軌道交通牽引供變電技術課件：控制方式和二次回路接線概述

供變電系統(tǒng)控制、信號系統(tǒng)及其

自動化、數(shù)字化軌道交通牽引供變電技術

控制方式和二次回路接線概述第一節(jié)控制方式和二次回路接線概述

牽引變電所和供電裝置中，高壓開關設備的控制、信號和主設備監(jiān)測電路都屬于二次接線，它是電氣系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，隨著計算機及大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，我國軌道交通牽引變電所二次設備的技術水平有了很大的變化，目前廣泛應用的牽引變電所綜合自動化技術把控制、保護、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控等功能集成在一起，代替了傳統(tǒng)的控制、信號系統(tǒng)，但其原理還是和傳統(tǒng)的二次接線系統(tǒng)相同。軌道交通牽引供變電技術

因此，本章仍著重分析傳統(tǒng)二次接線中的控制、信號和監(jiān)測電路構成原理與基本要求，并介紹了為保證一次和二次設備操作運行所需的交、直流自用電系統(tǒng)的構成與功用，以及利用計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全所設備的自動監(jiān)視、自動測量、自動控制和保護，以及與調度通信等構成的變電所綜合自動化。軌道交通牽引供變電技術一、控制方式

牽引變電所和其他供電裝置對高壓一次電氣設備的控制操作，按執(zhí)行地點不同，可分為就地控制、距離控制和遠動控制三種控制方式。

（1）就地控制，即在一次電氣設備安裝地點進行直接控制，開關設備的位置信號也在配電間隔上顯示，這種控制方式僅適用于交流10

kV及以下電壓的電氣設備。軌道交通牽引供變電技術（2）距離控制，即在主控制室內對變電所的一次電氣設備集中進行控制，監(jiān)測儀表和開關位置信號、中央信號以及繼電保護裝置等也都配置在主控室的屏臺上，便于監(jiān)視和管理運行。距離控制按其實現(xiàn)的方法不同分為：一對一的分別控制方式，即一套控制設備只能固定地控制一臺斷路器；集中選控方式，即一套控制設備可選擇控制許多臺斷路器，一般稱為選控。距離控制是目前牽引變電所的主要控制方式。軌道交通牽引供變電技術（3）遠動控制，又稱為遙控，即在遠離變電所的調度端對變電所（執(zhí)行端）的電氣設備進行控制。已經實現(xiàn)遠動化的供電系統(tǒng)，往往是遠動控制與距離控制的功能兩者都具備。由于控制、監(jiān)測和通信技術的發(fā)展，變電所自動化水平不斷提高和免維修設備的出現(xiàn)，按有無運行人員值班，變電所可分為有人值班和無人值班運行兩種方式，對于有人值班的變電所，一般以距離控制方式為主；對于無人值班（或減員）的變電所，一般以遙控方式為主。軌道交通牽引供變電技術二、二次接線（電路）圖

為了保證牽引變電所與供電裝置一次電氣設備安全可靠和經濟地運行，并實現(xiàn)對其控制、監(jiān)視，相應地設置了成套的控制、信號、繼電保護、自動裝置和監(jiān)測儀表等二次設備。用特定的圖形和文字符號，表示二次設備相互連接的電氣接線圖稱為二次接線圖。二次接線是電氣系統(tǒng)的重要組成部分。二次電路圖中常用的圖形符號列于表8.1中，常用的文字符號列于表8.2中。軌道交通牽引供變電技術軌道交通牽引供變電技術元件名稱圖形符號元件名稱圖形符號新舊新舊斷路器、自動開關延時斷開的

常開觸點隔離開關延時閉合的

常閉觸點一般繼電器延時斷開的

常閉觸點雙線圈

繼電器按鈕（不保持）動合熔斷器按鈕（不保持）動斷繼電器開關常開（動合）觸點警鈴繼電器開關常閉（動斷）觸點蜂鳴器先斷后合的轉換觸點變壓器，電壓

互感器先合后斷的轉換觸點電流互感器延時閉合的常開觸點信號燈電抗器

軌道交通牽引供變電技術元件名稱新符號舊符號元件名稱新符號舊符號重合閘裝置APRZCH閃光繼電器KHLSGJ電源自動投入裝置AATBZT合閘線圈YCHQ斷路器QFDL跳閘線圈YTTQ接觸器KMC綠燈GNLD繼電器KJ紅燈RDHD電流繼電器KALJ信號燈、光指示器HLXD電壓繼電器KVYJ跳閘信號燈HLT時間繼電器KTSJ合閘信號燈HLC信號繼電器KSXJ光字牌H控制中間繼電器KCZJ警鈴HAB防跳繼電器KCFTBJ蜂鳴器、電喇叭HAU出口繼電器KCOBCJ控制回路開關S跳閘位置繼電器KCTTWJ控制開關（手動）；選擇開關SAKK合閘位置繼電器KCCHWJ按鈕開關SBAN事故信號繼電器KCASYJ試驗按鈕SBteSA預告信號繼電器KCRYXJ復位按鈕SBreFA電源監(jiān)視繼電器KVSJJ合閘按鈕SBCHA音響信號繼電器KSSSXJ跳閘按鈕SBTTA跳閘繼電器KTP電磁鎖YLDCS表8.2二次電路常用電氣新舊文字符號對照表

軌道交通牽引供變電技術序號小母線名稱文字符號新舊1控制小母線正電源＋＋KM負電源－－KM2信號小母線正電源＋700＋XM負電源－700－XM燈光M726（－）XM3閃光信號小母線M100（＋）SM4掉牌信號小母線M716PM5控制回路斷線信號小母線M713KDM6自動裝置動作信號小母線M717ZDM7事故音響信號小母線M728SYM小母線的文字符號如表8.3所示。表8.3小母線的文字符號

通常規(guī)定元件不受電（或斷路器斷開）的狀態(tài)為“常態(tài)”?！俺ｉ_觸點”是指元件未受電（斷路器斷開）時其觸點（又稱接點）斷開，而受電（斷路器合閘）時其觸點閉合的狀態(tài)，又稱為“動合觸點”或“正觸點”?！俺ｉ]觸點”是指元件受電（斷路器合閘）時其觸點斷開，而斷電（斷路器斷開）時其觸點閉合的狀態(tài)，又稱為“動斷觸點”或“反觸點”。

二次接線圖一般有3種表達形式：原理接線圖、展開接線圖、安裝接線圖。它們的功用各不相同，下面分別予以介紹。軌道交通牽引供變電技術

（一）原理接線圖（簡稱原理圖）

原理接線圖用來表示二次設備中的監(jiān)測儀表、控制與信號、保護和自動裝置等的工作原理。為使讀者對整個裝置易于形成完整而清晰的概念，現(xiàn)舉例說明原理圖的構成和動作過程。

如圖8.1所示為饋電線路過電流保護原理接線圖。其主要特點是圖中標有相關的主電路部分，如母線、饋電線路、斷路器及其跳閘線圈和輔助接點，以及電流互感器等。另外各設備元件都以整體形式表示，即線圈及接點均表示在一個圖形符號內，同時對所包括的交流電流回路、交流電壓回路和直流控制、信號電路等各組成部分都一并畫出。軌道交通牽引供變電技術

軌道交通牽引供變電技術圖8.1饋電線路過電流保護原理接線圖由圖8.1可見，繼電保護裝置的電路是通過電流互感器TA與主電路的饋電線聯(lián)系起來的。

保護裝置本身由電流繼電器KA、時間繼電器KT、保護出口繼電器KCO和一個信號繼電器KS

構成。電流繼電器接在互感器的次邊，若主電路饋電線發(fā)生短路故障時，互感器次邊電流隨著原邊電流的增長而增大，當其超出了正常運行的變化范圍達到電流繼電器KA的整定值時，它立即動作。由電流繼電器KA的正接點閉合，以接通時間繼電器KT的直流電源回路，經過整定的延時時限后其延時動作正接點閉合。由控制電源正極經時間繼電器延時動作正接點，通過出口繼電器KCO分閘命令，斷路器的聯(lián)動輔助接點、跳閘線圈至控制電源負極的電路接通。于是導致斷路器跳閘，切斷發(fā)生短路故障的饋電線路，從而保障設備安全軌道交通牽引供變電技術和其他饋電線路的正常供電。在斷路器跳閘的同時，由控制電源正極經時間繼電器正接點、信號繼電器線圈，由信號繼電器

KS

發(fā)出保護動作信號，受電掉牌顯示該保護裝置動作，還由它的正接點接通有關中央信號回路。（二）展開接線圖（簡稱展開圖）

展開接線圖的特點，則是在相應原理接線圖的基礎上，將其總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立的各個組成部分。這時電路中設備元件的不同線圈與接點等將分別繪入相應部分的回路中。例如，電流繼電器的線圈繪于交流電流回路中，而其接點與時間繼電器、信號繼電器、保護出口繼電器、斷路器的聯(lián)動輔助接點、跳閘線圈等則繪于直流回路中。軌道交通牽引供變電技術如圖8.2所示為對應圖8.1原理接線圖的展開接線圖。軌道交通牽引供變電技術圖8.2圖8.1的展開接線圖

在展開接線圖的直流回路部分，力求按照各部件流通電流的順序，也就是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圈、接點等應用相同的文字標注，并在展開接線圖的一側可以方便地加注文字說明，便于清楚地了解相應部分電路的作用。

比較圖8.1與圖8.2，顯然前者能夠使我們對裝置設備的結構、原理有一個概括、完整的認識。然而也正是由于原理接線圖的完整性，致使圖中連線交錯重疊又不易于將元件內部接線等細節(jié)一一表達清楚。展開接線圖恰恰彌補了原理接線圖的這些缺點，尤其是對于復雜裝置的電路圖，應用展開接線圖的表達方式對于分析電路工作原理和動作過程，具有清楚、明晰的優(yōu)點。軌道交通牽引供變電技術

（三）安裝接線圖安裝接線圖是為適應二次設備裝置進行制造、安裝或調試、檢修時的需要而專門繪制的。安裝接線圖一般應包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線圖等組成部分。在盤后接線圖和端子排接線圖中，對繼電器、表計等元件及其輔助端子、連接導線等，都需按其實際形狀、位置尺寸成比例地由盤后視繪制出來，如圖

8.3

所示。圖中不畫出連接導線，而是采用“相對標志”的方法加以表示。所謂“相對標志”法也就是在端子排（或設備元件）的每一端頭標記出與它連接的另一端頭所接設備元件（或端子排端子號碼）的標志。圖

8.3

是牽引變電所饋電線過電流保護裝置部分安裝接線圖。軌道交通牽引供變電技術軌道交通牽引供變電技術圖8.3牽引變電所饋線電流保護裝置部分安裝接線圖

軌道交通牽引供變電技術

在圖8.3中，元件I1/KA的端子③標志I2-7應與元件I2/KT的端子⑦標志I1-3相連接，而元件I1/KA的端子②標志I-1應與序號1的端子排I1-2，KA相連接（見圖8.3）。

應予說明，為了滿足制造、安裝或調試、檢修時查找電路準確、方便的需要，還應該對二次回路中每段連接導線都分別編以相應的數(shù)字代號作為標記。

圖8.2與圖8.3中都標記有二次回路導線編號數(shù)字。編號標記方法應遵循“等電位原則”，即在同一電位上的不同分支導線均標記同一數(shù)字代號，而在回路中具有電位差異的不同段導線則標記不同的數(shù)字代號。在交流回路中編號取為連續(xù)遞增的數(shù)字，并需標示出相、序別（即三相系統(tǒng)的A相、B相、C相與中性線N、零序回路Z等）。在直流回路中的編號數(shù)字是從正極起始依次編以奇數(shù)順序的數(shù)字，當通過設備元件的線圈負載改變了導線電位的極性后（呈現(xiàn)負極性），才改換以偶數(shù)順序的數(shù)字，具體編號方法可查閱有關設計手冊。

對于二次回路的不同裝置、設備之間的聯(lián)系電纜，也應進行編號標記，二次電路控制電纜的標志，除了數(shù)字編號外還應標示出所屬安裝單位、電纜型號，并注明電纜去向等，參見圖8.3。軌道交通牽引供變電技術三、主控制室

變電所對一次電氣設備的控制操作通常采取距離控制方式。其控制、信號、監(jiān)測、保護、自動裝置等二次電氣設備都集中裝在主控制室中。在主控制室里配備有各種控制盤，二次電路的各種裝置都分別裝設在相應的控制盤上。按用途的不同控制盤可劃分為：（1）主控制盤。設有對一次電路的斷路器進行距離控制的開關、按鈕、信號燈、電流表、電壓表、功率表等，并在盤面上繪制相應的模擬主電路。（2）繼電保護盤。設有各種繼電保護設備，或由專門的成套保護屏盤組合而成。軌道交通牽引供變電技術

軌道交通牽引供變電技術（3）中央信號盤。設有變電所中各種事故和預告信號裝置與設備，如事故電笛、預告警鈴、閃光裝置、各種信號光字牌以及信號試驗、解除按鈕等。（4）計量盤。設有各種監(jiān)測、記錄儀器表計，如功率表、瓦時計等。（5）自動、遠動裝置盤。設有自動裝置與遠動裝置設備、表計、信號等。（6）自用電盤。設有所內交、直流自用電系統(tǒng)的控制開關、刀閘、表計電器等。通常分別設置交流自用電盤與直流自用電盤。

控制系統(tǒng)在變電所內起著神經中樞的重要作用，值班人員根據(jù)控制盤上的各種儀器、表計、信號等的指示來監(jiān)視、判斷變電所電器設備的運行狀態(tài)，并通過控制電路設備對一次設備進行各種控制操作。因此，對控制盤及其盤面布置應滿足下述原則：（1）盤面上儀表、控制、信號設備與模擬主電路的布置應簡單明了，便于進行控制、監(jiān)視和維護。（2）各電氣設備之間的安裝距離應根據(jù)正面、背面所占最小位置及布線尺寸確定的標準全面考慮。（3）盤面配置應考慮到盤后兩側接線端子的合理安排。（