線上，相當(dāng)于直流電橋中檢流計(jì)的位置，KSE線圈中無(wú)電流，所以繼電器不動(dòng)作。當(dāng)一極對(duì)地絕緣電阻降低時(shí)，R+和R-不相等，電橋失去平衡，KSE線圈就有電流流過(guò)。如果絕緣電阻降低到15～20k時(shí)，繼電器KSE啟動(dòng)，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，接通光字牌HL，發(fā)出光字信號(hào)及音響信號(hào)?！?.4

自動(dòng)重合閘裝置架空線路的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性故障，例如由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)、大風(fēng)引起的短時(shí)碰線、通過(guò)鳥(niǎo)類或樹(shù)枝等物掉落在導(dǎo)線上引起的短路等，在線路被繼電保護(hù)迅速動(dòng)作控制斷路器斷開(kāi)后，故障點(diǎn)的絕緣水平可自行恢復(fù)，故障隨即消失。此時(shí)，如果把斷開(kāi)的線路斷路器重新合上，就能夠恢復(fù)正常的供電。因此，如果采用自動(dòng)重合閘裝置(Auto–ReclosingDevice，ARD)，即能自動(dòng)迅速地將斷開(kāi)的線路斷路器重新合閘的一種裝置，使斷路器在自動(dòng)跳閘后又自動(dòng)重合閘，恢復(fù)大多供電，就能大大提高供電可靠性，避免因停電而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失。自動(dòng)重合閘裝置按功能可分為三相ARD和單相ARD，三相ARD是指線路上發(fā)生了不論是單相短路還是相間短路時(shí)，繼電保護(hù)裝置均將線路三相斷路器斷開(kāi)，然后啟動(dòng)自動(dòng)重合閘同時(shí)合三相斷路器的方式。單相ARD是指線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只斷開(kāi)故障相的斷路器，然后進(jìn)行單相重合。一端供電線路的三相ARD，按自動(dòng)重合閘的方法分，有機(jī)械式ARD和電氣式ARD。按組合元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型。按重合次數(shù)分，有一次重合式、二次重合式和三次重合式等。機(jī)械式ARD適于采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，可在具有交流操作電源或雖有直流跳閘電源但沒(méi)有直流合閘電源的變配電所中使用。電氣式ARD適于采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器，可在具有直流操作電源的變配電所中使用。供配電系統(tǒng)中采用的ARD一般都是一次重合式。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，ARD的重合成功率隨著重合次數(shù)的增加而顯著降低。對(duì)架空線路來(lái)說(shuō)，一次重合成功率可達(dá)60%～90%，而二次重合成功率只有15%左右，三次重合成功率僅3%左右。因此工廠供電系統(tǒng)中一般只采用一次重合式ARD。(1) 在斷路器事故跳閘時(shí)ARD應(yīng)能啟動(dòng)，正常跳閘時(shí)ARD應(yīng)閉鎖。(2) 應(yīng)優(yōu)先采用由控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)原則來(lái)啟動(dòng)重合閘。同時(shí)允許由保護(hù)裝置來(lái)啟動(dòng)，但此時(shí)必須采取措施保證自動(dòng)重合閘能可靠動(dòng)作。(3) 動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡可能短些。繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障后，在滿足故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)及斷路器操作機(jī)構(gòu)已準(zhǔn)備好重合的條件下，自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)盡快發(fā)出重合閘脈沖，以縮短停電時(shí)間。(4) 動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作次數(shù)應(yīng)按預(yù)先規(guī)定進(jìn)行。如一次重合閘就應(yīng)該只動(dòng)作一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘以后就不應(yīng)該再動(dòng)作；對(duì)二次重合閘就應(yīng)該能夠動(dòng)作兩次，當(dāng)?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l后應(yīng)不再動(dòng)作。(5) 應(yīng)與繼電保護(hù)配合。自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好地和繼電保護(hù)相配合，加速故障的切除。(6) 動(dòng)作后應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸，方便調(diào)試和監(jiān)視。自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后自動(dòng)復(fù)歸，可為下一次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。自動(dòng)重合閘裝置在線路運(yùn)行時(shí)應(yīng)能方便退出或進(jìn)行完好性試驗(yàn)，動(dòng)作后應(yīng)發(fā)出信號(hào)。(7) 當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)(如操作機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、液壓降低等)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。7.4.1對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的要求三相一次自動(dòng)重合閘就是在輸電線路上發(fā)生任何故障，繼電保護(hù)裝置將三相斷路器斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)重合閘啟動(dòng)，經(jīng)一定的延時(shí)，發(fā)出重合閘脈沖，將三相斷路器一起合上。若為瞬時(shí)性故障，則重合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行；若為永久性故障，則繼電保護(hù)再次動(dòng)作將三相斷路器斷開(kāi)，不再重合。1．原理接線圖7.10所示為DCH型電氣式三相一次自動(dòng)重合閘裝置的原理接線。裝置主要由DCH型重合閘繼電器KR、防跳繼電器KCF、加速繼電器KAC、信號(hào)繼電器KS、切換片XB1等元件組成。7.4.2三相一次自動(dòng)重合閘裝置圖7.10DCH型電氣式三相一次自動(dòng)重合閘裝置的原理接線

圖7.10中虛線方框內(nèi)為DCH型重合閘繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接線，由時(shí)間繼電器KT、具有兩個(gè)線圈的中間繼電器KM、儲(chǔ)能電容器C、充電電阻R4、放電電阻R6及信號(hào)燈HL等組成。SA是手動(dòng)操作的控制開(kāi)關(guān)，其觸點(diǎn)的通斷狀況如表7.2所示，“×”表示通，“-”表示斷。2．工作情況分析(1) 線路正常運(yùn)行時(shí)。斷路器處于合閘位置，斷路器的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)QF2閉合、常閉輔助觸點(diǎn)QF1斷開(kāi)，跳閘位置繼電器KTP失電，其常開(kāi)觸點(diǎn)KTP1斷開(kāi)?？刂崎_(kāi)關(guān)SA處于合后位置，其觸點(diǎn)SA21-23接通，觸點(diǎn)SA2-4斷開(kāi)，重合閘裝置投入，指示燈HL亮，電容C經(jīng)R4充電。(2) 線路發(fā)生瞬時(shí)性故障或由于其他原因使斷路器誤跳閘時(shí)。當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作將斷路器跳開(kāi)后，斷路器的常閉輔助觸點(diǎn)QF1閉合，跳閘位置繼電器KTP得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)KTP1閉合，啟動(dòng)自動(dòng)重合閘繼電器中的時(shí)間元件KT，經(jīng)一定延時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)KT1閉合。電容C經(jīng)KT1、中間繼電器KM的電壓線圈放電，KM啟動(dòng)后，其常開(kāi)觸點(diǎn)KM1、KM2、KM3閉合，接通合閘接觸器回路(+WC→SA21-23→KM1→KM2→KM電流線圈→KS→XB1→KCF2→QF1→KMC→-WC)，合閘接觸器KMC動(dòng)作，合上斷路器。重合閘動(dòng)作時(shí)，因KT1閉合，信號(hào)燈HL失電而熄滅。KM電流線圈起自保持作用，只要KM被電壓線圈短時(shí)啟動(dòng)一下，便可通過(guò)電流自保持線圈使KM在合閘過(guò)程中一直處于動(dòng)作狀態(tài)，以保證斷路器可靠合閘。斷路器重合后，其常閉輔助觸點(diǎn)QF1斷開(kāi)，KM失電返回，KTP也復(fù)歸，KTP1斷開(kāi)，使KT返回，KT1斷開(kāi)，電容C開(kāi)始重新充電，經(jīng)15～25s后電容C充滿電，準(zhǔn)備好下次的動(dòng)作。當(dāng)斷路器由于某種原因誤跳閘時(shí)，重合閘的動(dòng)作過(guò)程與上述過(guò)程相同。(3) 線路發(fā)生永久性故障時(shí)。重合閘裝置的動(dòng)作過(guò)程與(2)所述相同。由于是永久性故障，保護(hù)將再次動(dòng)作使斷路器第二次跳閘，自動(dòng)重合閘再次啟動(dòng)。KT再次啟動(dòng)，KT1又閉合，電容C向KM電壓線圈放電。由于電容C充電時(shí)間短，電壓低，不能使KM動(dòng)作，斷路器無(wú)法再次重合，保證了斷路器只重合一次。需要指出一點(diǎn)，因QF不再重合，KT1觸點(diǎn)一直閉合，直流操作電源會(huì)經(jīng)R4、KT1、KM電壓線圈形成通路，但由于R4阻值很大(約幾兆歐)，而KM電壓線圈電阻只有幾千歐，KM電壓線圈承受的分壓值很小，故KM不會(huì)動(dòng)作。(4) 手動(dòng)跳閘時(shí)?？刂崎_(kāi)關(guān)SA手動(dòng)跳閘時(shí)，其觸點(diǎn)SA6-7通，接通斷路器的跳閘回路；SA21-23斷，裝置不可能啟動(dòng)。跳閘后，SA2-4通，接通了電容C對(duì)電阻R6的放電回路。由于R6阻值僅為幾百歐，所以電容C放電后的電壓接近于零，保證下次手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)，裝置不會(huì)動(dòng)作。(5) 手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)。手動(dòng)合閘時(shí)，觸點(diǎn)SA5-8通，合閘接觸器KMC啟動(dòng)合閘；SA21-23通，SA2-4斷，電容C開(kāi)始充電。同時(shí)SA25-28通，使后加速繼電器KAC動(dòng)作。當(dāng)合閘于故障線路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)加速繼電器KAC的延時(shí)返回常開(kāi)觸點(diǎn)使斷路器瞬時(shí)跳閘。這時(shí)，因電容C充電時(shí)間短，電壓很低，電容C放電不足于啟動(dòng)KM，從而保證ARD裝置可靠不動(dòng)作。(6) 閉鎖重合閘裝置動(dòng)作時(shí)。在某些情況下，斷路器跳閘后不允許自動(dòng)重合閘。例如，按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置AFL或母線差動(dòng)保護(hù)BB、橋式接線的變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)將ARD裝置閉鎖，使之退出工作。實(shí)現(xiàn)的方法就是利用AFL裝置或BB的出口觸點(diǎn)與SA2-4并聯(lián)，當(dāng)AFL裝置或BB動(dòng)作時(shí)，其出口觸點(diǎn)閉合，電容C經(jīng)R6電阻放電，ARD裝置無(wú)法動(dòng)作，以達(dá)到閉鎖ARD裝置的目的。(7) 防止斷路器多次重合于永久性故障的措施。如果線路發(fā)生永久性故障，且重合閘第一次動(dòng)作時(shí)就出現(xiàn)了KM1、KM2觸點(diǎn)粘牢或卡住現(xiàn)象，由于是永久性故障，保護(hù)將再次動(dòng)作跳閘，因KM1、KM2觸點(diǎn)接通，若沒(méi)有防跳繼電器KCF，則合閘接觸器KMC通電而使斷路器第二次重合。如此反復(fù)，斷路器將發(fā)生多次重合的嚴(yán)重后果，形成“跳躍現(xiàn)象”，這是不允許的。為此裝設(shè)了防跳繼電器KCF，當(dāng)斷路器第二次跳閘時(shí)，KCF電流線圈通電而使KCF動(dòng)作，+WC→SA21-23→KM1→KM2→KM電流線圈→KS→XB1→KCF1→KCF電壓線圈→-WC，KCF自保持，其觸點(diǎn)KCF2斷開(kāi)，切斷重合閘的合閘回路，使斷路器不會(huì)多次重合。§7.5備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置(Auto-Put-intoDeviceofReserve-Source，APD)是指當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)以后，能迅速自動(dòng)地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置。在供配電系統(tǒng)中，電源可能會(huì)由于某些原因斷開(kāi)，為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電，廣泛采用備用電源自動(dòng)投入裝置。在供電可靠性要求較高的工廠變配電所中，通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線。在車間變電所低壓側(cè)，一般也設(shè)有與相鄰車間變電所相連的低壓聯(lián)絡(luò)線。如果在作為備用電源的線路上裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置，則在工作電源線路突然停電時(shí)，利用失壓保護(hù)裝置使該線路的斷路器跳閘，并在APD作用下，使備用電源線路的斷路器迅速合閘，投入備用電源，恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。一般在下列情況下裝設(shè)APD。(1) 發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。(2) 有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)作為備用。(3) 降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段。(4) 生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組，如給水泵、循環(huán)水泵等。APD裝置從其電源備用方式上可以分成兩大類：明備用和暗備用。裝設(shè)可見(jiàn)的專用備用變壓器或備用母線的情況稱為明備用，互為備用的方式稱為暗備用。(1) 工作母線突然失壓時(shí)APD裝置應(yīng)能動(dòng)作。(2) 工作電源先切，備用電源后投。(3) APD裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作時(shí)應(yīng)發(fā)出信號(hào)。(4) APD裝置動(dòng)作過(guò)程應(yīng)使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短。(5) 工作母線電壓互感器熔斷器熔斷時(shí)APD裝置不誤動(dòng)。(6) 備用電源無(wú)壓時(shí)APD裝置不應(yīng)動(dòng)作。(7) 正常停電操作時(shí)APD裝置不啟動(dòng)。(8) 備用電源或備用設(shè)備投于故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作7.5.1對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的要求7.5.2備用電源自動(dòng)投入裝置的原理圖7.11備用電源自動(dòng)投入裝置基本原理說(shuō)明簡(jiǎn)圖QF1—工作電源進(jìn)線WL1上的斷路器；QF2—備用電源進(jìn)線WL2上的斷路器；KT—時(shí)間繼電器；KO—合閘接觸器；YO—斷路器QF2的合閘線圈

假設(shè)電源進(jìn)線WL1在工作，WL2為備用，斷路器QF2斷開(kāi)，但其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)(圖7.11上未畫(huà))是閉合的。當(dāng)工作電源WL1斷電引起失壓保護(hù)動(dòng)作使QF1跳閘時(shí)，其常開(kāi)觸頭QF13-4斷開(kāi)，使原已通電動(dòng)作的時(shí)間繼電器KT斷電，但其延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)尚未斷開(kāi)，這時(shí)QF1的另一對(duì)常閉觸頭QF11-2閉合，合閘接觸器KO通電動(dòng)作，使斷路器QF2合閘，從而使備用電源WL2投入運(yùn)行，恢復(fù)供電。備用電源WL2投入后，KT的延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷KO回路，同時(shí)QF2的連鎖觸頭QF21-2斷開(kāi)，切斷YO回路，避免YO長(zhǎng)期通電(YO是按短時(shí)大功率設(shè)計(jì)的)。由此可見(jiàn)，雙電源進(jìn)線又配備以APD時(shí)，供電可靠性大大提高。但是雙電源單母線不分段接線，如果母線上發(fā)生故障，整個(gè)變配電所仍要停電。因此對(duì)有重要負(fù)荷的場(chǎng)合宜采用單母線分段供電的方式。為滿足運(yùn)行要求，APD裝置應(yīng)由低電壓?jiǎn)?dòng)部分和自動(dòng)合閘部分兩部分組成。(1) 低壓?jiǎn)?dòng)部分，其作用是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常，并兼作電壓互感器熔斷器熔斷時(shí)閉鎖APD裝置之用。當(dāng)工作母線因各種原因失去電壓時(shí)，斷開(kāi)工作電源，并在備用電源正常時(shí)使APD裝置啟動(dòng)。(2) 自動(dòng)合閘部分，在工作電源的斷路器斷開(kāi)后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)將備用電源的斷路器自動(dòng)投入。圖7.12所示是高壓雙電源互為備用的APD電路，采用的控制開(kāi)關(guān)SA1、SA2均為L(zhǎng)W2型萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它們的觸頭5-8只在“合閘”時(shí)接通，觸頭6-7只在“分閘”時(shí)接通。斷路器QF1和QF2均采用交流操作的CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)。假設(shè)電源WL1在工作，WL2在備用，即斷路器QF1在合閘位置，QF2在分閘位置。這時(shí)控制開(kāi)關(guān)SA1在“合閘后”位置，SA2在“分閘后”位置，它們的觸頭5-8和6-7均斷開(kāi)，而觸頭SA113-16接通，觸頭SA213-16斷開(kāi)。指示燈RD1(紅燈)亮，GN1(綠燈)滅；RD2(紅燈)滅，GN2(綠燈)亮。7.5.3備用電源自動(dòng)投入裝置的接線圖7.12高壓雙電源互為備用的APD電路WL1、WL2—電源進(jìn)線；QF1、QF2—斷路器；TV1、TV2—電壓互感器(其二次側(cè)相序?yàn)閍、b、c)；SA1、SA2—控制開(kāi)關(guān)；KV1～KV4—電壓繼電器；KT1、KT2—時(shí)間繼電器；

KM1、KM2—中間繼電器；KS1～KS4—信號(hào)繼電器；YR1、YR2—跳閘線圈；

YO1、YO2—合閘線圈；RD1、RD2—紅色指示燈；GN1、GN2—綠色指示燈

當(dāng)工作電源WL1斷電時(shí)，電壓繼電器KV1和KV2動(dòng)作，它們的觸點(diǎn)返回閉合，接通時(shí)間繼電器KT1，使KT1延時(shí)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器KS1和跳閘線圈YR1，使斷路器QF1跳閘，同時(shí)給出跳閘信號(hào)，紅燈RD1因觸頭QF15-6斷開(kāi)而熄滅，綠燈GN1因觸頭QF17-8閉合而點(diǎn)亮。與此同時(shí)，斷路器QF2的合閘線圈YO2因觸頭QF11-2閉合而通電，使斷路器QF2合閘，從而使備用電源WL2自動(dòng)投入，恢復(fù)變配電所的供電，同時(shí)紅燈RD2亮，綠燈GN2滅。反之，如果運(yùn)行的備用電源WL2又?jǐn)嚯姇r(shí)，同樣的，電壓繼電器KV3、KV4將使斷路器QF2跳閘，使QF1合閘，又自動(dòng)投入電源WL1。電氣二次圖是用于反映二次系統(tǒng)的工作原理、組成、連接關(guān)系等的一種電氣工程圖，主要有闡述電氣工作原理的二次電路圖和描述裝接關(guān)系的二次(回路安裝)接線圖。二次接線圖以國(guó)家規(guī)定的通用圖形符號(hào)和文字符號(hào)，表示二次設(shè)備的互相連接關(guān)系。常見(jiàn)的二次接線圖按照不同的繪制方法有3種形式，即原理(接線)圖、展開(kāi)(接線)圖、安裝接線圖。安裝接線圖一般包括屏面布置圖、屏后接線圖和端子排圖。7.6.1基本知識(shí)7.6二次回路安裝接線圖1．電氣圖的一般規(guī)則1) 圖幅分區(qū)在圖中，將兩對(duì)邊各自等分加以分區(qū)，分區(qū)的數(shù)目應(yīng)為偶數(shù)。在上下橫邊上用阿拉伯?dāng)?shù)字表示編號(hào)，并且從左至右順序編號(hào)。每個(gè)分區(qū)的兩個(gè)豎邊從上到下用大寫(xiě)拉丁字母順序分區(qū)，如圖7.13所示，分區(qū)代號(hào)用字母和數(shù)字表示，如83、CA等。2) 圖線繪制電氣圖所用的各種線條統(tǒng)稱為圖線，圖線的寬度有0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm、1.4mm幾種，通常在圖上用兩種寬度的圖線繪圖，粗線為細(xì)線的兩倍，如0.5mm和1.0mm，或0.35mm和0.7mm，也可0.7mm和1.4mm。圖線的類型主要有4種，見(jiàn)表7.3。圖7.13圖幅分區(qū)示例

3) 對(duì)圖形布局的要求(1) 圖中各部分間隔均勻。(2) 圖線應(yīng)水平布置或垂直布置，一般不應(yīng)畫(huà)成斜線。表示導(dǎo)線或連接線的圖線都應(yīng)是交叉和折彎最少的直線。4) 對(duì)圖形符號(hào)的要求(1) 圖形符號(hào)應(yīng)采用最新國(guó)標(biāo)規(guī)定的圖形符號(hào)，并采用優(yōu)選形和最簡(jiǎn)單的形式。(2) 同一電氣圖中應(yīng)采用同一形式的符號(hào)。(3) 圖形符號(hào)均是按無(wú)電壓、無(wú)外力作用的正常狀態(tài)表示。2．二次設(shè)備的表示方法二次設(shè)備用項(xiàng)目代號(hào)表示，為表示屏內(nèi)設(shè)備或某一系統(tǒng)的隸屬關(guān)系，一般用項(xiàng)目代號(hào)來(lái)表示。項(xiàng)目是指接線圖上用圖形符號(hào)所表示的一個(gè)實(shí)物，如設(shè)備、元件、功能單元、系統(tǒng)等。項(xiàng)目可大可小，小到電容器、熔斷器、繼電器，大到一個(gè)系統(tǒng)，都可稱為項(xiàng)目。一個(gè)完整的項(xiàng)目代號(hào)包括4個(gè)代號(hào)段，見(jiàn)表7.4。(1) 高層代號(hào)高層代號(hào)是指系統(tǒng)或設(shè)備中較高層次的項(xiàng)目，用前綴“=”加字母代碼和數(shù)字表示，如“=S1”表示較高層次的裝置S。(2) 位置代號(hào)按規(guī)定，位置代號(hào)以項(xiàng)目的實(shí)際位置(如區(qū)、室等)編號(hào)表示，用前綴“+”加數(shù)字或字母表示，可以有多項(xiàng)組成，如+3+A+5，表示3號(hào)室內(nèi)A列第5號(hào)屏。(3) 種類代號(hào)一個(gè)電氣裝置一般由多種類型的電器元件組成，如繼電器、熔斷器、端板等，為明確識(shí)別這些器件(項(xiàng)目)所屬種類，設(shè)置了種類代號(hào)，用前綴“-”加種類代號(hào)和數(shù)字表示，如“-K1”表示順序編號(hào)為1的繼電器。常用種類代號(hào)見(jiàn)表7.5。(4) 端子代號(hào)端子代號(hào)用來(lái)識(shí)別電器、器件連接端子的代號(hào)。用前綴“:”加端子代號(hào)字母和端子數(shù)字編號(hào)，如“-Q1:2”表示開(kāi)關(guān)(隔離)Q1的第2端子，“X1:2”則表示端子排X1的第二個(gè)端子。3．安裝單位和屏內(nèi)設(shè)備為了區(qū)分同一屏中兩個(gè)以上分別屬于不同一次回路的二次設(shè)備，設(shè)備上必須標(biāo)以安裝單位的編號(hào)，安裝單位的編號(hào)用羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等來(lái)表示。對(duì)同一個(gè)安裝單位內(nèi)的設(shè)備應(yīng)按從左到右，從上到下的順序編號(hào)如I1、I2、I3等。當(dāng)屏中只有一個(gè)安裝單位時(shí)，直接用數(shù)字編號(hào)如1、2、3等表示設(shè)備編號(hào)。設(shè)備編號(hào)應(yīng)放在圓圈的上半部；設(shè)備的種類代號(hào)放在圓圈的下半部，對(duì)相同型號(hào)的設(shè)備，如電流繼電器有3只時(shí)，則可分別以KA1、KA2、KA3表示。屏面布置圖是一種采用簡(jiǎn)化外形符號(hào)(框形符號(hào))表示屏面設(shè)備布置的位置簡(jiǎn)圖，它是屏的一種正面視圖。這種圖是加工制造屏、盤(pán)和安裝屏、盤(pán)上設(shè)備的依據(jù)，尤其這種圖與屏后接線圖相對(duì)應(yīng)，可供安裝接線、查線，維護(hù)管理過(guò)程中核對(duì)屏內(nèi)設(shè)備的名稱、位置、用途及拆裝、維修等用。二次設(shè)備屏主要有兩種類型。一種是純二次設(shè)備屏，如各種控制屏、信號(hào)屏、繼電保護(hù)屏等，這種屏主要用于電站、變電所、大型電氣設(shè)備的控制室中。另一種屏是一次、二次設(shè)備混合安裝的屏，一般是屏內(nèi)裝一次設(shè)備，屏面裝操作手柄及各種二次設(shè)備，如電工儀表、繼電器、信號(hào)燈等，常見(jiàn)的高、低壓配電屏就屬于這種類型。7.6.2屏面布置圖1．屏面布置圖的特點(diǎn)(1) 屏面布置的項(xiàng)目通常用實(shí)線繪制的正方形、長(zhǎng)方形、圓形等框形符號(hào)或簡(jiǎn)化外形符號(hào)表示，個(gè)別項(xiàng)目也可采用一般符號(hào)。(2) 符號(hào)的大小及其間距盡可能按比例繪制，但某些較小的符號(hào)允許適當(dāng)放大繪制。(3) 符號(hào)內(nèi)或符號(hào)旁可以標(biāo)注與電路圖中相對(duì)應(yīng)的文字代號(hào)，如儀表符號(hào)內(nèi)標(biāo)注“A”、“V”等代號(hào)，繼電器符號(hào)內(nèi)標(biāo)注“KA”、“KV”等。(4) 屏面上的各種二次設(shè)備，通常是從上至下依次布置指示儀表、光字牌、繼電器、信號(hào)燈、按鈕、控制開(kāi)關(guān)和必要的模擬線路。圖7.14所示是一屏面布置圖。各項(xiàng)目按相對(duì)位置布置；各項(xiàng)目一般采用框形符號(hào)，但信號(hào)燈、按鈕、連接片等采用一般符號(hào)；項(xiàng)目的大小沒(méi)有完全按實(shí)際尺寸畫(huà)出，但項(xiàng)目的中心間距則標(biāo)注了嚴(yán)格的尺寸。圖7.14屏面布置圖1—信號(hào)繼電器；2—標(biāo)簽框；3—光字牌；4—信號(hào)燈；5—按鈕；6—連接片；7—穿線孔

2．屏面布置圖的繪制1) 控制屏屏面布置原則(1) 控制屏屏面布置應(yīng)滿足監(jiān)視和操作調(diào)節(jié)方便、模擬接線清晰的要求。相同的安裝單位其屏面布置應(yīng)一致。(2) 測(cè)量?jī)x表應(yīng)盡量與模擬接線對(duì)應(yīng)，A、B、C相按縱向排列，同類安裝單位中功能相同的儀表，一般布置在相對(duì)應(yīng)的位置。(3) 每列控制屏的各屏間，其光字牌的高度應(yīng)一致，光字牌宜放在屏的上方，要求上部取齊；也可放在中間，要求下部取齊。(4) 操作設(shè)備宜與其安裝單位的模擬接線相對(duì)應(yīng)。功能相同的操作設(shè)備，應(yīng)布置在相對(duì)應(yīng)的位置上，操作方向全變電所必須一致。采用燈光監(jiān)視時(shí)，紅、綠燈分別布置在控制開(kāi)關(guān)的右上側(cè)和左上側(cè)。屏面設(shè)備的間距應(yīng)滿足設(shè)備接線及安裝的要求。800mm寬的控制屏上，每行控制開(kāi)關(guān)不得超過(guò)5個(gè)(強(qiáng)電小開(kāi)關(guān)及弱電開(kāi)關(guān)除外)。二次回路端子排布置在屏后兩側(cè)。(5) 操作設(shè)備(中心線)離地面一般不得低于600mm，經(jīng)常操作的設(shè)備宜布置在離地面800～1500mm處。2) 繼電保護(hù)屏屏面布置原則(1) 屏面布置應(yīng)在滿足試驗(yàn)、檢修、運(yùn)行、監(jiān)視方便的條件下，適當(dāng)緊湊。(2) 相同安裝單位的屏面布置宜對(duì)應(yīng)一致，不同安裝單位的繼電器裝在一塊屏上時(shí)，宜按縱向劃分，其布置宜對(duì)應(yīng)一致。(3) 各屏上設(shè)備裝設(shè)高度橫向應(yīng)整齊一致，避免在屏后裝設(shè)繼電器。(4) 調(diào)整、檢查工作較少的繼電器布置在屏的上部，調(diào)整、檢查工作較多的繼電器布置在中部。一般按如下次序由上至下排列：電流、電壓、中間、時(shí)間繼電器等布置在屏的上部，方向、差動(dòng)、重合閘繼電器等布置在屏的中部。(5) 各屏上信號(hào)繼電器宜集中布置，安裝水平高度應(yīng)一致。信號(hào)繼電器在屏面上安裝中心線離地面不宜低于600mm。(6) 試驗(yàn)部件與連接片的安裝中心線離地面宜不低于300mm。(7) 繼電器屏下面離地250mm處宜設(shè)有孔洞，供試驗(yàn)時(shí)穿線用。3) 信號(hào)屏屏面布置原則(1) 信號(hào)屏屏面布置應(yīng)便于值班人員監(jiān)視。(2) 中央事故信號(hào)裝置與中央預(yù)告信號(hào)裝置，一般集中布置在一塊屏上，但信號(hào)指示元件及操作設(shè)備應(yīng)盡量劃分清楚。(3) 信號(hào)指示元件(信號(hào)燈、光字牌、信號(hào)繼電器)一般布置在屏正面的上半部，操作設(shè)備(控制開(kāi)關(guān)、按鈕)則布置在它們的下方。(4) 為了保持屏面的整齊美觀，一般將中央信號(hào)裝置的沖擊繼電器、中間繼電器等布置在屏后上部(這些繼電器應(yīng)采用屏前接線式)。中央信號(hào)裝置的音響器(電笛、電鈴)一般裝于屏內(nèi)側(cè)的上方。1．接線端子(排)在屏內(nèi)與屏外二次回路設(shè)備的連接或屏內(nèi)不同安裝單位設(shè)備之間以及屏內(nèi)與屏頂設(shè)備之間的連接都是通過(guò)端子排來(lái)連接的。若干個(gè)接線端子組合在一起構(gòu)成端子排，端子排通常垂直布置在屏后兩側(cè)。常用端子的種類及用途見(jiàn)表7.6，端子排標(biāo)志圖例如圖7.15所示。7.6.3端子排圖圖7.15二次回路端子排標(biāo)志圖例

2．端子排的排列順序各種回路在經(jīng)過(guò)端子排轉(zhuǎn)接時(shí)，應(yīng)按下列順序安排端子的排列順序：①交流電流回路；②交流電壓回路；③信號(hào)回路；④控制回路；⑤其他回路；⑥轉(zhuǎn)接回路。應(yīng)經(jīng)過(guò)端子排連接的回路如下。(1) 屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備的連接、同一屏上各安裝單位之間的連接及為節(jié)省控制電纜，需要經(jīng)本屏轉(zhuǎn)接的轉(zhuǎn)接回路等，均應(yīng)經(jīng)過(guò)端子排。(2) 屏內(nèi)設(shè)備與直接接在小母線上的設(shè)備(如熔斷器、電阻、隔離開(kāi)關(guān)等)的連接一般經(jīng)過(guò)端子排。(3) 各安裝單位主要保護(hù)的正電源一般經(jīng)過(guò)端子排，其負(fù)電源應(yīng)在屏內(nèi)設(shè)備之間接成環(huán)形，環(huán)的兩端分別接到端子排。其他回路一般均在屏內(nèi)連接。電流回路應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)端子；預(yù)告信號(hào)及事故信號(hào)回路和其他需要斷開(kāi)的回路一般經(jīng)過(guò)特殊端子或試驗(yàn)端子。端子排的配置應(yīng)滿足運(yùn)行、檢修、調(diào)試的要求，并盡可能與屏上設(shè)備的位置相對(duì)應(yīng)。每一個(gè)安裝單位應(yīng)有獨(dú)立的端子排。垂直布置時(shí)，由上而下；水平布置時(shí)，由左至右按下列回路分組順序地排列。(1) 交流電流回路(不包括自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的電流回路)，按每組電流互感器分組，同一保護(hù)方式的電流回路一般排在一起。其中又按數(shù)字大小由上而下排列，再按U、V、W、N排列。(2) 交流電壓回路(不包括自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的電流回路)，按每組電壓互感器分組。同一保護(hù)方式的電壓回路一般排在一起，且按數(shù)字大小排列，再按U、V、W、N排列。(3) 信號(hào)回路，按預(yù)告、位置、事故信號(hào)分組。(4) 控制回路，按各組熔斷器分組。每組里面先排正極性回路，由小到大；再排負(fù)極性回路，由大到小。(5) 轉(zhuǎn)接回路，先排本安裝單位的轉(zhuǎn)接端子，再排別的安裝單位的轉(zhuǎn)接端子。(6) 當(dāng)一個(gè)安裝單位的端子過(guò)多，或一個(gè)屏上僅有一個(gè)安裝單位時(shí)，可將端子排成組地布置在屏的兩側(cè)。(7) 每一安裝單位的端子排應(yīng)編有順序號(hào)，并盡量在最后留2～5個(gè)端子作為備用。條件許可時(shí)，各組端子排之間也宜留1～2個(gè)備用端子。在端子排兩端應(yīng)有終端端子。3．端子接線圖端子接線圖是表示單元或設(shè)備經(jīng)過(guò)端子與外部導(dǎo)線的連接關(guān)系。端子排屬于單元或設(shè)備本身的組成部件之一。因此，端子接線圖通常不表示其與內(nèi)部其他部件的連接關(guān)系，但可給出相關(guān)文件的圖號(hào)，以便查閱。然而，由于沿用已久的習(xí)慣，電氣工程中，端子接線圖也同時(shí)表示