1、第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.1第5章 供配电系统二次接线第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.2二次接线概述二次接线概述供配电系统继电保护供配电系统继电保护供配电系统常用的自动装置供配电系统常用的自动装置变电所的防雷与接地保护变电所的防雷与接地保护本本 章章 小小 结结习题与思考题习题与思考题本章内容本章内容第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.3二次接线概述二次接线概述 一、二次接线的基本概念 在用户供配电系统中，通常将电气设备分为一次设备和二次设备。直在用户供配电系统中，通常将电气设备分为一次设备和二次设备。直接生产、输送和分配使用电能的
2、设备称为一次设备，如用户的供电系统中接生产、输送和分配使用电能的设备称为一次设备，如用户的供电系统中变压器、断路器、母线和电动机等属于一次设备。由一次设备构成的电路变压器、断路器、母线和电动机等属于一次设备。由一次设备构成的电路称为变电站的主电路或一次接线，是变电站的主体。对一次设备的工作状称为变电站的主电路或一次接线，是变电站的主体。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称为二次设备。二次设备态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。二次设备包括测量仪器、控制与信号设备、继电保护装置以及自动和远动装置等。包括测量仪器、控制与信号设备、继电保护装置以及自动和
3、远动装置等。本章首先介绍供配电系统二次接线的基本概念及二次接线图的绘制，二本章首先介绍供配电系统二次接线的基本概念及二次接线图的绘制，二次回路的操作电源，断路器控制回路和信号回路以及电气测量仪表；其次详次回路的操作电源，断路器控制回路和信号回路以及电气测量仪表；其次详细阐述继电保护的基本知识及线路保护、变压器保护、电动机保护及电容器细阐述继电保护的基本知识及线路保护、变压器保护、电动机保护及电容器保护原理、接线方案、整定计算和动作过程，其中重点介绍电流保护；另外保护原理、接线方案、整定计算和动作过程，其中重点介绍电流保护；另外介绍供配电系统常用的自动装置；最后介绍变电站的防雷与接地保护。介绍供
4、配电系统常用的自动装置；最后介绍变电站的防雷与接地保护。第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.4 根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次回路或二次接线，亦称二次系统，包括控制系统、信号系的电路，称为二次回路或二次接线，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动化系统等。统、监测系统及继电保护和自动化系统等。二次接线按照电源性质分，有直流回路和交流回路。直流回路是由直流二次接线按照电源性质分，有直流回路和交流回路。直流回路是由直流电源供电的控制、保护和信号回路；
5、交流回路又分为交流电流回路和交流电电源供电的控制、保护和信号回路；交流回路又分为交流电流回路和交流电压回路。交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器或所压回路。交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器或所用变压器供电，构成测量、控制、保护、监视及信号等回路。用变压器供电，构成测量、控制、保护、监视及信号等回路。二次接线按照用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电二次接线按照用途分，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。保护回路和自动装置回路等。二次接线在用户供配电系统中虽然是一次电路的辅助系统，但它对一次二次接线在用户供配电系
6、统中虽然是一次电路的辅助系统，但它对一次电路的安全、可靠、优质、经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以电路的安全、可靠、优质、经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视。充分的重视。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.5 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。(2)二级负荷二级负荷(second order load)。符合下列情况之一
7、时，应为二级负荷：中。符合下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如主要设备损坏、大量产品报废、断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位的正常工作，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力响重要用电单位的正常工作，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场负荷以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员
8、集中的重要的公共场所秩序混乱时。所秩序混乱时。(3)三级负荷三级负荷(third order load)。三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述。三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者均属三级负荷。一、二级负荷者均属三级负荷。2)各级电力负荷对供电电源的要求各级电力负荷对供电电源的要求 (1)一级负荷对供电电源的要求。对于一级负荷必须考虑有两路独立电源供一级负荷对供电电源的要求。对于一级负荷必须考虑有两路独立电源供电，在发生事故时，在继电保护装置正确动作的情况下，两路电源不会同时丢失电，在发生事故时，在继电保护装置正确动作的情况下，两路电源不会同时丢失或失去一路电源，在允许的时间
9、内第二路电源自动投入。或失去一路电源，在允许的时间内第二路电源自动投入。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.6二、二、二次接线的原理图和安装图二次接线的原理图和安装图 用户供配电系统的电气接线图，可分为一次接线图和二次接线图。用用户供配电系统的电气接线图，可分为一次接线图和二次接线图。用规定的图形符号和文字符号表示一次设备及其相互连接顺序的图称为一次规定的图形符号和文字符号表示一次设备及其相互连接顺序的图称为一次接线图，即主接线图；用规定的图形符号和文字符号表示二次设备的元件接线图，即主接线图；用规定的图形符号和文字符号表示二次设备的元件及其相互连接顺
10、序的图称为二次接线图。二次接线图分为原理接线图和安及其相互连接顺序的图称为二次接线图。二次接线图分为原理接线图和安装接线图。装接线图。1.1.二次接线的原理图二次接线的原理图 在供配电系统中，用来表示继电保护、监视和测量仪表以及自动装置在供配电系统中，用来表示继电保护、监视和测量仪表以及自动装置的工作原理的电路图叫做原理接线图，原理接线图可按归总式和展开式两的工作原理的电路图叫做原理接线图，原理接线图可按归总式和展开式两种方式绘制。种方式绘制。1)1)归总式原理接线图归总式原理接线图 图图5.15.1所示为所示为6kV6kV10kV10kV线路保护原理接线图，图线路保护原理接线图，图5.1(a
11、)5.1(a)所示为归点式所示为归点式原理接线图，图中每个元器件以整体形式绘出，它对整个装置的构成有一原理接线图，图中每个元器件以整体形式绘出，它对整个装置的构成有一个明确的概念，便于掌握其互相关系和工作原理。其优点是较为直观；缺个明确的概念，便于掌握其互相关系和工作原理。其优点是较为直观；缺点是当元器件较多时电路的交叉多，交、直流回路、控制与信号回路均混点是当元器件较多时电路的交叉多，交、直流回路、控制与信号回路均混合在一起，清晰度差。合在一起，清晰度差。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.7图图5.1 6kV10kV线路保护原理接线图线路保护原理接
12、线图 归总式原理接线图可用来分归总式原理接线图可用来分析工作原理，但对于复杂线路，析工作原理，但对于复杂线路，看图较困难，因此，广泛应用展看图较困难，因此，广泛应用展开式原理图。开式原理图。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.82)2)展开式原理接线图展开式原理接线图 图图5.1(b)5.1(b)所示为展开式原理接线图。展开式原理接线图是按二次接所示为展开式原理接线图。展开式原理接线图是按二次接线使用电源来分别画出交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路及信线使用电源来分别画出交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路及信号回路中各元件的线圈和触点，所以
13、，属于同一个设备或元件的电流线圈、号回路中各元件的线圈和触点，所以，属于同一个设备或元件的电流线圈、电压线圈、控制触点分别画在不同的回路里。为了避免混淆，属于同一个电压线圈、控制触点分别画在不同的回路里。为了避免混淆，属于同一个元件的线圈和触点采用相同的文字符号，但各支路需标上不同的数字回路元件的线圈和触点采用相同的文字符号，但各支路需标上不同的数字回路标号。标号。展开图分成交流电流回路、交流电压回路、直流控制操作回路和信展开图分成交流电流回路、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。每一部分又分行排列，交流回路按号回路等几个主要组成部分。每一部分又分行排列，交流回路按A
14、A、B B、C C的相序排列，控制回路按继电器的动作顺序由上往下分别排列，各回路右的相序排列，控制回路按继电器的动作顺序由上往下分别排列，各回路右侧通常有文字说明。图中各元件和回路按统一规定的图形、文字符号绘制。侧通常有文字说明。图中各元件和回路按统一规定的图形、文字符号绘制。较简单图形可省略回路标号。较简单图形可省略回路标号。二次接线图中所有开关电器和继电器触点都是按照开关断开时的位二次接线图中所有开关电器和继电器触点都是按照开关断开时的位置和继电器线圈中无电流时的状态绘制。置和继电器线圈中无电流时的状态绘制。展开图优点是接线清晰，回路次序明显，便于了解整个装置的动作展开图优点是接线清晰，回
15、路次序明显，便于了解整个装置的动作程序和工作原理。目前工程中主要采用这种图形，是运行和安装中一种常程序和工作原理。目前工程中主要采用这种图形，是运行和安装中一种常用的图纸，又是绘制安装接线图的依据。用的图纸，又是绘制安装接线图的依据。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.92.2.二次接线的安装图二次接线的安装图根据电气施工安装的要求，用来表示二次设备的具体位置和布线方式根据电气施工安装的要求，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。安装图是二次回路设计的最后阶段，的图形，称为二次回路的安装接线图。安装图是二次回路设计的最后
16、阶段，用来作为设备制造、现场安装的实用二次接线图，也是运行、调试、检修的用来作为设备制造、现场安装的实用二次接线图，也是运行、调试、检修的主要图纸。在安装图上设备均按实际位置布置，设备的端子和导线，电缆的主要图纸。在安装图上设备均按实际位置布置，设备的端子和导线，电缆的走向均用符号、标号加以标志。二次接线安装图包括屏面元件布置图、屏后走向均用符号、标号加以标志。二次接线安装图包括屏面元件布置图、屏后接线图和端子板接线图等几部分组成。原理接线图绘制较简单，下面以安装接线图和端子板接线图等几部分组成。原理接线图绘制较简单，下面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。接线图为例介
17、绍二次接线基本要求及二次接线图的绘制方法。1)1)二次接线基本要求二次接线基本要求按按电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范(GB(GB 501711992)501711992)规定，二次回路的接线应符合下列要求。规定，二次回路的接线应符合下列要求。(1)(1)按图施工，接线正确。按图施工，接线正确。(2)(2)导线与电气元件间采用螺栓、插接、焊接或压接等方法连接，均应牢固可导线与电气元件间采用螺栓、插接、焊接或压接等方法连接，均应牢固可 靠。靠。(3)(3)盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。盘、柜内的导线不应有接头，导线
18、芯线应无损伤。(4)(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，字迹清晰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，字迹清晰且不易褪色。且不易褪色。(5)(5)配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘良好，无损伤。配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘良好，无损伤。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.10(6)(6)每个接线端子的每侧接线宜为每个接线端子的每侧接线宜为1 1根，不得超过根，不得超过2 2根；对于插接式端子，不根；对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导同截面的两根导线不得接在同一
19、端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。线时，中间应加平垫片。(7)(7)二次回路接地应设专用螺栓。二次回路接地应设专用螺栓。(8)(8)盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于500V500V的铜心绝缘导的铜心绝缘导线，其截面不应小于线，其截面不应小于2.5mm22.5mm2；其他回路截面不应小于；其他回路截面不应小于1.5mm21.5mm2；对于电子元；对于电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于强
20、度的情况下，可采用不小于0.5mm20.5mm2截面的绝缘导线。截面的绝缘导线。2)2)二次回路的编号二次回路的编号为了在安装接线、检查故障等接线、查线过程中，不至于混淆，需对二次回为了在安装接线、检查故障等接线、查线过程中，不至于混淆，需对二次回路进行编号。表路进行编号。表5-15-1和表和表5-25-2所示分别为直流回路和交流回路编号范围。交所示分别为直流回路和交流回路编号范围。交流电压、电流回路的编号前附上该点所属相别流电压、电流回路的编号前附上该点所属相别(A(A、B B、C C、N)N)。直流回路在。直流回路在每行主要压降元件左侧使用奇数号、右侧使用偶数号，后两位为每行主要压降元件左
21、侧使用奇数号、右侧使用偶数号，后两位为3333的回路的回路为断路器跳闸回路专用，为断路器跳闸回路专用，0303为合闸回路专用，安装、调试、检修时应特别为合闸回路专用，安装、调试、检修时应特别注意。注意。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.113)安装接线图的绘制安装接线图的绘制安装接线图一般应表示出各个项目安装接线图一般应表示出各个项目(指元件、器件、部件、组件和成套设备等指元件、器件、部件、组件和成套设备等)的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型和导线截面等内容。的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型和导线截面等内容。(1)二次设备的
22、表示方法。由于二次设备是从属于某一次设备或电路的，而一二次设备的表示方法。由于二次设备是从属于某一次设备或电路的，而一次设备或电路又从属于某一成套装置，因此为避免混淆，所有二次设备都次设备或电路又从属于某一成套装置，因此为避免混淆，所有二次设备都必须按必须按GB/T 5094.22003标明其项目种类代号。电气图中的项目种类代号标明其项目种类代号。电气图中的项目种类代号具体要求如下：具体要求如下：电气图中每个用图形符号表示的项目，应有能识别其项目种类和提供项目电气图中每个用图形符号表示的项目，应有能识别其项目种类和提供项目层次关系、实际位置等信息的项目代号。层次关系、实际位置等信息的项目代号。
23、二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.12 项目代号可分为项目代号可分为4个代号段，每个代号段应由前缀符号和字符组成，各代个代号段，每个代号段应由前缀符号和字符组成，各代号段的名称及其前缀符号应符合下列规定：号段的名称及其前缀符号应符合下列规定：第第1段段 高层代号，其前缀符号为高层代号，其前缀符号为“”“”；第第2段段 位置代号，其前缀符号为位置代号，其前缀符号为“”“”；第第3段段 种类代号，其前缀符号为种类代号，其前缀符号为“”；第第4段段 端子代号，其前缀符号为端子代号，其前缀符号为“：”。每个代号段的字符可由拉丁字母或阿拉伯数字构成，或二者组合
24、构每个代号段的字符可由拉丁字母或阿拉伯数字构成，或二者组合构成，字母应大写。可使用前缀符号将各代号段以适当方式进行组合。成，字母应大写。可使用前缀符号将各代号段以适当方式进行组合。项目代号应以一个系统、成套装置的依次分解为基础。一个代号表示的项项目代号应以一个系统、成套装置的依次分解为基础。一个代号表示的项目应是前一个代号所表示项目的一部分。目应是前一个代号所表示项目的一部分。例如，某高压线路的测量仪表，本身的种类代号为例如，某高压线路的测量仪表，本身的种类代号为P。现有有功电能表、无。现有有功电能表、无功电能表和电流表，它们的代号分别为功电能表和电流表，它们的代号分别为P1、P2、P3。而这
25、些仪表又从属。而这些仪表又从属于某一线路，线路的种类代号为于某一线路，线路的种类代号为WL，因此对不同线路又要分别标为，因此对不同线路又要分别标为WL1、WL2、WL3等。假设此有功电能表等。假设此有功电能表P1属于线路属于线路WL3上使用的，则此有功上使用的，则此有功电能表的项目种类代号应标为电能表的项目种类代号应标为“WL3P1”。假设对整个变电所来说，。假设对整个变电所来说，线路线路WL3又是又是3号开关柜内的线路，而开关柜的种类代号为号开关柜内的线路，而开关柜的种类代号为A，因此有功，因此有功电能表电能表P1的项目种类代号，可以更详尽地标为的项目种类代号，可以更详尽地标为“A3 WL3
26、P1”。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.13(2)接线端子的表示方法。屏接线端子的表示方法。屏(柜柜)外的导线或设备与屏上二次设备相外的导线或设备与屏上二次设备相连时，必须经过端子排。端子排是由专门的接线端子板组合而成。连时，必须经过端子排。端子排是由专门的接线端子板组合而成。端子排的一般形式如图端子排的一般形式如图5.2所示，最上面标出安装项目名称、所示，最上面标出安装项目名称、端子排代号和安装项目代号。下面的端子在图上画为三格，中间端子排代号和安装项目代号。下面的端子在图上画为三格，中间一格注明端子排的序号，一侧列出屏内设备的代号及其端子代号，
27、一格注明端子排的序号，一侧列出屏内设备的代号及其端子代号，另一侧标明引至设备的代号和端子号或回路编号。端子排的文字另一侧标明引至设备的代号和端子号或回路编号。端子排的文字代号为代号为X，端子的前缀符号为，端子的前缀符号为“：”。若上述有功电能表。若上述有功电能表P1有有8个个端子，则端子端子，则端子应标为应标为“A3WL3 P1：1”。接线端子板分为普通端子、连接端子、试验端子和终端端子接线端子板分为普通端子、连接端子、试验端子和终端端子等形式。普通端子板用来连接由屏外引至屏上或由屏上引至盘外等形式。普通端子板用来连接由屏外引至屏上或由屏上引至盘外的导线；连接端子板有横向连接片，可与邻近端子板
28、相连，用来的导线；连接端子板有横向连接片，可与邻近端子板相连，用来连接有分支的二次回路导线；试验端子板用来在不断开二次回路连接有分支的二次回路导线；试验端子板用来在不断开二次回路的情况下，对仪表、继电器进行试验；终端端子板用来固定或分的情况下，对仪表、继电器进行试验；终端端子板用来固定或分隔不同安装项目的端子排。隔不同安装项目的端子排。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.14(3)连接导线的表示方法。接线图中端子之间的连接导线有下面两种表示方法。连接导线的表示方法。接线图中端子之间的连接导线有下面两种表示方法。连续线是指表示两端子之间的连接导线的线条是
29、连续的，如图连续线是指表示两端子之间的连接导线的线条是连续的，如图5.3(a)所示。所示。用连续线表示的连接导线需要全线画出，连线多时显得过于复杂。用连续线表示的连接导线需要全线画出，连线多时显得过于复杂。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.15 中断线是指表示两端子之间的连接导线的线条是中断的，如图中断线是指表示两端子之间的连接导线的线条是中断的，如图5.3(b)5.3(b)所示。所示。在线条中断处必须标明导线的去向，即在接线端子出线处标明对方端子的在线条中断处必须标明导线的去向，即在接线端子出线处标明对方端子的代号，这种标号方法称为代号，这种标号方
30、法称为“相对标号法相对标号法”。此法简明清晰，对安装接线和。此法简明清晰，对安装接线和维护检修都很方便。维护检修都很方便。图图5.3 连接导线的表示方法连接导线的表示方法4)二次接线的安装图举例二次接线的安装图举例 在用户供配电系统中，在用户供配电系统中，6kV10kV线路的二次接线比较简单，往往将线路的二次接线比较简单，往往将控制、信号、保护和测量设备与一次接线装在同一台高压开关柜上，测量控制、信号、保护和测量设备与一次接线装在同一台高压开关柜上，测量和继电保护装置根据实际需要和继电保护装置根据实际需要 设计。设计。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5
31、.16图图5.45.4是是10kV10kV电源进线电源进线WL1WL1测量及保护屏二次回路安装接线图。为了阅读方便，测量及保护屏二次回路安装接线图。为了阅读方便，另给出该高压线路二次回路的展开式原理接线图，如图另给出该高压线路二次回路的展开式原理接线图，如图5.55.5所示，供对照所示，供对照参考。参考。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.17图5.4 高压线路测量及保护回路安装接线图二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.18图5.5 高压线路测量及保护回路原理接线展开图二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配
32、电系统二次接线供配电系统二次接线5.19三、三、变电所二次回路的操作电源变电所二次回路的操作电源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。对操作电源的要求，首先必须安全可靠，不应受供电系回路系统所需的电源。对操作电源的要求，首先必须安全可靠，不应受供电系统运行情况的影响，保持不间断供电；其次容量要足够大，应能够满足供电系统运行情况的影响，保持不间断供电；其次容量要足够大，应能够满足供电系统正常运行和事故处理所需要的容量。统正常运行和事故处理所需要的容量。二次回路的操作电源，分直流操作电源和
33、交流操作电源两大类。直流操作二次回路的操作电源，分直流操作电源和交流操作电源两大类。直流操作电源，按供电电源的性质又可分为独立直流电源电源，按供电电源的性质又可分为独立直流电源(蓄电池组蓄电池组)和交流整流电源和交流整流电源(带带电容的储能硅整流装置和复式整流装置电容的储能硅整流装置和复式整流装置)；交流操作电源又有由所用变压器供电；交流操作电源又有由所用变压器供电和由仪用互感器供电之分。和由仪用互感器供电之分。1.直流操作电源直流操作电源 过去多采用铅酸蓄电池组，目前大多采用镉镍蓄电池组、带电容储能的硅过去多采用铅酸蓄电池组，目前大多采用镉镍蓄电池组、带电容储能的硅整流装置或复式整流装置。整
34、流装置或复式整流装置。1)铅酸蓄电池组铅酸蓄电池组 铅酸蓄电池，由二氧化铅铅酸蓄电池，由二氧化铅(PbO2)的正极板、铅的正极板、铅(Pb)的负极板和密度为的负极板和密度为1.21.3的稀硫酸的稀硫酸(H2SO4)电解液构成，容器多为玻璃。它在放电和充电时的化学方电解液构成，容器多为玻璃。它在放电和充电时的化学方程式为程式为PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.20铅酸蓄电池的额定端电压铅酸蓄电池的额定端电压(单个单个)为为2V2V。但是蓄电池充电终了时，其端。但是蓄电池充电终了时，其端电压可达电压可达
35、2.7V2.7V；而放电后，其端电压可降到；而放电后，其端电压可降到1.95V1.95V。为获得。为获得220V220V的操作电压，的操作电压，需要蓄电池个数为需要蓄电池个数为n n=230/1.95118=230/1.95118个。考虑到充电终了时端电压的升高，个。考虑到充电终了时端电压的升高，因此长期接入操作电源的蓄电池个数为因此长期接入操作电源的蓄电池个数为n n1=230/2.7861=230/2.786个，而个，而n n2=2=n nn n1 1=32=32个蓄电池用于调节电压，接于专门的调节开关上。个蓄电池用于调节电压，接于专门的调节开关上。采用铅酸蓄电池组作操作电源，优点是它与交
36、流的供电系统无直接关采用铅酸蓄电池组作操作电源，优点是它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。缺点是设备投资大，还需系，不受供电系统运行情况的影响，工作可靠。缺点是设备投资大，还需设置专门的蓄电池室，且有较多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。现在一设置专门的蓄电池室，且有较多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。现在一般变配电所已很少采用。般变配电所已很少采用。2)2)镉镍蓄电池组镉镍蓄电池组 镉镍蓄电池的正极板为氢氧化镍镉镍蓄电池的正极板为氢氧化镍Ni(OH)3Ni(OH)3或三氧化二镍或三氧化二镍(Ni2O3)(Ni2O3)的活的活性物，负极板为镉性物，负极板为镉(Cd)(
37、Cd)，电解液为氢氧化钠，电解液为氢氧化钠(NaOH)(NaOH)等碱溶液。它在放电和等碱溶液。它在放电和充电时的化学方程式为充电时的化学方程式为Cd 2Ni(OH)3 Cd(OH)22Ni(OH)2由以上反应式可以看出，电解液并未参与反应，它只起传导电流的作由以上反应式可以看出，电解液并未参与反应，它只起传导电流的作用，因此在放电和充电的过程中，电解液的密度不会改变。用，因此在放电和充电的过程中，电解液的密度不会改变。镉镍蓄电池的额定端电压镉镍蓄电池的额定端电压(单个单个)为为1.2V1.2V，充电终了时端电压可达，充电终了时端电压可达1.75V1.75V。二次接线概述二次接线概述 第第5章
38、章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.21采用铅酸蓄电池组作操作电源的优点是除了不受供电系统运行情况影采用铅酸蓄电池组作操作电源的优点是除了不受供电系统运行情况影响、工作可靠之外，还有它的大电流放电性好，使用寿命长，腐蚀性小，响、工作可靠之外，还有它的大电流放电性好，使用寿命长，腐蚀性小，无需设蓄电池室，降低了投资，运行维护也比较简便，因此在变配电所中无需设蓄电池室，降低了投资，运行维护也比较简便，因此在变配电所中应用比较普遍。应用比较普遍。3)3)带电容储能的硅整流装置带电容储能的硅整流装置 图图5.65.6所示为带有两组不同容量电容储能的硅整流装置。硅整流器的所示为带有两组不同容量电
39、容储能的硅整流装置。硅整流器的交流电源由不同的所用变压器供给，其中一回路工作，另一回路备用，用交流电源由不同的所用变压器供给，其中一回路工作，另一回路备用，用接触器自动切换。在正常情况下两台硅整流器同时运行，大容量的硅整流接触器自动切换。在正常情况下两台硅整流器同时运行，大容量的硅整流器器供合闸用，在硅整流器供合闸用，在硅整流器发生故障时还可以通过逆止器件发生故障时还可以通过逆止器件V3V3向控制母向控制母线供电，硅整流器线供电，硅整流器只供控制、保护及信号电源，一般选用直流电压为只供控制、保护及信号电源，一般选用直流电压为220V220V、20A20A的成套整流装置。的成套整流装置。二次接线
40、概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.22图5.6 带电容储能的硅整流装置二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.23当电力系统发生故障当电力系统发生故障380V380V交流电源下降时，直流交流电源下降时，直流220V220V母线电压也相应母线电压也相应下降。此时利用并联在保护回路中的电容下降。此时利用并联在保护回路中的电容CC和和CC的储能来动作继电保护的储能来动作继电保护装置，使断路器跳闸。正常情况下各断路器的直流控制系统中的信号灯及装置，使断路器跳闸。正常情况下各断路器的直流控制系统中的信号灯及重合闸继电器由信号回路供
41、电，使这些元器件不消耗电容器的储能。在保重合闸继电器由信号回路供电，使这些元器件不消耗电容器的储能。在保护回路装设逆止器件护回路装设逆止器件V4V4和和V5V5的目的也是为了使电容器仅用来维持保护回路的目的也是为了使电容器仅用来维持保护回路的电源，而不向其他与保护无关的元件放电。图的电源，而不向其他与保护无关的元件放电。图5.7 5.7 复式整流装置接线示复式整流装置接线示意图意图带电容储能装置的直流系统的优点是设备投资更少，并能减少运行维带电容储能装置的直流系统的优点是设备投资更少，并能减少运行维护工作量。缺点是电容器有漏电问题，且易损坏，可靠性不如蓄电池。护工作量。缺点是电容器有漏电问题，
42、且易损坏，可靠性不如蓄电池。为了提高整流操作电源供电的可靠性，一般至少应有两个独立的交流为了提高整流操作电源供电的可靠性，一般至少应有两个独立的交流电源给整流器供电，其中之一最好是与本变电所没有直接联系的电源。电源给整流器供电，其中之一最好是与本变电所没有直接联系的电源。4)4)复式整流装置复式整流装置复式整流是指供直流操作电压的整流器电源有两个，即电压源和电流复式整流是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。电压源由所用变压器或电压互感器供电，经铁磁谐振稳压器源。电压源由所用变压器或电压互感器供电，经铁磁谐振稳压器(当稳压要当稳压要求较高时装设求较高时装设)和硅整流器供电给控制
43、等二次回路；电流源由电流互感器供和硅整流器供电给控制等二次回路；电流源由电流互感器供电，同样经铁磁谐振稳压器电，同样经铁磁谐振稳压器(当稳压要求较高时装设当稳压要求较高时装设)和硅整流器供电给控和硅整流器供电给控制等二次回路。图制等二次回路。图5.75.7所示为复式整流装置接线示意图。所示为复式整流装置接线示意图。二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.24 由于复式整流装置有电压源和电流源，由于复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统在正常和事故情况下直因此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。流系统均能可靠地供电。图图5.7
44、5.7 复式整流装置接线示意图复式整流装置接线示意图二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.252.2.交流操作电源交流操作电源 交流操作电源比整流电源更简单，它不需设置直流回路，可以采用直交流操作电源比整流电源更简单，它不需设置直流回路，可以采用直接动作式继电器，工作可靠，二次接线简单，便于维护。交流操作电源广接动作式继电器，工作可靠，二次接线简单，便于维护。交流操作电源广泛用于用户中小型变电所中断路器采用手动操作和继电保护采用交流操作泛用于用户中小型变电所中断路器采用手动操作和继电保护采用交流操作的场合。的场合。交流操作电源可以从电压互感器、电流互感器
45、或所用变压器取得。在交流操作电源可以从电压互感器、电流互感器或所用变压器取得。在使用电压互感器作为操作电源时必须注意：在某些情况下，当发生短路时，使用电压互感器作为操作电源时必须注意：在某些情况下，当发生短路时，母线上的电压显著下降，以至加到断路器线圈上的电压过低，不能使操作母线上的电压显著下降，以至加到断路器线圈上的电压过低，不能使操作机构动作。因此，用电压互感器作为操作电源，只能作为保护内部故障的机构动作。因此，用电压互感器作为操作电源，只能作为保护内部故障的气体继电器的操作电源。气体继电器的操作电源。相反，对于短路保护的保护装置，其交流操作电源可取自电流互感器，相反，对于短路保护的保护装
46、置，其交流操作电源可取自电流互感器，在短路时，短路电流本身可用来使断路器跳闸，如图在短路时，短路电流本身可用来使断路器跳闸，如图5.85.8、图、图5.95.9所示。所示。交流操作电源供电的继电保护装置，根据跳闸线圈供电方式的不同，交流操作电源供电的继电保护装置，根据跳闸线圈供电方式的不同，分为分为“去分流跳闸去分流跳闸”式和直接动作式两种，下面分别予以介绍：式和直接动作式两种，下面分别予以介绍：1)“1)“去分流跳闸去分流跳闸”方式方式 二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.26 这种接线如图这种接线如图5.85.8所示，在正常情况下，继电器所示，在正
47、常情况下，继电器KAKA的常闭触点将跳闸线的常闭触点将跳闸线圈圈YRYR短接短接(分流分流)，YRYR不通电，断路器不通电，断路器QFQF不会跳闸。当一次电路发生相间短不会跳闸。当一次电路发生相间短路时，继电器动作，其常闭触点断开，使路时，继电器动作，其常闭触点断开，使YRYR的短接分流支路被去掉的短接分流支路被去掉(即即“去去分流分流”)，从而使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈，从而使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈YRYR，使断路器跳，使断路器跳闸。这种接线方式简单经济，而且灵敏度较高。但继电器触点的容量要足闸。这种接线方式简单经济，而且灵敏度较高。但继电器触点的容量要足够大，因为
48、要用它来断开反应到电流互感器二次侧的短路电流，现在生产够大，因为要用它来断开反应到电流互感器二次侧的短路电流，现在生产的的GLGL型过电流继电器，其触点的短时分断电流可达型过电流继电器，其触点的短时分断电流可达150A150A，完全可以满足，完全可以满足去分流跳闸的要求。这种去分流跳闸的要求。这种“去分流跳闸去分流跳闸”的交流操作方式在工厂供电系统的交流操作方式在工厂供电系统中应用相当广泛。中应用相当广泛。QF断路器断路器 TA电流互感器电流互感器 QF断路器断路器 TA电流互感器电流互感器KAGL型电流继电器型电流继电器 YR跳闸线圈跳闸线圈 YR跳闸线圈跳闸线圈(即直动式继电器即直动式继电
49、器KA)图图5.8 “去分流跳闸去分流跳闸”式过电流保护电路式过电流保护电路 图图5.9 直接动作式过电流保护电路直接动作式过电流保护电路 二次接线概述二次接线概述 第第5章章 供配电系统二次接线供配电系统二次接线5.272)2)直接动作式直接动作式 如图如图5.95.9所示，利用高压断路器手动操作机构内的过电流脱扣器所示，利用高压断路器手动操作机构内的过电流脱扣器(跳闸跳闸线圈线圈)YR)YR作过电流继电器作过电流继电器KA(KA(直动式直动式)，接成两相一继电器式或两相两继电器，接成两相一继电器式或两相两继电器式接线。正常情况下，式接线。正常情况下，YRYR通过正常的二次电流，远小于通过正
50、常的二次电流，远小于YRYR的动作电流，不的动作电流，不动作；而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，动作；而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，流过流过YRYR，达到或超过，达到或超过YRYR的动作电流，从而使断路器跳闸。这种交流操作方的动作电流，从而使断路器跳闸。这种交流操作方式最为简单经济，但受脱扣器型号的限制，没有时限，且动作准确性差，式最为简单经济，但受脱扣器型号的限制，没有时限，且动作准确性差，保护灵敏度低，在实际工程中已很少应用。保护灵敏度低，在实际工程中已很少应用。四、高压断路器的控制与信号回路四、高压断路器的控制与信号回路变电所在运行时，
