發(fā)電廠及變電站二次回路第4章操作

1、第4章 操作電源教學(xué)目的：掌握操作電源概述、蓄電池組直流操作直流、硅整流電容儲(chǔ)能裝置直流系統(tǒng)、復(fù)式整流裝置直流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)察裝置復(fù)習(xí)舊課：電流互感器、電壓互感器的結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)、接線方式及準(zhǔn)確級(jí)；重 點(diǎn)：掌握操作電源概述、蓄電池組直流操作直流、硅整流電容儲(chǔ)能裝置直流系統(tǒng)、復(fù)式整流裝置直流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)察裝置；難 點(diǎn)：掌握操作電源概述、蓄電池組直流操作直流、硅整流電容儲(chǔ)能裝置直流系統(tǒng)、復(fù)式整流裝置直流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)察裝置；引入新課：第一節(jié) 概述發(fā)電廠及變電所中各種電氣設(shè)備的操作、控制、保護(hù)、信號(hào)及自動(dòng)裝置，都需要有可靠的供電電源，由于這種電

2、源特別重要，所以一般都專門設(shè)置，通常又稱其為操作電源。大中型發(fā)電廠及變電所主要采用直流操作電源。一、對(duì)操作電源的基本要求對(duì)操作電源的基本要求是：（1）應(yīng)保證供電的可靠性：最好裝設(shè)獨(dú)立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障而影響操作電源的正常供電。（2）具備足夠的容量：滿足全廠（所）事故停電時(shí)，直流電源負(fù)荷、最大沖擊負(fù)荷及1h事故照明等用電需要；且能保證直流母線電壓在規(guī)定的額定值（正常運(yùn)行時(shí)，操作電源母線電壓波動(dòng)范圍小于5額定值；事故時(shí)操作電源母線電壓不低于90額定值；失去浮充電源后，在最大負(fù)載下的直流電壓不低于80額定值），波紋系數(shù)小于5。（3）滿足經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的要求：要求其使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、

3、投資省、占地面積小、噪聲干擾小等。二、操作電源的種類直流操作電源（以下簡(jiǎn)稱直流電源）又分為獨(dú)立電源和非獨(dú)立電源兩種。所謂獨(dú)立電源是指不受外界影響的固定電源，如蓄電池組直流電源；非獨(dú)立電源有復(fù)式整流和硅整流電容儲(chǔ)能直流操作電源等。其電壓等級(jí)分為220V、110V、48V、24V等。1蓄電池直流電源系統(tǒng)蓄電池是一種可多次充電使用的化學(xué)電源，由多節(jié)蓄電池組成一定電壓的蓄電池組，作為與電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)關(guān)的獨(dú)立可靠的直流操作電源，即使發(fā)電廠或變電所交流系統(tǒng)全部停電，仍能在一段時(shí)間內(nèi)可靠地給部分重要設(shè)備供電，是最穩(wěn)定、最可靠的直流電源。2電源變換式直流電源系統(tǒng)電源變換式直流電源系統(tǒng)，是由220V交流電源

4、經(jīng)可控整流變?yōu)?8V直流電源，供全廠48V操作用電并對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電；同時(shí)可經(jīng)逆變裝置將直流電源變?yōu)榻涣麟娫?，再整流?20V直流電源的多功能新型獨(dú)立電源，在中、小型變電所中得到廣泛應(yīng)用。3復(fù)式整流直流電源系統(tǒng) 在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由廠用變壓器經(jīng)整流取得直流220V電源；在事故狀態(tài)下，由電流互感器的二次短路電流，通過(guò)鐵磁諧振穩(wěn)壓器變?yōu)榻涣麟妷海?、?jīng)整流作為事故電源，供保護(hù)裝置、斷路器跳閘等重要負(fù)荷在緊急狀況下使用。復(fù)式整流直流電源依靠系統(tǒng)的交流電源，屬非獨(dú)立的直流電源。4硅整流電容儲(chǔ)能直流電源系統(tǒng)硅整流電容儲(chǔ)能直流電源由硅整流設(shè)備和電容器組組成。在正常運(yùn)行時(shí)，廠用交流電源經(jīng)硅整流設(shè)備變?yōu)橹绷麟?/p>

5、源，作為全廠的操作電源并向電容器充電。在事故情況下，將電容器儲(chǔ)存的電能向重要負(fù)荷（繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器跳閘回路）放（供）電，以確保繼電保護(hù)及斷路器可靠動(dòng)作。三、直流負(fù)載的分類發(fā)電廠及變電站的直流負(fù)載，按其用電特性的不同分為經(jīng)常負(fù)載、事故負(fù)載和沖擊負(fù)載三類。1經(jīng)常負(fù)載經(jīng)常負(fù)載指在所有運(yùn)行狀態(tài)下由直流電源不間斷供電的負(fù)載。它包括：（1）經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位置指示器；（2）經(jīng)常點(diǎn)亮的直流照明燈；（3）經(jīng)常投入運(yùn)行的逆變電源等。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)常負(fù)載在總的直流負(fù)載中所占的比重是比較小的。2事故負(fù)載事故負(fù)載指正常運(yùn)行由交流電源供電，當(dāng)廠（站）自用交流電源消失后由直流電源供電的負(fù)載。它一般包

6、括有：事故照明、汽機(jī)潤(rùn)滑油泵、發(fā)電機(jī)氫冷密封油泵及載波通訊備用電源等。3沖擊負(fù)載沖擊負(fù)載是指直流電源承受的短時(shí)最大電流，它包括斷路器合閘時(shí)的沖擊電流和當(dāng)時(shí)所承受的其它負(fù)載電流（經(jīng)常負(fù)載與事故負(fù)載）。上述三種負(fù)載是選擇直流電源的主要依據(jù)。第二節(jié)蓄電池組直流電源系統(tǒng)蓄電池組直流電源系統(tǒng)是電力系統(tǒng)首選的獨(dú)立操作電源系統(tǒng)，它電壓平穩(wěn)、容量大、供電可靠，適用于各種直流負(fù)荷。雖然蓄電池還具有價(jià)格貴等缺點(diǎn)，但目前大中型發(fā)電廠中仍廣泛采用蓄電池組直流電源系統(tǒng)。一、蓄電池概述1蓄電池的分類按電極材料和電解液的不同，蓄電池可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。（1）酸性蓄電池。傳統(tǒng)的老式蓄電池都是酸性蓄電池，其電解液

7、是2737的硫酸水溶液，電極是以二氧化鉛（PbO2）為正極板和鉛（Pb）為負(fù)極板的特制絨狀鉛板，所以又稱為鉛酸蓄電池。此種蓄電池容量大、沖擊放電電流大、端電壓也相對(duì)較高（2.15V）；但其壽命較短（一般為810年）、占地面積大、充電時(shí)會(huì)逸出有害的硫酸氣體、維護(hù)工作量大。近幾年，一種新型免維護(hù)的鉛酸蓄電池開(kāi)始用于發(fā)電廠。這種新型鉛酸蓄電池保留了原有鉛酸蓄電池容量大的優(yōu)點(diǎn)，其放電過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)也不變（充電后期正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣）。由于其中采用了無(wú)銻合金，提高了負(fù)極析氫過(guò)電位，抑制了氫氣的析出；采用特制安全閥，使電池保持一定內(nèi)壓；采用超細(xì)玻璃纖維隔板，并在隔板中預(yù)留氣體通道，使正極產(chǎn)生的

8、氧氣沿氣道傳遞至負(fù)極，在負(fù)極析氫前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水，實(shí)現(xiàn)氧氫循環(huán)復(fù)合，達(dá)到氫體內(nèi)部自我吸收，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池密封，不需維護(hù)。因此，這種新型蓄電池在電力系統(tǒng)中正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。（2）堿性蓄電池。鎘鎳堿性蓄電池是近20年發(fā)展起來(lái)的高可靠、免維護(hù)型新產(chǎn)品。其電解液是20的氫氧化鉀（KOH）水溶液，電極用氫氧化鎳Ni（0H）3作正極，用鎘（Cd）作負(fù)極時(shí)叫鎘鎳蓄電池，用鐵（Fe）作負(fù)極時(shí)叫鐵鎳蓄電池。此種蓄電池體積小、容量大、使用壽命長(zhǎng)（可達(dá)20年左右），端電壓為1.35V，無(wú)有害氣體污染。在發(fā)電廠和變電所中已有廣泛應(yīng)用。2蓄電池的容量及放電率蓄電池的容量（Q）)是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。容量Q

9、是指定的放電條件（溫度放電電流、終止電壓）下所放出的電量稱為蓄電池的容量，單位用Ah（安培小時(shí)）表示。蓄電池放電至終止電壓的時(shí)間稱放電率，單位為h（小時(shí)）率。蓄電池的容量一般分為額定容量和實(shí)際容量?jī)煞N。額定容量是指充足電的蓄電池在25時(shí)，以10h放電率放出的電能。QN=IN·tN式中 QN 蓄電池的額定容量，A·h； IN 額定放電電流，即10小時(shí)率的放電電流，A； tN 放電至終止電壓的時(shí)間，一般為10h。蓄電池的實(shí)際容量與極板的面積、電解液的密度、放電電流的大小、充電程度及環(huán)境溫度等有關(guān)，因此實(shí)際容量為Q=I·t式中 Q 蓄電池的容量，A·h； I

10、非10小時(shí)率的放電電流，A； t 放電時(shí)間，h。若電池的放電率是指放電至終止電壓的快慢。采用不同的放電率，其蓄電池的容量是不同的，鉛酸蓄電池規(guī)定以10h放電率為標(biāo)準(zhǔn)放電率。當(dāng)以10h放電率放電到終止電壓的容量約是以1h放電率放電到終止電壓時(shí)容量的2倍。例如：額定容量為216A·h的蓄電池，若用電流表示放電率，則為21.6A率，若用時(shí)間表示，則為10h率。如果放電電流大于21.6A，則放電時(shí)間就小于l0h，而放出的容量就要小于額定容量。假設(shè)：若以2h放電率放電，達(dá)到終止電壓所放出的容量只有額定容量的60，即130A·h左右，這是因?yàn)闃O板的有效物質(zhì)很快就形成了硫酸鉛，它堵塞了極

11、板的細(xì)孔，因而細(xì)孔深處的有效物質(zhì)就失去了與電解液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的機(jī)會(huì)，使蓄電池的內(nèi)阻很快增大，端電壓很快降低到終止電壓。相反，若放電電流小于21.6A，則放電時(shí)間就大于10h，此時(shí)放出的容量就允許大于額定容量。蓄電池不允許用過(guò)大的電流放電，但是它可以在幾秒鐘的短時(shí)間內(nèi)承擔(dān)沖擊電流，此電流可以比長(zhǎng)期放電電流大得多。因此，可作為電磁型操作機(jī)構(gòu)的合閘電源。每種蓄電池都有其允許的最大放電電流值，其允許的放電時(shí)間約為5s。二、蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式在發(fā)電廠和變電所中，蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式有兩種，即充電放電運(yùn)行方式和浮充電運(yùn)行方式。目前，多數(shù)直流系統(tǒng)都采用浮充電運(yùn)行方式。1充電放電運(yùn)行方式充電放電運(yùn)行

12、方式就是將充好電的蓄電池組接在直流母線上對(duì)直流負(fù)荷供電，同時(shí)斷開(kāi)充電裝置。當(dāng)蓄電池放電到其容量的7580時(shí)，為保證直流供電系統(tǒng)的可靠性，即自行停止放電，準(zhǔn)備充電，改由已充好電的另一組蓄電池供電。2浮充電運(yùn)行方式浮充電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池組與浮充電整流器并聯(lián)工作，平時(shí)由整流器供給直流負(fù)荷用電，并以不大的電流向蓄電池組浮充電（以補(bǔ)充電池因有漏電而使其電壓下降的缺陷），使蓄電池處于滿充電狀態(tài)。浮充電運(yùn)行的蓄電池組能承擔(dān)短時(shí)沖擊負(fù)荷（如斷路器合閘電流）和事故負(fù)荷。三、浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線分析圖41是浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線圖。圖示為雙直流母線系統(tǒng)，浮充電設(shè)備采用兩套（U1和U2），共用

13、一組220V蓄電池組GB，經(jīng)開(kāi)關(guān)QK1和QK2可以切換至任一組母線上；閃光裝置和電壓監(jiān)察裝置、信號(hào)裝置每組母線各設(shè)一套，而絕緣監(jiān)察裝置共用一套。蓄電池組GB左端為基本電池，額定電壓為220V，每個(gè)電池為2.15V，所以由102個(gè)蓄電池串聯(lián)組成；其右端為可調(diào)節(jié)接入蓄電池個(gè)數(shù)的端電池組，可通過(guò)調(diào)整器任意接入或退出部分電池，以保持直流母線的電壓在220V?，F(xiàn)將浮充電直流系統(tǒng)的工作原理簡(jiǎn)析如下。1充電器U1對(duì)母線I供電并對(duì)蓄電池浮充電（1）U1輸出220V直流電壓，向整組蓄電池組GB充電時(shí)，刀開(kāi)關(guān)QK3投向右側(cè)，觸點(diǎn)23、56接通，QK1接通。U1的正極經(jīng)QK3的23正母線QK1的12至GB的正極，U

14、1的負(fù)極經(jīng)QK3的56m點(diǎn)至端電池的負(fù)級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)GB整組電池充電。（2）U1對(duì)母線I供電并對(duì)GB浮充電時(shí)，刀開(kāi)關(guān)QK3的12通，54通，對(duì)I母線上直流負(fù)荷供電，同時(shí)經(jīng)QK1向GB的基本電池組浮充電。PV2和PA3是監(jiān)視U1的輸出電壓、電流的。圖41浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線圖2充電器U2對(duì)母線II供電并對(duì)蓄電池GB浮充電 （1）U2輸出220V直流電壓，向整組蓄電池充電時(shí)，刀開(kāi)關(guān)QK4投向右側(cè)，其觸點(diǎn)23、56接通，U2的正極經(jīng)QK4的23觸點(diǎn)II母線的十QK2的12至GB的正極；U2的負(fù)極經(jīng) QK4的56m點(diǎn)至GB端電池的負(fù)極，實(shí)現(xiàn)對(duì)整組蓄電池充電。（2）U2向II母線供電并對(duì)GB基本電池浮

15、充電時(shí)，QK4投向左側(cè)，其21、54觸點(diǎn)接通，對(duì)B母線上直流負(fù)荷供電，同時(shí)經(jīng)QK2向GB的基本電池組浮充電。PV3和PA4是監(jiān)視U2的輸出電壓和電流的。3蓄電池組的監(jiān)視和保護(hù)蓄電池組回路裝有兩組開(kāi)關(guān)QK1、QK2，熔斷器，兩只電流表PA1、PA2，電壓表PV1。回路中各熔斷器作為短路保護(hù)；電流表PA1為雙向5A05A式，用以測(cè)量充電和放電電流；電流表PA2正常時(shí)被短接，當(dāng)需測(cè)量浮充電電流時(shí)，可利用按鈕SB使接觸器KM的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)后測(cè)讀。電壓表PV1用來(lái)監(jiān)視蓄電地組的電壓。蓄電池按浮充電方式運(yùn)行，相對(duì)充電放電方式而言大大減少了充電次數(shù)。除由于交流系統(tǒng)或浮充電整流器U2發(fā)生故障，蓄電池轉(zhuǎn)入放電狀

16、態(tài)運(yùn)行后，需要進(jìn)行正常充電外，平時(shí)每個(gè)月只進(jìn)行一次充電，每三個(gè)月進(jìn)行次核對(duì)性放電，放出額定容量的5060，終期電壓達(dá)到1.9V為止；或進(jìn)行全容量放電，放電至終止電壓(1.751.8V)為止。放電完了，應(yīng)進(jìn)行一次均衡充電(或稱過(guò)充電)，這是為了避免由于浮充電流控制的不準(zhǔn)確，造成硫酸鉛沉淀在極板上，影響蓄電池的輸出容量和降低其使用壽命。簡(jiǎn)介：端電流調(diào)整器蓄電池組GB是由不參加調(diào)節(jié)的基本（固定）蓄電池(n0)和參加調(diào)節(jié)的端電池(n)兩部分組成。采用端電池的目的是為了調(diào)節(jié)蓄電池的接入數(shù)目，以保證母線電壓穩(wěn)定。端電池通過(guò)端電池調(diào)整器進(jìn)行調(diào)節(jié)，端電池調(diào)整器的工作原理如圖所示。端電流調(diào)整器構(gòu)造圖端電池調(diào)整器

17、接線示意圖圖中有一排相互絕緣的固定金屬片1，它分別連接到端電池的端子上。放電手柄1P和充電子柄2P，分別帶動(dòng)兩個(gè)可動(dòng)觸頭2和4，以免在調(diào)整過(guò)程中，當(dāng)可動(dòng)觸頭由一個(gè)金屬片移至另一個(gè)金屬片時(shí)，造成回路開(kāi)路（即在調(diào)整過(guò)程中，先使觸頭2和4跨接在相鄰的兩個(gè)金屬片上，并通過(guò)電阻3連接，然后再斷開(kāi)觸頭2，完成一次調(diào)節(jié)）。端電池調(diào)控器可以手動(dòng)控制，也可以用電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)方控制，一般采用電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)方控制。第三節(jié)整流操作的直流電源系統(tǒng)整流操作的直流電源系統(tǒng)是利用發(fā)電廠（變電所）用變壓器（或電壓互感器）來(lái)的電壓源和由被保護(hù)裝置的電流互感器來(lái)的電流源，經(jīng)穩(wěn)壓整流后構(gòu)成的直流電源。整流操作電源可分為兩種類型：一種是由上述電壓

18、源整流裝置上附加以電容儲(chǔ)能裝置的整流電源；另一種是利用上述電壓源和電流互感器來(lái)的電流源經(jīng)整流后的復(fù)式整流裝置，下面作一介紹。一、硅整流電容儲(chǔ)能的直流電源系統(tǒng)圖42是目前國(guó)內(nèi)使用較多的硅整流電容儲(chǔ)能的直流電源系統(tǒng)接線圖。由圖可見(jiàn)，電源有兩組硅整流裝置U1、U2，兩組儲(chǔ)能電容器組CI、CII，直流母線分為兩段，構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，此種直流裝置工作也很可靠，所以下面重點(diǎn)介紹這種整流電源。1整流器及直流母線整流器U1采用三相橋式整流，容量大，接于I母線，供斷路器合閘用，也兼向II母線供電；U2容量較小，僅用作向控制和保護(hù)及信號(hào)回路供電，變壓器T1、T2分別向整流器U1、U2提供交流電源。兩

19、組硅整流裝置分別與直流母線I和II相連接，其間用電阻R1和二極管V3隔開(kāi)。V3的作用相當(dāng)于逆止閥，即只容許合閘母線I向控制母線II供電，而不能反向供電，以確保控制和保護(hù)及信號(hào)系統(tǒng)供電的可靠性。電阻Rl用以限制控制母線II側(cè)發(fā)生短路時(shí)流過(guò)V3的電流不會(huì)過(guò)大，起保護(hù)V3的作用。2儲(chǔ)能電容器組CI和CII為兩組儲(chǔ)能電容器組，又稱為補(bǔ)償電容器組。電容器組所儲(chǔ)存的能量，僅在事故情況下向保護(hù)和跳閘回路放電，作為事故電源。二極管V1、V2的作用是防止事故時(shí)電容器向母線上其他回路（如信號(hào)燈等）放電。設(shè)兩組電容器組，是為一組供給10kV線路的繼電保護(hù)和跳閘回路放電，另一組供給主變壓器和電源進(jìn)線的繼電保護(hù)和跳閘回

20、路用電。這樣，當(dāng)10kV出線上發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作，而斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈而不能跳閘（此時(shí)由于跳閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通電，已將電容器組CI的儲(chǔ)能耗盡）時(shí)，使起后備保護(hù)作用的主變壓器過(guò)流保護(hù)仍可利用CII的儲(chǔ)能將故障切除。 3保護(hù)和信號(hào)圖42整流器U1、U2輸出端的熔斷器FU1、FU2為快速熔斷器，起短路保護(hù)作用。U2輸出端的電阻R起保護(hù)U2的作用（限流）。電壓繼電器KV監(jiān)視U2的端電壓，當(dāng)U2輸出電壓降低或消失時(shí)，KV返回，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，發(fā)出預(yù)告信號(hào)。V4為隔離二極管，防止在U2的輸出電壓消失后。由U1向KV供電，誤發(fā)信號(hào)。二、復(fù)式整流的直流系統(tǒng)圖43圖43是復(fù)式整流的直流系統(tǒng)框圖。正常運(yùn)行時(shí)由廠（

21、所）用變壓器T或電壓互感器TV供電，事故情況下由事故設(shè)備的電流互感器TA供給短路電流，經(jīng)整流后作為操作電源。對(duì)其分析如下。（1）電壓源（I）。復(fù)式整流裝置的電壓源一般由兩條獨(dú)立的回路供電，可分別取自變電所用變壓器和外接高壓系統(tǒng)電源的變壓器（參見(jiàn)圖44）在正常運(yùn)行和非對(duì)稱短路時(shí)，電壓源的電壓為額定值，基本保持恒定；而在母線或饋線發(fā)生三相短路故障時(shí)，電壓源電壓嚴(yán)重降低甚至消失。（2）電流源（II）。復(fù)式整流系統(tǒng)的電流源是事故情況下由電流互感器供給的短路電流。在正常運(yùn)行時(shí)電流源無(wú)輸出，但在發(fā)生三相短路時(shí)，TA有一個(gè)大的短路電流發(fā)生，其功率比電容儲(chǔ)能式要大，經(jīng)整流后可輸出較大的直流電流作為事故電源。（

22、3）穩(wěn)壓器。短路電流變化范圍較大，因此電流源必須設(shè)置穩(wěn)壓裝置，才能獲得比較平穩(wěn)的直流電壓。一般采用并聯(lián)鐵磁諧振飽和穩(wěn)壓器V穩(wěn)壓，其中將電容C與電感L構(gòu)成諧振回路，起到濾波和改善電壓波形的作用。圖44所用電源變壓器的一種接線方式（4）阻容吸收裝置。由于回路中電感元件的作用，交流電本身也有過(guò)電壓作用于硅元件上，為了防止硅元件因過(guò)電壓而擊穿損壞，故裝設(shè)由電阻R和電容C串聯(lián)組成的阻容吸收裝置。由于電容C上的電壓不能突變，延緩了過(guò)電壓的上升速度，同時(shí)短路掉一部分高次諧波電壓分量，使硅整流元件上出現(xiàn)的過(guò)電壓不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)增至很大；電阻可限制電容器放電電流值和防止電容、電感發(fā)生振蕩。三、整流操作直流電源系統(tǒng)

23、的交流電源在中小型發(fā)電廠和變電所中，常采用整流操作的直流電源，但必須有十分可靠的交流電源，下面以35kV變電所所用電源為例進(jìn)行分析。圖44為所用電源變壓器的一種接線方式，兩臺(tái)互為備用的所用變壓器，一臺(tái)接在10kV母線上，而另一臺(tái)則接在電源進(jìn)線斷路器的外側(cè)（高壓線路上）。1號(hào)所用變壓器T1為35kV0.4kV，Y，d11接線；2號(hào)所用變壓器T2為 10kV0.4kV，Y，yn0接線；兩臺(tái)所用變壓器的二次側(cè)電壓有30º的相位差，所以不能并列運(yùn)行，而只能一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。 圖45變電所備用電源自動(dòng)投入裝置接線圖圖45上為變電所備用電源自動(dòng)投入裝置接線圖，其1號(hào)變壓器T1為正常工作變壓器

24、，2號(hào)變壓器T2為備用變壓器。（1）正常工作時(shí)：中間繼電器KC帶電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)交流接觸器KM2的線圈回路，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通交流接觸器KM1的線圈回路，使KM1處于合閘狀態(tài)，其主觸頭閉合，由1號(hào)變壓器供電。（2）當(dāng)1號(hào)所用變壓器T1發(fā)生故障，其低壓側(cè)失去電壓，KC繼電器失去電源，其動(dòng)合觸點(diǎn)返回，切斷KM1線圈回路，使KM1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合；同時(shí)繼電器KC的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，接通KM2線圈回路，KM2的主觸頭閉合，使2號(hào)所用變壓器自動(dòng)投入工作。正常運(yùn)行時(shí)用1號(hào)所用變壓器T1供電，是因?yàn)楫?dāng)在10kV引出線上發(fā)生短路時(shí)，所用電母線上有較高的殘余電壓。第四節(jié)直流絕緣監(jiān)察裝置和閃光裝置一、絕緣監(jiān)察裝置圖46兩

25、點(diǎn)接地引起的不正確動(dòng)作發(fā)電廠和變電站直流供電網(wǎng)絡(luò)分布范圍較廣，而且工作環(huán)境又比較惡劣，所以直流系統(tǒng)的絕緣容易降低。根據(jù)電氣設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)使用5001000V的兆歐表測(cè)量時(shí)，直流母線在斷開(kāi)其它所有關(guān)聯(lián)支路時(shí)不應(yīng)小于10M；二次回路每一支路和斷路器、隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的電源回路不應(yīng)小于1或0.5M。直流系統(tǒng)絕緣降低，相當(dāng)于直流系統(tǒng)的某一點(diǎn)經(jīng)一定的電阻接地。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，沒(méi)有短路電流流過(guò)，熔斷器不會(huì)熔斷，仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是，這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)并處理，否則可能引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路不正確動(dòng)作。例如在圖46所示的控制回路中，當(dāng)正極A點(diǎn)接地后，又在B

26、點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，斷路器跳閘線圈YT中就有電流流過(guò)，這將引起斷路器誤跳閘；當(dāng)負(fù)極E點(diǎn)接地后，又在B點(diǎn)發(fā)生接地的情況下，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作（即觸點(diǎn)K閉合）時(shí)，由于跳閘線圈YT被兩個(gè)接地點(diǎn)（E和B）短接，則斷路器拒絕動(dòng)作且熔斷器熔斷?？梢?jiàn)，在直流系統(tǒng)中，裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)和絕緣降低的情況是十分必要的。在發(fā)電廠和變電所中常用一種簡(jiǎn)化的絕緣監(jiān)察裝置，其接線如圖47所示。它由直流絕緣監(jiān)察繼電器 KV1、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SM和電壓表PV等組成。按照其功能又可分為信號(hào)部分和測(cè)量部分。1信號(hào)部分圖47的右部為絕緣監(jiān)察裝置的信號(hào)部分，由絕緣監(jiān)察繼電器KV1及信號(hào)（音響和光字牌HL）組成，R、R分別為假設(shè)的正、負(fù)母線

27、對(duì)地絕緣電阻，用虛線相連接。R1、R2及R、R組成電橋接線。KV1中的R1、R2的數(shù)值要求相等（通常選R1R21000），KD為高靈敏度干簧管繼電器，KC為中間繼電器。正常情況下，正、負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻R、R相等，繼電器KD線圈中只有微小的不平衡電流流過(guò)，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)有一母線對(duì)地絕緣下降時(shí)，由于RR，所以電橋失去平衡，繼電器KD線圈中有一定量的電流流過(guò)，當(dāng)此電流達(dá)到其動(dòng)作值時(shí)，繼電器KV1動(dòng)作：KD啟動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合啟動(dòng)KC繼電器，KC的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，發(fā)出“母線對(duì)地絕緣電阻下降”的信號(hào)（但不能分清是正母線還是負(fù)母線絕緣電阻下降）。2測(cè)量部分圖47簡(jiǎn)化的絕緣監(jiān)察裝置接線圖在圖47的左半部畫

28、出了由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SM和電壓表PV組成的測(cè)量部分。當(dāng)有母線對(duì)地絕緣降低時(shí)，信號(hào)部分先發(fā)出“母線絕緣降低”的音響和光字牌信號(hào)，值班人員將SM開(kāi)關(guān)依次打至“十母線對(duì)地電壓”和“一母線對(duì)地電壓”，則SM的21、45接通和58、1一4接通，分別測(cè)出十母線對(duì)地的電壓值和一母線對(duì)地的電壓值，電壓值低者即絕緣有損壞。然后根據(jù)已知的電壓表內(nèi)阻RV及直流母線工作電壓U，用計(jì)算的方法求出正、負(fù)極母線的對(duì)地絕緣電阻。3對(duì)繼電器KD的要求在圖47中有一個(gè)人工接地點(diǎn)，是為測(cè)量母線對(duì)地電壓用的。但這樣當(dāng)直流回路中再有任一個(gè)短路接地點(diǎn)時(shí)，將會(huì)形成短路回路。為防止在直流回路中由此短路電流引起其他繼電器發(fā)生誤動(dòng)作，則繼電器KD的線

29、圈必須具有足夠大的電阻值，一般對(duì)220V直流系統(tǒng)選用RKD30k的線圈，其啟動(dòng)電流為1.4mA。于是，為防止繼電器發(fā)生誤動(dòng)作，回路中的其他繼電器線圈的啟動(dòng)電流都應(yīng)大于1.4mA。所以，在220V直流系統(tǒng)中，當(dāng)任一母線的絕緣電阻下降至1520k時(shí)，絕緣監(jiān)察繼電器便會(huì)立即發(fā)出信號(hào)。4絕緣監(jiān)察裝置存在的問(wèn)題直流絕緣監(jiān)察裝置雖然在發(fā)電廠和變電所中廣為應(yīng)用，但由于它采用電橋平衡原理，所以在正、負(fù)母線絕緣電阻均等下降時(shí)，卻不能發(fā)出預(yù)告信號(hào)。二、直流母線的電壓監(jiān)察裝置圖47直流母線電壓監(jiān)察裝置接線圖直流母線的電壓必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證控制裝置、信號(hào)裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置可靠動(dòng)作和正常運(yùn)行。否則，若直流母線上電壓過(guò)高，則對(duì)長(zhǎng)期帶電的設(shè)備，如繼電器、信號(hào)燈等造成損壞或縮短其使用壽命；若直流母線電壓過(guò)低，則可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置和斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)拒絕動(dòng)作。通