1、第第7章章 變電所的監控系統和自動裝置變電所的監控系統和自動裝置n 7.1 變電所的操作電源n 7.2 變電所的控制回路n 7.3 變電所的信號回路 n 7.4 絕緣監察裝置和測量儀表n 7.5 變電所常用自動裝置n 7.6 變電站綜合自動化簡介7.1 變電所的操作電源變電所的操作電源 操作電源操作電源是用來對斷路器的分、合閘回路，繼電保護裝是用來對斷路器的分、合閘回路，繼電保護裝置以及其它信號回路供電的電源。置以及其它信號回路供電的電源。一、概述一、概述可分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。可分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。 二、直流操作電源二、直流操作電源1. 由蓄電池供電的直流操

2、作電源由蓄電池供電的直流操作電源F優點：優點：蓄電池的電壓與被保護的網絡電壓無關。蓄電池的電壓與被保護的網絡電壓無關。F缺點：缺點：需修建有特殊要求的蓄電池室，購置大量的充電需修建有特殊要求的蓄電池室，購置大量的充電設備和蓄電池組，輔助設備多，投資大，運行復雜，維護設備和蓄電池組，輔助設備多，投資大，運行復雜，維護工作量大，可靠性低。工作量大，可靠性低。2. 由硅整流器供電的操作電源由硅整流器供電的操作電源n硅整流電容儲能式直流操作電源（硅整流電容儲能式直流操作電源（圖圖7-1）硅整流器硅整流器U1：采用三相橋式整流。：采用三相橋式整流。硅整流器硅整流器U2：采用單相橋式整流。：采用單相橋式整

3、流。正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，交流電源電正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，交流電源電壓大大降低，利用電容器壓大大降低，利用電容器C1和和C2的儲能使斷路器跳閘。的儲能使斷路器跳閘。n復式整流裝置（復式整流裝置（圖圖7-2） 正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，利用短路故正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，利用短路故障電流經過整流作為操作電源。障電流經過整流作為操作電源。 整流裝置既可由整流裝置既可由“電壓源電壓源”（所用變壓器或電壓互感器）（所用變壓器或電壓互感器）供電，也可由供電，也可由 “電流源電流源”（電流互感器（電流互感器 ）供電。）供電。圖圖7-1

4、 硅整流電容儲能式直流操作電源硅整流電容儲能式直流操作電源三、交流操作電源三、交流操作電源圖圖7-2 復式整流裝置接線示意圖復式整流裝置接線示意圖直接動作式（見圖直接動作式（見圖7-3）利用繼電器常閉觸點去分流跳閘利用繼電器常閉觸點去分流跳閘線圈方式（圖線圈方式（圖7-4）圖圖7-3 直接動作式的直接動作式的交流操作保護接線圖交流操作保護接線圖圖圖7-4 去分流跳閘方式的去分流跳閘方式的交流操作保護接線圖交流操作保護接線圖圖圖7-5 利用速飽和變流器的利用速飽和變流器的交流操作保護接線圖交流操作保護接線圖v思考：思考：速飽和變流器與電流互感器的速飽和變流器與電流互感器的區別是什么區別是什么?電

5、流互感器的二次側不允許開路；速飽電流互感器的二次側不允許開路；速飽和變流器可以在和變流器可以在開路開路下使用。下使用。Why?v采用速飽和變流器的目的：采用速飽和變流器的目的：當短路時限制流入跳閘線圈的電流；當短路時限制流入跳閘線圈的電流；減小電流互感器的二次負荷阻抗。減小電流互感器的二次負荷阻抗。F優點：優點：投資小、接線簡單可靠、運行維護方便。投資小、接線簡單可靠、運行維護方便。F缺點：缺點：不適用于較復雜的繼電保護、自動裝置及其它二不適用于較復雜的繼電保護、自動裝置及其它二次回路等。次回路等。 利用速飽和變流器的接線方式（圖利用速飽和變流器的接線方式（圖7-5） v交流操作電源的優缺點：

6、交流操作電源的優缺點：7.2 變電所的控制回路變電所的控制回路一、概述一、概述u控制回路是由控制開關和控制對象（斷路器、隔離開關）控制回路是由控制開關和控制對象（斷路器、隔離開關）的傳送機構及執行（或操作）機構組成的。其作用是對一次的傳送機構及執行（或操作）機構組成的。其作用是對一次開關設備進行開關設備進行“跳跳”、“合合”閘操作。閘操作。集中控制（遠方控制）：集中控制（遠方控制）：在控制室內用控制開關對斷路器在控制室內用控制開關對斷路器進行操作，用于進行操作，用于35kV及以上的變電所中及以上的變電所中 。就地控制：就地控制：在各個斷路器安裝處就地操作，用于在各個斷路器安裝處就地操作，用于6

7、10kV的變電所中。的變電所中。 u斷路器的控制分為集中控制和就地控制兩類：斷路器的控制分為集中控制和就地控制兩類： u對斷路器控制回路的基本要求對斷路器控制回路的基本要求既可由控制開關進行手動跳、合閘，又可由繼電保護和自既可由控制開關進行手動跳、合閘，又可由繼電保護和自動裝置自動跳、合閘；動裝置自動跳、合閘；斷路器跳閘或合閘完成后，應能自動切斷跳閘或合閘回路，斷路器跳閘或合閘完成后，應能自動切斷跳閘或合閘回路，防止因通電時間過長而燒壞線圈；防止因通電時間過長而燒壞線圈；應有指示斷路器狀態的位置信號，而且能夠區分自動跳、應有指示斷路器狀態的位置信號，而且能夠區分自動跳、合閘與手動跳、合閘的位置

8、信號；合閘與手動跳、合閘的位置信號；應有防止斷路器多次連續跳、合閘的跳躍閉鎖裝置；應有防止斷路器多次連續跳、合閘的跳躍閉鎖裝置；應有指示斷路器控制回路完好性的監視信號；應有指示斷路器控制回路完好性的監視信號；在滿足以上基本要求的前提下，應力求簡單、可靠。在滿足以上基本要求的前提下，應力求簡單、可靠。二、控制開關二、控制開關u控制開關又稱為控制開關又稱為“萬能轉換開關萬能轉換開關”，是電氣工作人員對，是電氣工作人員對斷路器進行分、合閘控制的操作元件。斷路器進行分、合閘控制的操作元件。 u目前變電所多采用目前變電所多采用LW2型控制開關，它共有六個位置：型控制開關，它共有六個位置： 預備操作位置：

9、預備操作位置：“預備合閘預備合閘”和和“預備跳閘預備跳閘”操作位置：操作位置：“合閘合閘”和和“跳閘跳閘”固定位置：固定位置：“合閘后合閘后”和和“跳閘后跳閘后”合閘操作順序：預備合閘合閘操作順序：預備合閘合閘合閘合閘后合閘后跳閘操作順序：預跳備閘跳閘操作順序：預跳備閘跳閘跳閘跳閘后跳閘后uLW2型控制開關的觸點圖表型控制開關的觸點圖表:見見表表7-1。 三、燈光監視的斷路器控制回路和信號回路三、燈光監視的斷路器控制回路和信號回路圖圖7-6為燈光監視的斷路器控制回路和信號回路原理圖。為燈光監視的斷路器控制回路和信號回路原理圖。1. 合閘過程合閘過程u手動合閘手動合閘：手動合閘前，斷路器：手動合

10、閘前，斷路器QF處于跳閘狀態，控制處于跳閘狀態，控制開關手柄處于開關手柄處于“跳閘后跳閘后”位置，由位置，由表表7-1知，知，SA10-11接通，接通，則則 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC綠燈亮既表明斷路器正處于跳閘位置，也表明斷路器的合閘回路是完好的。綠燈亮既表明斷路器正處于跳閘位置，也表明斷路器的合閘回路是完好的。綠燈綠燈HLG亮亮F“預備合閘預備合閘”：由：由表表7-1知，觸點知，觸點SA9-10與與SA13-14接通，此接通，此時時+WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC綠燈閃光綠燈閃光綠燈閃光表明該斷路器準備合閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。綠燈

11、閃光表明該斷路器準備合閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。 F“合閘合閘”（不松手）：由（不松手）：由表表7-1知，知，SA5-8、SA17-19和和SA16-13接通，則接通，則+WCSA5-8 KLB2 QF1-2KO- WCQF合閘合閘 +WCSA16-13HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 紅燈紅燈HLR亮亮紅燈亮既表明斷路器正處于合閘位置，也表明斷路器的跳閘回路是完好的。紅燈亮既表明斷路器正處于合閘位置，也表明斷路器的跳閘回路是完好的。F松開手柄，松開手柄，SA自動回到自動回到“合閘后合閘后”的位置，紅燈繼續發光。的位置，紅燈繼續發光。u自動合閘自動合閘：自動合閘時，：

12、自動合閘時，QF在合閘位置，在合閘位置，SA在在 “跳閘后跳閘后”位置，二者不對應，觸點位置，二者不對應，觸點SA14-15接通，則接通，則 +WFSA14-15HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC 紅燈閃光紅燈閃光控制臺上，紅燈在閃光，表明斷路器是自動合閘的，只控制臺上，紅燈在閃光，表明斷路器是自動合閘的，只有將有將SA手柄轉到手柄轉到“合閘后合閘后”位置，紅燈才變為平光。位置，紅燈才變為平光。2. 跳閘過程跳閘過程u手動跳閘：手動跳閘：F“預備跳閘預備跳閘”：由：由表表7-1知，觸點知，觸點SA13-14接通，此時接通，此時+WFSA13-14HLRR2KLB（I）QF3-4YR-W

13、C 紅燈閃光紅燈閃光紅燈閃光表明該斷路器準備跳閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。紅燈閃光表明該斷路器準備跳閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。 F“跳閘跳閘”（不松手）：由（不松手）：由表表7-1知，知，SA6-7、SA10-11接通，則接通，則+WCSA6-7KLB（I）QF3-4YR-WC QF跳閘跳閘 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC F松開手柄，松開手柄，SA自動回到自動回到“跳閘后跳閘后”的位置，綠燈繼續發光。的位置，綠燈繼續發光。綠燈亮綠燈亮u自動跳閘自動跳閘：自動跳閘時，：自動跳閘時，QF在跳閘位置，在跳閘位置，SA在在 “合閘后合閘后”位置，二者

14、不對應，觸點位置，二者不對應，觸點SA9-10接通，則接通，則 +WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC 綠燈閃光綠燈閃光+WSHAR3SA1-3SA19-17QF5-6-WS 發出音發出音響信號響信號 控制臺上，綠燈在閃光，事故信號裝置發出音響，表明斷路器是自動跳閘的。控制臺上，綠燈在閃光，事故信號裝置發出音響，表明斷路器是自動跳閘的。只有將只有將SA手柄轉到手柄轉到“跳閘后跳閘后”位置，綠燈才變為平光，事故音響信號才停止。位置，綠燈才變為平光，事故音響信號才停止。 3. 防跳回路防跳回路作用：防止運行人員手動合閘斷路器于故障線路上，斷路器作用：防止運行人員手動合閘斷路器于故障線路上

15、，斷路器又被繼電保護裝置動作于跳閘后，斷路器會出現多次連續跳、又被繼電保護裝置動作于跳閘后，斷路器會出現多次連續跳、合閘的跳躍現象。合閘的跳躍現象。 圖中：圖中：lSA：控制開關：控制開關 lHLG：綠燈：綠燈lHLR：紅燈：紅燈lKLB：防跳繼電器：防跳繼電器lKM1：自動重合閘：自動重合閘出口中間繼電器的常出口中間繼電器的常開觸點開觸點 lKM0：繼電保護出：繼電保護出口中間繼電器的常開口中間繼電器的常開觸點觸點 lHA：蜂鳴器：蜂鳴器右側右側“1”、 “2”、 “3”分別表示操作手分別表示操作手柄在柄在“預備合閘預備合閘”、“合閘合閘”和和“合閘后合閘后”位置位置 左側左側“1”、 “2

16、”、 “3”分別表示操作手分別表示操作手柄在柄在“預備跳閘預備跳閘”、“跳閘跳閘”和和“跳閘后跳閘后”位置位置 四、閃光電源的構成四、閃光電源的構成DX-3型閃光繼電器的內部結構與接線如圖型閃光繼電器的內部結構與接線如圖7-7所示。所示。 圖圖7-7 由由DX-3型閃光繼電器構成的閃光電源型閃光繼電器構成的閃光電源 圖中，圖中， KF為閃光繼電器，其觸點時開時閉，使閃光母為閃光繼電器，其觸點時開時閉，使閃光母線線+WF上呈現斷續的正電壓；上呈現斷續的正電壓；SB為試驗按鈕，按下時閃光為試驗按鈕，按下時閃光裝置動作，白色信號燈裝置動作，白色信號燈HLW亮，表示本裝置工作正常。亮，表示本裝置工作正

17、常。7.3 變電所的信號回路變電所的信號回路一、概述一、概述1信號裝置的分類信號裝置的分類斷路器位置信號：斷路器位置信號：用來指示斷路器正常工作的位置狀態，用來指示斷路器正常工作的位置狀態，一般用紅燈亮表示斷路器處于合閘位置；綠燈亮表示斷路器一般用紅燈亮表示斷路器處于合閘位置；綠燈亮表示斷路器處于跳閘位置。處于跳閘位置。事故信號：事故信號：用來指示斷路器事故跳閘時的狀態，包括燈光用來指示斷路器事故跳閘時的狀態，包括燈光信號（綠燈閃光）和音響信號（蜂鳴器）。信號（綠燈閃光）和音響信號（蜂鳴器）。預告信號：預告信號：用來指示運行設備出現不正常運行時的報警信用來指示運行設備出現不正常運行時的報警信號

18、包括音響信號（電鈴）和光字牌。號包括音響信號（電鈴）和光字牌。 其中，事故信號和預告信號是電氣設備各信號的中心部其中，事故信號和預告信號是電氣設備各信號的中心部分，通常稱為中央信號，它們集中裝設在中央信號屏上。分，通常稱為中央信號，它們集中裝設在中央信號屏上。2對中央信號回路的基本要求對中央信號回路的基本要求所有有人值班的變電所，都應在控制室內裝設中央事故信所有有人值班的變電所，都應在控制室內裝設中央事故信號和預告信號裝置；號和預告信號裝置；斷路器事故跳閘時，能及時發出音響信號（蜂鳴器），并斷路器事故跳閘時，能及時發出音響信號（蜂鳴器），并使相應的位置指示燈閃光，亮使相應的位置指示燈閃光，亮

19、“掉牌未復歸掉牌未復歸”光字牌。光字牌。發生不正常工作狀態時，能及時發出區別于事故音響的另發生不正常工作狀態時，能及時發出區別于事故音響的另一種音響（警鈴），并使顯示故障性質的光字牌點亮。一種音響（警鈴），并使顯示故障性質的光字牌點亮。中央事故信號與預告音響信號應有區別，一般事故信號用中央事故信號與預告音響信號應有區別，一般事故信號用蜂鳴器（電笛），預告信號用電鈴；蜂鳴器（電笛），預告信號用電鈴；音響信號應能重復動作，并能手動或自動復歸，而故障性音響信號應能重復動作，并能手動或自動復歸，而故障性質的指示燈仍保留。質的指示燈仍保留。二、事故信號裝置二、事故信號裝置1簡單的事故信號裝置簡單的事故信

20、號裝置r就地復歸的事故音響信號裝置（圖就地復歸的事故音響信號裝置（圖7-8）缺點：缺點：在解除事故在解除事故音響信號的同時，音響信號的同時，閃光信號也被解除閃光信號也被解除了，不利于值班人了，不利于值班人員處理事故。員處理事故。 任一臺斷路器自動跳閘后，蜂鳴器任一臺斷路器自動跳閘后，蜂鳴器HA發出音響。將發出音響。將SA手手柄將轉到柄將轉到“跳閘后跳閘后”位置，即可解除事故音響信號。位置，即可解除事故音響信號。圖圖7-8 就地復歸的事故音響信號裝置接線圖就地復歸的事故音響信號裝置接線圖可見：就地復歸是通過解除斷路器不對應起動回路來解除音響信號。可見：就地復歸是通過解除斷路器不對應起動回路來解除

21、音響信號。r中央復歸不能重復動作的的事故音響信號裝置（圖中央復歸不能重復動作的的事故音響信號裝置（圖7-9） 任一臺斷路器自動跳閘時，即會發出事故音響信號。任一臺斷路器自動跳閘時，即會發出事故音響信號。按一下按一下SB2按鈕，便會解除音響信號，但控制屏上的閃光信按鈕，便會解除音響信號，但控制屏上的閃光信號卻繼續保留。號卻繼續保留。缺點：缺點：不能重復動不能重復動作。即當一斷路器作。即當一斷路器啟動事故信號并中啟動事故信號并中央復歸后，又一斷央復歸后，又一斷路器自動跳閘，音路器自動跳閘，音響不能再次啟動。響不能再次啟動。 圖圖7-9 中央復歸不能重復動作的事故音響信號裝置接線圖中央復歸不能重復動

22、作的事故音響信號裝置接線圖r中央復歸能重復動作的的事故音響信號裝置（圖中央復歸能重復動作的的事故音響信號裝置（圖7-10） 工作原理：工作原理：音響啟動過程音響啟動過程：一臺斷路器事故跳閘時，：一臺斷路器事故跳閘時，TA的一次側電流的一次側電流突增，其二次側感應電勢使突增，其二次側感應電勢使KR動作動作起動起動KM1 KM11-2閉合閉合實現自保持實現自保持KM13-4閉合閉合起動蜂鳴器起動蜂鳴器HA，發出音響。，發出音響。 復歸過程復歸過程：觸點：觸點KM15-6閉合閉合起動起動KT 經經KT整定的時間整定的時間后后自動自動解除事故音響信號，將整套信號裝置復歸。解除事故音響信號，將整套信號裝

23、置復歸。 重復動作原理重復動作原理：第二臺斷路器跳閘時，由于在每一個并聯：第二臺斷路器跳閘時，由于在每一個并聯支路中都有串聯電阻支路中都有串聯電阻R，每多并聯一個支路，都將引起，每多并聯一個支路，都將引起TA一一次繞組中的電流產生變化，在二次繞組中感應電勢，使干簧次繞組中的電流產生變化，在二次繞組中感應電勢，使干簧繼電器繼電器KR再次動作并啟動音響信號裝置。再次動作并啟動音響信號裝置。 可見：中央復歸是在主控臺上通過按鈕或自動解除音響信號。可見：中央復歸是在主控臺上通過按鈕或自動解除音響信號。三、預告信號裝置三、預告信號裝置圖圖7-11為中央復歸不能重復動作的預告音響信號裝置接線圖。為中央復歸

24、不能重復動作的預告音響信號裝置接線圖。 發生不正常運行時，發生不正常運行時，其相應的繼電器其相應的繼電器K動作，動作，音響信號音響信號HA（警鈴）和（警鈴）和光字牌光字牌HL同時動作。按同時動作。按一下一下SB2，警鈴即被解除，警鈴即被解除，同時黃色信號燈同時黃色信號燈HLY發發亮。亮。 缺點：缺點：不能重復動作。不能重復動作。圖圖7-11 中央復歸不能重復動作的預告音響信號裝置接線圖中央復歸不能重復動作的預告音響信號裝置接線圖7.4 絕緣監察裝置和測量儀表絕緣監察裝置和測量儀表 一、絕緣監察裝置一、絕緣監察裝置1. 直流系統的絕緣監察裝置（直流系統的絕緣監察裝置（圖圖7-13） 直流系統發生

25、一點接地時，沒有短路電流流過，熔斷直流系統發生一點接地時，沒有短路電流流過，熔斷器不會熔斷，仍能繼續運行。器不會熔斷，仍能繼續運行。u直流系統為何設置絕緣監察裝置？直流系統為何設置絕緣監察裝置？但這種接地故障必須及早但這種接地故障必須及早發現并處理，否則當出現兩點發現并處理，否則當出現兩點接地時（圖接地時（圖7-12），可能引起），可能引起信號回路、控制回路、繼電保信號回路、控制回路、繼電保護及自動裝置回路不正確動作。護及自動裝置回路不正確動作。圖圖7-12 直流系統兩點接地示意圖直流系統兩點接地示意圖lR1=R2= R3= 1000lSA1：母線電壓表轉：母線電壓表轉換開關，有三個位置；換開

26、關，有三個位置；lSA2 ：絕緣監察轉換：絕緣監察轉換開關，有三個位置；開關，有三個位置；lPV2：母線電壓表；：母線電壓表；lPV1：用于測量系統：用于測量系統總的絕緣電阻，表盤上總的絕緣電阻，表盤上有歐姆刻度。有歐姆刻度。圖中：圖中：即即“母線母線”、“正對地正對地”和和“負對地。平時，其負對地。平時，其手柄置于手柄置于“母線母線”位置，位置，觸點觸點1-2、5-8、9-11接通，接通，PV2可測量正、負母線可測量正、負母線電壓，指示為電壓，指示為220V。即即“信號信號”、“測量位測量位置置I”和和“測量位置測量位置II”。平時，其手柄置于平時，其手柄置于“信信號號”位置，觸點位置，觸點

27、5-7和和9-11接通，使電阻接通，使電阻R3被短被短接。此時接。此時SA1的的9-11也是也是接通的，信號繼電器接通的，信號繼電器KS投入工作。投入工作。 圖圖7-13 直流系統絕緣監察裝置接線圖直流系統絕緣監察裝置接線圖u工作原理工作原理當正極絕緣電阻降低時當正極絕緣電阻降低時，先將，先將SA2置于置于“測量位置測量位置I”，此，此時其觸點時其觸點1-3和和13-14接通，調節電位計接通，調節電位計R3使電橋平衡（使電橋平衡（PV1指示為零），記下指示為零），記下R3的位置刻度百分數的位置刻度百分數x；再將；再將SA2置于置于“測量位置測量位置II ”，由，由PV1的電阻指示數讀出總的對地

28、絕緣電的電阻指示數讀出總的對地絕緣電阻值阻值R。RRRxRxR)1 (RxxR2RRRRR將將 代入上式得：代入上式得：RxR2RxR22； 當負極絕緣電阻降低時當負極絕緣電阻降低時，先將，先將SA2置于置于“測量位置測量位置 II ”，此時其觸點此時其觸點2-4和和15-14接通，調節電位計接通，調節電位計R3使電橋平衡，記使電橋平衡，記下下R3 的位置刻度百分的位置刻度百分x；再將；再將SA2置于置于“測量位置測量位置I ”，由，由PV1的電阻指示數讀出總的對地絕緣電阻值的電阻指示數讀出總的對地絕緣電阻值R 。RRxRxRR)1 (RxxR11RRRRR將將 代入上式得：代入上式得：RxR

29、12RxR12； 2. 交流系統的絕緣監察裝置（圖交流系統的絕緣監察裝置（圖7-14）缺點：缺點：只能判明發生接地故只能判明發生接地故障的相別，不能判明是哪條障的相別，不能判明是哪條線路故障。線路故障。 可采可采“順序拉閘法順序拉閘法”來尋找故障線路。來尋找故障線路。 圖圖7-14 交流系統絕緣監察裝置接線圖交流系統絕緣監察裝置接線圖 正常運行時，電壓表讀正常運行時，電壓表讀數均為相電壓，開口三角形數均為相電壓，開口三角形兩端電壓為零，繼電器不動兩端電壓為零，繼電器不動作。發生單相接地時，故障作。發生單相接地時，故障相電壓表為零，另兩相電壓相電壓表為零，另兩相電壓升高到線電壓，開口三角形升高到

30、線電壓，開口三角形兩端出現兩端出現100V的零序電壓，的零序電壓，繼電器動作，發出信號。繼電器動作，發出信號。二、電氣測量儀表二、電氣測量儀表1. 對電氣測量儀表的一般要求對電氣測量儀表的一般要求常用測量儀表應能正確反映電力裝置的運行參數，能隨時常用測量儀表應能正確反映電力裝置的運行參數，能隨時監測電力裝置回路的絕緣狀況監測電力裝置回路的絕緣狀況 。交流電流表、電壓表、功率表可選用交流電流表、電壓表、功率表可選用2.5級，直流電路中的級，直流電路中的電流表、電壓表可選用電流表、電壓表可選用1.5級，頻率表可選用級，頻率表可選用0.5級。級。電度表及互感器的準確度配置見電度表及互感器的準確度配置

31、見表表7-2。 儀表的測量范圍和互感器變比的選擇，應使正常運行情況儀表的測量范圍和互感器變比的選擇，應使正常運行情況下儀表指針指示在滿標度的下儀表指針指示在滿標度的2/3左右，并留有過負荷指示裕左右，并留有過負荷指示裕度。對有可能雙向運行的電力裝置回路，應采用具有雙向標度。對有可能雙向運行的電力裝置回路，應采用具有雙向標度尺的儀表。度尺的儀表。 電源進線：電源進線：為了解負荷情況，需裝設一只電流表。當需要為了解負荷情況，需裝設一只電流表。當需要計量電能時，還應裝設有功電能表和無功電能表各一只。計量電能時，還應裝設有功電能表和無功電能表各一只。母線：母線：每條或每段母線上必須裝設一只電壓表，以檢

32、查各每條或每段母線上必須裝設一只電壓表，以檢查各個線電壓。在小電流接地系統中中，每條或每段母線上還個線電壓。在小電流接地系統中中，每條或每段母線上還需加裝三個絕緣監視電壓表（需加裝三個絕緣監視電壓表（圖圖7-15）。）。降壓變壓器：降壓變壓器：對對35110kV/610kV的電力變壓器，應裝的電力變壓器，應裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只。電能表各一只。高壓配電線路：高壓配電線路：應裝設電流表、有功電能表和無功電能表應裝設電流表、有功電能表和無功電能表各一只（各一只（圖圖7-16）。）。2. 變配電裝置中各部分儀

33、表的配置變配電裝置中各部分儀表的配置圖圖7-15 610kV母線電壓測量和絕緣監視的原理圖母線電壓測量和絕緣監視的原理圖說明：說明：圖中無功圖中無功電度表為電度表為60接接線，其特點是在線，其特點是在電壓線圈中人為電壓線圈中人為地串聯了一個附地串聯了一個附加電阻，使電壓加電阻，使電壓線圈的阻抗角由線圈的阻抗角由原來的原來的90減小減小為為60，即電壓，即電壓線圈中的電流滯線圈中的電流滯后電壓后電壓60。圖圖7-16 610kV高壓線路電氣測量儀表的接線原理圖高壓線路電氣測量儀表的接線原理圖低壓配電線路：低壓配電線路：靜電電容器：靜電電容器：為了監視三相負荷是否平衡，需裝設三只電為了監視三相負荷

34、是否平衡，需裝設三只電流表。如需計量其無功電能，還應加裝一只無功電能表流表。如需計量其無功電能，還應加裝一只無功電能表。對三相負荷平衡的低壓動力線路，可只裝設一只電流表；對三相負荷平衡的低壓動力線路，可只裝設一只電流表；對三相負荷長期不平衡的低壓照明線路及動力和照明混合對三相負荷長期不平衡的低壓照明線路及動力和照明混合電路，應裝設三只電流表。如需計量電能，還應加裝一只電路，應裝設三只電流表。如需計量電能，還應加裝一只三相四線制的有功電能表；三相四線制的有功電能表；對三相負荷平衡的動力線路，可只裝設一只單相有功電能對三相負荷平衡的動力線路，可只裝設一只單相有功電能表（實際電能為其計度的表（實際電

35、能為其計度的3倍）。倍）。7.5 變電所常用自動裝置變電所常用自動裝置一、三相自動重合閘裝置一、三相自動重合閘裝置1概述概述u自動重合閘的概念：當架空線路上發生故障時，由繼電自動重合閘的概念：當架空線路上發生故障時，由繼電保護裝置將其迅速斷開，延時（保護裝置將其迅速斷開，延時（0.5）后重新將故障線路自）后重新將故障線路自動投入的裝置，簡稱動投入的裝置，簡稱ARD。u裝設裝設ARD的好處：對暫時性故障，合閘成功后可保證供的好處：對暫時性故障，合閘成功后可保證供電的可靠性，減少停電損失。電的可靠性，減少停電損失。u對三相一次自動重合閘裝置的基本要求：對三相一次自動重合閘裝置的基本要求：除遙控變電

36、所外，應采用控制開關手柄位置與斷路器位置除遙控變電所外，應采用控制開關手柄位置與斷路器位置“不對應原則不對應原則”起動起動ARD；ARD的起動條件為：的起動條件為：SA在在“合閘后合閘后”位置，位置，QF在在“跳閘跳閘”位位置。置。手動跳閘時不應重合；手動跳閘時不應重合；手動合閘于故障線路不重合；手動合閘于故障線路不重合；ARD只能動作一次；只能動作一次；ARD動作后應能自動復歸，準備再次動作；動作后應能自動復歸，準備再次動作；ARD的動作時間應盡可能短，一般為的動作時間應盡可能短，一般為0.51.5s；ARD應能實現重合閘應能實現重合閘“后加速后加速”或或“前加速前加速”，以便與繼，以便與繼

37、電保護配合。電保護配合。2三相一次自動重合閘的基本工作原理（三相一次自動重合閘的基本工作原理（圖圖7-17 ）前加速：前加速：是指自動重合閘前加速保護動作，即當線路上發生永久是指自動重合閘前加速保護動作，即當線路上發生永久性故障時，第一次以瞬時加速跳閘，第二性故障時，第一次以瞬時加速跳閘，第二 次則以定時限跳閘。次則以定時限跳閘。后加速：后加速：是指自動重合閘后加速保護動作，即當線路上發生永久是指自動重合閘后加速保護動作，即當線路上發生永久性故障時，第一次帶時限跳閘，第二次以瞬時加速跳閘。性故障時，第一次帶時限跳閘，第二次以瞬時加速跳閘。圖中：圖中：lKT：用于建立：用于建立ARD的的動作時間

38、動作時間lKM：執行元件：執行元件lR4 ：充電電阻，可控制：充電電阻，可控制電容電容C的充電速度的充電速度 lR5：KT的熱穩定電阻的熱穩定電阻lR6 ：電容：電容C的放電電阻的放電電阻lR7 ：信號燈降壓電阻：信號燈降壓電阻lHL：信號燈：信號燈lKLB：防跳繼電器：防跳繼電器lKM1：跳閘位置繼電器：跳閘位置繼電器 lKAC：加速繼電器：加速繼電器圖圖7-17 三相一次自動重合閘原理接線圖三相一次自動重合閘原理接線圖u正常工作時正常工作時：QF處于合閘位置，處于合閘位置，SA1處于處于“合閘后合閘后”位置，位置，其觸點其觸點SA121-23接通，接通，SA2處于合閘位置，電容處于合閘位置

39、，電容C經電阻經電阻R4而而充滿電壓，電容充滿電壓，電容C兩端電壓等于電源電壓，信號燈兩端電壓等于電源電壓，信號燈HL亮。亮。u線路短路，保護動作時線路短路，保護動作時：QF跳閘，跳閘，QF3-4打開，打開，QF1-2閉合閉合KM1起動起動 KT線圈得電線圈得電 其觸點其觸點KT延時閉合延時閉合 電容電容C向向KM線圈放電線圈放電 KM動作。動作。 KM動作后動作后KM1-2打開打開信號燈信號燈HL滅；滅；KM3-4、KM5-6閉閉合合KO得電得電 QF合閘。合閘。 若合閘成功，所有繼電器復位，電容若合閘成功，所有繼電器復位，電容C經經1015s再次充滿再次充滿電壓，準備再次動作；電壓，準備再

40、次動作；若合閘不成功，保護再次跳閘，盡管若合閘不成功，保護再次跳閘，盡管KM1和和KT又起動，但又起動，但因電容因電容C兩端電壓太低，不能使兩端電壓太低，不能使KM動作，保證只重合一次。動作，保證只重合一次。u手動跳閘時手動跳閘時：觸點：觸點SA16-7接通接通YR得電得電 QF跳開。此時由跳開。此時由于觸點于觸點SA121-23打開，打開，SA12-4接通，重合閘回路失去正電源，接通，重合閘回路失去正電源，不可能動作；不可能動作； SA12-4接通后，電容接通后，電容C經經R6放電，電容放電，電容C上的電上的電壓迅速降低。壓迅速降低。u手動合閘時手動合閘時：觸點：觸點SA15-8接通接通 Y

41、O得電得電 QF合閘，同時合閘，同時SA121-23與與SA121-22接通，接通，SA12-4斷開，重合閘回路獲得正電源，斷開，重合閘回路獲得正電源，正電源經電阻正電源經電阻R4向電容向電容C充電，但需經電壓經充電，但需經電壓經1015s才能充才能充到操作電源電壓。到操作電源電壓。 觸點觸點SA121-22接通后，使加速繼電器接通后，使加速繼電器KAC動作，若線路動作，若線路上有故障，則上有故障，則QF合閘后，繼電保護隨即動作，使合閘后，繼電保護隨即動作，使QF瞬時動瞬時動作。這時電容兩端的電壓還比較低，不能使作。這時電容兩端的電壓還比較低，不能使KM動作，故動作，故QF不能重合。不能重合。

42、u防跳繼電器防跳繼電器KLB的作用：防止觸點的作用：防止觸點SA5-8被粘住或被粘住或KM動動作后其常開觸點作后其常開觸點KM3-4、KM5-6被粘住時，且線路上發生永被粘住時，且線路上發生永久性故障，出現斷路器多次重合閘現象。久性故障，出現斷路器多次重合閘現象。3自動重合閘與繼電保護的配合自動重合閘與繼電保護的配合ARD前加速保護方式（圖前加速保護方式（圖7-18）優點：優點：只需裝設一套只需裝設一套ARD裝置，設備投資少。裝置，設備投資少。缺點：缺點：合閘不成功會擴大事故范圍，主要用于合閘不成功會擴大事故范圍，主要用于35kV及以及以下線路。下線路。圖圖7-18 重合閘前加速保護動作原理圖

43、重合閘前加速保護動作原理圖uARD后加速保護方式（圖后加速保護方式（圖7-19）優點：優點：能快速切除永久性故障，不會擴大事故范圍。能快速切除永久性故障，不會擴大事故范圍。缺點：缺點：在每個斷路器處都裝有一套在每個斷路器處都裝有一套ARD裝置，投資大，裝置，投資大，主要用于主要用于35kV以上線路。以上線路。圖圖7-19 重合閘后加速保護動作原理圖重合閘后加速保護動作原理圖u當工作電源電壓消失時，使備用電源自動而迅速地投入當工作電源電壓消失時，使備用電源自動而迅速地投入工作，以保證供電連續性的自動裝置，簡稱工作，以保證供電連續性的自動裝置，簡稱APD。 二、備用電源自動投入裝置二、備用電源自動

44、投入裝置 1概述概述u備用電源自動投入裝置的基本形式（圖備用電源自動投入裝置的基本形式（圖7-20）明備用接線方式：明備用接線方式：APD裝在備用進線斷路器上。裝在備用進線斷路器上。暗備用接線方式：暗備用接線方式： APD裝在母線分段斷路器上。裝在母線分段斷路器上。 圖圖7-20 備用電源自動投入的兩種基本接線方式備用電源自動投入的兩種基本接線方式a）明備用）明備用 b）暗備用）暗備用工作電源不論任何原因斷開，備用電源應能自動投入；工作電源不論任何原因斷開，備用電源應能自動投入；必須在工作電源確已斷開，而備用電源電壓也正常時，必須在工作電源確已斷開，而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源。

45、才允許投入備用電源。APD的動作時間應盡可能短，以利于電動機的自起動和的動作時間應盡可能短，以利于電動機的自起動和縮短停電時間；縮短停電時間；APD只能動作一次，以免將備用電源重復投入到永久性只能動作一次，以免將備用電源重復投入到永久性故障上；故障上；當電壓互感器的二次回路斷線時，當電壓互感器的二次回路斷線時，APD 不應誤動作；不應誤動作；若備用電源容量不足，應在若備用電源容量不足，應在APD 動作的同時切除一部分動作的同時切除一部分次要負荷。次要負荷。u對備用電源自動投入裝置的基本要求對備用電源自動投入裝置的基本要求其常閉觸點閉合其常閉觸點閉合KO3得電得電 QF3自動合閘，自動合閘，完成

46、了完成了APD的任務。的任務。其常開觸點斷開其常開觸點斷開KB斷電斷電延時斷開延時斷開QF3的合的合閘回路，保證閘回路，保證APD只動作一次只動作一次 。QF1跳閘后跳閘后自投成功，線路改為單母線運行；不成功，自投成功，線路改為單母線運行；不成功，QF3立即跳閘。立即跳閘。 2備用電源自動投入裝置原理接線圖（備用電源自動投入裝置原理接線圖（圖圖7-21）u正常運行時正常運行時：QF1、QF2在合閘位置，在合閘位置，QF3在跳閘位置。在跳閘位置。閉鎖繼電器閉鎖繼電器KB接通，低電壓繼電器接通，低電壓繼電器KV1KV4均處于吸合均處于吸合狀態，狀態，APD裝置處于準備工作狀態。裝置處于準備工作狀態

47、。uAPD自動投入自動投入：若：若1號電源失壓號電源失壓KV1、KV2斷電斷電 KT1接接通通 YR1 得電得電 QF1跳閘。跳閘。圖圖7-21 母線分段斷路器母線分段斷路器APD裝置接線圖裝置接線圖7.6 變電站綜合自動化簡介變電站綜合自動化簡介 一、變電站綜合自動化系統概述一、變電站綜合自動化系統概述1變電站綜合自動化的產生變電站綜合自動化的產生常規變電站的缺點：安全可靠性不高、電能質量可控性不常規變電站的缺點：安全可靠性不高、電能質量可控性不高、實時計算控制性不高、占地面積大、維護工作量大。高、實時計算控制性不高、占地面積大、維護工作量大。微機化變電站（包括微機保護、微機監控、微機遠動和

48、微微機化變電站（包括微機保護、微機監控、微機遠動和微機錄波裝置）的缺點：設備重復、數據不共享、通道不共用、機錄波裝置）的缺點：設備重復、數據不共享、通道不共用、模板種類多、電纜依舊錯綜復雜等。模板種類多、電纜依舊錯綜復雜等。變電站綜合自動化：從技術管理的綜合自動化將微機化變變電站綜合自動化：從技術管理的綜合自動化將微機化變電站的二次系統進行優化設計，合理共享、硬件資源。電站的二次系統進行優化設計，合理共享、硬件資源。 變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的信號系統、繼電保護、自

49、動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。調度通信等綜合性的自動化功能。2變電站綜合自動化的基本概念變電站綜合自動化的基本概念 或者說，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術或者說，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。

50、和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。 3變電站實現綜合自動化的優越性變電站實現綜合自動化的優越性在線運行的可靠性高。在線運行的可靠性高。供電質量高。供電質量高。占地面積小。占地面積小。變電站運行管理的自動化水平高。變電站運行管理的自動化水平高。二、變電站綜合自動化系統的基本特征二、變電站綜合自動化系統的基本特征功能綜合化：功能綜合化：綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備。以外的全部二次設備。結構分層、分布化：結構分層、分布化：綜合自動化系統中微機保護、數據采綜合自動化系統中微機保護、數據采集和控制以及其他智能設備等子系統都是按分布

51、式結構設計集和控制以及其他智能設備等子系統都是按分布式結構設計的，而綜合自動化系統的總體結構又按分層原則來組成。的，而綜合自動化系統的總體結構又按分層原則來組成。操作監視屏幕化：操作監視屏幕化：通過計算機上的顯示器，可以監視全變通過計算機上的顯示器，可以監視全變電站的實時運行情況和對各開關設備進行操作控制。電站的實時運行情況和對各開關設備進行操作控制。通信局域網絡化、光纜化：通信局域網絡化、光纜化：計算機局域網絡技術和光纖通計算機局域網絡技術和光纖通信技術在綜合自動化系統中得到普遍應用。信技術在綜合自動化系統中得到普遍應用。運行管理智能自動化：運行管理智能自動化：除了可以實現常規變電站的自動報

52、除了可以實現常規變電站的自動報警、自動報表、電壓無功自動調節、小電流接地選線、故障警、自動報表、電壓無功自動調節、小電流接地選線、故障錄波、事故判別與處理等自動化功能外，還可實現本身的在錄波、事故判別與處理等自動化功能外，還可實現本身的在線故障自診斷、自閉鎖、自調節和自恢復等功能，大大提高線故障自診斷、自閉鎖、自調節和自恢復等功能，大大提高了變電站的運行管理水平和安全可靠性。了變電站的運行管理水平和安全可靠性。三、變電站綜合自動化系統的基本功能三、變電站綜合自動化系統的基本功能1監控系統功能監控系統功能u實時數據采集與處理實時數據采集與處理模擬量的采集：包括各段母線電壓；線路電流、電壓、模擬量

53、的采集：包括各段母線電壓；線路電流、電壓、和功率值；主變壓器電流和功率值；饋線電流、電壓和功和功率值；主變壓器電流和功率值；饋線電流、電壓和功率值；電容器的電流、無功功率及頻率、相位、功率因數率值；電容器的電流、無功功率及頻率、相位、功率因數等。此外，還有主變壓器的油溫、直流電源電壓、站用變等。此外，還有主變壓器的油溫、直流電源電壓、站用變壓器電壓等。壓器電壓等。狀態量的采集：包括斷路器的狀態、隔離開關狀態、有狀態量的采集：包括斷路器的狀態、隔離開關狀態、有載調壓變壓器分接頭的位置、同期檢查狀態、繼電保護動載調壓變壓器分接頭的位置、同期檢查狀態、繼電保護動作信號、運行告警信號等。作信號、運行告

54、警信號等。電度量的采集：主要是脈沖電度表輸出的電能量。電度量的采集：主要是脈沖電度表輸出的電能量。u運行監視和報警功能運行監視和報警功能狀態量的變位監視：包括變電站各種斷路器、隔離開關、狀態量的變位監視：包括變電站各種斷路器、隔離開關、接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況、繼電保護和接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況、繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。模擬量的監視：包括正常的測量和超過限定值的報警。模擬量的監視：包括正常的測量和超過限定值的報警。u事件順序記錄（事件順序記錄（SOE）與事故追憶功能）與事故追憶功能事件順序記錄：對變電

55、站內的繼電保護、自動裝置、斷路事件順序記錄：對變電站內的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。器等在事故時動作的先后順序自動記錄。事故追憶：對變電站內的一些主要模擬量，如線路、主變事故追憶：對變電站內的一些主要模擬量，如線路、主變壓器各側的電流、有功功率、主要母線電壓等，在事故前后壓器各側的電流、有功功率、主要母線電壓等，在事故前后一段時間內作連續測量記錄。一段時間內作連續測量記錄。u故障錄波和故障測距功能故障錄波和故障測距功能用微機保護裝置兼作故障記錄和測距，再將記錄和測距的用微機保護裝置兼作故障記錄和測距，再將記錄和測距的結果送監控機存儲及打印輸出或直接送調度主站。結

56、果送監控機存儲及打印輸出或直接送調度主站。采用專用的微機故障錄波器，并且錄波器應具有串行通信采用專用的微機故障錄波器，并且錄波器應具有串行通信功能，可以與監控系統通信。功能，可以與監控系統通信。u控制和操作功能控制和操作功能 對斷路器、隔離開關進行分、合閘操作；對斷路器、隔離開關進行分、合閘操作；對變壓器分接頭進行調節控制；對變壓器分接頭進行調節控制；對電容器組進行投、切控制，同時要能接受遙控操作命令對電容器組進行投、切控制，同時要能接受遙控操作命令進行遠方操作。進行遠方操作。u人機聯系功能人機聯系功能人機聯系的橋梁，包括顯示器、鼠標和鍵盤。人機聯系的橋梁，包括顯示器、鼠標和鍵盤。u數據處理與

57、記錄功能數據處理與記錄功能計算有功功率、無功功率、功率因數、有功和無功電能；計算有功功率、無功功率、功率因數、有功和無功電能；計算出日、月、年最大、最小值及出現的時間計算出日、月、年最大、最小值及出現的時間 ；電能量的累計值和分時統計；電能量的累計值和分時統計；母線電壓運行參數不合格時間及合格率統計；母線電壓運行參數不合格時間及合格率統計；功率總加；功率總加；變電站送入、送出負荷及電量平衡率；變電站送入、送出負荷及電量平衡率；主變壓器的負荷率及損耗統計；主變壓器的負荷率及損耗統計；斷路器的正常及事故跳閘次數統計；斷路器的正常及事故跳閘次數統計；主要設備運行小時數統計；主要設備運行小時數統計；變

58、壓器、電容器、電抗器的停用時間及次數；變壓器、電容器、電抗器的停用時間及次數；所用電率計算統計；所用電率計算統計；安全運行天數累計等。安全運行天數累計等。 u制表打印功能制表打印功能 定時打印報表和運行日志；定時打印報表和運行日志；開關操作記錄打印；開關操作記錄打印；事件順序記錄打印；事件順序記錄打印；越限打印；越限打印；事故追憶打印；事故追憶打印；設備運行狀態變位打印、召喚打印等。設備運行狀態變位打印、召喚打印等。u自診斷和自恢復功能自診斷和自恢復功能自診斷：對監控系統的全部硬件和軟件故障的自動診斷，自診斷：對監控系統的全部硬件和軟件故障的自動診斷，并給出自診斷信息供維護人員及時檢修和更換。

59、并給出自診斷信息供維護人員及時檢修和更換。自恢復：當系統停機時，能自動產生恢復信號，對外圍接自恢復：當系統停機時，能自動產生恢復信號，對外圍接口重新初始化，保留歷史數據，實現軟、硬件自恢復。口重新初始化，保留歷史數據，實現軟、硬件自恢復。 2遠動系統功能遠動系統功能v遠動的概念：遠動的概念：應用遠程通信技術，對遠方的運行設備進應用遠程通信技術，對遠方的運行設備進行監視和控制，以實現遠程測量、遠程信號、遠程控制和行監視和控制，以實現遠程測量、遠程信號、遠程控制和遠程調節等各項功能。遠程調節等各項功能。將表征電力系統運行狀態的各發電廠和變電所的有關實將表征電力系統運行狀態的各發電廠和變電所的有關實

60、時信息采集到調度控制中心；時信息采集到調度控制中心；把調度控制中心的命令發往發電廠和變電所，對設備進把調度控制中心的命令發往發電廠和變電所，對設備進行控制和調節。行控制和調節。v遠動的任務：遠動的任務：u“四遙四遙”功能功能遙測（遙測（YC）：）：即遠程測量，將采集到的被監控變電站的即遠程測量，將采集到的被監控變電站的主要參數傳送給調度中心。主要參數傳送給調度中心。遙信（遙信（YX）：）：即遠程信號，將用采集到的被監控變電站即遠程信號，將用采集到的被監控變電站設備狀態信號傳送給調度中心。設備狀態信號傳送給調度中心。遙控（遙控（YK）：）：即遠程命令，從調度中心發出改變運行設即遠程命令，從調度中