第七章 二次回路与配电自动化
供配电系统二次回路和自动装置认知
1.项目描述
供配电系统有多种功能的二次回路和不同应用的二次回路。为此我们需要了解供配 电系统的二次接线及二次接线图，其次要会分析二次回路的作用，随着全微机化的新型 二次设备替代机电式的二次设备，或用不同的模块化软件实现机电式二次设备的各种功 能。所以有必要认知微机化设备及计算机在供电系统中的应用。
图 6-12 三相有功电能表的接线
图 6-13 三相四线有功电能表接法
图 6-14 三相三线有功电能表接法 返回
任务三 配电系统微机保护测控装置认知
一、概述
目前的变电所中仍广泛采用机电式的继电保护装置、仪 表屏、操作屏及中央信号系统等对供电系统的运行状 态进行监控。供电系统二次设备的这种配置，结构复 杂，信息采样重复，资源不能共享，维护工作量大。
变电所的测量仪表、控制与信号回路、继电保护装 置以及远动装置等都属于二次设备。它们相互间所连接 的电路称为二次回路或二次接线。
图 6-2 供配电系统的二次回路功能示意图
（一）原理接线图 （二）展开接线图
图 6-3 6～10KV 线路电气测量仪表原理接线图和展开接线图 TA1、TA2－电流互感器 TV-电压互感器 PA－电流表
PV-电压表 KV-电压继电器 KS-信号继电器 WC-控制小母线 WS-信号小母线 WFS-预告信号小母线
三、测量仪表认知 （一）三相电路功率的测量 （1）三相有功功率的测量。
图 6-9 三功率表法测三相四线制不对称负荷功率接线图
图 6-10 两功率表法测三相三线制负荷功率接线图
两个功率表读数之和 为三相有功功率的总 和。但要注意，当系 统的功率因数小于 0.5时，会出现一个 功率标的指针反偏而 无法读数的情况，这 时要立即切断电源， 将该表电流线圈的两 个接线端反接，使它 正转。因为该表读数 为负，这时电路的总 功率为两表读数之差。 注意不能将电压线圈 的接线端接反，否则 会引起仪表绝缘被击 穿而损坏。
第7章 供配电系统的二次回路与自动装置 供配电技术 教学课件
表1 如图2所示控制开关SA的触点图表
SA触点编号 1－2 3－4 5－6 7－8 9－10
跳闸 后
↑
×
SA
手 合闸 柄 操作
↗
×
×
位 置
合闸 后
↑
×
×
跳闸 操作
↖
×
×
注：表中标 “×”，表示该触点接通
图2 采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路图
WC—控制小母线 WL—灯光指示小母线 WF—闪光信号小母线 WS—信号小母线 WAS—事故音响信号小母线 WO—合闸小母线 SA—控制开关 KO—合闸接触器 YO—电磁合闸线圈 YR—跳闸线圈 KM—出口继电保 护触点 QF1～6—断路器 QF的辅助触点GN—绿色指示灯 RD—红色指示灯 ON—合闸操作 方向 OFF—跳闸操作方向
信号回路是指用来指示一次电路运行状态的二次 回路。
信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和 预告信号。
• 断路器位置信号: 用来显示断路器正常工作的位置状态。红灯亮，
表示断路器处在合闸通电状态；绿灯辆，表示断路器 处在跳闸断电状态。 • 事故信号:
用来显示断路器在事故情况下的工作状态。红灯 闪光，表示断路器自动合闸通电；绿灯闪光，表示断 路器自动跳闸断电。此外还有事故音响信号和光字牌 等。 • 预告信号:
采用交流操作电源，可以使二次回路大大简化，投资 大大减少，而且工作可靠，维护方便，但是不适用比较复 杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。交流操作电源 广泛用于中小变配电所中断路器采用手动或弹簧储能操作 及继电保护采用交流操作的场合。
第二节 高压路器控制回路，就是控制（操作）高压断 路器跳、合闸的回路。电磁操动机构只能采用直流操 作电源，弹簧储能操动机构和手力操动机构可交直流 两用，但一般采用交流操作电源。
配电自动化复习知识点整理
配电自动化复习知识点整理一、配电自动化概述配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户等信息进行集成，实现对配电网的监测、控制和管理，从而提高供电可靠性、改善供电质量、降低运行成本。
配电自动化系统通常由主站、子站、终端和通信网络组成。
主站负责整个系统的运行监控和管理；子站起到信息汇集和转发的作用；终端安装在配电网的各个节点，用于采集数据和执行控制命令；通信网络则保障数据的可靠传输。
二、配电自动化的主要功能1、数据采集与监控（SCADA）实时采集配电网的电气量（如电压、电流、功率等）和非电气量（如开关状态、油温等）。
对采集的数据进行处理和显示，为运行人员提供直观的电网运行状态信息。
2、故障处理故障检测：通过监测电气量的变化，快速准确地判断故障发生的位置和类型。
故障隔离：迅速断开故障区域与正常区域的连接，缩小停电范围。
恢复供电：在故障隔离后，自动或手动恢复非故障区域的供电，提高供电可靠性。
3、无功补偿与电压调节实时监测电网的无功功率和电压，自动投切无功补偿设备，以维持电压在合格范围内，提高电能质量。
4、负荷管理对用户的负荷进行监测和分析，实现负荷预测和负荷控制，优化电网的负荷分布。
5、配电自动化高级应用网络重构：根据电网的运行状态和负荷变化，自动调整电网的运行方式，优化网络结构，降低网损。
停电管理：对停电事件进行管理，包括停电计划的制定、执行和跟踪，以及停电信息的发布和通知。
三、配电自动化的通信技术1、有线通信光纤通信：具有传输速率高、抗干扰能力强、可靠性高的优点，但建设成本较高。
电力线载波通信：利用电力线路作为传输介质，无需额外铺设通信线路，但通信质量受电网干扰较大。
2、无线通信无线公网：如 GPRS、CDMA 等，覆盖范围广，但安全性和实时性相对较差。
无线专网：如 WiMAX、LTE 等，具有较高的安全性和实时性，但建设和维护成本较高。
在实际应用中，通常根据具体情况采用多种通信方式相结合的方式，以满足配电自动化系统对通信的要求。
配电自动化课件ppt
分布式电源接入与控制
总结词
分布式电源接入与控制是配电自动化的重要发展方向之一，它能够促进可再生能源的利用和节能减排 ，提高配电网的可持续发展能力。
详细描述
分布式电源接入与控制技术能够实现可再生能源的并网运行和控制。通过与配电自动化系统的集成， 实现对分布式电源的智能调度和控制，提高可再生能源的利用率和配电网的运行效率。同时还能降低 对传统能源的依赖，减少环境污染，促进节能减排和可持续发展。
案例二：某企业配电网优化运行方案
总结词
节能、减排、经济
技术应用
该方案采用了基于实时电价的 智能调度算法，以及基于负荷 预测的优化调度策略。
详细描述
该方案通过优化配电网的运行 方式，实现了节能减排的目标 ，同时为企业节省了大量电费 。
效果评估
该方案的应用有效降低了企业 的能源消耗和碳排放，提高了
企业的经济效益。
配电网故障诊断与定位
总结词
配电网故障诊断与定位是配电自动化的重要功能，它能够快速准确地检测和定 位配电网中的故障，提高供电可靠性和安全性。
详细描述
配电网故障诊断与定位技术通过实时监测配电网的运行状态，快速识别和定位 故障区域。它利用拓扑分析、电流流向判断等技术手段，实现故障的快速定位 和隔离，减少停电范围和时间，提高供电可靠性。
02
配电自动化系统组成
配电自动化主站系统
01
02
03
主站系统概述
主站系统是配电自动化的 核心组成部分，主要负责 数据采集、处理、存储和 监控等功能。
主站系统硬件
主站系统的硬件包括服务 器、工作站、网络设备等 ，这些设备共同协作，确 保主站系统的稳定运行。
主站系统软件
主站系统的软件包括操作 系统、数据库、配电自动 化软件等，这些软件为系 统提供必要的软件环境。
工厂供电与电气控制技术第七章变电所的二次回路与自动装置
第二节 高压断路器的控制和信号回路
一、概述
u控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关等） 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。 u信号回路是用来指示一次回路运行状态的二次回路。信号 按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。
u断路器的控制分为集中控制和就地控制两类： ü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 。 ü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。
图7-8为其控制和信号 回路原理图。 弹簧机构是利用预先储 能的合闸弹簧释放能量， 使断路器合闸
工作原理： （1）合闸； （2）分闸； （3）事故跳闸。
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图7-8 利用弹簧操作机构的断路器控制和 信号回路
第四节 供电系统的自动装置与远动化
一．概述
u自动重合闸的概念：当架空线路上发生故障时，由继电保 护装置将其迅速断开，延时（0.5s）后重新将故障线路自 动投入的装置，简称ARD。 u装设ARD的好处：对暂时性故障，合闸成功后可保证供 电的可靠性，减少停电损失。
ü前加速：是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上发生永久性 故障时，第一次以瞬时加速跳闸，第二 次则以定时限跳闸。 ü后加速：是指自动重合闸后加速保护动作，即当线路上发生永久性 故障时，第一次带时限跳闸，第二次以瞬时加速跳闸。
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二．电气一次自动重合闸的基本工作原理
1.基本工作原理（图7-12）
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2. 备用电源自动投入的基本原理 图7-15是备用电源自动投入装置的原理电路图。
图7-15 备用电源自动投入原理说明简图
工厂供电系统的二次回路和自动装置课件
目 录
• 工厂供电系统的二次回路概述 • 工厂供电系统的二次回路种类及原理 • 工厂供电系统的自动装置种类及原理 • 工厂供电系统的二次回路设计原则与要求 • 工厂供电系统的二次回路与自动装置的运行维
护及故障处理 • 工厂供电系统的二次回路与自动装置的发展趋
势及新技术应用
随着人工智能、物联网等技术的发展，工厂供电系统的二次回路与自动装置将逐渐实现智 能化。通过智能化技术，可以实现远程监控、故障诊断、优化运行等功能，提高供电系统 的可靠性和效率。
节能环保
随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，工厂供电系统的二次回路与自动装置将更加 注重节能环保。采用高效节能设备、优化运行方式等手段，降低运行成本和碳排放，实现 绿色发展。
对二次回路和自动装置进行定 期检查，确保其正常运行。
设备维护
定期对二次回路和自动装置的 设备进行保养和维护，确保其
稳定运行。
监视控制
通过控制和监视系统，实时监 测二次回路和自动装置的运行
状态。
预防性维护
根据设备使用情况和维修记录 ，制定预防性维护计划，预防
故障发生。
故障处理
故障诊断
当二次回路和自动装置出现故障时，能够快 速准确地诊断故障原因。
04
工厂供电系统的二次回路 设计原则与要求
二次回路的保护原则
继电保护
二次回路应配置继电保护装置，以便在发生故障时能够迅速 切断电流，保护设备和系统安全。
熔断器保护
对于一些小电流回路，可以使用熔断器作为简单的保护装置 。
二次回路的可靠性要求
稳定性
二次回路应具有足够的稳定性，以确保在正常工作条件下能够长期稳定运行。
01
工厂供电第7章工厂供电系统二次回路和自动装置
同步并列装置
总性。
详细描述
同步并列装置是一种复杂的自动装置，主要用于实现 两个或多个电源之间的同步并列运行。在大型工厂或 重要设施中，通常配备多个电源以确保供电的稳定性 和可靠性。同步并列装置能够监测各电源的相位、频 率和电压等参数，自动调整各电源的运行状态，使其 保持同步并列运行。这有助于平衡各电源的负载，减 少设备磨损和能源浪费，确保供电的连续性和稳定性 。
继电保护装置的配置与整定
继电保护装置的配置
根据电力系统的结构和元件的重要程 度，合理配置相应的继电保护装置， 以确保系统的安全稳定运行。
继电保护装置的整定
根据电气元件的参数和运行要求，对 继电保护装置的定值进行整定，以确 保继电保护装置在发生故障时能够正 确动作。
03
自动装置
备用电源自动投入装置
预防性维护
根据实际情况制定合理的预防性维护计划，对关键元件进行定期更 换或保养，延长设备使用寿命。
应急处理
在遇到突发性故障时，应迅速启动应急处理程序，尽快恢复二次回 路的正常运行。
感谢您的观看
THANKS
常用的继电保护装置
电流保护装置
用于检测电流的变化，如过流 保护、速断保护等。
电压保护装置
用于检测电压的变化，如低电 压保护、过电压保护等。
距离保护装置
用于检测故障点到保护装置的 距离，根据距离判断是否需要 跳闸。
差动保护装置
利用电气元件两端电流或电压 的差值作为输入信号，检测元
件内部故障的保护装置。
总结词
当主电源出现故障时，能够自动将备用电源投入使用，保障工厂供电的连续性。
详细描述
备用电源自动投入装置是一种重要的自动装置，用于确保工厂供电的可靠性和稳定性。当主电源因故障或其他原 因中断时，该装置能够快速检测到电源故障，并自动将备用电源投入使用，从而避免因电源中断而导致的生产停 顿或设备损坏。
工厂变电所二次回路和自动装置
8.6.2 二次回路的接线
这里所讲的二次回路的接线图主要是指二次安装接线图，简称二次接线图。是安装施工和运行维护时的重要参考图纸。二次接线图是用来表示屏(成套装置)内或设备中各元器件之间连接关系的一种图形。
1．电气图的一般规那么
(1)图幅分区
§8.6 二次回路安装接线图
(3)仪表的测量范围和电流互感器变流比的选择，宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表的指示在标度尺的2／3处。对有可能过负荷的电力装置回路，仪表的测量范围，宜留有适当的过负荷裕度。对重载启动的电动机和运行中有可能出现短时冲击电流的电力装置回路，宜采用具有过负荷标度尺的电流表。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。
8.3.3 电磁操动机构的断路器控制回路
2．电磁操动机构 的断路器控制及信号回路
§8.3 高压断路器控制回路
8.3.4 弹簧操动机构的断路器控制回路
直流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制及信号回路
§8.3 高压断路器控制回路
8.3.4 弹簧操动机构的断路器控制回路
交流操作电源的弹簧操动机构的断路器控制及信号回路
§8.6 二次回路安装接线图
8.6.2 二次回路的接线
ห้องสมุดไป่ตู้
2．二次回路接线图的绘制
(1)工程代号
①高层代号 是指系统或设备中较高层次的工程，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，位置代号以工程的实际位置(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。
§8.6 二次回路安装接线图
自动装置及二次回路
自动装置及二次回路1、自动装置保障电力系统安全经济运行、提高供电可靠性和保证电能质量，电力系统自动装置是必不可少的。
电力系统自动装置可分为自动调节装置和自动操作装置。
自动调节装置一般是为了保证电能质量、消腧系统异常运行状态等对某些电量实施自动地调节，例如同步发电机励磁自动调节、电力系统频率自动调节等。
自动操作装置的作用对象往往是某些断路器，自动操作的目的是提高电力系统的供电可靠性和保证安全运行，例如备用电源自动投入装置、线路自动重合闸装置、低频减载装置等；还有某些自动操作装置用来提高电力系统的自动化程度，例如发电机自动并列装置等。
2、二次回路发电厂、变电站的龟气系统，按其作用分为一次系统和二次系统。
一次系统是直接生产、传输和分配电能的设备及相互连接的电路。
在电能生产和使用的过程中，对一次电力系统的发电、输配电以及用电的全过程进行监视、控制、调节、调度，以及必要时的保护等作用的设备称为二次设备，二次设备及其相互问的连接电蹄称为二次系统或二次回路。
可见，二次回路也是电力系统正常、安全运行的必不可少的部分。
二次系统或二次回路主要包括继电保护、自动装置、测量仪表、控制、信号和操作电源等子系统。
(1)继电保护和自动装置系统。
由互感器、变换器，各种继电保护装置和自动装置、选择开关及其回路接线构成,实现电力系统故障和异常运行时的自动处理。
(2)控制系统。
由各种控制开关和控制对象(断路器、隔离开关)的操动机构组成，实现对开关设备的就地和远方跳、合闸操作，满足改变一次系统运行方式和故障处理的需要。
(3)测量及监测系统。
由各种电气测量仪表、监测装置、切换开关及其回路接线构成，实现指示或记录一次系统和设备的运行状态和参数。
(4)信号系统。
由信号发送机构、接收显示元件及其回路接线构成，实现准确、及时显示一次系统和设备的工作状态。
(5)调节系统。
由测量机构、传送设备、执行元件及其回路接线构成，实现对某些设备工作参数的调节。
供配电系统的二次回路与自动化装置PPT课件
3。触点图表
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40
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41
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断路器的操作机构是断路器自身附带的跳、 合闸传动装置。分为以下几种。
（1）电磁操作机构（CD）：直流螺管式电
1．经常性负荷
经常性负荷是在各种运行状态下，由直流电源不间断供电的负荷。 它包括：经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器和经常点燃 的直流照明灯，由直流供电的交流不停电电源，即逆变电源装置等。
2．事故负荷
事故负荷是指在事故情况下必须由直流电源供电的负荷，包括 事故照明、汽轮机或一些重要辅助机械的润滑油泵、发电机的氢冷 密封油泵和载波通信的备用电源等。
(2)按控制距离分：就地控制和距离控制
路 (3)按控制方式分：分散控制和集中控制
(4)按操作电源性质分：直流操作和交流操作
(5)按操作电源电压和电流的大小分：
强电控制和弱电控制
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5
信号回路是由信号发送机构、传送机构和信
信 号器具构成的。其作用是反映一、二次设备的工
作状态。
号 （1）按信号性质分:事故信号、预告信号、指挥 回 信号、位置信号
它是发电厂和变电站中不可缺少的重要组成部分。
2
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二 次
➢控制回路
回
➢信号回路
路
的
➢测量回路
内
容
➢调节回路
➢继电保护及自动装置回路
3
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4
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
第七章 二次回路与配电自动化
第二节 断路器控制与信号系统
一、控制回路 操作机构动作的电气回路 控制电路是用来控制操作机构动作的电气回路。 控制电路是用来控制操作机构动作的电气回路。 车间变电所和容量较小的总降压变电所的6～ 车间变电所和容量较小的总降压变电所的 ～10kV断路 断路 器的操作，就地控制。 器的操作，就地控制。 总降压变电所的主变压器和电压为35kV以上的进出线 总降压变电所的主变压器和电压为 以上的进出线 断路器以及出线回路较多的6～ 断路器， 断路器以及出线回路较多的 ～10kV断路器，由控制室远方 断路器 由控制室远方 集中控制。 集中控制。 按照对控制电路监视方式的不同， 按照对控制电路监视方式的不同，有灯光监视控制及音 响监视控制电路之分 电路之分。 响监视控制电路之分。由控制室集中控制及就地控制的断路 一般多采用灯光监视控制电路， 器，一般多采用灯光监视控制电路，只在重要情况下才采用 音响监视控制电路。 音响监视控制电路。
6～10kV高压线路电气测量仪表原理接线图和展开接线图 ～ 高压线路电气测量仪表原理接线图和展开接线图 TA1、TA2—电流互感器；TV—电压互感器；PA—电流表；PJ1—三相有功电度表；PJ2—三相无功电度表； 电流互感器； 电压互感器； 电流表； 三相有功电度表； 三相无功电度表； 电流互感器 电压互感器 电流表 三相有功电度表 三相无功电度表 WV—电压小母线 电压小母线 11
备用电源接线方式示入装置的基本要求
（ 1 ） 保证在工作电源或设备确实断开后， 才投入备用电 保证在工作电源或设备确实断开后 ， 源。 不论因任何原因工作电源或设备上电压消失时， （ 2 ） 不论因任何原因工作电源或设备上电压消失时 ， 备 自投均应该动作。 自投均应该动作。 APD只应动作一次 只应动作一次， （3）APD只应动作一次，以免将备用电源合闸到永久性故 障上去。 障上去。 应该校验备自投时过负荷的情况， （ 4 ） 应该校验备自投时过负荷的情况 ， 若过负荷超过允 许限度，应该有备自投装置作用于自动减负荷。 许限度，应该有备自投装置作用于自动减负荷。 APD的动作时间应尽量缩短 的动作时间应尽量缩短。 （5）APD的动作时间应尽量缩短。 电压互感器的熔丝熔断或其刀开关拉开时，APD不应 （6）电压互感器的熔丝熔断或其刀开关拉开时，APD不应 误动作。 误动作。 常用电源正常的停电操作时APD不能动作， APD不能动作 （7）常用电源正常的停电操作时APD不能动作，以防止备 21 用电源投入。 用电源投入。
电力系统二次回路和自动装置
二、二次回路的操作电源
1.概述 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。 2.直流操作电源（220V、110V、48V、24V） （1）由蓄电池供电的直流操作电源
变电所的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、 镍氢蓄电池。 ➢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，投资大，运 行复杂，维护工作量大，可靠性低。 ➢充电方式：多采用浮充电运行方式，即浮充电源与 蓄电池并列运行。
➢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。
2、对备用电源自动投入装置的基本要求 ➢工作电源不论任何原因断开，备用电源应能自动投入； ➢必须在工作电源确已断开，而备用电源电压也正常时， 才允许投入备用电源； ➢APD只能动作一次，以免将备用电源重复投入到永久 性故障上； ➢当电压互感器的二次回路断线时，APD 不应误动作； ➢若备用电源容量不足，应在APD 动作的同时切除一部 分次要负荷。 ➢APD的动作时间应尽可能短，以利于电动机的自起动 和缩短停电时间；
二、互感器的配置
1.电流互感器配置方式 ➢凡是装有断路器的回路均应装设电流互感器； ➢在发电机、主变压器（包括大型的厂用电变压器） 和110kV及以上的大电流接地系统中，三相均应装设 电流互感器； ➢非主要回路，通常只在两相中装设电流互感器，便 可满足测量仪表和继电保护的要求； ➢为减少装设互感器的数目，一般都采用双铁心或多 铁心的电流互感器，以便同时满足测量仪表与继电保 护的要求； ➢在升高电压（35kV及以上）侧，可以采用装在断路 器两侧套管中的电流互感器。
供配电系统二次接线与自动化
这种控制开关有六个位置： 两个预备操作位置（“预备合闸”和“预备跳闸”）； 两个操作位置（“合闸”和“跳闸”）； 两个固定位置（“合闸后”和“跳闸后”）。
LW12－16D/49.4636.6开关接点图表
触点号
跳闸 后
预备 手 合闸 柄 合闸
位 合闸 后
置 预备 跳闸 跳闸
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 －－－－－－－－－－ 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 －×－－－－×－－×
优点： ①功能综合化 所有二次回路功能综合为一体。 ②结构微机化 主要插件是全微机化的分布式结构，采用网络总线连
接成整体。
③操作监视屏幕化 面对彩色大屏幕显示器进行全方位监视与操作。 ④运行管理智能化 具有在线自诊断功能和专家系统。
二、变电所综合自动化系统的基本功能
（一）微机远动功能
变电所综合自动化系统必须具有微机远动装置（RTU）的 全部功能，应能集中收集变电站内的所有信息，同时可以接收 上级控制调度中心的命令，输出开关控制信号，增减控制设备 信号或调节设备的整定值，并返回已完成操作的信息，归纳起 来有如下功能：
互感器取得220V电压源，从电流互感器取得电流源。
由电压互感器取得交流操作电源的电路图
2.交流操作电源的可靠性 用电压互感器作交流操作电源，因其电压受到一次系统的 影响，只能作为断路器正常跳合闸以及预告信号的工作电源。 相反，电流互感器对于短路故障、过负荷都非常有效，可 用它为操作电源来实现过电流保护，作用于断路器操动机构上 的电流脱扣器“去分流跳闸”。
×－－－×－－－×－
－－×－－×－×－－
×－－－×－－×－－
－×－－－－×－×－
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第七章二次回路与配电自动化答案7-1二次回路包括哪些部分？各部分的功能是什么？答：二次回路是用来控制、指示、检测和保护一次电路运行的电路。
二次回路又称为二次系统。
按功能二次回路可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路和自动化回路，为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源回路等。
断路器控制回路的主要功能是对断路器进行通、断操作，当线路发生短路故障时，电流互感器二次回路有较大的电流，相应继电保护的电流继电器动作，保护回路作出相应的动作，一方面保护回路中的出口（中间）继电器接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，断路器的辅助触点启动信号系统回路发出声响和灯光信号。
另一方面保护回路中相应的故障动作回路的信号继电器向信号回路发出信号。
操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。
电压、电流互感器还向监测、电能计量回路提供线路电流和电压参数。
7-2二次回路的操作电源是如何得到的？答：断路器需要配用专门的操动机构，操动机构工作时需要电源；另外，控制回路、信号回路、保护回路的工作也需要电源，这些电源称为操作电源。
操作电源有直流操作电源和交流操作电源之分。
1．直流操作电源：断路器的电磁操动机构、弹簧操动机构，变电站控制、信号、继电保护回路等均可以采用直流操作电源。
直流操作电源的取得有两种途径：（1）采用蓄电池的直流操作电源，这种方式因供电可靠性好、体积小、重量轻、成套性强、安装维护方便而得到广泛的应用，但投资较高，其接线如图7-1所示。
（2）采用带电容储能的硅整流装置作直流操作电源，这种方式造价低，但可靠性较差，只能用于主结线简单且供电可靠性要求不高的变电站。
2．交流操作电源：交流操作不需专门的电流变换装置，投资省，建设快，二次接线简单，运行维护方便；当保护、控制、信号回路的容量不大时，保护装置的操作电源可取自电流互感器的二次侧，控制、信号回路的操作电源可取自电压互感器的二次侧。
但只有采用弹簧操动机构的断路器才能使用交流电源作操作电源，而弹簧操动机构的造价又较高；同时，采用交流操作电源的继电保护装置时，电流互感器二次负荷增加，有时不能满足保护要求；且交流继电器不配套，使交流操作的采用受到限制。
因此，交流操作一般用于能满足继电保护要求、出线回路少的小型变配电站。
7-3直流操作电源和交流操作电源有何区别？答：直流操作电源：断路器的电磁操动机构、弹簧操动机构，变电站控制、信号、继电保护回路等均可以采用直流操作电源。
交流操作不需专门的电流变换装置，投资省，建设快，二次接线简单，运行维护方便；当保护、控制、信号回路的容量不大时，保护装置的操作电源可取自电流互感器的二次侧，控制、信号回路的操作电源可取自电压互感器的二次侧。
但只有采用弹簧操动机构的断路器才能使用交流电源作操作电源，而弹簧操动机构的造价又较高；同时，采用交流操作电源的继电保护装置时，电流互感器二次负荷增加，有时不能满足保护要求；且交流继电器不配套，使交流操作的采用受到限制。
因此，交流操作一般用于能满足继电保护要求、出线回路少的小型变配电站。
7-4断路器的控制信号回路的主要功能是什么？事故信号按什么原理发出？并说明防跳线回路的工作原理。
答：断路器的控制回路是指控制（操作）断路器分、合闸的回路。
可根据断路器的操动机构型式和操作电源进行分类。
按操动机构分，断路器有手力式、电磁式和弹簧式等；按操作电源分，断路器有直流和交流两类。
电磁操动机构只能采用直流操作电源；弹簧操动机构和手力操动机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。
事故信号发出的两条基本原则如下：（1）各断路器均应有事故跳闸信号。
断路器的事故跳闸信号回路，应按“不对应原理”接线。
当采用电磁操动机构或弹簧操动机构时，利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成不对应关系，即控制开关在合闸位置而断路器已跳闸时，发出事故跳闸信号。
（2）对有可能出现不正常工作状态或故障的设备，应装设预告信号。
预告信号应能使控制室或值班室的中央信号装置发出音响和灯光信号，并能指示故障地点和性质。
一般预告音响信号用电铃，而事故音响信号用电笛，两者有所区别。
防跳线功能具体见课本P223图7-4所示：在没有KTL的情况下，合闸后，若出现机械故障使控制开关SA的触点5－8被卡死，同时又遇永久性故障时，继电保护使断路器分闸，断路器的辅助接点QFI闭合，合闸回路再次接通，断路器再次合闸，继电保护又使断路器分闸……这个过程循环往复，称为断路器“跳跃”。
这种现象对断路器和系统都是危害很大的。
因此在断路器控制回路中增加“防跳”功能。
“防跳”功能主要由继电器KTL完成。
当由SA合闸接通5－8时，若遇短路故障，继电保护出口继电器ZK闭合，KTL电流线圈通电，KTLI闭合，KTLZ断开，其KTL电压线圈也通电，自保持。
断路器分闸后，QFI闭合，即使5－8触点被卡死，因为KTLZ已断开，所以断路器不会合问。
当58触点断开后，KTL电压线圈失电，KTLZ闭合，作好下次合闸的准备。
7-5自动重合闸装置的主要作用是什么？与保护配合的前、后加速是指什么？答：在线路上，尤其是架空线路上，由于雷电大气过电压或电网操作过电压，在线路或设备上引起放电闪络，闪络时间约40μs左右，闪络时使线路形成短路，使断路器分闸，线路停电，造成损失。
人们在实践中发现，因闪络使电网出现短路故障，断路器分闸后，绝大多数短路故障已经消失，只有极少数故障是永久性的。
需要检修线路或设备才能排除的故障，称为永久性故障。
在电路切断后能迅速消失的故障称为瞬时性故障。
据此，人们提出了自动重合闸装置，以减少瞬时性故障停电所造成的损失。
自动重合闸前加速保护如图7-7所示，ARD装置设于首段线路上，当各级线路段中任何一级线路短路时，短路点前各段线路上的过电流保护装置的起动继电器均会起动。
此时，设有ARD装置的线路段WLI上的过电流保护时间环节被闭锁，其过电流保护失去选择性，瞬时跳闸。
然后，ARD装置迅速动作进行重合闸操作，若重合成功，则线路继续运行；若重合不成功，则WLI上的过电流保护时间环节在ARD装置动作后即被释放，其过电流保护应按整定时限动作，因此，此时由故障线路上的过电流保护选择性动作，切除故障线路。
这种自动重合闸装置与保护的配合方式称为自动重合闸前加速保护。
自动重合闸后加速保护：如图7-8所示（见书P231），每条线路上都装设ARD装置，当某条线路短路时，线路上的过电流保护装置按选择性动作跳闸。
然后，该线路上的ARD装置动作进行重合闸操作，若重合成功，则线路继续运行；若重合不成功，则故障线路的过电流保护装置的时间环节会在ARD装置动作后被闭锁，此时，该过电流保护装置将瞬时动作跳闸。
7-6备用电源自动投入装置的主要作用是什么？对明备用系统和暗备用系统的要求有何区别？答：在供电安全性和可靠性需求较高的高层建筑及重要工业企业的变电站中，一般都设置两个及以上的电源，电源容量和线路均留有备用。
为了实现工作电源或线路故障时，安全、迅速、可靠地投入备用电源或线路，因此，需要有备用电源自动投入装置APD（Auto Put－into Device）来完成。
明备用的双电源变电所中，备用电源自投装置应安装在备用电源进线断路器上，正常时由工作电源S1供电，当工作电源停电时，QF1分闸，APD使QF2断路器自动合闸，保证供电连续性。
如图7-5a所示。
暗备用的双电源变电所中，备用电源自动投入装置应安装在母线分段断路器QF3上，如图7-5b所示。
正常时两个电源分别供电给两段母线上，当一个电源切除时，APD使QF3合闸，另一个电源向两段母线供电，保证了供电连续性。
7-7配电网自动化包括哪些主要功能？答：配电网自动化的主要功能如下所述：1．配电网调度自动化系统2．变电所、配电所自动化3．馈线自动化（FA）4．自动制图（AM）／设备管理（FM）／地理信息系统（GIS）5．配电工作管理系统6．用电管理自动化7．配电网分析软件系统（DPAS）8与其他系统的接口功能。
7-8配电网自动化系统中SCADA系统、配电网故障线路报警和自动隔离及恢复系统、GIS系统、DMS系统、LM系统，各自的主要任务和功能是什么？答：1.数据采集与监控系统（SCADA）：配电网SCADA系统的任务：（1）向配电网的管理人员提供配电网的实时数据、信息，方便他们了解配电网的实时情况和负荷的变化趋势。
（2）为各种电力系统自动化高级功能软件提供准确、及时的信息，从而实现对配电网乃至整个电网的优化控制、调度、故障预测和排除，提高电能质量、供电可靠性和安全性。
（3）用远方遥控代替手工操作，提高工作效率，减轻运行、操作、维护人员的劳动强度。
配电网SCADA系统的功能：（l）遥信完成采集配电网的各种开关设备的实时状态，通过配电网的信道送到监控计算机。
（2）遥测完成采集配电网的各种电量（如电流、电压、用户负荷、电度等）的实时数值，通过配电网的信道送到监控计算机。
（3）遥控是由操作人员通过监控计算机发送开关开合命令，通过配电网信息传达现场，使现场的执行机构操作开关的开合，达到给用户供电、停电等目的。
（4）遥调是由操作人员通过监控计算机或高级监控程序自动发送参数调节命令，通过配电网信道传达现场，使现场的调节机构对特定的参数进行调节，达到负荷大小、电压、功率因数调节等目的。
此外，配电网SCADA系统也同样要给监控、操作人员提供监视画面，要给电力系统其他高级管理软件提供数据共享的接口。
同输电SCADA系统相比，配电网SCADA系统在功能上更侧重遥控、遥信功能，以减少操作人员的劳动强度。
2.配电网故障线路报警和自动隔离及恢复系统：中低压配电网大部分采用树枝状供电系统，这种系统一旦某处发生故障，由于范围广、地理条件复杂，故障点的寻找困难，停电时间长，涉及范围大。
所以，配电网自动化的一个主要任务是配电网在事故的时候能够尽快找到故障的线段（故障定位），进行故障的隔离和恢复供电。
3.配电网地理信息系统（GIS）：配电网地理信息系统的任务是在城乡街道地理背景图上按一定比例绘制债电线的接线图，图上可标注断路器、架空线、电线杆、电缆、配电变压器等所有电气设备的符号、型号、规格。
集配电网的图形、数据和计算于一体，达到对配电网科学管理的水平。
配电网地理信息系统的主要功能为：（1）图形编辑功能系统可实现图形的快速绘制、无级缩放、漫游查询、拷贝平移、网络着色、图幅定义、背景装卸和拼接、分层显示和查询以及打印等多项功能。
（2）资料编辑功能系统可实现各种电力设备（如导线、变压器、断路器等）技术资体．检修维护资料和测量监控资料的编辑、查询和打印功能。
（3）计算功能对每一条馈电线路可进行理论网损、潮流和短路电流计算，并提供材料和施工费用的核算与统计。
（4）安全管理功能在图上用鼠标点击某种设备，便可找到该设备的资料，如线路上的杆塔及其结构图。