第8章思考题和习题解答

第八章变电所二次回路和自动装置8-1 变电所二次回路按功能分为哪几部分各部分的作用是什么答：变电所二次回路按功能分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控制回路及操作电源回路等。

①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，相应继电保护动作，接通断路器控制回路中的跳闸回路，使断路器跳闸，起动信号回路发出声响和灯光信号。

②信号回路是用来指示一次电路设备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。

③保护回路是用来对变电所设备进行保护。

④监视和测量回路是用来对变电所各线路进行监视和测量，以满足电气设备安全运行的需要。

⑤自动控制回路是用来实现自动重合闸和备用电源自动投入。

⑥操作电源回路是用来提供断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路、自动控制回路等所需的电源。

8-2 二次回路图主要有哪些内容各有何特点答：二次回路图主要有二次回路原理图、二次回路展开图、二次回路安装接线图。

①二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，在该图中一、二次回路画在一起，继电器线圈和其触点画在一起，有利于叙述工作原理，但由于导线交叉太多，它的应用受到一定的限制。

②二次回路展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。

交流回路又分为电流回路和电压回路，直流回路又有直流操作回路与信号回路，在展开图中继电器线圈和触点分别画在相应的回路，用规定的图形和文字符号表示。

③二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。

8-3 操作电源有哪几种，直流操作电源又有哪几种各有何特点答：二次回路的操作电源主要有直流操作电源和交流操作电源两类，直流操作电源有蓄电池和硅整流直流电源两种。

蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。

①铅酸蓄电池具有一定危险性和污染性，需要专门的蓄电池室放置，投资大。

因此，在变电所中现已不予采用。

②镉镍蓄电池的特点是不受供电系统影响，工作可靠，腐蚀性小，大电流放电性能好，比功率大，强度高，寿命长，不需专门的蓄电池室，可安装于控制室。

在变电所（大中型）中应用普遍。

8-4蓄电池有哪几种运行方式？答：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。

8-5 交流操作电源有哪些特点可以通过哪些途径获得电源答：交流操作电源的优点是：接线简单、投资低廉、维修方便。

缺点是：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，不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路。

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。

8-6所用变压器一般接在什么位置对所用变压器的台数有哪些要求答：所用电变压器一般接在电源的进线处,这样变电所母线或变压器发生故障时，所用变压器仍能取得电源。

一般情况采用一台所用变即可，但对一些重要的变电所，设有两台互用为备用的所用变。

两台所用变接于二路电源的进线处，或其中一台所用变应接至进线处，另一台则应接至与本变电所无直接联系的备用电源上。

在所用变低压侧可采用电源自动投入装置，以确保所用电的可靠性。

8-7断路器的控制开关有哪6个操作位置简述断路器手动合闸、跳闸的操作过程。

答：1．控制开关有6个位置是“跳闸后”（TD），“预备合闸”（PC），“合闸”（C），“合闸后”（CD），“预备跳闸”（PT），“跳闸”（T）。

2．手动合闸操作过程设断路器处于跳闸状态，此时控制开关SA处于“跳闸后”位置，其触点10-11通，QF1闭合，HG绿灯亮，表明断路器是断开状态，又表明控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好回路。

因电阻1R存在，流过合闸接触器线圈KM的电流很小，不足以使其动作。

将控制开关SA顺时针旋转90°，至“预备合闸”位置，9-10通，将信号灯接于闪光小母线（+）WF 上，绿灯HG闪光，表明控制开关的位置与“合闸后”位置相同，但断路器仍处于跳闸后状态，这是利用“不对应原理”接线，同时提醒运行人员核对操作对象是否有误，如无误后，再将SA置于“合闸”位置（继续顺时针旋转45°）。

SA的5-8通，使合闸接触器KM接通于+WC和-WC之间，KM动作，其触点KM1和KM2闭合, 合闸线圈YO通电，断路器合闸。

断路器合闸后，QF1断开使绿灯熄灭，QF2闭合，由于13-16通，红灯亮。

当松开SA后，在弹簧作用下，SA自动回到“合闸后”位置，13-16通，使红灯发出平光，表明断路器已合闸，同时表明跳闸线圈YR回路及控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好。

在此通路中，因电阻2R存在，流过跳闸线圈YR的电流很小，不足以使其动作。

3．手动跳闸操作过程将控制开关SA逆时针旋转90°置于“预备跳闸”位置，13-16断开，而13-14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光，表明SA的位置与跳闸后的位置相同，但断路器仍处于合闸状态。

将SA继续旋转45°而置于“跳闸”位置，6-7通，使跳闸线圈YR接通，此回路中的（KTL线圈为防跳继电器KTL的电流线圈）YR通电跳闸，QF1合上，QF2断开，红灯熄灭。

当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，10-11通，绿灯发出平光，表明断路器已经跳开，合闸回路完好。

8-8断路器控制回路应满足哪些要求答：对断路器控制电路的基本要求如下：（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；应对二次回路短路或过负荷进行保护；（3）断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成时，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。

8-9试述断路器控制回路中防跳回路的工作原理（图8-7）。

答：若没有KTL防跳继电器，在合闸后，如果控制开关SA的触点5-8或自动装置触点1K，被卡死；而此时又遇到一次系统永久性故障，继电保护使断路器再次跳闸，QF1闭合，合闸回路又被接通，则出现多次“跳闸—合闸”现象，这种现象称为“跳跃”。

如果断路器发生多次跳跃现象，会使其毁坏，造成事故扩大。

所以在控制回路中增设了防跳继电器KTL。

防跳继电器KTL有两个线圈，一个是电流启动线圈，串联于跳闸回路，另一个是电压自保持线圈，经自身的常开触点与合闸回路并联，其常闭触点则串入合闸回路中。

当用控制开关SA合闸（5-8通）或自动装置触点1K合闸时，如合在短路故障上，继电保护动作，其触点2K闭合，使断路器跳闸。

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。

断路器跳开后，QF1闭合，如果此时合闸脉冲未解除，即控制开关SA的触点5-8或自动装置触点1K被卡死，因KTL2常闭触点已断开，所以断路器不会合闸。

只有当触点5-8或1K断开后，防跳继电器KTL电压线圈失电后，常闭触点才闭合。

这样就防止了跳跃现象。

8-10 什么叫中央信号回路事故音响信号和预告音响信号的声响有何区别答：（1）变电所的进出线、变压器和母线等都配置继电保护装置或监测装置，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。

（2）事故音响信号是在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。

预告音响信号是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。

8-11 试述能重复动作的中央复归式事故音响信号回路工作原理。

答：“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来实现的。

当断路器1QF事故跳闸，蜂鸣器发出声响，若音响已被手动或自动解除，但1QF的控制开关尚未转到与断路器的实际状态相对应的位置，若断路器2QF又发生自动跳闸时，其2QF断路器的不对应回路接通，与1QF断路器的不对应回路并联，不对应回路中串有电阻引起脉冲变流器TA的一次绕组电流突增，故在其二次侧感应一个电势，又使干簧继电器KR动作，蜂鸣器又发出音响。

8-12在图8-12中，如何检查光字牌灯泡是否损坏答：转动图8—12的SA到试验位置时，试验回路为+WS-12-11-9-10-8-7-2WFS-HL光字牌（两灯串联）-1WFS-WS，所以光字牌亮，表示光字牌灯泡完好，如有不亮，表示光字牌灯泡坏，更换灯泡。

8-13 电气测量的目的是什么对仪表的配置有何要求答：（1）电气测量的目的有3个：①对用电量的计量；②对供电系统中的运行状态、技术经济分析所进行的测量；③对交、直系统的安全状况等进行监测。

（2）对仪表的配置要求如下：①在供配电系统每条电源的进线上，必须装设计费用的有功电度表和无功电度表及反映电流大小的电流表。

②在变配电所的每一段母线上（3—10kV），必须装设电压表4只，其中一只测量线电压，其他3只测量相电压。

③35/6—10kV变压器应在高压侧或低压侧装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表和无功电度表各一只，6—10kV/的配电变压器，应在高压侧或低压侧装设一只电流表和一只有功电度表，如为单独经济核算的单位变压器，还应装设一只无功电度表。

④3—10kV配电线路，应装设电流表，有功功率表，无功功率表各一只，如不为单独经济核算单位时，无功功率表可不装设。

⑤低压动力线路上应装一只电流表。

⑥并联电容器总回路上，没相应装设一只电流表，并应装设一只无功功率表。

8-14 计费计量中，互感器、仪表的准确度有何要求答：电能计量装置按其计量对象的重要程度和计量电能的多少分为五类：Ⅰ类电能计量装置：月用电量5000MWh及以上或变压器容量为10MVA及以上的高压用户；Ⅱ类电能计量装置：月用电量1000MWh及以上或变压器容量为2MVA及以上的高压用户；Ⅲ类电能计量装置：月用电量100MWh及以上或负荷容量为315kVA及以上的计费用户、用户内部用于承包考核用的计量点；Ⅳ类电能计量装置：负荷容量为315kVA及以下的计费用户、用户内部技术经济指标分析、考核用的电能计量装置；Ⅴ类电能计量装置：单相电力用户计费用的电能计量装置。

电能计量装置的准确度不应低于表8-4的规定。

表8-4 电能计量装置的准确度要求电能计量装置类别准确度最低要求（级）有功电能表无功电能表电压互感器电流互感器Ⅰ或Ⅱ或ⅢⅣⅤ——注：1.0.2S、级指特殊用途的电流互感器，使用于负荷电流小、变化范围不大（1%~120%）的计量回路。