1、第八章 發電廠和變電所的二次系統和自動裝置本章簡要介紹發電廠和變電所二次接線原理圖和安裝圖構成的基本原理，斷路器控制回路、中央信號、測量儀表回路等的典型接線，發電廠和變電所常用的備用電源自動投入裝置、自動重合閘裝置、同期裝置等的接線和工作原理。 第一節 二次接線圖一、概述發電廠和變電所二次回路是指對一次回路進行監視、控制、測量和保護的回路。二次接線圖是用二次設備特定的圖形、文字符號表示二次設備相互連接的電氣接線圖。為了能看懂二次回路原理圖，必須了解其各組成元件的圖形和文字符號，故將常用二次設備的新舊圖形和文字符號對照分別列于表81和表82中。表8-1 二次設備常用新舊圖形和文字符號對照表表8-

2、2 二次設備常用新舊文字符號對照表 續表二次接線圖分為原理接線圖和安裝接線圖，其中原理接線圖又分為歸總式原理接線圖和展開式原理接線圖。二、原理接線圖表示二次回路工作原理的接線圖稱原理接線圖，簡稱原理圖。1.歸總式原理接線圖如圖8-1所示的lOkV線路過電流保護歸總式原理圖，該圖的特點是：將二次接線與一次接線的有關部分繪在一起，圖中各元件用整體形式表示；其相互聯系的交流電流回路及直流回路都綜合在一起，并按實際連接順序繪出。其優點是能清楚地表明各元件的形式、數量、相互聯系和作用，利于對裝置的構成形成明確的整體概念，便于理解裝置的工作原理。 圖8-1 lOkV線路過電流保護歸總式原理圖2.展開式原理

3、接線圖如圖8-2所示是lOkV線路過電流保護展開式原理圖，該圖的特點是：交流回路與直流回路分開表示；屬于同一儀表或繼電器的電流線圈和觸點分開畫，采用相同的文字符號，有多副觸點時加下標；交、直流回路各分為若干行，交流回路按U、V、W相順序畫，直流回路則基本上按元件的動作順序從上到下排列。每行中各元件的線圈和觸點按實際連接順序由左至右排列。每回路的右側有文字說明，引至端子排的回路加有編號，元件及觸點通常也有端子編號。圖8-2 lOkV線路過電流保護展開式原理圖回路加標號的目的是為了了解該回路的用途及進行正確的連接。表8-3為我國采用的常用小母線新舊文字符號及回路標號對照表；回路標號由14個數字組成

4、，對于交流回路，數字前加相別文字符號；不同用途的回路規定不同標號數字范圍，反之，由標號數字范圍可知道屬哪類回路。回路標號是根據等電位原則進行，即任何時候電位都相等的那部分電路用同一標號，所以，元件或觸點的兩側應該用不同標號。具體工程中，只對引至端子排的回路加以標號，同一安裝單位的屏內設備之間的連接一般不加回路標號。 展開式原理圖接線清晰，便于閱讀，易于了解整套裝置的動作程序和工作原理，便于查找和分析故障，實際工作中用得最多。三、 安裝接線圖表示二次設備的具體安裝位置和布線方式的圖紙稱安裝圖。它是二次設備制造、安裝的實用圖紙，也是運行、調試、檢修的主要參考圖紙。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏后接線

5、圖和端子排圖。表8-3 小母線新舊文字符號及回路標號對照表 續表1.屏面布置圖屏面布置屏面是表明二次設備的尺寸、在屏面上的安裝位置及相互距離的圖紙。應按比例繪制。如圖8-3（a)所示。2屏后接線圖 屏后接線圖是表明屏后布線方式的圖紙。它是根據屏面布置圖中設備的實際安裝位置繪制，但系背視圖，即其左右方向正好與屏面布置圖相反；每個設備都有“設備編號”，設備的接線柱上都加有標號和注明去向。屏后接線圖不要求按比例繪制如圖8-3（b)所示。(1)設備編號。通常在屏后接線圖上，各設備圖形的右（或左）上方都貼有一個圓圈，表明設備的編號。其中：安裝單位編號及同一安裝單位設備順序號，標在圓圈上半部，如I1、I2

6、、I3等。羅馬數字表示安裝單位編號，阿拉伯數字表示同一安裝單位設備順序號，按屏后順序從右到左依次編號；設備的文字符號及同類設備順序號，標在圓圈下半部，如KA、KA等，與展開圖一致。另外，在設備圖形的上方還標有設備型號,如電磁型電流繼電器DL-31/10等。圖8-3 lOkV線路過電流保護安裝接線圖（a) 屏面布置圖 （b) 屏后接線圖 （c)端子排圖 (2) 設備接線編號。由于屏內各設備之間及屏內設備至端子排之間的連接線很多，如果把每條連線都用線條表示，不但制圖很費事，而且配線時也很難分辯清楚。因此，普遍采用“相對編號法”，即在需要連接的兩個接線柱上分別標出對方接線柱的編號。從圖8-3中可看出

7、相對編號法的應用。例如，與展開圖相對應的是：圖8-3(b)中，從電流繼電器右側端子到時間繼電器左側端子相互連接，這兩個接線柱上分別標出和。3端子排圖屏內設備與屏外設備之間的連接，屏內設備與屏后上方直接接至小母線的設備(如熔斷器或小刀閘等)的連接，各安裝單位主要保護的正電源的引接及經本屏轉接的回路等，都要通過一些專門的接線端子，這些接線端子的組合稱為端子排。（1）端子按用途分類一般端子。用于連接屏內、外導線(電纜)，如圖8-4 (a)所示；連接端子。用于上下端子間連接構成通路，如圖8-4 (b) 所示；特殊端子。用于需要很方便地斷開的回路，如圖8-4 (c)所示；試驗端子。用于需接入試驗儀表的電

8、流回路，專供電流互感器二次回路用，如圖8-4 (d）所示；連接型試驗端子。用于在端子上需彼此連接的電流試驗回路，如圖8-4 (d) 所示；終端端子。用于固定端子或分隔不同安裝單位的端子排。 圖8-4 不同類型的端子 (a) 一般端子 (b) 連接端子 (c) 特殊端子 (d) 試驗端子 （2）端子排表示方法 圖8-5為端子排表示方法示意圖，最上面一個端子，標出安裝單位編號(羅馬數字表示，同時也代表該端子排的設備編號)及名稱(漢字)；下面的端子在圖上皆畫成三格，從左至右各格的含義如下：第一格表示安裝單位的回路編號和屏外或屏頂引入設備的文字符號及接線柱號,如圖8-3 (c）中的TA、TA等；第二格

9、表示端子的順序號和型號；第三格表示屏內設備的文字符號及設備的接線柱號，如圖8-3 (c）中的I、I等。 圖8-5 端子排表示方法示意圖第二節 斷路器的控制和信號回路發電機、變壓器、線路等的投入和切除，是通過相應的斷路器進行合閘和跳閘操作來實現的。對于主要設備，被控制的斷路器與控制室之間一般都有幾十米到幾百米的距離，運行人員在控制室用控制開關(或按鈕)通過控制回路對斷路器進行操作，并由燈光信號反映出斷路器的位置狀態，這種控制稱為遠方控制（或集中控制）；對于6k線路以及廠用電動機可以采用就地控制。一、控制開關和操動機構1控制開關 發電廠和變電所中，控制開關多采用LW2系列萬能密閉轉換開關。該系列開

10、關除了在各種開關設備的控制回路中用做控制開關外，還在各種測量儀表、信號、自動裝置及監察裝置等回路中用做轉換開關。其結構包括操作手柄、面板、觸點盒等。LW2系列轉換開關造成旋轉式，觸點盒一般有數節，裝于轉軸上；每節觸點盒都有4個定觸點和一副動觸片；4個定觸點引出接線端子，端子上有觸點號；手柄通過主軸與觸點盒連接，可以每隔90°或者45°設一個定位。 為了說明操作手柄在不同位置時，各觸點通、斷情況,一般都列出觸點表。表8-4為常用的LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制開關的觸點圖表。型號中：LW2一Z為開關型號；la、4、6a、40、20、20為觸點盒的形式；F

11、8為面板及手柄形式。表8-4 LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制開關的觸點圖表 這種控制開關有兩個固定位置：水平位置為“跳閘后”位置；垂直位置為“合閘后”位置。表中“×”號表示觸點接通，“”號表示斷開。進行合閘操作，操作手柄是在“跳閘后”位置，首先順時針方向將手柄轉動至“預備合閘”位置（垂直位置），然后再順時針方向轉動至“合閘”位置，此時觸點5-8接通，發出合閘脈沖。在操作完成松開手柄后，在復位彈簧作用下，操作手柄自動返回到垂直位置，但是，這次復位是在發出合閘命令之后，所以稱為“合閘后”位置，在不同的位置都有不同的觸點接通。同理，進行跳閘操作，操作手柄是在“合閘后”

12、位置，首先逆時針方向將手柄轉動至“預備跳閘”位置，然后再逆時針方向轉動至“跳閘”位置，此時觸點6-7接通，發出跳閘脈沖。2操動機構操動機構是斷路器本身攜帶的跳、合閘傳動裝置，其種類很多，有電磁操動機構，彈簧操動機構，液壓操動機構，氣壓操動機構等。不同的斷路器使用不同的操動機構。斷路器跳、合閘操作，都必須分別接通操動機構中的“跳閘線圈”和“合閘線圈”。各種形式操動機構的跳閘電流一般都不大（當直流操作電壓為110220V時，跳閘電流0.55A）；而合閘電流相差較大，如彈簧、液壓、氣壓操動機構等，合閘電流較小（當直流操作電壓為110220V時，不超過 5A），電磁操動機構合閘電流很大，可由幾十安到幾

13、百安，此點在設計控制回路時必須注意。對于電磁操動機構，合閘線圈回路不能利用控制開關觸點直接接通，必須采用中間接觸器，利用接觸器帶滅弧裝置的觸點去接通合閘線圈回路。二、對控制回路的基本要求及分類1.基本要求斷路器的控制回路隨著斷路器的型式、操動機構的類型及運行上的不同要求而有所差別，但基本接線類似。對控制回路的基本要求如下： 應能用控制開關進行手動合、跳閘，且能由自動裝置和繼電保護實現自動合、跳閘。 應能在合、跳閘動作完成后迅速自動斷開合、跳閘回路。 應有反映斷路器位置狀態(手動及自動合、跳閘)的明顯信號。 應有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。 應能監視控制回路的電源及其合、跳閘回路是否完

14、好。 2.分類 按監視方式分：控制回路按監視方式可分為：燈光監視的控制回路，多用于中、小型發電廠和變電所；音響監視的控制回路，常用于大型發電廠和變電所。 按電源電壓分：控制回路按電源電壓可分為：強電控制，直流電壓為220V或110V；弱電控制，直流電壓一般為48V。一般都采用強電控制。三、燈光監視的斷路器控制和信號回路以電磁操動機構的斷路器控制和信號回路為例，如圖86所示。工作原理如下：1.手動合閘。合閘操作前，控制開關SA的手柄在“跳閘后”位置(水平)，斷路器QF在跳閘狀態。此時，觸點SA(1110)、斷路器輔助觸點QFl閉合、綠燈HG、接觸器KM帶電，即下述回路接通 圖8-6燈光監視的斷路

15、器控制和信號回路 + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 綠燈HG亮平光表明：QF在跳閘位置；熔斷器FUl、FU2及合閘回路完好，起到監視熔斷器及合閘回路作用。此時，合閘接觸線圈KM中雖有電流流過，但由于KM的電阻比HG電阻及其附加電阻小得多，使得加于KM上的電壓不足以使其啟動，故斷路器不會合閘。手動合閘操作分3步進行： (1) 將SA的手柄順時針轉至“預備合閘”位置。此時觸點SA(910)閉合，將綠燈HG回路改接到閃光小母線M100(+)上，下述回路接通 M100(+)SA(910) HGQFlKMFU2 - 閃光裝置啟動，綠燈HG發出閃光。表明：預備合閘，提醒操作人員核對所操

16、作的QF是否有誤(這時QF仍在跳閘位置)；合閘回路仍完好。 (2) 將SA的手柄再順時針轉至“合閘”位置。此時觸點SA(58)、SA(1316)閉合，且防跳繼電器KCF未啟動，其觸點KCF2閉合。下述回路接通 + FUlSA(58) KCF2QFlKMFU2 - 控制回路電壓幾乎全部加到KM上，KM啟動，它的兩副常開觸點接通合閘線圈YC回路，YC啟動，操動機構使QF合閘。當QF完成合閘動作后，QF1斷開，自動切斷KM和YC的電流。同時QF2閉合，使下述紅燈HR回路接通+ FUlSA(1316) HRKCFIQF2YTFU2 - 此時HG因QFl斷開而熄滅，HR發平光，表明QF已合上。 (3)

17、將SA手柄松開，手柄自動返回到“合閘后”位置(垂直)。這時觸點SA(58)斷開，防止因QFl失靈而使控制電流長期流過KM及YC。SA(1316)仍接通，HR保持平光。表明：QF在合閘位置；熔斷器FUl、FU2及跳閘回路完好，起到監視熔斷器及跳閘回路作用。此時，加在防跳繼電器電流線圈KCFI及跳閘線圈YT上的電壓也不足以使它們動作。 2.手動跳閘。跳閘操作前，控制開關SA的手柄在“合閘后”位置(垂直)，斷路器QF在合閘狀態。此時，觸點SA(1316)、QF2閉合，HR發平光，跳閘回路完好。 手動跳閘操作與手動合閘操作完全相似，亦分3步進行。 (1) 將SA的手柄逆時針轉90。至“預備跳閘”位置。

18、此時觸點SA(1314)閉合，將紅燈HR回路改接到閃光小母線M100(+)上，下述回路接通 M100(+)SA(1314) HRKCFIQF2YTFU2 - 閃光裝置啟動，紅燈HR發出閃光。表明：預備跳閘，提醒操作人員核對所操作的QF是否有誤(這時QF仍在合閘位置)；跳閘回路仍完好。 (2) 將SA的手柄再逆時針轉至“跳閘”位置。此時觸點SA(67)、SA(1011)閉合。下述回路接通 + FUlSA(67) KCFIQF2YTFU2 - 控制回路電壓幾乎全部加到KCF1和YT上，KCF1和YT均啟動，操動機構使QF跳閘。當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，自動切斷KCFl和YT的電流。同時QF

19、l閉合，使下述綠燈HG回路接通 + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 此時HR熄滅，HG發平光，表明QF已跳閘。 (3) 將SA手柄松開，手柄自動返回到“跳閘后”位置(水平)。這時觸點SA(67)斷開，防止因QF2失靈而使控制電流長期流過KCFI及YT。SA(1011)仍接通，HG保持平光。 3.自動合閘。為了實現自動合閘，將自動裝置(備用電源自動投入裝置、自動重合閘裝置等)回路中的中間繼電器觸點KC與SA(58)觸點并聯。 設斷路器原在跳閘位置，SA的手柄在“跳閘后”位置，SA(1011)、SA(1415)接通。當自動裝置動作后，觸點KC閉合。下述回路接通 + FUlKCKC

20、F2QFlKMFU2 - 這時，HG因被短接而熄滅，KM動作，使QF自動合閘。當QF完成合閘動作后，QFl斷開，QF2閉合，使下述HR回路與M100(+)接通 M100(+)SA(1415) HRKCFIQF2YTFU2 - HR發閃光，表明QF已完成自動合閘。這種信號回路是按“不對應”方式構成的。所謂“不對應”是指SA手柄位置與QF位置不一致。在上述情形中，QF已合閘，而SA手柄仍在“跳閘后”位置。這時，操作人員應將SA操作到“合閘后”位置，使SA(1415)斷開、SA(1316)接通，HR變平光。由自動重合閘裝置實現的自動合閘見后述。 4.自動跳閘 為了實現自動跳閘，將繼電保護出口繼電器的

21、觸點KCO經信號繼電器KS與SA(67)并聯。QF原在合閘位置，SA手柄在“合閘后”位置，觸點QF2、SA(13)、SA(910)、SA(1316)、SA(1917)接通。當設備出現故障時，繼電保護動作，其出口繼電器的觸點KCO閉合，下述回路接通 + FUlKCOKSKCFIQF2YTFU2 - KS、KCF1、YT均動作，QF自動跳閘。當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，QFl、QF3閉合。QFl使HG回路與M100(+)接通，其回路同“預備合閘”，HG發閃光，表明QF已完成自動跳閘；QF3使下述事故音響回路接通 M708R2SA(13) SA(1917) QF3 - 事故信號裝置啟動(后述)

22、，發出事故音響(蜂鳴器)。此時值班人員應將SA操作至“跳閘后”位置，使之與QF對應，則HG變平光。 5.“防跳”裝置。為了防止斷路器出現連續多次跳、合事故，必須裝設“防跳”裝置。 （1) 斷路器的“跳躍”現象：假定圖8-6中沒有KCF繼電器，當QF經SA(58)或KC觸點合閘到有永久性故障的電網上時，繼電保護將會動作，觸點KCO閉合而使QF自動跳閘。如果由于某種原因造成SA(58)或KC未復歸(例如SA手柄未返回或觸點焊住)，則QF重新合閘。而由于是永久性故障，繼電保護將再次動作，使QF再次跳閘。然后又再次合閘，直到接觸器KM回路被斷開為止。這種斷路器QF多次“跳一合”的現象，稱為斷路器“跳躍

23、”。“跳躍”會使斷路器損壞，造成事故擴大，所以需采取“防跳”措施。 （2)“防跳”裝置的動作原理：在圖86中，KCF即為專設的“防跳”繼電器。這種繼電器有兩個線圈：KCFI為電流線圈，供啟動用，接于跳閘回路；KCFV為電壓線圈，供自保持用，經自身觸點KCFl與KM并接。其“防跳”原理如下： 當手動或自動合閘到有永久性故障的電網上時，繼電保護動作使觸點KCO閉合，接通跳閘回路，使QF跳閘。同時，跳閘電流流過KCFI，使KCF啟動，觸點KCF2斷開合閘回路，KCFl接通KCFV，若此時觸點SA(58)或KC未復歸，則KCFV經SA(58)或KC實現自保持，使KCF2保持斷開狀態，QF不能再次合閘，

24、直到SA(58)或KC復歸(斷開)為止。 另外，觸點KCF3與Rl串聯，然后與觸點KCO并聯，其作用是保護KCO觸點。因為，當繼電保護動作于QF跳閘時，觸點KCO可能較QF2先斷開，以致KCO因切斷跳閘電流而被電弧燒壞。由于KCF3、R1回路與KCO并聯，在QF跳閘時，KCFI啟動并經KCF3及QF2(QF2斷開前)自保持，即使KCO在QF2之前斷開，也不會發生由KCO切斷跳閘電流的情況，即起到保護KCO觸點的作用。 R1的阻值只有1，對跳閘回路自保持無多大影響。在KCO觸點串聯有電流型信號繼電器KS電阻不超過1)情況下，R1可保證其線圈不致被KCF3短接而能可靠動作。四、音響監視的斷路器控制

25、回路 音響監視的斷路器(帶電磁操動機構)控制回路如圖8-7所示，其接線及工作原理與圖8-6所示的帶電磁操動機構控制回路有所不同。 1.接線方面的主要區別 (1) 在合閘回路中，用跳閘位置繼電器KCT代替綠燈HG；在跳閘回路中，用合閘位置繼電器KCC代替紅燈HR。 (2) 斷路器的位置信號燈回路與控制回路是分開的，而且只用一個信號燈。該信號燈裝在控制開關的手柄內。控制開關為LW2一YZ型，其第一觸點盒是專為信號燈而設。采用這種控制開關可使控制屏的屏面布置簡化、清楚。 (3) 在位置信號燈回路及事故音響信號啟動回路，分別用KCT和KCC的動合觸點代替斷路器的輔助觸點，從而可節省控制電纜。另外，因信

26、號燈只有一個，所以，KCTl和KCCl移至信號燈前。圖8-7音響監視的斷路器控制回路 2.工作原理 (1) 手動合閘。操作前，斷路器QF在跳閘位置，控制開關SA的手柄在“跳閘后”(水平)位置。下述回路接通： + FUlKCTQFlKMFU2 - +700FU3SA(1514)KCTlSA(13)及燈R -700 前一回路使KCT啟動，觸點KCTl閉合；后一回路使信號燈發平光，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在跳閘位置。手動合閘的步驟： 將SA手柄順時針轉90°至“預備合閘”位置。下述回路接通： M100(+)SA(1314) KCTlSA(24)及燈R - 信號燈閃光。 將SA手柄再

27、順時針轉45°至“合閘”位置。下述回路接通：+ FUlSA(912) KCF2QFlKMFU2 - KCT被短接，KCTl斷開，信號燈短時熄滅，同時KM、YC相繼動作，操動機構使QF合閘。當QF完成合閘動作后，下述回路接通： + FUlKCCKCFIQF2YTFU2 - +700FU3SA(1720) KCClSA(24)及燈R -700 前一回路使KCC啟動，觸點KCCl閉合；后一回路使信號燈發平光，表明QF已合上。 將SA的手柄松開，手柄自動返回到“合閘后”位置(垂直)。這時SA(1720)仍接通，信號燈保持平光(回路不變)，再借助SA的手柄位置可判斷QF處在合閘位置。 (2)手

28、動跳閘。其操作過程及原理與手動合閘完全相似，讀者自行分析。 (3)自動合閘。設QF原在跳閘位置，SA手柄在“跳閘后”位置。當自動裝置動作后，KCl閉合，下述回路接通： + FUlKClKCF2QFlKMFU2 - KCT被短接，KCTl斷開，信號燈短時熄滅，同時KM、YC相繼動作，使QF合閘。當QF完成合閘動作后，下述回路接通： M100(+)SA(1819) KCClSA(13)及燈R -700 信號燈閃光，表明QF已完成自動合閘。這時，值班人員應將SA操作到“合閘后”位置，使信號燈變平光，回路與手動“合閘后”相同。 (4)自動跳閘。設QF原在合閘位置，SA的手柄在“合閘后”位置。當設備出現

29、故障時，繼電保護動作，KCO閉合，下述回路接通 + FUlKClKCFIQF2YTFU2 - KCC被短接，KCCl斷開，信號燈短時熄滅，同時YT動作，使QF自動跳閘。當QF完成跳閘動作后，QF2斷開，QFl閉合，使KCT動作，KCTl閉合，信號燈閃光，表明QF已完成自動跳閘，其回路同“預備合閘”；同時，KCT2閉合，接通下列事故音響信號回路，即 M708R2SA(57) SA(2123) KCT2 -700 事故信號裝置啟動，發出事故音響。若值班人員將SA手柄轉至“跳閘后”位置，則信號燈變平光，回路同手動“跳閘后”。 由上述可見，在音響監視的控制回路中QF的實際位置，要同時借助信號燈及SA手

30、柄位置來判斷。即：手柄在“合閘后”位置，燈平光為手動合閘，燈閃光為自動跳閘；手柄在“跳閘后”位置，燈平光為手動跳閘，燈閃光為自動合閘。 (5)音響監視。該接線用KCT、KCC的觸點來監視電源、控制回路熔斷器及合、跳閘回路的完好性。 KCT能監視合閘回路是否完好。當QF在跳閘狀態時，QFl閉合，QF2斷開；KCT通電，KCT3斷開；KCC失電，KCC2閉合。當QF的合閘回路(QFl、KM)中任何地方斷線或控制回路熔斷器(FUl、FU2)熔斷時，KCT將失電，使KCT3閉合，接通斷線預告信號小母線M713，啟動預告信號裝置，發出音響(警鈴)，并且“控制回路斷線”光字牌亮；另外，KCTl斷開會使該回

31、路的信號燈熄滅，值班人員可據此確定是哪臺QF的控制回路發生了斷線。當僅僅是信號燈熄滅時，說明只有信號燈回路故障，而控制回路仍完好。 KCC能監視跳閘回路(KCFI、QF2、YT)是否完好。原理與上述相同。第三節 中央信號中央信號由事故信號和預告信號組成，分別用來反映電氣設備的事故及異常運行狀態。一、事故信號 事故信號的作用是：當斷路器發生事故跳閘時，啟動蜂鳴器（電笛）發出音響，通知運行人員處理事故。并能手動或自動復歸。事故信號裝置分為不能重復動作和能重復動作兩類。前者用于小型變電所及小型發電廠的爐、機、給水等控制屏；后者用于大、中型廠、所。1.不能重復動作、中央復歸的事故信號裝置不能重復動作的

32、事故信號裝置如圖8-8所示，圖中控制開關為表8-5所列LW型萬能轉換開關，圖中虛線及黑點表示開關處于什么位置時，觸點接通。例如SA1(1-3)觸點右邊的三條虛線1、2、3分別代表預備合閘、合閘和合閘后；左邊的三條虛線1、2、3分別代表預備跳閘、跳閘和跳閘后。下面的黑點代表SA1(1-3)在預備合閘和合閘后接通。圖中HA為電笛，當任一臺斷路器自動跳閘后，斷路器的輔助觸點都接通事故音響信號。例如，斷路器QF1事故跳閘，下列回路接通： 圖8-8不能重復動作的事故信號回路+700HAKM(1-2) SA1(13)SA(1917)QF1 -700HA發出音響信號。在值班人員得知事故信號后，可按下按鈕SB

33、2，即可解除事故音響信號。但控制屏上斷路器的閃光信號卻繼續保留著。圖中SB1為音響信號的試驗按鈕。這種信號裝置不能重復動作，即第一臺斷路器（如QF1）自動跳閘后，值班人員雖已解除事故音響信號，而控制屏上的閃光信號依然存在，即SA1的手柄沒有旋轉到對應的“跳閘后”位置。假設這時又有一臺斷路器（如QF2）自動跳閘，因為中間繼電器KM觸點KM(3-4)已將KM線圈自保持，KM（1-2）是斷開的，所以，事故音響信號將不會重復動作。只有將第一臺斷路器的控制開關轉至“跳閘后”位置時，另一臺斷路器自動跳閘時，才會發出信號。2能重復動作、中央復歸的事故信號裝置用JC一2型沖擊繼電器構成的能重復動作、中央復歸的

34、事故信號回路如圖89所示。虛框內為沖擊繼電器的內部電路，它包括：具有雙線圈和雙位置的極化繼電器KP、電容C及電阻、。當線圈KPl流過1、2方向或線圈KP2流過3、4方向的沖擊電流時，KP動作(亦即沖擊繼電器KMl動作)，并保持在動作狀態；當KP1、KP2之一流過反向電流時，KP返回。裝置的動作原理如下：(1)啟動音響回路 當某臺斷路器（例QF1）事故跳閘時，沖擊電流自KMl的端子5流人，在電阻R1上得到電壓增量，該電壓經線圈KPl、KP2給電容C充電。回路為： +700FUlKPlCKP2M708SA1(1-3) SA1(19-17) QF1FU2 -700 充電電流使KP動作，觸點KMl閉合

35、。當C充電完畢后，線圈中的電流消失，觸點KMl仍保留在閉合位置。觸點KMl閉合后，啟動中間繼電器KCl，其兩對動合觸點閉合；其中一對觸點啟動蜂鳴器HAU，發出音響，表明QF1事故跳閘；重要回路事故跳閘時，尚應向調度部門發遙信。（2）音響解除（復歸）中間繼電器KCl另一對觸點啟動時間繼電器KTl；KTl整定時間約為5s，待延時到達后，其觸點閉合，以下回路接通： +700FU1RlKP2R2KTlFU2 -700KP2中電流方向與啟動時相反，KMl復歸，其觸點斷開，繼電器KCl、KTl相繼斷電，蜂鳴器回路被斷開，音響停止；欲使音響提前解除，可按復歸按鈕SB2，其動作過程與上述相同。圖89能重復動作

36、、中央復歸的事故信號裝置 （3）重復動作 KMI的特點是：每通過一次沖擊電流，就可動作一次。所以，在每臺QF的事故音響啟動回路中都串接有一個適量的電阻R，當某臺QF事故跳閘發出音響并被解除后(SA仍在“合閘后”位置)，如果又有另一臺QF事故跳閘，則小母線M708與一700之問再并人一條啟動回路，總電阻減小，沖擊電流突然增加，KMl再次啟動發出音響。只要回路電阻選、擇適當，可重復動作8次。 （4）試驗 SBl為事故信號裝置的試驗按鈕。進行試驗時，按下SBl(按到位即可放手)，其動合觸點閉合，啟動KMl，發出音響(動作過程同前述)，說明裝置完好；其動斷觸點用于斷開遙信回路，以免誤發遙信。 （5）電

37、源監視 事故信號裝置電源的完好性由繼電器KVSl監視。當熔斷器FUl或FU2熔斷或其他原因使電源消失時，KVSl失電，其動斷觸點閉合，使“事故信號裝置電源消失”光字牌亮，并啟動預告信號回路(見圖810)。二、預告信號 預告信號的作用是：當電氣設備出現異常運行情況(如發電機過負荷、變壓器過負荷、變壓器油溫過高、電壓互感器回路斷線等)時，讓警鈴響，同時點亮標有異常情況的光字牌，通知運行人員采取措施。 預告信號裝置接線圖如圖8-10所示。其主要元件也是沖擊繼電器KM2，動作原理與事故信號裝置相似。不同的是：預告信號的啟動回路，由反映相應異常情況的繼電器的觸點和兩個燈泡組成，并接于小母線+700和M7

38、09、M710之間；KM2首先接通KT2,預告信號帶O.305s延時動作；音響為警鈴。圖用JC-2型沖擊繼電器構成的中央預告信號回路 圖-10中SM為轉換開關，其觸點狀態為：平時手柄在垂直位置時，觸點SM(12)SM(1112)斷開，SM(1314)、SM(1516)接通；手柄順時針轉45°至“檢查”位置時，SM(12)SM(1112)接通，SM(1314)、SM(15一16)斷開。其動作原理如下： 1啟動警鈴 當設備發生異常情況時，相應的繼電器動作（如KVSl），其觸點閉合，經光字牌燈泡啟動KM2，相應光字牌亮，同時發出鈴聲。例如，事故信號裝置電源消失時，其電源監視繼電器觸點KVS

39、l閉合，下述回路接通： +700FU3觸點KVSl光字牌HlM709、M710SM(1314)、SM(1516) KM2FU4 -700標有“事故信號裝置電源消失”的光字牌H1立即亮(這時兩只燈泡并聯)；同時KM2啟動，其觸點閉合，啟動時間繼電器KT2；觸點KT2延時0.30.5s閉合，啟動KC2；KC2的一副觸點接通警鈴HAB，發出音響。2音響解除 (1)自動解除。KC2的另一副觸點啟動事故信號裝置中的KTl。KTl經一段延時后閉合，下述回路接通： +700FU3觸點KTlR2KPlRlFU4 -700 KM2中的KPl流過反向電流，KM2、KT2、KC2、KTl相繼復歸，音響停止。如果異常

40、在0305s內消失，在KM2中的電阻R1上的電壓出現一個減量，使電容C經極化繼電器線圈反向放電，從而使KM2返回，避免誤發音響。 (2)手動解除。按下解除按鈕SB4即可。音響解除后，光字牌仍亮著，直到異常情況消除、啟動它的繼電器觸點返回才熄滅。 310kV配電裝置的預告信號 反映10kV配電裝置I、段異常情況的啟動回路，分別接于+700與M7291或M7292之間，出現異常時，中間繼電器KCRl或KCR2動作，其一副觸點接通“10kV配電裝置I段(或段)”光字牌(與事故信號共用)，另一副觸點去啟動KM2，發警鈴。 4重復動作 預告信號如同事故信號一樣，可實現重復動作。 5試驗和檢查光字牌 (1

41、)試驗。按下試驗按鈕SB3，可試驗裝置是否完好，其動作過程與上述啟動過程類似。 (2)檢查光字牌。將SM手柄轉到“檢查”位置，下述回路接通： +700FU3SM(56)、SM(34)、SM(12) M709所有預告光字牌M710 SM(78)、SM(910)、SM(1112) FU4 -700 這時，每個光字牌的兩個燈泡串聯，燈光較暗。若光字牌亮，說明燈泡完好；否則，說明有一個或兩個燈泡損壞。 6電源監視 由于FU3或FU4熔斷時，整個裝置都失去電源，所以，電源消失信號不能用預告信號形式發出，必須另設電源監視燈回路。KVS2為電源監視繼電器，電源完好時，KVS2通電，其動合觸點閉合，監視燈HW

42、發平光，說明電源完好；當FU3或FU4熔斷或其他原因造成電源消失時，KVS2斷電，其動合觸點延時斷開，動斷觸點延時閉合，啟動閃光裝置，HW閃光。 7其他 在小母線+700與M713之間接有反映“10kV線路跳閘回路斷線”的繼電器觸點，其啟動回路也是接于+700與M7291或M7292之間；在小母線M703與M716之間并聯有繼電保護信號繼電器的觸點，保護動作時發“掉牌未復歸”光字牌，但不再發警鈴，因為事故跳閘時已發有蜂鳴器音響。第四節電氣測量儀表的接線 為了正確反映電力裝置的電氣運行參數和絕緣狀況，滿足電力系統安全經濟運行和電力商業化運營的需要，在發電廠和變電所的電路中應裝設電氣測量儀表。需要

43、進行監測的電氣參數主要有電流、電壓、頻率、有功功率、無功功率、有功電能及無功電能。由于各個電路的性質和特點不同，需要進行監測的內容及所需配置的儀表種類和數量也不相同，其配置應符合DLTSl372001電測量及電能計量裝置設計技術規程的規定。一、 測量儀表的電壓回路電壓、頻率、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能及功率因數表都需要電壓線圈，對于高壓系統，電壓線圈要接在電壓互感器的二次側。因此，電壓互感器二次側引出小母線供各種儀表、繼電器的電壓線圈接線。 圖8-11是電壓互感器二次側中性點N接地的原理圖，它是由三個單相三繞組電壓互感器或三相五柱式電壓互感器構成的。為了防止互感器絕緣損壞時，高壓串

44、入低壓而對設備和人員造成危險，互感器二次側進行保護接地。母線電壓表PVl經轉換開關SMl切換，可測量三個線電壓。該圖適用于110kV及以上電壓系統。二次側設電壓小母線。母線電壓互感器是供接在該母線上的所有元件公用的。為了減少電纜聯系，采用電壓小母線L1630、L2630、L3630、N600、L630。由于110kV及以上電壓系統中性點直接接地，線路上通常裝有零序方向保護，其功率方向元件需要三倍零序電壓3U，因而設有3U電壓小母線L一630；為了檢驗零序功率方向元件接線的正確性，開口三角形相繞組的末端引出試驗小母線L3630(試)，并經繼電器KCl的常開觸點引出，同時設熔斷器FUl保護。電壓互

45、感器二次側引出后直接接于電壓小母線上。各電氣設備的測量表計、繼電保護和自動裝置所需要的二次電壓均由小母線上取得。 圖8-11 測量儀表的電壓回路 llOkV及以上的電力線路一般都裝有距離保護裝置，如果在電壓互感器二次回路的末端發生短路故障，則由于短路電流較小，熔斷器不能快速熔斷，但在短路點附近的電壓較低或接近于零，可能引起距離保護誤動作。所以，在主二次繞組引出端裝設快速自動開關QAl代替熔斷器，它在發生上述故障時能能迅速將故障相斷開，使斷線閉鎖裝置快速而可靠地閉鎖距離保護。但輔助二次繞組引出端不裝設快速自動開關，因為正常運行時其電壓為零或接近于零，而其二次回路的末端發生短路時，短路電流極小，自

46、動開關難于實現自動斷開。 主、輔二次繞組均經互感器隔離開關QSl的位置繼電器KCl的動合觸點引出。 為了確保距離保護中的電壓回路斷線閉鎖裝置能可靠動作，互感器二次側接地中性點N的引出線不經任何隔離開關輔助觸點或繼電器引出。 當直流回路的刀開關QK接觸不良、FU2或FU3熔斷時，直流電壓消失，KClKCA均失電。其中KC3、KC4的動斷(常閉)觸點閉合，點亮“電壓互感器直流電壓消失”光字牌，并起動預告音響信號；這同時意味著兩段(組)母線電壓互感器的二次側已分別被KCl、KC2的觸點斷開，各交流小母線電壓也已消失，電壓表、有功及無功功率表指示零。“電壓互感器直流電壓消失”光字牌回路為KC3、KC4

47、的動斷(常閉)觸點并聯，當僅僅是隔離開關QSl、QS2之一的輔助觸點接觸不良時，不發此信號。二、高壓線路主要測量儀表接線 圖8-12為610k線路電氣測量儀表的接線原理圖。其中，電流表PA串接于電流互感器TA1和TA2二次側的公共回路中，檢測到的電流為，三相對稱時；有功電能表和無功電能表（或有功和無功功率表，均為二元件三相表)，電流線圈串接于電流互感器的二次側；電壓線圈并接于電壓互感器二次側的小母線。無功電能表PJ2在電壓線圈中人為的串聯了一個附加電阻，使電壓線圈的阻抗角由原來的減小到，即電壓線圈中的電流滯后電壓。圖8-12 6k線路電氣測量儀表的接線原理圖三、220/380V低壓照明線路上測

48、量儀表接線 圖8-13為220/380V低壓照明線路電氣測量儀表的接線原理圖。因為三相不對稱，所以，三相上都要裝電流互感器、電流表，有功電能表為三元件三相表。圖8-13 220/380V低壓照明線路電氣測量儀表的接線原理圖 第五節 輸電線路的自動重合閘一、概述輸電線路的自動重合閘，就是當架空線路上發生故障時，由繼電保護裝置將其迅速斷開，延時后重新將線路自動投入的裝置，簡稱APR。1輸電線路自動重合閘的作用 （1）在電力系統中，架空輸電線路的故障大多數是瞬時性故障，如果把跳開的線路再重新合閘，就能恢復正常供電，提高供電的可靠性；（2）對于有雙側電源的高壓輸電線路，可以提高系統并列運行的穩定性；

49、（3）可以糾正繼電保護誤動作引起的誤跳閘。 2對自動重合閘的基本要求 （1）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”起動APR，；即SA在“合閘后”位置，QF在“跳閘”位置。（2）手動跳閘時不應重合；（3）手動合閘于故障線路不重合；（4）APR的動作次數應符合預先規定。自動重合閘裝置若重合于永久性故障線路上，繼電保護裝置將再次跳閘，APR若多次重合于永久性故障線路，將使系統多次受到沖擊，還可能使斷路器損壞，從而擴大事故。跟據運行資料統計，APR的一次動作成功率在（6090）之間，因此大部分的APR規定只允許動作一次；（5）APR動作后應能自動復歸，準備再次動作；（6）A

50、PR的動作時間應盡可能短。APR的動作時間應滿足以下三個條件：應大于故障點電弧及周圍介質的去游離時間；應大于斷路器及操作機構復歸原位、準備重合閘的時間；應大于線路對側斷路器切斷故障電流的時間。對于35kV及以下線路，重合閘時間可取0.81s；110 kV線路可取1s或再長一些；（7）APR應能與繼電保護配合，實現重合閘的“后加速”或“前加速”。所謂前加速，是指自動重合閘前加速保護動作，即當線路上（整條線路，包括WL1、WL2、WL3）發生故障時，如圖8-14所示，第一次瞬時加速跳開首端（WL1處）的斷路器，然后，APR動作一次，若是瞬時性故障，重合成功；若是永久性故障，第二次則以定時限方式從W

51、L3處的斷路器依次跳閘。圖8-14 重合閘前加速保護動作原理說明后加速是指自動重合閘后加速保護動作，如圖8-15所示，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。例如，若線路WL2處發生永久性故障，第一次WL2處的保護裝置延時將斷路器跳閘，然后，WL2處的APR重合一次，因為是永久性故障，第二次，WL2處的保護裝置瞬時跳閘。圖8-15 重合閘后加速保護動作原理說明比較重合閘的“前加速”或“后加速” 保護可知，前加速的優點是只需裝設一套ARD裝置，設備投資少，缺點是合閘不成功會擴大事故范圍，主要用于35kV及以下線路；后加速保護的優點是能快速切除永久性故障，不會擴大事故范

52、圍。缺點是在每個斷路器處都裝有一套APR裝置，投資大，主要用于35kV以上線路。 3自動重合閘裝置的分類自動重合閘裝置按其功能可分為三相重合閘及綜合重合閘（即單相自動重合閘和三相自動重合閘的綜合）。110kV及以下線路采用三相重合閘，即不論線路發生單相接地(1lOkV以下線路除外)或相間故障，都由繼電保護動作把斷路器的三相跳開，然后由重合閘裝置動作把三相合閘；220kV及以上線路采用綜合重合閘，即當發生單相接地時，采用單相重合方式；當發生相間短路時，采用三相重合方式。二、三相一次重合閘三相一次重合閘可以由繼電器構成，也可以由單片機或PLC構成。由繼電器構成的帶三相一次重合閘后加速的斷路器控制回

53、路如圖8-16所示。其中APR由時間繼電器KT、帶電流保持線圈的中間繼電器KC、信號燈HW、電容器C和電阻R4、R5、R6、R17等組成。電路的工作原理如下。圖8-16 帶后加速保護的三相一次重合閘電路 1正常運行 正常運行時，QF處于合閘位置，其輔助接點QFl、QF4斷開，QF2閉合；APR投切開關S在“投入”位置，S(13)接通；SA在“合閘后”位置，觸點SA(910)、SA(1316)、SA(2123)、接通。APR投入運行。 (1)電容C經R4充電，經1520s時間，充到所需電壓； (2)回路“+ FUlSA(2123) R4R6KC4R17HWKC(V) FU2 -”接通，HW亮指示

54、APR已處于準備工作狀態。由于R4、R6和R17的分壓作用，KC(V)雖然帶電，但不足以啟動。 2APR動作過程 當QF因線路故障跳閘時，其輔助觸點QFl、QF4閉合、QF2斷開，QF與SA位置不對應，于是APR動作(即非對應啟動)： (1)回路“+ FTUlSA(2123) KTKT2QF4S(13) FTU2 -”接通，KT啟動。KT2斷開，KT經R5保持在動作狀態。 (2)KT的延時閉合的動合觸點KTl經整定時限(0.51.5s)閉合，使電容C對KC(V)放電，KC啟動，其觸點KCl、KC2、KC3閉合，KCA斷開。此時：HW暫時熄滅；回路“+ FUlSA(2123) KC2、KClKC(I) KSXBKCF2DTlQFlYCFU2 -”接通