第7章电力工程基础
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1、2022-5-30河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系1电力工程基础电力工程基础河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系22022-5-30第七章第七章 变电所的监控系统和自动装置变电所的监控系统和自动装置n 7.1 变电所的操作电源n 7.2 变电所的控制回路n 7.3 变电所的信号回路 n 7.4 绝缘监察装置和测量仪表n 7.5 变电所常用自动装置n 7.6 变电站综合自动化简介河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系32022-5-307.1 变电所的操作电源变电所的操作电源 操作电源操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装是用来对断路器的
2、分、合闸回路，继电保护装置以及其它信号回路供电的电源。置以及其它信号回路供电的电源。一、概述一、概述可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。可分为直流操作电源和交流操作电源两大类。 二、直流操作电源二、直流操作电源1. 由蓄电池供电的直流操作电源由蓄电池供电的直流操作电源F优点：优点：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。F缺点：缺点：需修建有特殊要求的蓄电池室，购置大量的充电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。工作量大，可靠性低。河北
3、科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系42022-5-307.1 变电所的操作电源变电所的操作电源2. 由硅整流器供电的操作电源由硅整流器供电的操作电源n硅整流电容储能式直流操作电源（图硅整流电容储能式直流操作电源（图7-1）硅整流器硅整流器U1：采用三相桥式整流。：采用三相桥式整流。硅整流器硅整流器U2：采用单相桥式整流。：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，利用电容器压大大降低，利用电容器C1和和C2的储能使断路器跳闸。的储能使断路器跳闸。n复式整流装置（图复式整流装置（图7-2） 正常运行
4、时由整流器供电，当系统发生故障时，利用短路故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。障电流经过整流作为操作电源。 整流装置既可由整流装置既可由“电压源电压源”（所用变压器或电压互感器）（所用变压器或电压互感器）供电，也可由供电，也可由 “电流源电流源”（电流互感器（电流互感器 ）供电。）供电。河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系52022-5-30图图7-1 硅整流电容储能式直流系统接线硅整流电容储能式直流系统接线河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系62022-5-307.1 变电所的操作电源变电所的操作电源三、交流操作电源三、交流操作电
5、源F优点：优点：投资小、接线简单可靠、投资小、接线简单可靠、运行维护方便。运行维护方便。F缺点：缺点：不适用于较复杂的继电保不适用于较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路等。护、自动装置及其它二次回路等。 图图7-2 复式整流装置接线示意图复式整流装置接线示意图直接动作式（见图直接动作式（见图7-3）利用继电器常闭触点去分流跳利用继电器常闭触点去分流跳闸线圈方式（图闸线圈方式（图7-4）利用速饱和变流器的接线方式利用速饱和变流器的接线方式（图（图7-5） 河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系72022-5-307.1 变电所的操作电源变电所的操作电源图图7-3 直接动作式的直接动作式
6、的交流操作保护接线图交流操作保护接线图图图7-4 去分流跳闸方式的去分流跳闸方式的交流操作保护接线图交流操作保护接线图图图7-5 利用速饱和变流器的利用速饱和变流器的交流操作保护接线图交流操作保护接线图v思考：思考：速饱和变流器与电流互感器的区别是什么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开路下使用。下使用。Why?v采用速饱和变流器的目的：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；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。减小电流互感器的二次负荷阻抗。河北科技
7、大学电气工程系河北科技大学电气工程系82022-5-307.2 变电所的控制回路变电所的控制回路一、概述一、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）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开关设备进行“跳跳”、“合合”闸操作。闸操作。集中控制（远方控制）：集中控制（远方控制）：在控制室内用控制开关对断路器在控制室内用控制开关对断路器进行操作，用于进行操作，用于35kV及以上的变电所中及以上的变电所中 。就地控制：就地控制：在各个断路器安装处就地操作，用于
8、在各个断路器安装处就地操作，用于610kV的变电所中。的变电所中。 u断路器的控制分为集中控制和就地控制两类：断路器的控制分为集中控制和就地控制两类： 河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系92022-5-307.2 变电所的控制回路变电所的控制回路u对断路器控制回路的基本要求对断路器控制回路的基本要求既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳、合闸；动装置自动跳、合闸；断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸回路，防止因通电时间过长而烧坏线圈；防止因通电时间过
9、长而烧坏线圈；应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动跳、合闸与手动跳、合闸的位置信号；合闸与手动跳、合闸的位置信号；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；应有指示断路器控制回路完好性的监视信号；在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系102022-5-307.2 变电所的控制回路变电所的控制回路二、控制开关二、控制开关u控制开关又称为控制开关又称为“
10、万能转换开关万能转换开关”，是电气工作人员对，是电气工作人员对断路器进行分、合闸控制的操作元件。断路器进行分、合闸控制的操作元件。 u目前变电所多采用目前变电所多采用LW2型控制开关，它共有六个位置：型控制开关，它共有六个位置： 预备操作位置：预备操作位置：“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”操作位置：操作位置：“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”固定位置：固定位置：“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”合闸操作顺序：预备合闸合闸操作顺序：预备合闸合闸合闸合闸后合闸后跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸跳闸跳闸后跳闸后uLW2型控制开关的触点图表型控制开关的触点图表:见见表表7-1。
11、 河北科技大学电气工程系河北科技大学电气工程系112022-5-307.2 变电所的控制回路变电所的控制回路三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路图图7-6为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。为灯光监视的断路器控制回路和信号回路原理图。1. 合闸过程合闸过程u手动合闸手动合闸：手动合闸前，断路器：手动合闸前，断路器QF处于跳闸状态，控制处于跳闸状态，控制开关手柄处于开关手柄处于“跳闸后跳闸后”位置，由位置，由表表7-1知，知，SA10-11接通，接通，则则 +WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断
