现代供配电技术供配电系统二次接线.pptx
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1、5.1 5.1 二次接线概述二次接线概述 5.1.1 5.1.1 二次接线的基本概念二次接线的基本概念5.1.2 5.1.2 二次接线的分类二次接线的分类第1页/共102页5.1.1 5.1.1 二次接线的基本概念二次接线的基本概念 二次设备:指对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备。基本任务:反映一次设备的工作状态,控制一次设备,在一次设备发生故障时,能使故障部分迅速退出工作,保持电力系统处在最好的运行状态。第2页/共102页5.1.2 5.1.2 二次接线的分类二次接线的分类按照电源性质分,有直流回路和交流回路按照电源性质分,有直流回路和交流回路按照用途分,有断路器控
2、制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等按照用途分,有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等 第3页/共102页图5.1 5.1 供配电系统的二次回路功能示意图 第4页/共102页5.25.2 二次接线图二次接线图p 二次接线图介绍二次接线图介绍p 原理接线图原理接线图 p 展开接线图展开接线图p 安装接线图安装接线图第5页/共102页5.2.1 二次接线图介绍 二次接线图是以国家规定的标准图形符号和文字符号,表示二次设备的相互连接关系。分类:原理接线图、展开接线图、安装接线图 第6页/共102页5.2.2 原理接线图 原理接线图是用来表示继电保护、测
3、量仪表和自动装置中各元件的电气联系及工作原理的电气回路图。第7页/共102页10kV10kV线路保护原理接线图 第8页/共102页 原理接线图可用来分析工作原理,但对于复杂线路,看图较困难,因此,广泛应用展开接线图。第9页/共102页5.2.35.2.3 展开接线图展开接线图 展开接线图:交流电流回路、交流电压回路、直流控制操作回路和信号回路等几个主要组成部分 特点:接线清晰,回路次序明显,便于了解整套装置的动作程序和工作原理,易于阅读,对于复杂线路的工作原理的分析更为方便 第10页/共102页10kV10kV线路保护原理接线图 第11页/共102页5.2.3 展开接线图 根据电气施工安装的要
4、求,用来表示二次设备的具体位置和布线方式的图形,称为二次回路的安装接线图。它反映的是二次回路中各电气元件的安装位置、内部接线及元件间的线路关系。第12页/共102页 以安装接线图为例介绍二次接线基本要求及二次接线图的绘制方法。第13页/共102页安装接线图包括:(1)屏面布置图(从控制屏正面看)将各安装设备和仪表实际位置按比例画出。(2)屏背面接线图(从屏背后看)表明屏内设备在屏背面的引出端子之间的连线情况以及引出端子与端子排间的连接关系。(3)端子排图(从屏背后看)表明屏内设备与屏外设备连接情况以及屏上需要装设的端子类型、数目以及排列顺序。第14页/共102页1.1.基本要求基本要求(1)按
5、图施工,接线正确。(2)导线与电气元件间的连接应牢固可靠。(3)盘、柜内的导线不应有接头,导线芯线应无损伤。(4)电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号,编号应正确。(5)导线绝缘良好,无损伤。(6)按规定在端子上连接导线。(7)二次回路接地应设专用螺栓。(8)采用规定的绝缘导线,保证安全。第15页/共102页2.2.二次回路的编号二次回路的编号 常用方法:(1)回路编号法:按“等电位”原则标注,在电气回路中相同电位的回路采用同一编号。(2)相对编号法:按接线对侧的设备名称编号(3)二次回路的编号原则第16页/共102页二次回路的编号原则 数字编号的分配 第17页/共102页3.3.安装接
6、线图的绘制安装接线图的绘制需注意以下几个方面:(1)二次设备的表示方法。(2)接线端子的表示方法。(3)连接导线的表示方法。第18页/共102页5.35.3 变电所二次回路的操作电源变电所二次回路的操作电源p 二次回路操作电源介绍二次回路操作电源介绍p 直流操作电源直流操作电源 p 交流操作电源交流操作电源p 所用变压器所用变压器第19页/共102页5.3.15.3.1 二次回路操作电源介绍二次回路操作电源介绍 二次回路的操作电源是指控制、信号、监测及继电保护和自动装置等二次回路系统所需的电源。要求:(1)安全可靠;(2)容量足够大 分类:(1)直流操作电源;(2)交流操作电源 第20页/共1
7、02页5.3.2 5.3.2 直流操作电源直流操作电源铅酸蓄电池组铅酸蓄电池组 由二氧化铅(PbO2)的正极板、铅(Pb)的负极板和密度为1.2 g/cm31.3g/cm3的稀硫酸(H2SO4)电解液构成,容器多为玻璃。第21页/共102页 铅酸蓄电池组的额定端电压(单个)为2V,需要蓄电池个数为118个,其中长期接入操作电源母线的蓄电池个数约为86个,其余32个蓄电池用于调节电压。第22页/共102页优点:与交流的供电系统无直接关系,不受供电系统运行情况的影响,工作可靠。缺点:设备投资大,蓄电池使用一段时间后,电压下降,需用专门的充电装置来进行充电,因此还需设置专门的蓄电池室,且有较多的腐蚀
8、性,运行维护也相当麻烦。第23页/共102页镉镍蓄电池组镉镍蓄电池组 由正极板、负极板、电解液组成。单个镉镍蓄电池的端电压额定值为1.2V,充电后可达1.75V,其充电可采用浮充电或强充电方式由硅整流设备进行充电。第24页/共102页优点:(1)不受供电系统运行情况影响、工作 可靠;(2)大电流放电性好;(3)使用寿命长;(4)腐蚀性小,不需专门的蓄电池室;(5)运行维护也比较简便。第25页/共102页硅整流直流操作电源硅整流直流操作电源 按断路器的操动机构的要求,可分为:(1)电容储能(电磁操动)(2)电动机储能(弹簧操动)第26页/共102页硅整流电容储能直流操作电源硅整流电容储能直流操作
9、电源 带有两组不同容量电容储能的硅整流装置图 第27页/共102页各主要元件功能:各主要元件功能:(1)硅整流器I:做断路器合闸电源,可向控 制、保护、信号等回路供电;在硅整流器II发生故障时可以通过V3向控制母线供电。(2)硅整流器II:仅向操作母线供电。(3)二极管V3:只允许从合闸母线向控制母线供电而不能反向供电。(4)电阻R用于限制在控制母线例发生短路时流过硅整流I的电流。(5)C1和C2:储能可动作继电保护装置,使断路器跳闸。(6)V4和V5:在事故情况下禁止向操作母线供电,只向保护回路放电。第28页/共102页 优点:价格便宜,占地面积相对较小,维护工作量小,体积小,不需充电装置;
10、缺点:电源独立性差,可靠性受交流电源影响;电容器有漏电问题,易损坏。第29页/共102页复式整流装置复式整流装置 指供直流操作电压的整流器电源有两个,即电压源和电流源。优点:能保证供电系统在正常和事故情况下直流系统均能可靠地供电。第30页/共102页5.3.3 5.3.3 交流操作电源交流操作电源获得途径:获得途径:取自所用电变压器;当保护、控制、信号回路的容量不大 时,可取自电流互感器、电压互感器的二次侧。第31页/共102页继电保护方式:继电保护方式:“去分流跳闸去分流跳闸”方式方式 当一次电路发生相间短路时,继电器动作,其常闭触点断开,使YR的短接分流支路被去掉(即“去分流”),使电流互
11、感器的二次电流完全流入跳闸线圈YR,断路器跳闸。第32页/共102页直接动作式直接动作式 在一次电路发生相间短路时,短路电流反应到互感器的二次侧,流过YR,达到或超过YR的动作电流,从而使断路器跳闸。第33页/共102页交流操作电源的优缺点:交流操作电源的优缺点:优点:接线简单,投资低廉,维修方便;缺点:交流继电器性能没有直流继电器完善,不能构成复杂的保护 第34页/共102页5.3.45.3.4 所用变压器所用变压器变电所的用电设置专门的变压器供电,简称所用变。变电所用电有室外照明、室内照明、操作电源用电等。所用变压器接线示意图 第35页/共102页5.45.4 高压断路器的控制与信号回路高
12、压断路器的控制与信号回路断断p 高压断路器高压断路器 p 高压断路器的控制方式与控制要求高压断路器的控制方式与控制要求p 灯光监视的控制回路和信号回路灯光监视的控制回路和信号回路第36页/共102页5.4.15.4.1 高压断路器高压断路器 高压断路器有完善的灭弧装置,不仅能在正常时通断负荷电流,而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流。按采用的灭弧介质来划分主要有:p 油断路器p 六氟化硫断路器p 真空断路器等 第37页/共102页5.4.2 高压断路器的控制方式与控制要求断路器的控制方式 1.按控制地点分为集中控制和就地(分散)控制。2.按控制电源电压的高低可分为强电控制、弱电控
13、制和微机控制。3.按控制电源的性质可分为直流操作(DC operation)和交流操作(AC operation)(包括整流操作)。4.按照对控制电路监视方式的不同可分为灯光监视控制和音响监视控制电路。第38页/共102页控制回路需满足的要求1.操作完成之后,应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。2.断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸,又能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。3.控制回路应具有反映断路器手动和自动跳、合闸位置的信号。4.应能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性;应对二次回路短路或过负荷进行保护;5.具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。6.对于
14、采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器,应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。第39页/共102页5.4.3 灯光监视的控制回路和信号回路1 1控制回路的构成控制回路的构成控制开关 控制开关是断路器控制回路的主要控制元件,由人员操作使断路器合、闸,在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。LW2-Z型控制开关外型结构图 固定与自由行程触头示意图第40页/共102页第41页/共102页(1)触点盒位置图表中:“”表示触点接通,“一”表示触点断开。触点盒位置图表 第42页/共102页(2 2)LW2LW2型控制开关触点图表型控制开关触点图表LW2-Z-1a,4,6a,40,20,
15、20/F8型开关型控制开关触点表 表中:虚线上打黑点()的触点,表示在此位置时该触点通。第43页/共102页中间放大器件 断路器的合闸电流较大,控制元件和控制回路所能通过的电流只有几安,二者之间需用中间放大器件进行转换,常采用直流接触器去接通合闸回路。操作机构 高压断路器的操作机构有电磁式、弹簧式和液压式等,操作机构不同,其控制回路不尽相同,但基本接线相似。用户变电所的断路器常采用电磁式操作机构。第44页/共102页2 2控制回路和信号回路操作过程分析控制回路和信号回路操作过程分析断路器的控制回路和信号回路图SA控制开关 BC小母线 BF闪光母线 KL防跳继电器KM中间继电器 KO合闸接触器
16、YO合闸线圈 YR跳闸线圈BAS事故音响小母线 K继电器保护触点 K1闪光继电器 SB试验按钮第45页/共102页合闸方式(1)手动合闸(2)自动合闸(3)手动跳闸(4)自动跳闸(5)防跳装置(6)闪光电源装置第46页/共102页 5-5 5-5 变电所中央信号系统变电所中央信号系统5.5.1 5.5.1 中央信号系统的分类中央信号系统的分类5.5.2 5.5.2 中央信号系统的基本功能中央信号系统的基本功能第47页/共102页5.5.1 中央信号系统的分类1.信号装置分类(1)按性能a.按动作性能:分为重复动作和不重复动作;b.按复归方式:分为中央复归和就地复归两种。(2)按用途 位置信号,
17、事故信号和预告信号装置 第48页/共102页位置信号:位置信号:用来指示设备的运行状态的,如断路器的通、断状态,所以位置信号又称为状态信号。对隔离开关常采用一种专门的位置指示器如MK-9型位置信号指示器来表示其位置状态。隔离开关位置信号指示器 第49页/共102页事故信号事故信号 :表示供电系统在运行中发生了某种事故而使继电保护动作,同时事故信号装置发出灯光和音响信号,蜂鸣器(电笛)发出声音,相应的光字牌变亮,显示文字告知事故的性质、类别及发生事故的设备。重复动作的中央复归式事故音响信号回路图 第50页/共102页预告信号:预告信号:为变电站中电气设备发生故障或出现不正常运行状态时发出的信号,
18、与事故信号相比,属次紧急信号,且不会立即造成设备损坏或危及人身安全。变电站中的预告信号通常分为瞬时预告信号和延时信号两种,经常发生的预告信号有:变压器、电动机等电气设备过负荷;变压器油温过高、轻瓦斯保护动作及通风故障等;SF,气体绝缘设备的气压异常;直流系统绝缘损坏或严重降低;断路器控制回路及互感器二次绕组回路断线;小电流接地系统单相接地故障;继电保护和自动装置交、直流电源断线;信号继电器动作(掉牌)未复归;断路器三相位置或有载调压变压器三相分接头位置不一致;作用于信号继电器的继电保护和自动装置动作等。第51页/共102页5.5.2 中央信号系统的基本功能信号系统必须具备的功能:(1)应保证在
19、任一断路器事故跳闸后,能瞬时发出事故信号,同时位置指示灯闪光,并点亮相应光字牌。(2)应保证在任一电路发生故障时,能按要求(瞬时或延时)准确发出音响、灯光信号和掉牌信号。(3)中央信号装置在发出音响信号后,应能手动或自动复归(解除)音响,而灯光信号及其他指示信号应保持到消除故障为止,以便帮助查找和分析事故。(4)在继电保护及自动装置动作后,应能及时将信号继电器手动复归,并设“信号未复归”光字牌,发送光字牌信号。(5)中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。一般事故音响信号用电笛或蜂鸣器,预告音响信号用电铃;(6)接线应简单、可靠,应能监视信号回路的完好性;(7)应能对事故信号、预告信号及其光字
20、牌是否完好进行试验。第52页/共102页 5-6 电气测量仪表5.6.1 5.6.1 电气测量仪表介绍电气测量仪表介绍5.6.2 5.6.2 电气测量仪表的准确度等级电气测量仪表的准确度等级5.6.3 5.6.3 变配电装置中测量仪表的配置变配电装置中测量仪表的配置5.6.4 5.6.4 三相电路电能的测量三相电路电能的测量5.6.5 5.6.5 电气测量仪表接线举例电气测量仪表接线举例第53页/共102页5.6.1 电气测量仪表介绍(1)概念:指对电力装置回路的电气运行参数作经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。(2)分类:常用测量仪表和电能计量仪
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