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本课件可查阅二次回路定义与分类、直流与交流操作电源、断路器控制与中央信号回路，含各知识点的公式、例题与逐页文字说明，便于检索变电所二次回路和自动装置相关概念、参数取值与计算步骤。
第八章变电所二次回路和自动装置•第一节二次回路概述•第二节操作电源•第三节高压断路器控制回路•第四节中央信号回路•第五节测量和绝缘监视回路•第六节二次回路安装接线图•第七节自动重合闸装置（ARD）•第八节备用电源自动投入装置（APD）•第九节变电所综合自动化
第一节二次回路概述1、定义和分类：二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路。
二次回路按功能可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动装置回路和操作电源回路等。
2、二次回路图的种类二次回路图主要有二次回路原理图、二次回路原理展开图、二次回路安装接线图。
二次回路原理图主要是用来表示继电保护、断路器控制、信号等回路的工作原理原理展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。
二次回路安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装、维护必不可少的图纸。
原理图或原理展开图通常是按功能电路如控制回路、保护回路、信号回路来绘制的，而安装接线图是按设备如开关柜、继电器屏、信号屏为对象绘制的。
供配电系统的二次回路功能示意图
第二节操作电源•二次回路的操作电源主要有直流和交流两大类；•直流操作电源主要有蓄电池和硅整流直流操作电源。
优点：工作性能可靠缺点：危险、腐蚀、维护量大和占用空间等（2）镉镍蓄电池镉镍蓄电池由正极板、负极板、电解液组成。
正极板为氢氧化镍[Ni(OH)3]或三氧化镍（Ni2O3），负极板为镉（Cd），电解液为氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）等碱溶液。
它在放电和充电时的化学反应式为优点：工作可靠、腐蚀性小、大电流放电性能好、体积小和维护简单等。
(3)蓄电池的运行方式蓄电池的运行方式有两种：充电－放电运行方式和浮充电运行方式2.硅整流直流操作电源:硅整流电容储能直流操作电源优点:价格便宜,与铅酸蓄电池比较占地面积小、维护工作量小、体积小、不需充电装置。
缺点:电源独立性差,可靠性受交流电源影响,需加装补偿电容和交流电源自动投切装置；二次回路复杂。
二、交流操作电源交流操作电源可有两种途径获得：①取自所用电变压器；②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。
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。
使用场合：在小型变配电所中应用较广，而对保护要求较高的中小型变配电所采用直流操作电源。
三、所用变压器变电所的用电一般应设置专门的变压器供电，简称所用变。
变电所的用电主要有室外照明、室内照明、生活区用电、事故照明、操作电源用电等，为保证操作电源的用电可靠性，所用变一般都接在电源的进线处，对一些重要的变电所，一般应设有两台互为备用的所用变。
第三节高压断路器控制回路一、高压断路控制回路的要求断路器控制回路是指控制（操作）高压断路器跳、合闸的回路。
断路器控制回路的直接控制对象为断路器的操动（作）机构。
操动机构主要有电磁操动机构（CD）、弹簧操动机构（CT）、液压操动机构（CY）等。
断路器控制回路的基本要求如下：1.能手动和自动合闸与跳闸；2.应能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；
3.在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源；
4.应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号；5.应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施；6.断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线；
7.对于采用气压、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。
二、电磁操动机构的断路器控制回路1.控制开关控制开关是断路器控制和信号回路的主要控制元件，由运行人员操作。
在变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。
控制开关有六个位置：
“跳闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备跳闸”、“跳闸”、“跳闸后”，其中“跳闸后”和“合闸后”为固定位置，其它为操作时的过渡位置。图8-7LW2型控制开关外形结构图表8-1是LW2型控制开关触点图。（P
2.电磁操动机构的断路器控制回路
1)断路器的手动控制①手动合闸断路器处于跳闸状态，控制开关SA处于“跳闸后”位置，HG绿灯亮，发平光,表明断路器是断开状态，合闸回路完好又表明控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好回路。
控制开关SA顺时针旋转90°，至“预备合闸”位置，触点9-10通，绿灯HG发闪光。
SA顺时针旋转45°置于“合闸”位置。
SA的5-8通，使合闸接触器KM动作，合闸线圈YO通电，断路器合闸。
绿灯熄灭，红灯亮。
当松开SA后，SA自动回到“合闸后”位置，13-16通，红灯发平光，表明断路器手动合闸，同时表明跳闸回路完好及控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好。
②手动跳闸控制开关SA逆时针旋转90°置于“预备跳闸”位置，13-14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光。
SA继续旋转45°而置于“跳闸”位置6-7通，使跳闸线圈YR接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。
当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，10-11通，绿灯发出平光，表明断路器手动跳闸，又表明合闸回路完好。
2）断路器的自动控制自动装置的继电器触点1K和2K的闭合分别实现合、跳闸控制。
红灯发出闪光，表明断路器自动合闸，同时表明跳闸回路完好。
绿灯发出闪光，表明断路器自动跳闸，又表明合闸回路完好。
当断路器因故障跳闸时，保护出口继电器触点3K闭合，YR通电，断路器跳闸，HG发出闪光，运行人员须将SA旋转到相应的位置上，相应的信号灯发平光。
3）断路器的“防跳”出现多次“跳闸—合闸”现象，称为“跳跃”。
跳闸电流流过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动，KTL1常开触点闭合（自锁），KTL2常闭触点打开，其KTL电压线圈也动作，自保持。
防止了跳跃现象。
三、弹簧操动机构的断路器控制回路弹簧操动机构有使用交流操作电源和直流操作电源两种。
1.直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制回路
2.交流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制回路
第四节中央信号回路供配电系统中，保护装置或监测装置动作后都要通过信号系统发出相应的信号提示运行人员。
这个信号系统称为中央信号系统。
中央信号系统有以下几种类型：1.事故信号断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（或电笛）发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光，事故类型光字牌亮，指示故障的位置和类型。
2.预告信号当电气设备出现不正常运行状态时，启动警铃发出声响信号，同时标有故障性质的光字牌点亮，指示不正常运行状态的类型，如变压器过负荷、控制回路断线等。
3.位置信号位置信号包括断路器位置（如灯光指示或操动机构分合闸位置指示器）和隔离开关位置信号等。
4.指挥信号和联系信号用于主控制室向其它控制室发出操作命令和控制室之间的联系。
一、对中央信号回路的要求1.中央事故信号装置应保证在任一断路器事故跳闸后，立即发出音响信号和灯光信号；2.中央预告信号装置应保证在任一电路发生故障时，能按要求（瞬时或延时）发出音响信号和灯光信号；
3.中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。
一般事故音响信号电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃；
4.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，而灯光信号及其它指示信号应保持到消除故障为止；
5.接线应简单、可靠，应能监视信号回路的完好性；6.应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进行试验；7.中央信号一般采用重复动作的信号装置。
二、中央事故信号回路中央事故信号按操作电源分为交流和直流操作电源两类；按事故音响信号的动作特性分为不能重复动作和能重复动作两类；
按复归方法分为就地复归和中央复归。
1.中央复归不重复动作的事故信号回路若某断路器（1QF）因事故跳闸，事故信号回路起动，蜂鸣器HB发出声响。
按2SB复归按钮解除音响。
若此时2QF又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做“不能重复动作”。
能在控制室手动复归称中央复归。
1SB为试验按钮，用于检查事故音响是否完好。
2.中央复归重复动作的事故信号回路“重复动作”是利用控制开关与断路器辅助触点之间的不对应回路中的附加电阻和信号冲击继电器（或信号脉冲继电器）来实现的。
三、中央预告信号回路中央预告信号回路是指在供配电系统中，发生故障和不正常工作状态下发出音响信号。
常采用电铃发出声响，并利用灯光和光字牌来显示故障的性质和地点。
中央预告信号装置有直流和交流两种，也有不重复动作和重复动作的两种。
1.中央复归不重复动作预告信号回路
2.中央复归重复动作预告信号回路
当SA在工作位置时，若系统发生不正常工作状态，如过负荷动作1K闭合，+WS经1K、HL1（两灯并联）、SA的13-14、KI到-WS，使冲击继电器KI的脉冲变流器一次绕组通电，发出音响信号，同时光字牌HL1亮。
SA在试验位置时，试验回路为+WS→12-11→9-10→8-7→2WFS→HL光字牌（两灯串联）→1WFS→1-2→4-3→5-6→-WS，所有光字牌亮，表明光字牌灯泡完好，如有不亮表示光字牌灯泡坏，更换灯泡。
预告信号音响部分的重复动作也是靠突然并入启动回路一电阻，使流过冲击继电器的电流发生突变来实现。
启动回路的电阻是用光字牌中的灯泡。
第五节测量和绝缘监视回路
1．变配电装置中测量仪表的配置(
（
二、直流绝缘监视回路1.两点接地的危害在直流系统中，正、负母线对地是悬空的，当发生一点接地时，并不会引起任何危害，但必须及时消除，否则当另一点接地时，会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的误动作，如图所示。
2.直流绝缘监视装置回路图它是利用电桥原理进行监测的，整个装置可分为信号部分和测量部分。
当绝缘电阻下降到一定值时，流过继电器KE线圈中的电流增大，继电器KE动作，其常开触点闭合，发出预告信号，光字牌亮，同时发出音响信号。
利用转换开关ST和电压表2V，可判别哪一极接地。
利用转换开关1SL和电压表1V，读直流系统总的绝缘电阻，计算每极对地绝缘电阻。
直流绝缘监视装置原理接线图
第六节二次回路安装接线图一、二次回路安装接线图基本知识1．接线图的绘制要求绘制接线图应遵循GB6988·5—86<<电气制图.接线图和接线表>>的规定,其图形符号应符合GB4728—84、85<<电气图用图形符号>>的有关规定,其文字符号包括项目代号应符号GB5094-85<<电气技术中的项目代号>>及GB7159—87<<电气技术中的文字符号制定通则>>中的的有关规定。
2．项目代号①高层代号是指系统或设备中较高层次的项目，用前缀“=”加字母代码和数字表示，如“=S1”表示较高层次的装置S。
②位置代号按规定，位置代号以项目的实际位置（如区、室等）编号表示，用前缀“+”加数字或字母表示，可以有多项组成，如+3+A+5，表示3号室内A列第5号屏。
③种类代号一个电气装置一般有多种类型的电器元件组成，如继电器，熔断器等，为明确识别这些器件（项目）所属种类，设置了种类代号，用前缀“—”加种类代号和数字表示，如“-K1”表示顺序编号为1的继电器。
常用种类代号见本节前所列电气设备文字符号表。
④端子代号用来识别电器、器件连接端子的代号。
用前缀“：”加端子代号字母和端子数字编号，如“—Q1：2”表示开关（隔离）Q1的第2个端子，“X1：2”则表示端子排X1的第二个端子。
3．原理展开图的回路编号回路编号通常由三个或三个以内的数字组成，不同用途的回路规定了编号的数字范围。
表8-4和表8-3列出我国目前采用的回路编号范围。
表8-3直流回路编号范围信号及其它回路励磁回路控制回路保护回路回路类别701 ~799601 ~6991~59901~099或J1~J99编号范围表8-4交流回路编号范围电压回路电流回路控制、保护及信号回路回路类别（U，V，W，L，N）601~799（U，V，W，N，L）401~599（U，V，W，N）1~399编号范围
直流回路编号方法是先从正电源出发，以奇数顺序编号，直到最后一个有压降的元件为止。
交流回路编号为了区别相别，在数字前面应加上A、B、C、N（U、V、W、N）等符号。
电流互感器和电压互感器是按它们在一次接线中的顺序来分组标号的。
例如，在主接线图中有一条线路上装有两组电流互感器，其中一组供继点保护用，其顺序号为1LH，回路号应取A411～A419，B411～B419，C411～C419，N411～N419；
另一组供测量仪表用，其顺序号为2LH，回路号应取A421～A429，B421～B429，C421～C429，N421～N429，以下类推。
交流回路编号不分奇数和偶数，从电源处开始按顺序编号。
4．安装单位和屏内设备（1）设备所属安装单位及其编号。
设备上必须标以安装单位的编号，安装单位的编号用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等来表示，当屏中只有一个安装单位时，直接用数字表示设备编号。
例如：屏上有两条线路的二次设备，第一条线路的二次设备叫做I安装单位，第二条线路的二次设备叫做Ⅱ安装单位。
（2）设备的顺序号。
对同一个安装单位内的设备应按从右到左（从屏背面看）、从上到下的顺序编号如I1、I2、I3等,见图8-19。
当屏中只有一个安装单位时，直接用数字编号如1、2、3等。
（
（
（
（
（
2．应经端子连接的回路（
（
4.端子排的表示方法
四、屏后接线图1.屏后接线图的基本原则和要求⑴屏后接线图是屏面布置图的反面,看图者相当于站在屏后，所以左右方向正好与屏面布置图相反。
⑵屏上各个设备的实际尺寸已由屏面布置图决定，所以画屏背面接线图时，设备外形可采用简化外形，如方形、圆形、矩形等表示，必要时也可采用规定的图形符号表示。
图形不要求按比例绘制，但要保证设备之间的相对位置正确。
各设备的引出端子应注明编号，并按实际排列顺序画出。
设备内部接线一般不画出，或只画出有关的线圈和触点，从屏后看不见的设备轮廓，其边框应用虚线表示。
⑶所有的二次小母线及连接导线、电缆等，应按国家标准中规定的数字范围进行编号。
上述项目代号、导线编号，应与原理图一致。
2.二次回路接线表示方式①连续线当图形复杂时，图线的交叉点太多，显得很乱；②中断线用编号来表示二次回路中各设备相互之间连接状态的一种方法。
相对编号法可以应用到屏内设备经端子排与屏外设备的连接。
如图8-23为10Kv出线电流保护二次安装接线图。
(
2.用于连接门上的电器、控制台板等可动部位的导线还应符合下列要求：(
(
第七节自动重合闸装置（ARD）一、对自动重合闸的要求：1.手动或遥控操作断开断路器及手动合闸于故障线路，断路器跳闸后，自动重合闸不应动作。
2.除上述情况外，当断路器因继电保护动作或其它原因而跳闸时，自动重合闸装置均应动作。
3.自动重合次数应符合预先规定，即使ARD装置中任一元件发生故障或接点粘接时，也应保证不多次重合。
4.应优先采用由控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸。
同时也允许由保护装置来起动，但此时必须采取措施来保证自动重合闸能可靠动作。
5.自动重合闸在完成动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次再动作。
有值班人员的10kV以下线路也可采用手动复归。
6.自动重合闸应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电器保护的动作。
二、电气一次自动重合闸装置1SA为断路器控制开关；2SA为自动重合闸装置选择开关,用于投入和解除ARD；KAR为重合闸继电器。
1.故障跳闸后的自动重合闸过程（1）正常时：+WC→2SA→R4→C→-WC，电容器C经4R充电。
指示灯HL亮,表示母线电压正常,电容器已在充电状态。
（2）发生故障时：继电保护(速断或过电流)动作,断路器跳闸；KT通电动作,KT（3-4）经延时后闭合,电容器C对KM线圈放电,使KM动作；
合闸接触器1KM动作，使断路器重新合闸，若故障为瞬时性的，重合闸合闸成功；后加速继电器2KM也起动，若故障为永久性的,则继电保护动作接通跳闸回路跳闸；
电容器C与KM线圈已经并联,电容C将不会充电至电源电压值,自动重合闸只重合一次。
2.手动跳闸时，重合闸不应重合电容器与6R并联，C充电不到电源电压而不能重合闸。
3.防跳功能当ARD重合于永久性故障时，断路器将再一次跳闸，KTL的电流线圈因跳闸而被起动，KTL电压线圈通电保持，切断合闸回路，防止跳跃现象。
4.ARD与继电保护的配合方式ARD与继电保护配合的主要方式目前在供配电系统为重合闸后加速保护方式。
重合闸后加速保护就是当线路上发生故障时，保护首先按有选择性的方式动作跳闸。
断路器重合后，若重合于永久性故障，则加速保护动作，切除故障。
第八节备用电源自动投入装置（APD）一、对备用电源自动投入装置的要求1.工作电源不论何种原因消失(故障或误操作)时，APD应动作。
2.应保证在工作电源断开后，备用电源电压正常时，才投入备用电源。
3.备用电源自动投入装置只允许动作一次。
4.电压互感器二次回路断线时，APD不应误动作。
5.采用APD的情况下，应检验备用电源过负荷情况和电动机自起动情况。
如过负荷严重或不能保证电动机自起动，应在APD动作前自动减负荷。
二、备用电源自动投入装置电源进线运行方式：主电源和备用电源方式；互为备用电源方式。
1.主电源与备用电源方式的APD接线当主（工作）电源进线因故障断电时，失压保护动作，使1QF跳闸，时间继电器KT失电,其触点延时打开，故在其打开前，合闸接触器KM得电2QF的合闸线圈YO通电，备用电源被投入。
2.互为备用电源的APD接线当1WL工作时，2WL为备用,1QF在合闸位置，2QF在跳闸位置。
当1WL电源侧因故障而断电时，电压继电器1KV、2KV常闭触点闭合，1KT动作，其延时闭合
触点延时闭合，使1QF的跳闸线圈1YR通电,则1QF跳闸。
2QF的合闸线圈2Y2QF合上，从而使备用电源2WL自动投入，变配电所恢复供电。
反之亦然。
第九节变电所综合自动化
2变电站微机保护子系统基本功能应保持与通信、测量的独立性，既通信与测量方面的故障不影响保护正常工作。
微机保护还要求保护的CPU及电源均保持独立。
微机保护子系统还综合了部分自动装置的功能，如综合重合闸和低频减载功能。
这种综合是为了提高保护性能，减少变电站的电缆数量。
3通信功能通信功能包括综合自动化系统的现场通信功能，即变电站层与间隔层之间的通信功能;综合自动化系统与上级调度之间的通信功能，即监控系统与调度之间的通信，包括四遥的全部功能。
二、变电站综合自动化系统的硬件结构1.集中式结构形式的综合自动化系统集中式布置是传统的结构形式，它是把所有二次设备按遥测、遥信、遥控、电度、保护功能划分成不同的子系统集中组屏，安装在主控室内。
优点:有利于观察信号，方便调试，结构简单，价格相对较低。
缺点：耗费大量的二次电缆,容易产生数据传输瓶颈问题,其可扩性及维护性较差。
2分散分布式结构形式的综合自动化系统分散分布式就是将变电所分为两个层次，即变电站层和间隔层。
分散分布式布置是以间隔为单元划分的，每一个间隔的测量、信号、控制、保护综合在一个或两个（保护与控制分开）单元上，分散安装在对应的开关柜或控制室上。
现在的变电站综合自动化系统通常采用分散分布式布置。
三、变电所综合自动化软件系统综合自动化系统的软件采用独立的模块结构，并且各模块具有其独立的软件程序。
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