供配電技術項目九

變配電所二次回路和自動裝置任務1二次回路的基本概念和二次回路圖任務2電磁式高壓斷路器的控制任務3中央信號回路任務4測量儀表和絕緣監察裝置任務5供配電系統自動裝置任務6變電站綜合自動化監控系統項目訓練項目小結任務1二次回路的基本概念和二次回路圖（1）掌握二次回路的基本概念；（2）掌握電氣二次回路圖。任務目標任務1二次回路的基本概念和二次回路圖

二次回路是電力系統安全、經濟、穩定運行的重要保障，是變配電所電氣系統的重要組成部分。隨著變配電所電壓等級的提高，電氣控制正向自動化、弱電化、微機化和綜合性方面發展，使二次回路顯得越來越重要。任務提出任務1二次回路的基本概念和二次回路圖9.1.1二次回路的基本概念

1.變配電所的電氣設備的分類

變配電所的電氣設備通常分為一次設備和二次設備，其控制接線又可分為一次接線和二次接線。（1）一次設備是指直接輸送和分配電能的設備，如變壓器、斷路器、隔離開關、電力電纜、母線、輸電線、電抗器、避雷器、高壓熔斷器、電流互感器、電壓互感器等。一次接線又稱主接線，是一次設備及其相互間的連接電路。（2）二次設備是指對一次設備起控制、保護、調節、測量等作用的設備。二次接線又稱二次回路，是二次設備及其相互間的連接電路。

二次回路按照功用可分為控制回路、合閘回路、信號回路、保護回路以及遠動裝置回路等；按照電路類別分為直流回路、交流回路。圖9.1為供電系統的二次回路功能示意圖。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖圖9.1供配電系統的二次回路功能示意圖

在圖9.1中，斷路器控制回路的主要功能是對斷路器進行通、斷操作，當線路發生短路故障時，電流互感器二次回路有較大的電流、相應繼電保護的電流繼電器動作，保護回路作出相應的動作，一方面保護回路中的出口（中間）繼電器接通斷路器控制回路中的跳閘回路，使斷路器跳閘，斷路器的輔助觸點啟動信號系統回路發出聲響和燈光信號。另一方面保護回路中相應的故障動作回路的信號繼電器向信號回路發出信號，如光字牌，信號牌等。

直流操作電源主要是向二次回路提供所需的電源。電壓、電流互感器還向監測、電能計量回路提供線路電流和電壓參數。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖9.1.2電氣二次回路圖1.電器二次接線圖

表明二次接線的圖稱為二次接線圖，又稱電氣二次回路圖。電氣二次回路圖以國家規定的通用圖形符號和文字符號，表示二次設備的互相連接關系。常見的電氣二次回路圖有三種形式，即原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。（1）原理接線圖原理接線圖是用來表示繼電保護、監視測量和自動裝置等二次設備或系統的工作原理，它以元件的整體形式表示各二次設備間的電氣連接關系。通常在二次回路的接線原理圖上還將相應的一次設備畫出，構成整個回路，便于了解各設備間的相互工作關系和工作原理。圖9.2（a）是6~10kV線路的測量回路接線原理圖。從圖中可以看出，原理圖概括地反映了過電流保護裝置、測量儀表的接線原理及相互關系，但不注明設備內部接線和具體的外部接線，對于復雜的回路難以分析和找出問題。因此僅有原理圖還不能對二次回路進行檢查維修和安裝配線。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖

9.1.2電氣二次回路圖

2展開接線圖

展開圖按二次接線使用的電源分別畫出各自的交流電流回路、交流電壓回路、操作電源回路中各元件的線圈和觸點。所以，屬于同一個設備或元件的電流線圈、電壓線圈、控制觸點應分別畫在不同的回路里。為了避免混淆，對同一設備的不同線圈和觸點應用相同的文字符號，但各支路需要標上不同的數字回路標號，如圖9.2（b）所示。圖9.26~10KV高壓線路電氣測量儀表原理接線圖和展開接線圖

二次接線展開圖中所有開關電器和繼電器觸頭都是按開關斷開時的位置和繼電器線圈中無電流時的狀態繪制的。由圖9.2（b）可見，展開圖接線清晰，回路次序明顯，易于閱讀，便于了解整套裝置的動作程序和工作原理，對于復雜線路的工作原理的分析更為方便。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖圖9.26~10KV高壓線路電氣測量儀表原理接線圖和展開接線圖任務1二次回路的基本概念和二次回路圖任務1二次回路的基本概念和二次回路圖9.1.2電氣二次回路圖

3安裝接線圖安裝接線圖是進行現場施工不可缺少的圖紙，是制作和向廠家加工訂貨的依據。它反映的是二次回路中各電氣元件的安裝位置、內部接線及元件間的線路關系。二次接線安裝圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖和端子板接線圖等幾個部分。屏面元件布置圖是按照一定的比例尺寸將屏面上各個元件和儀表的排列位置及其相互間距離尺寸表示在圖樣上。而外形尺寸應盡量參照國家標準屏柜尺寸，以便和其他控制屏并列時美觀整齊。

任務1二次回路的基本概念和二次回路圖4二次接線圖中的標志方法為便于安裝施工和投入運行后的檢修維護，在展開圖中英對回路進行編號，在安裝圖中對設備進行標志。（1）展開圖中回路編號。對展開圖進行編號可以方便維修人員進行檢查以及正確地連接，根據展開圖中回路的不同，如電流、電壓、交流、直流等，回路的編號也進行相應地分類。具體進行編號的原則如下：①回路的編號由3個或3個以內的數字構成。對交流回路要加注A、B、C、N符號區別相別，對不同用途的回路都規定可編號的數字范圍，各回路的編號要在相應數字范圍內。②二次回路的編號應根據等電位原則進行。即在電氣回路中，連接在一起的導線屬于同一電位，應采用同一編號。如果回路經繼電器線圈或開關觸點等隔離開，應視為兩端不再是等電位，要進行不同的編號。③展開圖中小母線用粗線條表示，并按規定標注文字符號或數字編號9.1.2電氣二次回路圖（2）安裝圖設備的標志編號。二次回路中的設備都是從屬于某些一次設備或一次線路的，為對不同回路的二次設備加以區別，避免混淆，所有的二次設備必須標以規定的項目種類代號。所有的二次設備必須標以規定的項目種類代號。例如，某高壓線路的測量儀表，本身的種類代號是P?，F有有功功率表、無功功率表和電流表，它們的代號分別為P1、P2、P3。而這些儀表又從屬于某一線路，線路的種類代號為W6，設無功功率表P3是屬于線路W6上使用的，由此無功功率表的項目種類代號全稱應為“-W6-P3”，這里的“-”是種類的前綴符號。又設這條線路W6又是8號開關柜內的線路，而開關柜的種類對號規定為A，因此該無功功率表的項目種類代號全稱為“=A-W6-P3”。這里的“=”是高層的前綴符號，高層是指系統或設備中較高層次的項目。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖（3）接線端子。接線端子是二次接線不可缺少的配件，各種接線端子的組合稱為端子排?？刂破僚c保護屏使用以下幾種端子：①普通端子。普通端子用以連接屏內設備與屏外設備，也可與連接端子相連。②連接端子。連接端子主要用以進行相鄰端子間的連接，以達到電路分支的作用。③試驗端子。試驗端子用于需要帶電測量電流的電流互感器二次回路及有特殊測量要求的某些回路。利用此端子可在不停電的情況下接人或拆除儀表。④連接試驗端子。連接試驗端子是具有連接與試驗雙重作用的端子。⑤終端端子。終端端子安裝在端子排的兩端及不同安裝單位的端子排之間，用以固定端子排。⑥標準端子。供直接連接屏內外導線用。⑦特殊端子。特殊端子通常在需要經常開斷的電路中使用。接線端子允許電流一般為10A。端子排的表示方法如圖9.3所示。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖圖9.3端子排表示方法示意圖任務1二次回路的基本概念和二次回路圖（4）連接導線的表示方法.安裝接線圖既要表示各設備的安裝位置，又要表示各設備間的連接，如果直接繪出這些連接線，將使圖紙上的線條難以辨認，因而一般在安裝圖上表示導線的連接關系時，只在各設備的端子處標明導線的去向。標志的方法是在各設備的端子處標明導線的去向。標志的方法是在兩個設備連接的端子出線處互相標以對方的端子號，這種標注方法稱為“相對標號法”。如P1、P2兩臺設備，現P1設備的3號端子要與P2設備的1號端子相連，標志方法如圖9.4所示。圖9.4連接導線的表示方法任務1二次回路的基本概念和二次回路圖5.二次回路圖的閱讀方法二次回路圖在繪制時遵循著一定的規律，看圖時首選應清楚電路圖的工作原理、功能以及圖紙上所標符號代表的設備名稱，然后再看圖紙：（1）看圖的基本要領。①先交流，后直流。②交流看電源，直流找線圈。③查找繼電器的線圈和相應觸點，分析其邏輯關系。④先上后下，先左后右，針對端子排圖和屏后安裝圖看圖。（2）閱讀展開圖基本要領。①直流母線或交流電壓母線用粗線條表示，以區別于其它回路的聯絡線。②繼電器和每一個小的邏輯回路的作用都在展開圖的右側注明。③展開圖中各元件用國家統一的標準圖形符號和文字符號表示，繼電器和各種電氣元件的文字符號與相應原理圖中的方案符號應一致。

任務1二次回路的基本概念和二次回路圖9.1.2電氣二次回路圖

④繼電器的觸點和電氣元件之間的連接線段都有數字編號（回路編號），便于了解該回路的用途和性質，以及根據標號能進行正確的連接，以便安裝、施工、運行和檢修。⑤同一個繼電器的文字符號與其本身觸點的文字符號相同。⑥各種小母線和輔助小母線都有標號，便于了解該回路的性質。⑦對于展開圖中個別繼電器，或該繼電器的觸點在另一張圖中表示，或在其它安裝單位中有表示，都在圖上說明去向，并向虛線將其框起來，對任何引進觸點或回路也要說明來處。⑧直流正極按奇數順序標號，負極回路按偶數順序編號?；芈方涍^元件，其標號也隨之改變。⑨常用的回路都是固定編號，斷路器的跳閘回路是33等，合閘回路是3等。⑩交流回路的標號除用三位數外，前面加注文字符號，交流電流回路使用的數字范圍是400～599，電壓回路回路為600～799；其中個位數字表示不同的回路；十位數字表示互感器的組數?；芈肥褂玫臉颂柦M，要與互感器文字符號前的“數字序號”相對應。任務1二次回路的基本概念和二次回路圖任務2電磁式高壓斷路器的控制任務目標（1）掌握高壓斷路器控制回路的基本要求。（2）掌握電磁操動機構的斷路器控制回路工作過程。

任務提出高壓斷路器是發電廠及變電站的重要電氣設備，其作用是：正常運行時接通和斷開高壓電路，改變一次系統的運行方式；故障狀態下切除故障設備，保證一次系統安全運行，減輕故障損失。任務2電磁式高壓斷路器的控制

相關知識9.2.1高壓斷路器控制回路的要求1．斷路器的操作機構

斷路器的操作機構是斷路器本身附帶的合、跳閘傳動裝置，它用來使斷路器合閘

或維持閉合狀態，或使斷路器跳閘。在操作機構中均設有合閘機構、維持機構和跳閘機構。由于動力來源的不同，操作機構可分為電磁操作機構(CD)、彈簧操作機構(CT)、液壓操作機構(CY)和氣動操作機構(CQ)等。其中，應用較廣泛的是電磁操作機構。不同形式的斷路器，根據傳動方式和機械荷載的不同，可配用不同形式的操作機構。

（1）電磁操作機構是靠電磁力進行合閘的機構。這種機構結構簡單，加工方便，

運行可靠，是我國斷路器應用較普通的一種操作機構。由于是利用電磁力進行直接合閘，合閘電流很大，可達幾十安至數百安，所以合閘回路不能直接利用控制開關觸點接通，必須采用中間接觸器(即合閘接觸器)。目前，這種操作機構在10～35kV斷路器中得到廣泛應用。任務2電磁式高壓斷路器的控制

（2）彈簧操作機構是靠預先儲存在彈簧內的位能來進行合閘的機構。這種機構不需配備附加設備，彈簧儲能時耗用功率小(用1.5kW的電動機儲存能量)，因而合閘電流小，合閘回路可直接用控制開關觸點接通。但此種機構結構復雜，加工工藝及材料性能要求高，調試困難。

（3）液壓操作機構是靠壓縮氣體(氮氣)作為能源，以液壓油作為傳遞媒介來進

行合閘的機構。此種機構所用的高壓油預先儲存在儲油箱內，用功率較小(1.5kW)的電動機帶動油泵運轉，將油壓人儲壓筒內，使預壓縮的氮氣進一步壓縮，從而不僅合閘電流小，合閘回路可直接用控制開關觸點接通，而且壓力高，傳動快，動作準確，出力均勻。目前我國110kV及以上的少油式斷路器及SF6斷路器廣泛采用這種機構。

（4）氣動操作機構是以壓縮空氣儲能和傳遞能量的機構。此種機構功率大，速度快，但結構復雜，需配備空氣壓縮設備，所以，只應用于空氣斷路器上。氣動操作機構的合閘電流也較小，合閘回路中也可直接用控制開關觸點接通。任務2電磁式高壓斷路器的控制2．對斷路器控制回路的基本要求斷路器的控制回路應滿足下列要求：

（1）操作機構的合閘線圈和跳閘線圈都是按短時通過電流設計的，在手動(或自動)跳、合閘操作完成后，應立即自動解除命令脈沖，斷開跳、合閘回路，避免線圈長時間帶電而燒毀。

（2）斷路器應具有防止多次合、跳閘的閉鎖措施。

（3）斷路器可以用控制開關進行手動跳閘與合閘，也可以由繼電保護裝置和自動裝置進行自動跳閘與合閘。

（4）斷路器的控制回路應有短路保護和過負荷保護，同時應具有監視控制回路及操作電源是否完好的措施。（5）斷路器的跳、合閘回路應有燈光監視和音響監視。

（6）對于采用氣壓、液壓和彈簧操作機構的斷路器，應有壓力是否正常、彈簧是

否拉緊到位的監視回路和閉鎖回路。9.2.1高壓斷路器控制回路的要求任務2電磁式高壓斷路器的控制2電磁操動機構的斷路器控制回路1．控制開關控制開關是斷路器控制和信號回路的主要控制元件，由運行人員操作使斷路器合、跳閘，在工廠變電所中常用的是LW2型系列自動復位控制開關。（1）LW2型控制開關的結構LW2開關的結構如圖9.5所示。任務2電磁式高壓斷路器的控制圖9.5LW2-Z型控制開關結構圖（單位：mm）1-接線端子；2-面板；3-觸點盒；4-操作手柄

任務2電磁式高壓斷路器的控制

控制開關的操作手柄和安裝面板，安裝在控制屏前面，與手柄固定連接的轉軸上有數節（層）觸點盒，安裝于屏后。觸點盒的節數（每節內部觸點形式不同）和形式可以根據控制回路的要求進行組合。每個觸點盒內有四個定觸點盒一個旋轉式動觸點，定觸點分布在盒的四角，盒外有供接線用的四個引出線端子，動觸點處于盒的中心。動觸點的形式有兩種基本類型，一種是觸點片固定在軸上，隨軸一起轉動。另一種是觸點片與軸有一定角度的自由行程，當手柄轉動角度在其自由行程內時，可保持在原來位置上不動，自由行程有45°，90°，135°三種。（2）LW2型控制開關觸點圖表。表9-1給出了LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制開關的觸點圖表。任務2電磁式高壓斷路器的控制表9-1LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制開關的觸點圖表

注：“.”表示接通，“-”表示斷開。任務2電磁式高壓斷路器的控制

在發電廠及變電站二次回路中，常將控制開關觸點的通斷情況用實用的工程圖形符號表示，如圖9.6所示，圖中6條垂直虛線表示控制開關SA手柄的6個不同的操作位置，水平線表示接線端子引線，數字表示觸點號。垂直虛線上的黑點表示該對觸點在此操作位置是接通的，否則是斷開的。例如：觸點2-4右側PT垂直虛線上對應的黑點表示SA手柄打在PT(預備跳閘)位置觸點2-4是接通的。任務2電磁式高壓斷路器的控制圖9.6LW2-Z型控制開關觸點通斷圖任務2電磁式高壓斷路器的控制圖9.7為電磁操作機構的斷路器控制和信號回路，它由基本控制回路(跳合閘回路、防跳回路、位置信號回路等)組成。圖中+WC、-WC為控制電源小母線，+WOM、-WOM為合閘電源母線，(+)WFS為閃光電源小母線，KMC為合閘接觸器，YC為合閘線圈，YT為跳閘線圈，Kl和K2分別是自動合閘與跳閘的出口繼電器觸點。①由閃光繼電器構成的閃光電源裝置

。閃光繼電器廣泛用于具有燈光監視要求的斷路器控制回路，閃光既有指示斷路器事故跳閘的作用，又有監視斷路器操作過程狀態的作用（如“預備合閘”或“預備跳閘”），其目的是提高控制回路的監視效果和可靠性，閃光裝置的工作原理如圖9.7所示。圖中K1為閃光繼電器，它由中間繼電器U和電阻R、電容C所構成。當裝置兩端接入直流電壓時，中間繼電器U不能立即動作，指示燈WH全壓發光。按下試驗按鈕SB，SB的常開觸點閉合，WH發暗光，此時電流從正電源通過繼電器的常閉觸點和電容器C、電阻R、試驗按鈕SB（按下時常開觸點閉合）和白色指示燈WH到負極，電容器C開始充電，電壓逐漸升高，當電容器兩端電壓達到閃光繼電器內部的中間繼電器U的動作電壓時，U立即動作，一方面，U的常閉觸點切斷了電容器充電回路，另一方面常開觸點閉合，使指示燈WH全壓發光。由于電容器C向中間繼電器放電，使中間繼電器U不能立即失電，WH能維持一段時間的全壓發光狀態，當電容器C因放電電壓逐漸下降至繼電器的返回電壓時，中間繼電器U復歸，常開觸點分開，常閉觸點閉合，電容器C又開始充電，WH發暗光，當電容器C充電至一定電壓時，中間繼電器U又動作，白燈WH又全壓發光。這樣周而復始，就會看到指示燈WＨ的燈光的一閃一閃的現象。任務2電磁式高壓斷路器的控制圖9.7電磁操作斷路器的控制回路和信號回路

任務2電磁式高壓斷路器的控制②手動合閘。合閘前，斷路器處于“跳閘后”的位置，斷路器的輔助觸點QF2閉合。SA11-10接通，綠燈GN回路接通發亮。但由于限流電阻R1限流，不足以使合閘接觸器KMC動作。當控制開關SA順時針90°扳到“預備合閘”，位置時，觸點SA9一10和SA14-13接通，由于此時斷路器是斷開的，其動合輔助觸點QFl斷開、動斷

輔助觸點QF2閉合，所以只有SA9-10觸點流過電流，其路徑為(+)WFS→SA910→GN→R1→QF2→KMC→-WC，綠燈GN接通閃光電源而發閃光。

再將控制開關SA手柄順時針旋轉45°至“合閘”C位置，觸點SA5-8、SA9-12和SA16-13接通，首先觸點SA5-8通電，電流路徑為+WC→SA5-8→QF2→KMC→-WC，使合閘接觸器KMC線圈通電，其觸點閉合后使合閘線圈YC通電而將斷路器合上，斷路器合上后其輔助觸點QF1合上，QF2斷開；接著觸點SA16-13通電，路徑為+WC→SA16-13→RD→QF1→YT→-WC，使紅燈RD接通控制電源而發平光。

斷路器合上后，手松開，SA手柄在彈簧的作用下自動逆時針旋轉45°至“合閘后”CD位置，觸點SA9-lO和SA16-13接通，但仍只有SA16-13通電，電流路徑仍為+WC→SA16-13→RD-QF1→YT→WC，現象仍為紅燈發平光。

任務2電磁式高壓斷路器的控制③手動跳閘

。先將控制開關SA手柄逆時針旋轉90°至“預備跳閘”PT位置，觸點SAll-10和SA14-13接通，由于斷路器的輔助觸點QF1閉合(斷路器合上)，因此只有SA14一13通電，其路徑為(+)WFS→SA14-13→RD-QF1→YT→-WC，使紅燈RD發閃光。

再將SA手柄逆時針旋轉45°至“跳閘”T位置，觸點SAll-10、SA14-15和SA6-7接通，首先SA6-7通電，使跳閘線圈YT勵磁而將斷路器斷開，斷路器

的輔助觸點QF1斷開，QF2合上，接著觸點SAll-10通電，路徑為+WC→SAll10→GN→QF2→KMC→-wc，使綠燈GN發平光。

斷路器斷開后，手松開SA手柄，則SA手柄在彈簧作用下自動順時針旋轉45。至“跳閘后”TD位置，觸點SAll-l0和SA14-15接通，但仍只有SAll-10通

電，電流路徑和現象同“跳閘”T位置。

④自動合閘。若電力系統自動裝置動作，使其出口繼電器K1觸點閉合，則使合閘接觸器KMC線圈通電，其觸點閉合后使合閘線圈YC通電而將斷路器合上(其輔助觸點QF1也合上，QF2斷開)，而此時控制開關SA手柄仍在斷路器自動合閘之前的位置—“跳閘后”TD位置，觸點SAll-l0和SA14-15接通，但只有SA14-15通電，路徑為(+)WFS→SA14-15→RD-R2→QF1→-WC，紅燈RD發閃光。任務2電磁式高壓斷路器的控制⑤自動跳閘。若一次系統發生故障起動繼電保護裝置而將保護出口繼電器m的觸點閉合，則

使跳閘線圈YT勵磁而將斷路器斷開(其輔助觸點QF1斷開，QF2閉合)，而此時，控制開關SA手柄仍然在斷路器自動跳閘之前的位置一“合閘后”CD位置，觸點SA9-l0和SAl6-13接通，但只有SA9-10通電，其路徑為(+)WFS→SA9-10→GN→Rl→QF2→KMC→-WC，綠燈GN發閃光。

⑥防跳裝置。斷路器的所謂“跳躍”，是指運行人員在故障時手動合閘斷路器，斷路器又被繼電保護動作跳閘，由于控制開光位于“合閘位置”則會引起斷路器重新合閘。為了防止這一現象，斷路器控制回路設有防止跳躍的電氣連鎖裝置。任務2電磁式高壓斷路器的控制

圖9.7中KL為防跳閉鎖繼電器，它具有電流和電壓兩個線圈，電流線圈接在跳閘線圈YR之前，電壓線圈則經過其本身的常開觸點KL1與合閘接觸器線圈KMC并聯。當繼電保護裝置動作，即觸點K2閉合使斷路器跳閘線圈YT接通時，同時也接通了KL的電流線圈并使之啟動，于是防跳繼電器的常閉觸點KL2斷開，將KMC回路斷開，避免了斷路器再次合閘，同時常開觸點KL1閉合，通過SA5-8或自動裝置觸點KM使KL的電壓線圈接通并自鎖，從而防止了斷路器的“跳躍”。觸點KL3與繼電器觸點K2并聯，用來保護后者，使其不致斷開超過其觸點容量的跳閘線圈電流。任務2電磁式高壓斷路器的控制⑦事故跳閘音晌信號起動回路。斷路器在自動跳閘時，不僅位置信號燈GN要發出閃光，而且還要求能發出事故音響信號(蜂鳴器和電喇叭)引起值班人員的注意，以便能及時對事故進行處理。

事故跳閘音響信號一般采用“不對應”原則起動，即控制開關SA在“合閘后”CD位置，而斷路器在跳閘位置時起動事故跳閘音響信號。圖9-7中WTS是事故音響小母線，-WS是信號小母線的負極。假設一次系統發生故障使斷路器自動跳閘，則圖9-7中的斷路器動斷輔助觸點隨著斷路器的斷開而閉合，

而控制開關SA的手柄仍在“合閘后”CD位置，其觸點SAl-3和SA19-17是接通的，則事故音響小母線WTS與信號小母線-WS接通，即會起動事故音響信號。

⑧熔斷器監視。

只要紅燈RD和綠燈GN有一個亮，則表示熔斷器FUl和FU2完好。任務2電磁式高壓斷路器的控制任務3中央信號回路任務目標（1）了解中央信號回路的基本要求。（2）掌握中央事故信號回路。（3）掌握中央預告信號回路。

任務提出在供配電系統中，每一路供電線路或母線、變壓器等都配置繼電保護裝置，或監測裝置，在保護裝置或監測裝置動作后都要發出相應的信號提醒或提示運行人員，這些信號（主要是中央信號）都是通過同一個信號系統發出的，這個信號系統稱為中央信號系統，裝設在控制室內。任務3中央信號回路

相關知識9.3.1對中央信號回路的要求1．信號的類型（1）事故信號：斷路器發生事故跳閘時，啟動蜂鳴器（或電笛）發出較強的聲響，以引起運行人員注意，同時斷路器的位置指示燈發出閃光及事故類型光字牌點亮，指示故障的位置和類型。（2）預告信號：當電氣設備發生故障（不引起斷路器跳閘）或出現不正常運行狀態時，啟動警鈴發出聲響信號，同時標有故障性質的光字牌點亮如變壓器過負荷、控制回路斷線等。（3）位置信號包括斷路器位置（如燈光指示或操動機構分合閘位置指示器）和隔離開關位置信號等。（4）指揮信號和預告信號稱為中央信號。任務3中央信號回路2．對中央信號回路的要求（1）中央事故信號裝置應保證在任一斷路器事故跳閘時，能立即（不延時）發出音響信號和燈光信號或其他指示信號。（2）中央事故音響信號與預告音響信號應有區別。一般事故音響信號為電笛或蜂鳴器，預告音響信號用電鈴。（3）中央預告信號裝置應保證在任一電路發生故障時，能按要求（瞬時或延時）準確發出信號，并能顯示故障性質和地點的指示信號。（4）中央信號裝置在發出音響信號后，應能手動或自動復歸（解除）音響，而燈光信號及其他指示信號應保持到消除故障為止。（5）接線應簡單，可靠，對信號回路的完好性應能監視。（6）對事故信號、預告信號及其光字牌應能進行是否完好試驗。（7）企業變電所的中央信號一般采用能重復動作的信號裝置，當變電所主接線比較簡單或對供電可靠性要求不高的一般企業，可采用不能重復動作的中央信號裝置。9.3.1對中央信號回路的要求任務3中央信號回路9.3.2中央事故信號回路

1.中央事故信號的分類中央事故信號按操作電源分有交流和直流操作電源兩類，按事故音響信號的動作特征分有不能重復動作和能重復動作兩種。

（1）中央復歸不重復動作的事故信號回路中央復歸不重復動作的中央音響信號系統是指：音響信號系統起動后，音響的復歸(即停止音響)是在發電廠或變電所的中央控制室(也稱為主控制室)內的中央信號控制屏上進行。當某一次電氣設備或系統發生事故或異常，音響信號系統一旦起動后，在原起動回路沒有復位(斷開)的情況下，當再次發生事故或異常時，雖然第二條起動回路接通，也不能再次啟動音響。

中央復歸不重復動作的事故信號回路如圖9.8所示，由控制開關SA1控制的斷路器QF1事故跳閘后，控制開關SA1還在“合閘后”位置，觸點1－3,19－17是接通的，而中間繼電器KM處于釋放狀態，其常閉觸點KM（1-2）是閉合的，因此蜂鳴器HA報警。聽到音響信號后，為了消除音響，只需按一下解除按鈕SB2即可。這時中間繼電器KM吸合并自鎖，其常閉觸點斷開，音響即被消除。KM常開觸點KM（3-4）閉合，在未操作控制開關SA1時，事故信號燈HL亮，信號仍保留。如果再有第二臺斷路器發生事故跳閘時，跳閘音響信號不能再次起動，可見這種接線是不能重復動作的，可能使值班人員注意不到第二臺斷路器的跳閘。它一般適用斷路器數量較少的場合。任務3中央信號回路圖9.8中央復歸不重復動作的中央信號回路任務3中央信號回路

中央復歸不重復動作的中央音響信號系統，若在原已起動的起動回路沒有復歸前再次發生事故，中央音響信號系統不會再次起動，這樣就可能導致延誤事故的發現和處理。因此，在中央音響信號系統監視的設備或系統較多的情況下，應該采用中央復歸能重復動作的中央音響信號系統。

圖9.9是重復動作的中央復歸式事故信號回路，該信號裝置采用信號沖擊繼電器又叫脈沖繼電器KI，常采用型號ZC-23型。當1QF、2QF斷路器合上時，其輔助常閉觸點1QF、2QF（在圖9.9中）均打開，各對應回路的1-3、19-17均接通，當斷路器1QF事故跳閘后，其輔助常閉觸點閉合，沖擊繼電器8-16間的脈沖變流器一次繞組電流突增，在其二次繞組中產生感應電動勢使干簧繼電器KR動作。任務3中央信號回路

KR的常開觸點1-9閉合，使中間繼電器KC1動作，其常開觸點KC1（7-15）閉合自鎖，另一對常開觸點KC1（5-13）閉合，使蜂鳴器HB通電發出聲響，同時時間繼電器KT動作，其延時觸點延時閉合，使中間接觸器KM線圈帶電，觸點KM-1斷開，KC1線圈失電，音響解除。此時當另一臺斷路器又因事故跳閘時，同樣會使HB發出聲響，這就叫做能“重復動作”的音響信號裝置，沖擊繼電器中C和V2用于抗干擾。TA二次側的V1是起旁路作用，當一次電流減少時，二次繞組中感應電流經V1旁路而不經過KR線圈。圖中按鈕SB1為試驗按鈕，SB2為音響信號手動解除按鈕。任務3中央信號回路9.3.3中央預告信號回路中央預告信號是指在供電系統中，發生故障和不正常工作狀態而不需跳閘的情況下發出預告音響信號。常采用電鈴發出聲響，并利用燈光和光字牌來顯示故障的性質和地點。中央預告信號裝置有直流和交流操作兩種，也有不能重復動作和能重復動作的兩種結構。1．不能重復動作的中央復歸式預告音響信號回路在圖9.10中，K反映系統不正常狀態的繼電器常開觸點，當系統發生不正常工作狀態時，如變壓器過負荷，經一定延時后，K觸點閉合，回路+WS?K?HL?WFS?KM(1-2)

?HA?－WS接通，電鈴HA發出音響信號，同時HL光字牌亮，表明變壓器過負荷。1SB為試驗按鈕，2SB為音響解除按鈕。2SB被按下時，KM得電動作，KM（1-2）打開，電鈴HA斷電，音響被解除，KM(3-4)閉合自鎖，在系統不正常工作狀態未消除之前K、HL、KM(3-4)、KM線圈一直是接通的，當另一個設備發生不正常工作狀態時，不會發出音響信號，只有相應的光字牌亮。這是“不能重復”動作的中央復歸式預告音響信號回路。任務3中央信號回路9.3.3中央預告信號回路2．能重復動作的中央復歸式預告音響信號回路圖9.11為能重復動作的中央復歸式預告信號回路圖，電路結構與圖9.9中央復歸式能重復動作的事故音響信號回路基本相似。音響信號用電鈴發出。圖中預告信號小母線分為1WFS和2WFS，轉換開關SA有三個位置，中間為工作位置，（左右±45°）為試驗位置，SA在工作位置時（中間豎直位置）13-14、15-16通，其他斷開，試驗位置（左或右旋轉±45°）則相反，13-14、15-16不通，其他通。當系統發生不正常工作狀態時，如過負荷動作1K閉合，+WS?1K?HL1（兩燈并聯）?SA的13-14?KI到-WS，使沖擊繼電器KI的脈沖變流器一次繞組通電，發出音響信號，同時光字牌HL1亮。任務3中央信號回路為了檢查光字牌中燈泡是否亮，而又不引起音響信號動作，將預告音響信號小母線分為1WFS和2WFS，SA在試驗位置時，試驗回路為+WS?12-11?9-10?8-7?2WFS?HL光字牌（兩燈串聯）?1WFS?1-2?4-3?5-6?-WS，所有光字牌亮，如有不亮則更換燈泡。任務3中央信號回路9.11能重復動作中央復歸式預告音響信號回路SA-轉換開關1WFS、2WFS-預告信號小母線1SB-試驗按鈕2SB-解除按鈕1K-某信號繼電器觸點2K-監察繼電器（中間）KI-沖擊繼電器HL1，HL2-光字牌燈光信號ＨＷ－白色信號燈任務4測量儀表和絕緣監察裝置任務目標（1）了解供配電系統中測量儀表的配置。（2）掌握直流絕緣監視回路的工作原理。

任務提出在工廠供配電系統中，進行電氣測量的目的有三個，一是計費測量，主要是計量用電單位的用電量，如有功電度表，無功電度表；二是對供電系統中運行狀態、技術經濟分析所進行的測量，如電壓、電流、有功、無功、及有功電能、無功電能測量等，這些參數通常都需要定時記錄；三是對交、直流系統的安全狀況如絕緣電阻、三相電壓是否平衡等進行監測。由于目的不同，對測量儀表的要求也不一樣。計量儀表要求準確度要高，其他測量儀表的準確度要求要低一些。任務4測量儀表和絕緣監察裝置

相關知識9.4.1測量儀表1．變配電裝置中測量儀表的配置（1）在供配電系統每一條電源進線上，必須裝設計費用的有功電度表和無功電度表及反映電流大小的電流表。通常采用標準計量柜，計量柜內有專用電流、電壓互感器。（2）在變配電所的每一段母線上（3~10kV），必須裝設電壓表4只，其中一只測量線電壓，其他三只測量相電壓。中性點非直接接地的系統中，各段母上還應裝設絕緣監視裝置，絕緣監視裝置所用的電壓互感器與避雷器放在一個柜內（簡稱PT柜）。（3）35/6~10kV變壓器應在高壓側或低壓側裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表和無功電度表各一只，6~10kV/0.4kV的配電變壓器，應在高壓側或低壓側裝設一只電流表和一只有功電度表，如為單獨經濟核算的單位變壓器還應裝設一只有功功率表。任務4測量儀表和絕緣監察裝置（4）3~10kV配電線路，應裝設電流表，有功電度表，無功電度表各一只，如不是單獨經濟核算單位時，無功電度表可不裝設。當線路負荷大于5000kVA及以上時，還應裝設一只有功功率表。（5）低壓動力線路上應裝一只電流表。如需電能計量，一般應裝設一只三相四線有功電度表。（6）并聯電容器總回路上，每相應裝設一只電流表，并應裝設一只無功電度表。

任務4測量儀表和絕緣監察裝置9.4.1測量儀表2．三相電路功率的測量（1）三相有功功率的測量。測量三相有功功率時，如果負載為三相四線制不對稱負載，則可用三個單相功率表分別測量每相有功功率，如圖9.12三相功率為三個功率表讀數之和，即任務4測量儀表和絕緣監察裝置圖9.12用三功率表法測量三相四線制不對稱負荷功率接線圖圖9.13用兩功率表法測量三相三線制負荷功率接線圖任務4測量儀表和絕緣監察裝置

當三相負載對稱時，無論是接成三相四線制還是三相三線制，都可用一表法進行測量，再將結果乘以3，便得到三相功率，如圖9.14所示，由圖可看出，采用這種方法，星形連接負載要能引出中點，三角形連接負載要能斷開其中的一相，以便接入功率表的電流線圈。任務4測量儀表和絕緣監察裝置

如果測量的是三相三線制對稱或不對稱負載，則可用兩個單相功率表測量三相功率，兩個功率表的讀數之和為三相有功功率的總和。但要注意，當系統的功率因數小于0.5時，會出現一個功率表指針反偏而無法讀數的情況，這時要立即切斷電源，將該表電流線圈的兩個接線端反接，使它正轉。因為該表讀數為負，這時電路的總功率為兩表讀數之差。注意不能將電壓線圈的接線端接反，否則會引起儀表絕緣被擊穿而損壞。圖9.14用一功率表法測量三相對稱負荷功率接線圖任務4測量儀表和絕緣監察裝置若不滿足該條件，則應采用上述的二功率表法。三相功率表測量有功功率的原理是基于兩表法的原理制造的，用來測量三相三線制對稱或不對稱負載的有功功率，其接線圖如圖9.15所示測量三相三線制對稱或不對稱負載的有功功率。（2）三相無功功率的測量。測量三相無功功率，一般常用kvar表，測量接線與三相有功功率表相同。也可采用間接法，先求得三相有功功率和視在功率，然后計算出無功功率，也可以通過測量電壓、電流和相位計算求得。（3）功率表使用注意事項。①測量交、直流電路的電功率，一般采用電動系儀表。儀表的固定繞組（又叫串聯繞組或電流繞組）串接入被測電路；活動繞組（又叫并聯繞組或電壓繞組）并接入電路，不要接錯。任務4測量儀表和絕緣監察裝置圖9.15三相有功電能表的接線法任務4測量儀表和絕緣監察裝置②使用功率表時，不但要注意功率表的功率量程，而且還要注意功率表的電流和電壓量程，以免過載燒壞電流和電壓繞組。③注意功率表的極性。儀表兩個繞組正極都標有“*”標志。測量時，將標有“*”的電壓端鈕可接在電流端鈕的任一側，另一端則跨接到負載的另一側。任務4測量儀表和絕緣監察裝置3．三相電路電能的測量三相電路有功電能的測量。三相四線制有功電能表的接線方法如圖9-15(a)所示，在對稱三相四線制電路中，可以用一個單相電能表測量任何一相電路所消耗的電能，然后乘以3即得三相電路所消耗的有功電能。當三相負載不對稱時，就需用三個單相電能表分別測量出各相所消耗的有功電能，然后把它們加起來。這樣很不方便，為此，一般采用三相四線制有功電度表，它的結構基本上與單相電能表相同9.4.1測量儀表任務4測量儀表和絕緣監察裝置三相三線制電路所消耗的有功電能可以用兩個單相電能表來測量，三相消耗的有功電能等于兩個單相電能表讀數之和，其原理和三相三線制電路功率測量的兩表法相同，為了方便測量，一般采用三相三線有功電能表，它的接線方法如圖9.15（b）所示。三相四線有功電能表和三相三線有功電能表的端子接線如圖9.16和9.17所示。4．三相電路無功電能的測量三相無功電能表有兩種結構，無論負載是否對稱，只要電源電壓對稱均可采用三相四線有功電能表接法。任務4測量儀表和絕緣監察裝置圖9.16三相四線有功電能表接法任務4測量儀表和絕緣監察裝置圖9.17三相三線電能表接法任務4測量儀表和絕緣監察裝置9.4.2絕緣監察裝置1．直流系統的絕緣監察裝置供配電系統中直流系統的供電網絡比較復雜，分布范圍也較廣，很容易使絕緣電阻降低。直流系統的絕緣電阻降低相當于該回路的某一點經一定的電阻接地。

直流系統的絕緣降低直接影響直流回路的可靠性。直流系統發生一點接地時，由于沒有短路電流流過，熔斷器不會熔斷，仍能繼續運行。但如果另一點再接地，就有可能引起信號回路、控制回路、繼電保護回路和自動裝置回路的誤動作。例如圖9-18所示的斷路器控制

回路中，當A點存在一點接地故障，而后又在B點發生一點接地時，斷路器跳閘線圈YT中就有電流流過，引起斷路器的誤跳閘。因此必須在直流系統中裝設連續工作且足夠靈敏的絕

緣監察裝置。當220V(或ll0V)直流系統中任何一極的絕緣下降到15~20kΩ(或2~5kΩ)時，應發出燈光和音響信號，以便即時處理，避免事故擴大而造成損失。任務4測量儀表和絕緣監察裝置

圖9

.19所示為絕緣監察裝置的原理圖。圖中，R1=R2=R3=1000?，SA2和SA1為兩個轉換開關，直流絕緣監察裝置分兩個部分，即信號部分和測量部分。母線電壓表轉換開關SA2有三個位置，不操作時，其手柄在豎直的“母線”位置，接點9-11、2-1和5-8接通，電壓表PV2可測量正、負母線電壓，指示220V;若將SA2手柄逆時針方向旋轉45°到“負對地”位置時，SA2接點5-8和1-4接通，則PV2接到負極與地之間；若將SA2手柄順時針方向旋轉到“正對地”位置時，SA2接點1-2和5-6接通，PV2接到正極與地之間。若兩極對地絕緣良好，則正對地和負對地都指示0V，因為此時電壓表PV2的線圈并沒有形成回路。假如正極發生接地，則正對地電壓等于0V，而負對地指示220V；反之，當負極發生接地時，情況與之相似。任務4測量儀表和絕緣監察裝置任務4測量儀表和絕緣監察裝置圖9.19絕緣監察裝置原理圖絕緣監視轉換開關SA1也有三個位置，即“信號”、“測量I”、“測量II”。平時，其手柄置于“信號”位置，SA1的觸點5一7和9-11接通，使電阻R3被短接，SA2的接點9-11也是接通的。這樣，信號接地繼電器KSE組成發信號電路，其中R1~R2都是1000Ω。實際上，正、負極對地并非絕對開路，而是有較大的對地絕緣電阻R+和R-的。當兩極對地絕緣良好，絕緣電阻R+和R-相等，組成平衡電橋，如圖9.20所示，此時信號接地繼電器KSE接在電橋的對角線上，相當于直流電橋中檢流計的位置，KSE線圈中無電流，所以繼電器不動作。任務4測量儀表和絕緣監察裝置

當一極對地絕緣電阻降低時，R+和R-不相等，電橋失去平衡，KSE線圈就有電流流過。如果絕緣電阻降低到15~20kΩ時，繼電器KSE起動，其常開觸點閉合，接通光字牌HL，發出光字信號及音響信號。由于這種絕緣監察裝置中有一個人為的接地點，這樣當直流網絡中其他任何地方再發生一點接地時，將形成相當于兩點接地的情況，為了防止這種兩點接地而引起繼電器誤動作，則要求KSE的線圈具有足夠大的電阻值。對于220V直流系統，KSE線圈的電阻值為30kΩ，其起動電流為l.4mA。為了安全，其他繼電器的起動電流應大于l.4mA。任務4測量儀表和絕緣監察裝置9.4.2絕緣監察裝置

2．交流絕緣監察裝置交流絕緣檢查裝置主要用來監視小接地電流系(中性點不接地的電力系統)的相對地的絕緣情況。中性點不接地的絕緣監視裝置在項目七任務3中已講述，這里不再介紹。任務4測量儀表和絕緣監察裝置任務5供配電系統自動裝置

任務目標（1）掌握自動重合閘裝置的工作過程。（2）了解備用電源自動投入裝置的要求。（3）掌握備用電源自動投入裝置的工作過程。

任務提出在二次系統中，繼電保護裝置在縮小故障范圍、有效切除故障、保證供電系統安全可靠地運行方面發揮了及其有效的作用。為了進一步提高供電的可靠性，縮短故障停電時間，減少經濟損失，在二次系統中還常設置備用電源自動投入裝置（APD）和自動重合閘（ARD）裝置。任務5供配電系統自動裝置

相關知識9.5.1自動重合閘裝置

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。從而提高供電可靠性，避免因停電給國民經濟帶來巨大損失。斷路器因保護動作跳閘后能自動重新合閘的裝置稱為自動重合閘裝置。在單側電源的線路上，重合閘與繼電保護的配合方式，有重合閘前加速保護和重合閘后加速保護兩種。前加速是指：當線路發生故障時，首先由靠近電源側的保護無選擇性地快速動作于跳閘，而后再自動重合閘；后加速是指：當線路發生故障時，由保護有選擇性地動作于跳閘，而后自動重合閘，若故障未消除則再由保護快速動作于跳閘。本節以重合閘后加速為例，介紹重合閘的工作過程。任務5供配電系統自動裝置任務5供配電系統自動裝置圖9.21單側電源供電的自動重合閘（后加速）裝置展開圖單側電源供電的自動重合閘（后加速）裝置展開圖如圖9.21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

、R7等組成，它們的作用分別是：（1）充電電容C：用于保證重合閘裝置只動作一次(取5mF~2μF)。（2）充電電阻R4：限制電容器充電速度，防止一次重合閘不成功時發生多次重合閘(取4~68M)。（3）放電電阻R6：在不需要重合閘時(如斷路器采用手動跳閘時)，電容器C通過R6（4）時間繼電器KT：整定重合閘裝置的動作時間，是重合閘裝置的啟動元件。（5）附加電阻R5：用于保證時間元件KT的熱穩定性(取1-4k)。任務5供配電系統自動裝置

（6）信號燈HW：用于監視直流控制電源L+及中間繼電器是否良好，正常工作時，信號燈亮。如果損壞這些元件之一(或直流電源中斷)，信號燈熄滅。（7）電阻R7：用來限制信號燈電流(取1-2k)。（8）中間繼電器KC：是重合閘的執行元件。它有兩個線圈，電壓線圈靠電容放電時起動，電流線圈與QF的合閘線圈KM串聯，起自保持作用，直至QF合閘完畢，繼電器KC才失磁復歸。如果重合于永久性故障時，電容器C來不及充電到KC的動作電壓，故KC不動作，從而保證只進行一次重合閘。任務5供配電系統自動裝置9.5.1自動重合閘裝置電路的工作原理如下：

（1）正常運行。正常運行時，QF處于合閘位置，其輔助QFl、QF4斷開，QF2閉合；APR投切開關S在“投人”位置，S(1-3)接通；SA在“合閘后”位置，觸點SA(9-10)、SA(13-16)、SA(21-23)接通，APR投入運行。①電容C經R4充電，經15-20s時間，充電到所需電壓。

②回路“+→FUl→SA(21-23)→R4→R6→KC4→R17→HW→KC(V)→FU2→—”接通，HW亮指示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，但不足以起動。

任務5供配電系統自動裝置（2）APR動作過程。當QF因線路故障跳閘時，其輔助觸點QF1、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“+→FUl→SA(21-23)→KT→KTI→QF4→S(l-3)→FU2→—”接通，KT起動。KT2斷開，KT經R5保持在動作狀態。

②KT的延時閉合的動合觸點KTl經整定時限(0.5–1.5s)閉合，使電容C對KC(V)放電，KC起動，其觸點KCl、KC2、KC3閉合，KC4斷開。此時：HW暫時熄滅；回路“+→FUl→SA(21-23)→KC2、KCl→KC(I)→KS→XB→KCF2→DTl→QFl→YC→FU2→—”接通，使斷路器重新合閘。KC自保持，使QF可靠合閘。同時由KS的觸點發“重合閘動作”光字牌信號。如果線路為瞬時性故障，則恢復正常運行。QF合閘后，QF4、QF1分別斷開APR起動回路和合閘回路，KT、KC、KS復歸，HW重新點亮，C重新充電；KC動作時，觸點KC3同時起動后加速繼電器KCP，其延時復歸的動合觸點閉合，解除過流保護的時限(短接過流保護延時接通的出口回路)。如果線路為永久性故障，則重合閘后過流保護將瞬時動作于斷路器跳閘，從而實現后加速保護。任務5供配電系統自動裝置（3）保證只動作一次。若QF重合到永久故障上，則QF在繼電保護作用下再次跳閘。這時雖然APR的起動回路再次接通，但由于QF從重合到再次跳閘的時間很短，加上KTl的延時也遠遠小于15-20s，不足以使C充電到所需電壓，故KC不會再次動作，從而保證了APR只動作一次。

（4）正常用SA進行手動跳閘時APR不動作。當手動跳閘時，從“預備跳閘”到“跳閘后”SA(21-23)均斷開，切斷APR起動回路；另一方面在“預備跳閘”和“跳閘后”SA(2-4)閉合，使C對R6放電。所以，KC不會動作，從而保證了手動跳閘時APR不會動作。

（5）用SA手動合閘于故障線路時加速跳閘且APR不動作。在用SA手動合閘前，SA在“跳閘后”位置，SA(2-4)接通，使C向R6放電。當手動合閘操作時，SA(21-23)接通、SA(2-4)斷開，C才開始充電。由于線路有故障，當SA手柄轉到“合閘”位置時，SA(25-28)接通KCP，使QF加速跳閘，C實際充電時間很短(即便不加速)，其電壓也不足以使KC動作。任務5供配電系統自動裝置（6）閉鎖APR。當某些保護或自動裝置動作跳閘，又不允許APR動作時(例如母差保護、內橋接線中的主變保護、按頻率減負載裝置等動作跳線路上的QF)，可以利用其出口觸點短接觸點SA(2—4)，使C在QF跳閘瞬時開始放電，盡管這時接通了APR的起動回路，但在KTl延時閉合之前，C已放電完畢或電壓很低，KC無法起動，APR不會動作于QF合閘。

（7）接地檢查。如前所述，小接地電流系統中發生單相接地故障時，允許運行一段時間，但必須盡快查明故障回路。圖9.21中，SB為接地檢查按鈕，與APR配合可快速查出單相接地故障線路。具體操作是：觀察絕緣監察電壓表，按下SB使QF跳閘，若絕緣監察電壓表恢復正常，則接地故障就在跳開的線路上。QF跳閘后，APR會隨即使其重合，供電只是瞬時中斷。接地檢查時，APR也屬于不對應起動。任務5供配電系統自動裝置9.5.2備用電源自動投入裝置

在工廠供電系統中，為了保證不間斷供電，常采用備用電源的自動投入裝置（APD）。當工作電源不論由于何種原因而失去電壓時，備用電源自動投入裝置能夠將失去電壓的電源切斷，隨即將另一備用電源自動投入以恢復供電，因而能保證一級負荷或重要的二級負荷不間斷供電，提高供電的可靠性。備用電源自動投入裝置，根據工作備用方式可分為明備用和暗備用。明備用是指正常工作時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發生故障時才投入工作。暗備用是指在正常工作時，兩電源都投入工作，互為備用。任務5供配電系統自動裝置9.5.2備用電源自動投入裝置1．對備用電源自動投入裝置的基本要求（1）當常用電源失壓或電壓降得很低時，APD應把此路斷路器分斷。（2）常用斷路器因繼電保護動作（負載側故障）跳閘，或備用電源無電時，APD均不應動作。（3）APD只應動作一次，以免將備用電源合閘到永久性故障上去。（4）APD的動作時間應盡量縮短。任務5供配電系統自動裝置

（5）電壓互感器的熔絲熔斷或其刀開關拉開時，APD不應誤動作。（6）常用電源正常的停電操作時APD不能動作，以防止備用電源投入。9.5.2備用電源自動投入裝置2．備用電源自動投入裝置（1）明備用的APD接線。明備用的APD接線如圖9.22所示，當工作電源進線因故障斷電時，失壓保護動作，使1QF跳閘，時間繼電器KT失電,其觸點延時打開，故在其打開前，合閘接觸器KM得電2QF的合閘線圈YR通電，備用電源被投入。任務5供配電系統自動裝置圖9.22明備用APD原理接線圖任務5供配電系統自動裝置圖9.23暗備用APD原理接線圖任務5供配電系統自動裝置

（2）暗備用的備用電源自動投入裝置。圖9.23為暗備用的備用電源自動投入裝置原理正常時，QF1和QF2合閘，QF3處于斷開位置，兩路電源G1和G2分別向母線段I和II供電。QF1和QF2常開觸點閉合，閉鎖繼電器KL處于動作狀態，其延時斷開常開觸點KL1-2、KL3-4閉合。電壓繼電器KV1~KV4均處于動作狀態，APD處于準備動作狀態。任務5供配電系統自動裝置

當某一電源（如G1）失電時母線工作電壓降低，接于TV1上的KV1、KV2失電釋放，其常閉觸點KV11-2、KV21-2閉合。此時若G2電源正常，常開觸點KV41-2是閉合的，時間繼電器KT1啟動，經預訂延時后延時閉合觸點KT11-2閉合，接通跳閘線圈YR1使QF1跳閘，QF1跳閘后，其常閉輔助觸點QF17-8閉合，使QF3的合閘接觸器YO經閉鎖繼電器的KL1-2觸點（延時斷開）接通，QF3合閘，APD動作完成。原來由G1電源供電的負載，現在全部切換至G2電源繼續供電，待G1電源恢復正常后，再切換回來。如果QF3合閘到永久性故障上，則在過電流保護作用下QF3立即跳閘，QF3跳閘后其合閘回路中的常閉觸點QF31-2又重新閉合，但因閉鎖繼電器的KL1-2觸點此時已經斷開，保證了QF3不會再次重新合閘。

如果是G2電源發生事故而失電，則通過APD操作將原來由G2電源供電的負載，切換至G1電源繼續供電，操作過程同上。任務5供配電系統自動裝置任務6變電站綜合自動化監控系統

任務目標（1）了解變電站綜合自動化系統的功能。（2）掌握變電站綜合自動化監控系統的組成。

任務提出變電站是電力系統的重要組成部分，隨著現代化計算機技術、現代化通信和網絡技術的發展及在電力系統中的廣泛應用，變電站綜合自動化裝置的發展，特別是變電站無人值班技術的發展，已經進入以計算機網絡為核心，采用分層、分布式控制方式，集控制、保護、測量、信號、遠動為一體的綜合自動化階段。任務6變電站綜合自動化監控系統

相關知識9.6.1變電站綜合自動化系統的功能變電站綜合自動化系統主要有微機監控和微機保護兩大功能。1．變電站微機監控系統主要功能（1）數據采集和處理。定時采集全站模擬量和數字量信號，經濾波，檢出事故、故障、狀態變位信號和模擬量參數變化，實時更新數據庫，為監控系統提供運行狀態的數據。（2）控制操作。通過鍵盤執行對站內斷路器、隔離開關、電容器及主變分接頭的控制、線路的停送電操作等各項順序操作。（3）自動電壓、無功調節。（4）人機接口。能為運行人員提供人機交互界面，調用各種數據報表及運行狀態圖、參數圖等。任務6變電站綜合自動化監控系統（5）事件報警。在系統發生事件或運行設備工作異常時，進行音響、語言報警，推出事件畫面，畫面上相應的畫塊閃光報警，并給出事件的性質，異常參數、也可以推出相應的時間處理指導。（6）技術統計與制表打印。根據運行要求進行電流、電壓、功率、電度量、溫度量的整點超表、累計。（7）與調度對時、通信。（8）故障錄波、測距。能把故障線路的電流、電壓的參數和波形進行記錄，也可計算出測量點與故障點的阻抗、電阻、距離和故障性質。（9）開列操作票。可根據具體站點主接線，提供典型的操作票。（10）系統自診斷。具有在線自診斷功能，可以診斷出通信通道、計算機外圍設備、I/O模塊、前置機電源等故障。任務6變電站綜合自動化監控系統9.6.1變電站綜合自動化系統的功能2．變電站微機測控與保護系統的功能在變電站綜合自動化系統中，微機測控與保護可采用獨立的模塊單元，也可采用測控與保護為一體的綜合單元。測控單元用于測量電流、電壓、功率、頻率等參數，保護單元主要對線路、變壓器等設備進行保護，具有故障錄波及定位功能，能給出故障參數，能與主單元進行數據通信。任務6變電站綜合自動化監控系統9.6.2變電站綜合自動化監控系統的組成變電站綜合自動化監控系統分兩個層次:如圖9.24第一層為變電站層。包括當地監控系統和數字變電站管理系統，全面提供設備狀態監視與控制、保護信息記錄與分析，通訊管理系統將采集信息經靈活處理后及時準確的上傳至調度所。第二層為間隔層。包括按間隔分布式配置的保護、測控和自動控制裝置。間隔層設備根據需要可集中組屏或直接下放至開關柜，各間隔層設備相對獨立，僅通過現場總線CAN網互聯，并同變電站層的通訊管理機通信。間隔層設備可分散安裝于一次設備附近，完成一次側設備對應的所有二次功能。任務6變電站綜合自動化監控系統

如上圖所例，變電站綜合自動化監控系統一般微機監控主站系統、微機廠用變保護測控實驗裝置和微機線路保護測控實驗裝置構成。微機監控主站系統主要由計算機、數字變電站管理系統和打印機等組成，計算機和數字變電站管理系統通過以太網連接，數字變電站管理系統和電力系統綜合裝置、電力系統微機變壓器保護裝置和工廠供電綜合自動化系統通過CAN總線連接。電力系統綜合裝置主要由微機發電機差動保護裝置、微機發電機接地保護裝置、

微機發電機后備保護裝置、常規繼電保護測試儀和模擬斷路器等組成。電力系統微機變壓器保護裝置主要由微機線路保護裝置、微機變壓器后備保護裝置、微機變壓器差動保護裝置、常規繼電保護測試儀和模擬斷路器等組成。任務6變電站綜合自動化監控系統圖9.24變電站自動監控系統的組成任務6變電站綜合自動化監控系統

工廠供電綜合自動化實訓系統主要由微機電容器保護裝置、微機電動機保護裝置、微機線路保護裝置、微機配電保護裝置、常規繼電保護測試儀和模擬斷路器等組成。各保護裝置內部主要由DSP主板、繼電器出口板、人機對話（MMI）板及工作電源構成，DSP主板采用40MIPS的嵌入式數字信號處理器（DSP）構成簡潔高效的數據采集和處理系統，獨特的設計和先進的表面貼安裝工藝大大提高了系統的可靠性和抗干擾能力；硬件具有兩級看門狗保證系統在異常時能及時復位；完善的軟硬件自檢還能使系統在運行時保證各種參數完好無損；用具有多重寫閉鎖功能的串行E2PROM保存定值、系數和配置，確保這些參數不被誤修改；模數轉換采用14位A/D，除2個通道用于電壓自檢，其余14個通道用于對外部輸入量的模數轉換；有16路開關量輸入（引到外部14個）和10路輸出（包括告警、復歸、啟動和7個出口命令）；任務6變電站綜合自動化監控系統DSP通過RS232口與液晶MMI板通訊，并通過CAN-BUS通訊與DSM數字變電站管理系統交換數據。DSP主板上共有12個模擬量輸入變換器，用于將二次交流信號（三相電壓、三相保護電流、三相測量電流、一個零序電流、一個零序電壓、一個線路側電壓）隔離變換為小電壓信號，在DSP主板上經調整后輸入到A/D。出口板接收DSP下發的命令并完成控制命令的輸出。該出口板共有7個獨立的命令輸出，其中有二個配有信號繼電器，完成信號燈指示和信號輸出。裝置故障或失電時該出口板裝置故障繼電器返回發出裝置故障信號。電源采用220V交直流兩用的開關電源，可輸出+5V/1A、+24V/0.2A。其中+5V用于DSP系統、24V用于開入量和開出量。人機對話板（MMI板）設計為便捷的鍵盤操作和128×64漢化液晶顯示，為用戶提供了友好的使用界面。用戶借助該界面可以很方便地瀏覽測量數據、修改定值及系數、進行傳動實驗。此外，系統還提供了詳盡的故障告警信息和追憶SOE的功能，幫助用戶及時準確地處理問題。任務6變電站綜合自動化監控系統

詳細技術參數和硬件配置功能一般詳見相關說明書（說明書由制造廠家提供）。計算機監控系統采用WindowsNT/Windows2000/Windows2003/WINDOWSXP等操作系統，網絡通信協議采用國際通信標準的TCP/IP協議。后臺監控軟件由監控程序組成，起到當地監控作用。數字變電站管理系統主要完成調度和保護裝置之間信息的交換、保護裝置各類信息的顯示，數字變電站管理系統作為轉發機起到數據轉發作用。各保護裝置起到模擬量和開關量采集以及相應的保護功能，并可通過出口切斷故障點。常規繼電保護測試儀提供遙測量和模擬各種電力系統故障的電氣量（電壓、電流、頻率、相位等）。任務6變電站綜合自動化監控系統項目練習一、

填空題1．二次回路(即二次電路)是指用來控制、指示、監測和保護

運行的電路，亦稱二次系統。

2．二次回路由控制系統、信號系統、監測系統、繼電保護和

系統等組成。3．二次回路按用途可分為斷路器控制(操作)回路、信號、測量和監視回路、

和自動裝置回路等。4．高壓斷路器控制回路：指控制(操作)

分、合閘的回路。5．電磁操作機構只能采用

操作電源；彈簧操作機構和手動操作機構可交直流兩用，但一般采用

操作電源。

二、判斷題1．信號回路是指示一次電路設備運行狀態的二次回路。

（

）2．斷路器位置信號是指示一次電路設備運行狀態的二次回路。（

）3．信號回路是用來指示斷路器正常工作位置狀態的信號。一般紅燈亮表示斷路器在合閘位置；綠燈亮表示斷路器在分閘位置