变电所的监控系统和自动装置

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硅整流器U1:采用三相桥式整流。 硅整流器U2:采用单相桥式整流。
正常运行时由整流器供电,当系统发生故障时,交流电源电压大大降低,利用电容器C1和C2的储能使断路器跳闸。
复式整流装置(图7-2)
正常运行时由整流器供电,当系统发生故障时,利用短路故障电流经过整流作为操作电源。
整流装置既可由“电压源”(所用变压器或电压互感器)供电,也可由 “电流源”(电流互感器 )供电。
绿灯闪光
+WS→HA→R3→SA1-3→SA19-17→QF5-6→-WS
发出音响信号
控制台上,绿灯在闪光,事故信号装置发出音响,表明断路器是自动跳闸的。只有将SA手柄转到“跳闸后”位置,绿灯才变为平光,事故音响信号才停止。
3. 防跳回路
作用:防止运行人员手动合闸断路器于故障线路上,断路器又被继电保护装置动作于跳闸后,断路器会出现多次连续跳、合闸的跳跃现象。
图7-12 直流系统两点接地示意图
R1=R2= R3= 1000Ω SA1:母线电压表转换开关,有三个位置; SA2 :绝缘监察转换开关,有三个位置; PV2:母线电压表; PV1:用于测量系统总的绝缘电阻,表盘上有欧姆刻度。
图中:
即“母线”、“正对地”和“负对地。平时,其手柄置于“母线”位置,触点1-2、5-8、9-11接通,PV2可测量正、负母线电压,指示为220V。
+WF→SA13-14→HLR→R2→KLB(I)→QF3-4→YR→-WC 红灯闪光 +WC→SA6-7→KLB(I)→QF3-4→YR→-WC QF跳闸 绿灯亮
自动跳闸:自动跳闸时,QF在跳闸位置,SA在 “合闸后”位置,二者不对应,触点SA9-10接通,则
+WF→SA9-10→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC
工作原理:
可见:中央复归是在主控台上通过按钮或自动解除音响信号。
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三、预告信号装置
图7-11为中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图。
发生不正常运行时,其相应的继电器K动作,音响信号HA(警铃)和光字牌HL同时动作。按一下SB2,警铃即被解除,同时黄色信号灯HLY发亮。
缺点:不能重复动作。
图7-11 中央复归不能重复动作的预告音响信号装置接线图
7.4 绝缘监察装置和测量仪表
一、绝缘监察装置
1. 直流系统的绝缘监察装置(图7-13)
直流系统发生一点接地时,没有短路电流流过,熔断器不会熔断,仍能继续运行。
直流系统为何设置绝缘监察装置?
但这种接地故障必须及早发现并处理,否则当出现两点接地时(图7-12),可能引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置回路不正确动作。
将 代入上式得:
当负极绝缘电阻降低时,先将SA2置于“测量位置 II ”,此时其触点2-4和15-14接通,调节电位计R3使电桥平衡,记下R3 的位置刻度百分x;再将SA2置于“测量位置I ”,由PV1的电阻指示数读出总的对地绝缘电阻值R∑ 。
2
3
4
5
+WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC
绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置,也表明断路器的合闸回路是完好的。
绿灯HLG亮
“预备合闸”:由表7-1知,触点SA9-10与SA13-14接通,此时
+WF→SA9-10→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC
绿灯闪光
绿灯闪光表明该断路器准备合闸,以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。
“合闸”(不松手):由表7-1知,SA5-8、SA17-19和SA16-13接通,则
+WC→SA5-8→ KLB2 →QF1-2→KO→- WC
QF合闸
+WC→SA16-13→HLR→R2→KLB(I)→QF3-4→YR→-WC
红灯HLR亮
红灯亮既表明断路器正处于合闸位置,也表明断路器的跳闸回路是完好的。
对电气测量仪表的一般要求 常用测量仪表应能正确反映电力装置的运行参数,能随时监测电力装置回路的绝缘状况 。 交流电流表、电压表、功率表可选用2.5级,直流电路中的电流表、电压表可选用1.5级,频率表可选用0.5级。 电度表及互感器的准确度配置见表7-2。 仪表的测量范围和互感器变比的选择,应使正常运行情况下仪表指针指示在满标度的2/3左右,并留有过负荷指示裕度。对有可能双向运行的电力装置回路,应采用具有双向标度尺的仪表。
01
任一台断路器自动跳闸时,即会发出事故音响信号。按一下SB2按钮,便会解除音响信号,但控制屏上的闪光信号却继续保留。
02
缺点:不能重复动作。即当一断路器启动事故信号并中央复归后,又一断路器自动跳闸,音响不能再次启动。
03
图7-9 中央复归不能重复动作的事故音响信号装置接线图
04

中央复归能重复动作的的事故音响信号装置(图7-10)
7.1 变电所的操作电源 7.2 变电所的控制回路 7.3 变电所的信号回路 7.4 绝缘监察装置和测量仪表 7.5 变电所常用自动装置 7.6 变电站综合自动化简介
操作电源是用来对断路器的分、合闸回路,继电保护装置以及其它信号回路供电的电源。
一、概述
可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。
二、电气测量仪表
2.变配电装置中各部分仪表的配置
图7-15 6~10kV母线电压测量和绝缘监视的原理图
说明:图中无功电度表为60°接线,其特点是在电压线圈中人为地串联了一个附加电阻,使电压线圈的阻抗角由原来的90°减小为60°,即电压线圈中的电流滞后电压60°。
图7-16 6~10kV高压线路电气测量仪表的接线原理图
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7.3 变电所的信号回路
一、概述
1.信号装置的分类
断路器位置信号:用来指示断路器正常工作的位置状态,一般用红灯亮表示断路器处于合闸位置;绿灯亮表示断路器处于跳闸位置。 事故信号:用来指示断路器事故跳闸时的状态,包括灯光信号(绿灯闪光)和音响信号(蜂鸣器)。 预告信号:用来指示运行设备出现不正常运行时的报警信号包括音响信号(电铃)和光字牌。
低压配电线路:
对三相负荷平衡的低压动力线路,可只装设一只电流表; 对三相负荷长期不平衡的低压照明线路及动力和照明混合电路,应装设三只电流表。如需计量电能,还应加装一只三相四线制的有功电能表; 对三相负荷平衡的动力线路,可只装设一只单相有功电能表(实际电能为其计度的3倍)。 静电电容器:为了监视三相负荷是否平衡,需装设三只电流表。如需计量其无功电能,还应加装一只无功电能表。
02
发生不正常工作状态时,能及时发出区别于事故音响的另一种音响(警铃),并使显示故障性质的光字牌点亮。
03
中央事故信号与预告音响信号应有区别,一般事故信号用蜂鸣器(电笛),预告信号用电铃;
04
音响信号应能重复动作,并能手动或自动复归,而故障性质的指示灯仍保留。
05
二、事故信号装置
中央复归不能重复动作的的事故音响信号装置(图7-9)
闪光电源的构成
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DX-3型闪光继电器的内部结构与接线如图7-7所示。
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图7-7 由DX-3型闪光继电器构成的闪光电源
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图中, KF为闪光继电器,其触点时开时闭,使闪光母线+WF上呈现断续的正电压;SB为试验按钮,按下时闪光装置动作,白色信号灯HLW亮,表示本装置工作正常。
松开手柄,SA自动回到“合闸后”的位置,红灯继续发光。
自动合闸:自动合闸时,QF在合闸位置,SA在 “跳闸后”位置,二者不对应,触点SA14-15接通,则
+WF→SA14-15→HLR→R2→KLB(I)→QF3-4→YR→-WC
红灯闪光
控制台上,红灯在闪光,表明断路器是自动合闸的,只有将SA手柄转到“合闸后”位置,红灯才变为平光。
跳闸过程
手动跳闸:
“预备跳闸”:由表7-1知,触点SA13-14接通,此时
红灯闪光表明该断路器准备跳闸,以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。
“跳闸”(不松手):由表7-1知,SA6-7、SA10-11接通,则
+WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC
松开手柄,SA自动回到“跳闸后”的位置,绿灯继续发光。
即“信号”、“测量位置I”和“测量位置II”。平时,其手柄置于“信号”位置,触点5-7和9-11接通,使电阻R3被短接。此时SA1的9-11也是接通的,信号继电器KS投入工作。
图7-13 直流系统绝缘监察装置接线图
工作原理
将 代入上式得:
当正极绝缘电阻降低时,先将SA2置于“测量位置I”,此时其触点1-3和13-14接通,调节电位计R3使电桥平衡(PV1指示为零),记下R3的位置刻度百分数x;再将SA2置于“测量位置II ”,由PV1的电阻指示数读出总的对地绝缘电阻值R∑。
图7-1 硅整流电容储能式直流操作电源
三、交流操作电源
图7-2 复式整流装置接线示意图 直接动作式(见图7-3) 利用继电器常闭触点去分流跳闸线圈方式(图7-4) 图7-3 直接动作式的交流操作保护接线图 图7-4 去分流跳闸方式的交流操作保护接线图
图7-5 利用速饱和变流器的交流操作保护接线图
一、概述
对断路器控制回路的基本要求
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6
二、控制开关
控制开关又称为“万能转换开关”,是电气工作人员对断路器进行分、合闸控制的操作元件。
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目前变电所多采用LW2型控制开关,它共有六个位置: 预备操作位置:“预备合闸”和“预备跳闸” 操作位置:“合闸”和“跳闸” 固定位置:“合闸后”和“跳闸后”
图中:
SA:控制开关 HLG:绿灯 HLR:红灯 KLB:防跳继电器 KM1:自动重合闸出口中间继电器的常开触点 KM0:继电保护出口中间继电器的常开触点 HA:蜂鸣器
右侧“1”、 “2”、 “3”分别表示操作手柄在“预备合闸”、“合闸”和“合闸后”位置
左侧“1”、 “2”、 “3”分别表示操作手柄在“预备跳闸”、“跳闸”和“跳闸后”位置
其中,事故信号和预告信号是电气设备各信号的中心部分,通常称为中央信号,它们集中装设在中央信号屏上。
பைடு நூலகம்
2.对中央信号回路的基本要求
所有有人值班的变电所,都应在控制室内装设中央事故信号和预告信号装置;
01
断路器事故跳闸时,能及时发出音响信号(蜂鸣器),并使相应的位置指示灯闪光,亮 “掉牌未复归”光字牌。
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LW2型控制开关的触点图表:见表7-1。 合闸操作顺序:预备合闸→合闸→合闸后 跳闸操作顺序:预跳备闸→跳闸→跳闸后
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三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路
图7-6为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。
1. 合闸过程
手动合闸:手动合闸前,断路器QF处于跳闸状态,控制开关手柄处于“跳闸后”位置,由表7-1知,SA10-11接通,则
思考:速饱和变流器与电流互感器的区别是什么?
电流互感器的二次侧不允许开路;速饱和变流器可以在开路下使用。
Why?
采用速饱和变流器的目的:
当短路时限制流入跳闸线圈的电流; 减小电流互感器的二次负荷阻抗。
优点:投资小、接线简单可靠、运行维护方便。 缺点:不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路等。
利用速饱和变流器的接线方式(图7-5)
交流操作电源的优缺点:
7.2 变电所的控制回路
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控制回路是由控制开关和控制对象(断路器、隔离开关)的传送机构及执行(或操作)机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳”、“合”闸操作。 集中控制(远方控制):在控制室内用控制开关对断路器进行操作,用于35kV及以上的变电所中 。 就地控制:在各个断路器安装处就地操作,用于6~10kV的变电所中。 断路器的控制分为集中控制和就地控制两类:
二、直流操作电源
1. 由蓄电池供电的直流操作电源
优点:蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。 缺点:需修建有特殊要求的蓄电池室,购置大量的充电设备和蓄电池组,辅助设备多,投资大,运行复杂,维护工作量大,可靠性低。
7.1 变电所的操作电源
2. 由硅整流器供电的操作电源
硅整流电容储能式直流操作电源(图7-1)
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