供配電課件第6章變配電所

1、第6章 變配電所及變配電所 的運(yùn)行和維護(hù)6.1 變配電所的結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置圖6.2 變電所的高、低壓配電系統(tǒng)6.3 變電所的繼電保護(hù)6.4 變電所的信號系統(tǒng)和斷路器的控制回路6.5 變電所二次系統(tǒng)6.6 變電所一、二次系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)6.1變配電所的結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置圖一、變配電所的設(shè)置（一）配電所的設(shè)置一般原則：民用建筑群中當(dāng)建筑總面積為40萬m2左右設(shè)置一個(gè)配電所，或一個(gè)建筑群體統(tǒng)一管理的變電所在6個(gè)及以上時(shí)可設(shè)置一個(gè)配電所。一、變配電所的設(shè)置（二）變電所的設(shè)置一般原則：接近負(fù)荷中心，降低電能消耗；盡量靠近電源側(cè)，保證電源線路的進(jìn)、出方便；避開周圍不利環(huán)境對變電所的影響；便于運(yùn)輸和今后的發(fā)展

2、。1、變電所的型式（1）室內(nèi)型：獨(dú)立式和附屬式（2）室外型：露天式和桿上式2、變電所的位置（1）一般民用建筑幾棟建筑共用一個(gè)變電所，多為室外型，封閉式變電所（2）高層建筑一般設(shè)置在靠近用電負(fù)荷處的地下室和首層。二、變配電所的結(jié)構(gòu)基本組成：高壓配電室、電力變壓器室、低壓配電室及值班室等三、變電所中各室之間的位置關(guān)系四、電氣方面的要求（一）高壓配電室（二）低壓配電室（三）變壓器室五、常見的布置形式6.2 變電所高、低壓配電系統(tǒng)一、高壓配電系統(tǒng)組成的一般原則（一）供電電壓一般情況用電容量在250KW或需要變壓器容量在160KVA及以上場合采用高壓供電。（二）電壓等級的確定一般民用建筑，高壓配電電壓多

3、用10KV 。（三）高壓配電系統(tǒng)組成時(shí)注意問題1、供電系統(tǒng)簡單可靠，同一級電壓值的配電級數(shù)不超過兩級2、一級負(fù)荷中重要負(fù)荷，保證第三個(gè)電源自動供給。3、供配電系統(tǒng)應(yīng)有較大的適應(yīng)性。4、控制線路簡單，保護(hù)準(zhǔn)確可靠。5、預(yù)留一定空間發(fā)展。二、單電源供電的高壓配電系統(tǒng)組成民用建筑的高壓配電系統(tǒng)指，從城市電力網(wǎng)的10KV電源開始，經(jīng)過線路傳輸?shù)綖榻ㄖ峁?20、380V電源的變壓器之間的部分。包括對電能的計(jì)量、分配及對運(yùn)行情況的檢測、對電氣設(shè)備的保護(hù)功能。從計(jì)量方式上分：（一）高壓側(cè)無計(jì)量的單電源供電系統(tǒng) 1、適用場合：容量較小且只有一臺變壓器的供電電源。 2、特點(diǎn)：操作簡單、保護(hù)裝置簡單；沒有母線，

4、高壓開關(guān)設(shè)備一般不用成套裝置。 3、接線方案：圖6-3（二）高壓側(cè)有計(jì)量的單電源供電系統(tǒng) 1、特點(diǎn)：由高壓成套設(shè)備組成，有完善的保護(hù)功能，自動操作。 2、系統(tǒng)組成： （1）電源引入：具備對電源帶負(fù)荷通斷能力和保護(hù)功能。 （2）避雷器和電壓互感器：電壓互感器作用是絕緣監(jiān)測和測量母線電壓。 （3）電能計(jì)量：有功、無功電能，功率因數(shù)等 （4）高壓負(fù)荷配出：高壓負(fù)荷有電力變壓器、高壓補(bǔ)償裝置和高壓配電線路。 3、接線方案：圖6-5三、雙電源供電的高壓配電系統(tǒng)組成1、從母線形式上分： 單母線不分段系統(tǒng)和單母線分段系統(tǒng)2、從分段形式分： 隔離開關(guān)分段和斷路器分段四、變電所低壓變配電系統(tǒng)組成的一般原則1、電

5、源引入部分： 將變壓器低壓側(cè)的電源引入到低壓配電屏上，導(dǎo)體使用裸母線或封閉式母線，具有帶負(fù)荷通斷主電路和檢測保護(hù)等功能2、供電部分：給用電單元供電3、母線連接部分4、電壓電力電容補(bǔ)償裝置五、低壓變配電系統(tǒng)常用接線方式1、一臺變壓器供電的接線方式：圖6-92、二臺變壓器供電的接線方式：圖6-10 兩臺變壓器并列運(yùn)行3、一臺變壓器和一臺發(fā)電機(jī)供電方式的接線： 適用用電負(fù)荷等級較高場合。圖6-116.3 變電所的繼電保護(hù)（一）電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)正常運(yùn)行、異常運(yùn)行、故障狀態(tài)（二）繼電保護(hù)的任務(wù)常用的過電流保護(hù)裝置有熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)和繼電保護(hù)。其中繼電保護(hù)廣泛應(yīng)用于高壓供配電系統(tǒng)中，其保護(hù)功能

6、很多，而且是實(shí)現(xiàn)供配電自動化的基礎(chǔ)。一、 繼電保護(hù)的任務(wù)繼電保護(hù)裝置是指能反映供配電系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生的故障或不正常工作狀態(tài)，并能動作于斷路器跳閘或起動信號裝置發(fā)出預(yù)報(bào)信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)的主要任務(wù)如下：（1） 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供配電系統(tǒng)切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常供電；（2） 能正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)報(bào)信號，以便操作人員采取措施，恢復(fù)電氣設(shè)備正常工作；（3） 與供配電系統(tǒng)的自動裝置（如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等）配合，提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。建筑供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的特點(diǎn)是簡單、有效、可靠，且有較強(qiáng)的抗干擾能力。二、變電所繼電保護(hù)

7、裝置類型和常見接線方式（一）繼電保護(hù)的類型繼電保護(hù)裝置是由各種類型的繼電器、電流互感器或電壓互感器等保護(hù)元件組成，按照一定的保護(hù)原理及保護(hù)方式，聯(lián)結(jié)成一個(gè)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。在供電線路上發(fā)生短路故障時(shí)，其重要特征是電流增加和電壓降低，根據(jù)這兩個(gè)特征可以構(gòu)成電流、電壓保護(hù)。反映電流突然增大使繼電器動作而構(gòu)成的保護(hù)裝置稱為過電流保護(hù)，主要包括帶時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。電壓保護(hù)主要是低電壓保護(hù)，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)裝置安裝處母線殘余電壓低于低電壓保護(hù)的整定值時(shí)發(fā)出保護(hù)動作。電壓保護(hù)一般很少單獨(dú)采用，多數(shù)情況下是與電流保護(hù)配合使用，例如低電壓閉鎖過電流保護(hù)。1、過電流保護(hù)（1）定時(shí)限過電流保護(hù)

8、優(yōu)點(diǎn)是動作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定；動作時(shí)間一致。缺點(diǎn)是繼電器數(shù)目多，接線復(fù)雜；靠近電源處短路，動作時(shí)間長。（2）反時(shí)限過電流保護(hù) 優(yōu)點(diǎn)是接線簡單，動作時(shí)間與電流反比。缺點(diǎn)是整定、配合麻煩，動作時(shí)限誤差大。2、電流速斷保護(hù) 實(shí)質(zhì)上是一種瞬時(shí)動作的過電流保護(hù)。相當(dāng)于定時(shí)限過流保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器。 動作電流按一定地點(diǎn)的短路電流來整定。動作的選擇性靠各段保護(hù)裝置動作電流整定值不同來保證。存在“死區(qū)”。 優(yōu)點(diǎn)是動作迅速，接線簡單。缺點(diǎn)是動作范圍小，不能作為線路主保護(hù)。不能單獨(dú)作用，必須與帶時(shí)限的過電流保護(hù)配合適用。3、低電壓保護(hù) （1）電壓劇降時(shí)，對不重要的電動機(jī)設(shè)置低壓保護(hù)，瞬間跳閘。 （2）二次合閘時(shí)

9、，對一般負(fù)荷設(shè)置低壓保護(hù)4、其他保護(hù) 變壓器瓦斯保護(hù)等（二）繼電保護(hù)裝置的接線方式1三相完全星形接線三相完全星形接線方式又稱三相三繼電器式接線，它是用三臺電流互感器與三只繼電器對應(yīng)連接的，這樣，不論發(fā)生任何類型的短路故障，流過繼電器線圈中的電流U、V、W總是與電流互感器一次U、V、W電流成比例。三相完全星形接線方式對各種短路故障如三相短路、兩相短路、單相接地短路都能起到保護(hù)作用，而且具有相同的靈敏度。在各種短路時(shí)電流相量當(dāng)發(fā)生7.2.1 額定電壓三相短路時(shí)，各相電流互感器二次側(cè)通過二次變換的短路電流分別通過三只電流繼電器的線圈，使之動作；而當(dāng)兩相或單相接地短路時(shí)，與短路相對應(yīng)的兩只或一只電流繼

10、電器動作。為了表征流入繼電器的電流IKA與電流互感器二次側(cè)電流ITA之間的關(guān)系，在這里引入接線系數(shù)KW的概念。所謂接線系數(shù)，是指流入繼電器的電流IKA與電流互感器二次電流ITA的比值，即KWIKA/ITA 。圖6-12 完全星形接線及各種短路時(shí)電流相量圖（a） 完全星形接線;（b） 三相短路;（c） U、V兩相短路;（d） U相接地短路2兩相不完全星形接線兩相不完全星形接線方式又稱兩相兩繼電器式接線，它是在U、W兩相裝有電流互感器，分別與兩只電流繼電器相連接。與三相完全星形接線方式的差別是在V相上沒有裝電流互感器和繼電器。兩相不完全星形接線方式對各種相間短路都能起到保護(hù)作用，但V相接地短路故障

11、時(shí)不反應(yīng)。因此，該接線方式不能用于單相接地保護(hù)裝置，適用于610 kV中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中作為相間短路保護(hù)裝置的接線。該接線方式的接線系數(shù)在正常工作和相間短路時(shí)均為1。圖6-13不完全星形接線3.兩相電流差接線兩相電流差接線方式又稱兩相一繼電器式接線，它由兩只電流互感器和一只電流繼電器組成。正常工作時(shí)，流入繼電器的電流IKA為| IKA |=|IU-IW|=3IU=3IW即流入繼電器的電流是U相和W相電流的相量差，其數(shù)值是電流互感器二次電流的 3倍。圖6-14兩相電流差接線及各種短路時(shí)電流相量圖（a） 接線電路圖;（b） 三相短路;（c） U、V兩相短路;（d） U相接地短路三、繼電器分類

12、、型號含義及符號表示繼電器是一種在其輸入的物理量（電氣量或非電氣量）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或分?jǐn)嗟淖詣与娖?。繼電器一般由感受元件、比較元件和執(zhí)行元件三個(gè)主要部分組成。（1） 感受元件將感受到的物理量（如電流、電壓）的變化情況綜合后送到比較元件。7.1.3 斷電器的構(gòu)成和分類（2） 比較元件將感受元件送來的物理量與預(yù)先給定的物理量（整定值）相比較，根據(jù)比較的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。（3） 執(zhí)行元件根據(jù)來自比較元件的指令自動完成繼電器所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，例如向斷路器發(fā)出跳閘脈沖或進(jìn)行其他操作。（一）繼電器的分類繼電器的種類很多，目前一般分類方法如下：（1） 按繼電器動作和構(gòu)成原理可分為電磁型

13、、感應(yīng)型、整流型、極化型、半導(dǎo)體型、熱力型等繼電器。（2） 按照繼電器反映物理量的性質(zhì)可分為電流、電壓、時(shí)間、信號、功率、方向、阻抗、頻率等繼電器。繼電器又可分為反映電氣量增加和反映電氣量減少兩大類。前者為過量繼電器，如過電流繼電器等；后者為欠量繼電器，如欠電壓繼電器等。除此之外，還有一類反映非電氣量參數(shù)而動作的繼電器，如氣體（瓦斯）繼電器、溫度繼電器等。（二）型號含義我國繼電器型號的編制是以漢語拼音字母表示的，由動作原理代號、主要功能代號、設(shè)計(jì)序號及主要規(guī)格代號所組成，其表示形式如下：設(shè)計(jì)序號及主要規(guī)格用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，繼電器的主要規(guī)格代號常用來表示觸點(diǎn)的形式及數(shù)量。例如，DL11/10表示

14、電磁型電流繼電器，其中第一個(gè)數(shù)字“1”表示設(shè)計(jì)序號（10系列），第二個(gè)“1”表示有一對動合觸點(diǎn)，“10”表示最大動作電流為10 A。（三）符號表示四、常用繼電器35 kV及以下電力網(wǎng)中的電力線路和電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置（包括供電系統(tǒng)），除了日漸推廣的微機(jī)保護(hù)外，仍大量采用電磁型和感應(yīng)型繼電器。下面重點(diǎn)介紹幾種反映單一電氣量的電磁型繼電器的結(jié)構(gòu)、原理及特性。（一） 電磁式繼電器常用有DL系列電流繼電器、DJ系列電壓繼電器、DS系列時(shí)間繼電器、DZ系列中間繼電器和DX系列信號繼電器1、電磁式電流繼電器電磁式電流繼電器在繼電保護(hù)裝置中作為起動元件，DL系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部接線圖。（1）

15、動作原理圖6-16DL系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部接線圖（a） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；（b） 內(nèi)部接線圖能使過電流繼電器剛好動作并使觸點(diǎn)閉合的電流IKA值稱為該繼電器的動作電流，用IOP表示。在繼電器動作后，逐漸減小IKA。當(dāng)繼電器剛好返回到原始位置時(shí)所對應(yīng)的IKA值稱為返回電流，用Ire表示。上述定義還可以說成，使繼電器常開接點(diǎn)閉合的最小電流稱為動作電流IOP；使繼電器閉合的常開觸點(diǎn)斷開的最大電流稱為返回電流Ire。繼電器的返回電流Ire與其動作電流IOP的比值稱為返回系數(shù)Kre（其值一般小于1），即KreIre/IOP （2）動作電流調(diào)整方法 平滑調(diào)節(jié)，改變調(diào)整把手位置。 級進(jìn)調(diào)節(jié)，改變電磁

16、線圈匝數(shù)。 調(diào)整繼電器磁極間的空隙。2、 電磁式電壓繼電器電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理與電磁式電流繼電器基本相同。不同之處是：電壓繼電器的線圈是電壓線圈，其匝數(shù)多而線徑細(xì)；而電流繼電器的線圈為電流線圈，其匝數(shù)少而線徑粗。電磁式電壓繼電器有過電壓和欠電壓兩大類，其中欠電壓繼電器在工廠供電系統(tǒng)應(yīng)用較多。類似過電流繼電器，欠電壓繼電器的動作電壓UOP是使其動作的最大電壓，而它的返回電壓Ure是使其返回的最小電壓，返回系數(shù)KreUre/UOP。由于欠電壓繼電器的返回電壓Ure大于動作電壓UOP，所以其返回系數(shù)Kre1，一般為11.2。3 電磁式時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器在保護(hù)裝置中起延時(shí)作用，以保證保護(hù)

17、裝置動作的選擇性。DS系列電磁式時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要由電磁機(jī)構(gòu)和鐘表延時(shí)機(jī)構(gòu)兩部分組成，電磁機(jī)構(gòu)主要起鎖住和釋放鐘表延時(shí)機(jī)構(gòu)作用，鐘表延時(shí)機(jī)構(gòu)起準(zhǔn)確延時(shí)作用。時(shí)間繼電器的線圈按短時(shí)工作設(shè)計(jì)。圖76-17DS100系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4、 電磁式中間繼電器中間繼電器的作用是為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點(diǎn)數(shù)量和容量，也可以使觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)帶有不大的延時(shí)（0.40.8 s），或者通過繼電器的自保持以適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。中間繼電器的工作原理一般按電磁原理構(gòu)成。圖6-19DZ10系列中間繼電器結(jié)構(gòu)圖5、 電磁式信號繼電器信號繼電器用于各保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動作的指示器。信號繼電器一般

18、按電磁原理構(gòu)成，繼電器的電磁起動機(jī)構(gòu)采用吸引銜鐵式，由直流電源供電。DX系列信號繼電器的結(jié)構(gòu)。在正常情況下，繼電器線圈中沒有電流通過，信號繼電器在正常位置。當(dāng)繼電器線圈中有電流流過時(shí)，信號牌落下或凸出，指示信號繼電器掉牌。為了便于分析故障的原因，要求信號指示不能隨電氣量的消失而消失。因此，信號繼電器須設(shè)計(jì)為手動復(fù)歸式。信號繼電器可分為串聯(lián)信號繼電器（電流信號繼電器）和并聯(lián)信號繼電器（電壓信號繼電器），其接線方式如圖所示。實(shí)際使用時(shí)，一般采用電流型信號繼電器。圖6.18DX11型信號繼電器的結(jié)構(gòu)圖圖7.7信號繼電器的接線方式（a） 串聯(lián)信號繼電器；（b） 并聯(lián)信號繼電器 （二） 感應(yīng)式繼電器1、

19、特點(diǎn)及應(yīng)用GL-10系列感應(yīng)式繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示,它由帶延時(shí)動作的感應(yīng)系統(tǒng)與瞬時(shí)動作的電磁系統(tǒng)兩部分組成圖6-20GL-10系列感應(yīng)型電流繼電器結(jié)構(gòu)圖感應(yīng)系統(tǒng)主要由帶有短路環(huán)2的電磁鐵芯和圓形鋁盤3組成，圓盤的另一側(cè)裝有阻尼磁鐵6，圓盤的轉(zhuǎn)軸18放在活動框架4的軸承內(nèi)，活動框架可繞軸轉(zhuǎn)動一個(gè)小角度，正常未啟動時(shí)框架被彈簧拉向擋板17的位置。電磁系統(tǒng)由裝在電磁鐵上側(cè)的銜鐵10構(gòu)成，銜鐵左端有橫擔(dān)9，通過它可瞬時(shí)閉合接點(diǎn)12。正常時(shí)銜鐵左端重于右端而偏落于左邊位置，接點(diǎn)不閉合。當(dāng)繼電器通入電流時(shí)，在鋁盤上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為M=K12sin=KI2Ksin顯然，通入繼電器的電流IK越大，轉(zhuǎn)矩M越大,鋁

20、盤轉(zhuǎn)速越快。當(dāng)通入的電流為整定值的30%40%時(shí)，圓形鋁盤就會慢慢轉(zhuǎn)動，但這時(shí)不能稱為起動。當(dāng)通入繼電器線圈中的電流大于整定值時(shí)，框架向軸移動，使軸上蝸桿與扇形齒片相咬合，此時(shí)圓形鋁盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動并帶動扇形齒片上升，直到扇形齒片尾部托起橫擔(dān)，使銜鐵被電磁鐵芯吸下，將接點(diǎn)閉合。從軸上蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點(diǎn)閉合這一段時(shí)間稱為繼電器的動作時(shí)間。通入繼電器的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)速越快，動作時(shí)間就越短，這種特性稱為反時(shí)限特性。當(dāng)通入的電流大到一定程度，使鐵芯飽和，鋁盤的轉(zhuǎn)速再也不隨電流的增大而加快時(shí)，繼電器的動作時(shí)間便成為定值。將圖7.15中時(shí)限調(diào)整螺釘13調(diào)整在某一位置（即某一固定動作電流），改變通入繼

21、電器的電流，測出其相應(yīng)的動作時(shí)間，即可繪出圖7.16所示曲線（曲線上的時(shí)間數(shù)字均為10倍動作電流整定值時(shí)的動作時(shí)間）。感應(yīng)系統(tǒng)的動作電流是指繼電器鋁盤軸上蝸桿與扇形齒片相咬合時(shí)線圈所需要通入的最小電流。感應(yīng)系統(tǒng)的返回電流是指扇形齒片脫離蝸桿返回到原來位置時(shí)的最大電流。繼電器線圈有7個(gè)抽頭，通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數(shù)，用來調(diào)整動作電流的整定值。當(dāng)通入繼電器線圈的電流增大到整定值的若干倍數(shù)時(shí)，未等感應(yīng)系統(tǒng)動作，銜鐵右端瞬時(shí)被吸下，接點(diǎn)立即閉合，即構(gòu)成電磁系統(tǒng)的速斷特性。速斷部分的動作電流值通過改變銜鐵與電磁鐵芯之間氣隙來調(diào)整，其速斷動作電流調(diào)整范圍是感應(yīng)系統(tǒng)整定電流值的28倍。GL-10型

22、繼電器本身帶有信號掉牌，而且接點(diǎn)容量又較大，所以組成反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，無需再接入其他繼電器。（三）氣體繼電器五、 油浸式變壓器的保護(hù)在供配電系統(tǒng)中，變壓器占有很重要的地位，因此，提高變壓器工作的可靠性對保證安全供電具有非常重要的意義。在考慮裝設(shè)保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)充分估計(jì)變壓器可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式，并根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。 （一）變壓器故障種類 變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩類。 內(nèi)部故障主要是變壓器繞組的相間短路、匝間短路和中性點(diǎn)接地側(cè)單相接地短路。 變壓器最常見的外部故障是引出線絕緣套管的故障，它可能引起引出線相間短路或接地（對變壓器外殼）短路。 變壓

23、器的不正常工作情況包括由于外部短路或過負(fù)荷引起的過電流、油面的降低和溫度升高等。 （二）、繼電保護(hù)設(shè)置 （1） 瓦斯保護(hù)用來防御變壓器的內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油受熱分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)動作。容量在800 kVA及以上的油浸式變壓器和400 kVA及以上的車間內(nèi)變壓器一般都應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。其中輕瓦斯動作于預(yù)告信號，重瓦斯動作于跳開各電源側(cè)斷路器。（2） 縱聯(lián)差動保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。容量在10000 kVA及以上單臺運(yùn)行的變壓器和容量在6300 kVA及以上并列以運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 （3）電流速斷保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部故

24、障及引出線套管的故障。容量在10000 kVA以下單臺運(yùn)行的變壓器和容量在6300 kVA以下并列運(yùn)行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱聯(lián)差動保護(hù)。對容量在2000 kVA以上的變壓器，當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)改為裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。（4） 過電流保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部和外部故障，作為縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，帶時(shí)限動作于跳開各電源側(cè)斷路器。 （5） 過負(fù)荷保護(hù)用來防御變壓器因過負(fù)荷而引起的過電流。保護(hù)裝置只接在某一相的電路中，一般延時(shí)動作于信號，也可以延時(shí)跳閘，或延時(shí)自動減負(fù)荷（無人值守變電所）。（6） 單相接地保護(hù)對低壓側(cè)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（三相四線制），當(dāng)高壓側(cè)的保護(hù)靈

25、敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專門的零序電流保護(hù)。 （三）變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)又稱為氣體繼電保護(hù)，是防御油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)可以很好地反映變壓器的內(nèi)部故障，如變壓器繞組的匝間短路，將在短路的線匝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，局部過熱，損壞絕緣，并可能發(fā)展成為單相接地故障或相間短路故障。這些故障在變壓器外電路中的電流值還不足以使變壓器的差動保護(hù)或過電流保護(hù)動作，但瓦斯保護(hù)卻能動作并發(fā)出信號，使運(yùn)行人員及時(shí)處理，從而避免事故的擴(kuò)大。因此，瓦斯保護(hù)是反映變壓器內(nèi)部故障最有效、最靈敏的保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器，它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的連通管上，如圖7.25所示。為

26、了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過瓦斯繼電器排往油枕，變壓器安裝時(shí)應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時(shí)，連通管對油箱頂蓋也有2%4%的傾斜度。目前，我國采用的瓦斯繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種形式。目前廣泛采用的是開口杯式。圖7.26是FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。在變壓器正常工作時(shí)，瓦斯繼電器的上、下油杯中都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用使其上、下觸點(diǎn)都是斷開的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障致使油面下降時(shí)，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡錘的力矩而下降，從而使上觸點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號，這就是輕瓦斯動作。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的大量氣體沖擊

27、擋板，使下油杯降落，從而使下觸點(diǎn)接通，直接動作于跳閘，這就是重瓦斯動作。如果變壓器出現(xiàn)漏油，將會引起瓦斯繼電器內(nèi)的油慢慢流盡。先是上油杯降落，接通上觸點(diǎn)，發(fā)出報(bào)警信號；當(dāng)油面繼續(xù)下降時(shí)，會使下油杯降落，下觸點(diǎn)接通，從而使斷路器跳閘，切除變壓器。瓦斯保護(hù)只能反映變壓器油箱內(nèi)部的故障，而對變壓器外部端子上的故障情況則無法反映。因此，除了設(shè)置瓦斯保護(hù)外，還需設(shè)置過流、速斷或差動等保護(hù)。瓦斯保護(hù)的原理接線圖如圖所示。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，瓦斯繼電器KG的上觸點(diǎn)1、2閉合，作用于預(yù)告（輕瓦斯動作）信號；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，KG的下觸點(diǎn)3、4閉合，經(jīng)中間繼電器KM作用于斷路器QF的跳閘機(jī)構(gòu)Y

28、R，使QF跳閘。同時(shí)通過信號繼電器KS發(fā)出跳閘（重瓦斯動作）信號。為了防止由于其他原因發(fā)生瓦斯保護(hù)的誤動作，可以利用切換片XB切換，使KS線圈串接限流電阻R，動作于報(bào)警器信號。需要指出，變壓器保護(hù)的出口中間繼電器KM必須是自保持中間繼電器，因?yàn)橹赝咚故强坑土鞯臎_擊而動作的，但變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)油流的速度往往很不穩(wěn)定，所以重瓦斯動作后KG的下觸點(diǎn)3、4可能有“抖動” 現(xiàn)象，因此為使斷路器有足夠的時(shí)間可靠地跳閘，利用中間繼電器KM的上觸點(diǎn)KM1-2作“自保持”觸點(diǎn)。只要瓦斯繼電器KG的下觸點(diǎn)3、4一閉合，KM就動作，KM3-4接通斷路器QF跳閘回路，使其跳閘，而后斷路器輔助觸點(diǎn)QF1-2返回

29、，切斷跳閘回路，QF3-4返回，切斷中間繼電器KM自保持回路，使中間繼電器返回。（四）變壓器的過電流保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)用來保護(hù)變壓器外部短路時(shí)引起的過電流，同時(shí)又可作為變壓器內(nèi)部短路時(shí)瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)的后備保護(hù)。為此，保護(hù)裝置應(yīng)裝在電源側(cè)。過電流保護(hù)動作以后，斷開變壓器兩側(cè)的斷路器。1、定時(shí)限過電流保護(hù)是指保護(hù)裝置的動作時(shí)間是恒定的，與短路電流大小無關(guān)。 圖6-252、反時(shí)限過電流保護(hù)是指保護(hù)裝置的動作時(shí)間與短路電流大小（反映到繼電器中的電流）成反比關(guān)系。 由GL型感應(yīng)式電流繼電器組成。圖7.17反時(shí)限過電流保護(hù)裝置原理電路圖（a） 采用兩相接線直流操作電源；（b） 采用兩相差式接線交流

30、操作電源3、過電流保護(hù)動作電流的整定計(jì)算動作電流整定必須滿足以下兩個(gè)條件： 線路輸送最大負(fù)荷電流時(shí)保護(hù)裝置不應(yīng)起動，動作電流必須躲過(大于）最大負(fù)荷電流，以免在最大負(fù)荷電流通過時(shí)保護(hù)裝置誤動作，即IOP(1)IL，max 保護(hù)裝置在外部短路被切除后，應(yīng)能可靠地返回。IOP=KrelKW/(KreKi)IL，max （四）變壓器的電流速斷保護(hù)變壓器的電流速斷保護(hù)通常選擇無時(shí)限的速斷保護(hù)裝置。為了保證選擇性，其動作電流必須大于變壓器二次側(cè)母線上發(fā)生短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置的三相最大短路電流次暫態(tài)值，以免短路時(shí)二次側(cè)母線各引出線錯誤地?cái)嚅_變壓器。因此，變壓器電流速斷保護(hù)裝置的速斷電流可按下式?jīng)Q定:Iqb(

31、1)=KCOI(3)k,max速斷保護(hù)電流繼電器的速斷電流為Iqb=KrelKW/KTAI(3)k,max 4.變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)(1) 縱聯(lián)差動保護(hù)的工作原理變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)是反映變壓器一、二次側(cè)電流差值的一種快速動作的保護(hù)裝置，用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可用來保護(hù)變壓器的匝間短路，其保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的單相原理接線圖如圖7.29所示。 (2) 變壓器差動保護(hù)是利用保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流在差動回路中引起的不平衡電流而動作的一種保護(hù)，該不平衡電流用IUN表示,IUN=I1-I2。在正常運(yùn)行和外部k-1點(diǎn)

32、短路時(shí)，希望IUN盡可能地小，理想情況下IUN=0,但這幾乎是不可能的，IUN不僅與變壓器和電流互感器的接線方式及結(jié)構(gòu)性能等因素有關(guān)，而且與變壓器的運(yùn)行方式有關(guān)，因此只能設(shè)法使之盡可能地減少。6.變壓器的過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)的動作電流應(yīng)躲過變壓器的一次額定電流，故過負(fù)荷保護(hù)電流繼電器的動作電流為IOP= (1.21.3)I1NT /Ki過負(fù)荷保護(hù)的動作時(shí)限應(yīng)躲過電動機(jī)的自起動時(shí)間，通常取1015 s。7.變壓器的單相接地保護(hù)變壓器單相接地保護(hù)又稱零序過流保護(hù)。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程要求，Y，yn接線的變壓器二次側(cè)單相不平衡負(fù)荷不得超過額定容量的25%。因此，變壓器二次側(cè)單相接地保護(hù)的動作電流應(yīng)按下

33、式整定:I(1)OP=Krel0.25I2NT/Ki 六、干式變壓器的溫度保護(hù)（一）用途與原理 溫度保護(hù)裝置由溫度繼電器、信號繼電器及溫度控制儀組成。利用埋入繞組的感溫元件為發(fā)熱元件，分別測量各繞組和鐵芯的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，繼電器觸點(diǎn)接通啟動風(fēng)機(jī)，活通過信號繼電器報(bào)警，跳閘。（二）溫度控制系統(tǒng) 1.風(fēng)機(jī)自動控制系統(tǒng) 2.超溫報(bào)警、跳閘 3.溫度顯示系統(tǒng)圖7.25瓦斯繼電器在變壓器上的安裝 圖7.26FJ 3-80型瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)示意圖 圖7.27變壓器瓦斯保護(hù)的接線示意圖第四節(jié) 變電所的信號系統(tǒng)和斷路器的控制回路一、信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)用于指示一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的二次系統(tǒng)。信號回路：由信

34、號電源、信號裝置和連接線組成的回路 。按性質(zhì)分：斷路器位置信號、事故信號、預(yù)告信號。按回路電源分：交流、直流。變電所中央信號系統(tǒng)的類型(1) 事故信號當(dāng)斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，立即用蜂鳴器（或電笛）發(fā)出較強(qiáng)的音響，通知運(yùn)行人員進(jìn)行處理。同時(shí)，斷路器的位置指示燈發(fā)出綠燈閃光。事故信號的作用是：當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，啟動蜂鳴器（或電笛）發(fā)出音響。（2） 預(yù)告信號當(dāng)運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)危及安全運(yùn)行的異常情況時(shí)，如發(fā)電機(jī)過負(fù)荷、變壓器過負(fù)荷 、電壓回路斷線等，便發(fā)出另一種有別于事故信號的音響電鈴。此外，標(biāo)有故障內(nèi)容的光字牌點(diǎn)亮。（3） 位置信號包括斷路器位置信號和隔離開關(guān)位置信號。前者用燈光表示其合、跳閘位置，而

35、后者則用一種專門的位置指示器表示其位置狀況。事故信號和預(yù)告信號需要反映在主控制室中，以通知值班人員及時(shí)處理，因此，事故信號和預(yù)告信號稱為電氣設(shè)備各種信號的中央部分“中央信號”，并集中裝設(shè)在主控制室的中央信號屏上。（一）概述斷路器是變電所中主要的開關(guān)設(shè)備，每臺高壓斷路器都附有相應(yīng)的操作機(jī)構(gòu)，用以驅(qū)動斷路器的分、合閘，并保持在分、合狀態(tài)。按其控制地點(diǎn)來分，有就地控制和集中控制，一般10 kV及以下的斷路器多采用就地控制，而35 kV及以上的斷路器多采用集中控制。集中控制是運(yùn)行人員在距設(shè)備幾十米或幾百米以外的控制室內(nèi)用控制開關(guān)（或按鈕）通過控制回路進(jìn)行斷路器的分、合閘操作。二、斷路器控制回路操作機(jī)構(gòu)

36、是高壓斷路器本身附帶的跳、合閘傳動裝置。變電所中常用的操作機(jī)構(gòu)有手動式（CS型）、電磁式（CD型）、彈簧式（CT型）和液壓式（CY型）。上述操作機(jī)構(gòu)中除手動操作機(jī)構(gòu)外，都具有合閘線圈，但需要的合閘電流相差較大，彈簧式和液壓式合閘電流一般不大于5 A，而電磁式操動機(jī)構(gòu)的合閘電流可達(dá)幾十安到幾百安；所有操作機(jī)構(gòu)的跳閘線圈，其跳閘電源一般都不大，當(dāng)操作電壓為110220 V時(shí)直流為0.55 A。斷路器控制回路和信號系統(tǒng)的基本要求：（1） 斷路器的合閘和跳閘回路是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，所以操作完成后應(yīng)迅速自動斷開合閘或跳閘回路，以免燒壞線圈。（2） 斷路器既能在遠(yuǎn)方由控制開關(guān)進(jìn)行手動合閘和跳閘，又能在自動

37、裝置和繼電保護(hù)作用下自動合閘或跳閘。（3） 控制回路應(yīng)具有反映斷路器處于合閘和跳閘的位置狀態(tài)信號。（4） 具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。（5） 應(yīng)能監(jiān)視控制回路及其電源是否完好。（6） 控制回路應(yīng)力求簡單可靠，使用電纜芯線最少。斷路器控制回路的接線方式較多，按監(jiān)視方式可分為燈光監(jiān)視的控制回路與音響監(jiān)視的控制回路。前者多用于中、小型變電所，后者常用于大型變電所。（二）操作電源和操作方式操作電源供給高壓斷路器跳閘、合閘和繼電保護(hù)裝置、測量回路、信號系統(tǒng)、絕緣監(jiān)視裝置及其他二次回路。兩類：a、交流：取自電壓互感器或變電所的所用變壓器和電流互感器。一般用以小型變電所。b、直流：硅整流器電容

38、儲能電源或直流發(fā)電機(jī)配以適當(dāng)容量的蓄電池組。多用于容量較大變電所。按操作地點(diǎn)不同：a、分散操作（就地操作）：在各設(shè)備處對各斷路器分別進(jìn)行操作，多用于中小型變電所。b、集中操作（遠(yuǎn)方操作）：在中央控制室對各斷路器操作。適用于高壓、大容量及出現(xiàn)回路較多的變電所。a）強(qiáng)電按對象分別操作：交流或直流110V、220Vb）弱點(diǎn)選線操作：直流6V、24V、48V，電流1A以下（三）控制元件運(yùn)行人員按下按鈕或轉(zhuǎn)動控制開關(guān)等控制元件發(fā)出合、跳閘命令。一般因按鈕的觸點(diǎn)數(shù)量太少而不能滿足控制和信號回路的需要，所以目前多采用帶有轉(zhuǎn)動手柄的控制開關(guān)，操作斷路器合閘或跳閘。目前常用的控制元件是LW2系列或LW5系列控制

39、開關(guān)，其外形結(jié)構(gòu)如圖7.36所示。 供配電系統(tǒng)常用的控制開關(guān)有LW2-Z型和LW2-YZ型。前一種手柄內(nèi)無信號燈，用于燈光監(jiān)視的斷路器控制回路；后一種手柄內(nèi)有信號燈，用于音響監(jiān)視的斷路器控制回路。此類控制開關(guān)有六個(gè)操作位置，即跳閘后、預(yù)備合閘、合閘、合閘后、預(yù)備跳閘、跳閘。其觸點(diǎn)圖表分別表示于圖7.37和圖7.38。圖表中“”表示觸點(diǎn)是閉合狀態(tài)。圖7.36LW2系列控制開關(guān)結(jié)構(gòu)圖圖7.37LW2-Z/F8型控制開關(guān)觸點(diǎn)圖表 圖7.38LW2-YZ/F1型控制開關(guān)觸點(diǎn)圖表 四、斷路器控制回路常用接線方式1、 手動操作系統(tǒng)斷路器手動操作機(jī)構(gòu)普遍采用CS2型。斷路器采用手動操作機(jī)構(gòu)時(shí)只能就地控制。圖

40、7.39所示為手動操作的斷路器控制和信號回路，該控制回路采用交流操作電源。斷路器合閘時(shí)，推上操作機(jī)構(gòu)手柄。此時(shí)斷路器的輔助常開觸點(diǎn)QF3-4閉合，紅燈RD亮，指示斷路器處于合閘位置。由于有限流電阻R2，跳閘線圈YR只有很小電流流過，不會動作。同時(shí)，紅燈RD亮還表示跳閘回路中跳閘線圈YR和控制回路熔斷器FU1、FU2是完好的（即紅燈RD亮還起著監(jiān)視跳閘回路完好性的作用）。另外，在QF34閉合的同時(shí)，QF12斷開，綠燈GN滅。斷路器分閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄。此時(shí)斷路器的輔助常開觸點(diǎn)QF3-4斷開，紅燈RD滅，并切斷路閘回路；同時(shí)，斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF1-2閉合，綠燈GN亮，指示斷路器處于分閘位置

41、。綠燈GN亮還表示控制回路熔斷器FU1、FU2是完好的（即綠燈GN亮還起著監(jiān)視交流操作電源回路完好性的作用）。信號回路中QM為操作機(jī)構(gòu)輔助常開觸點(diǎn)，當(dāng)操作手柄在合閘位置時(shí)閉合，在分閘位置時(shí)斷開；而斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF5-6則在斷路器分閘時(shí)閉合，合閘時(shí)斷開。因此，在斷路器正常操作合、分閘時(shí)，由于QM與QF5-6總是同時(shí)切換，所以事故信號回路總是不通，不會誤發(fā)事故信號。但當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動作，其出口觸點(diǎn)KA閉合，通過已閉合的QF3-4接通跳閘線圈YR，使斷路器跳閘；而這時(shí)操作手柄仍在合閘位置時(shí)，表示斷路器是自動跳閘-，信號回路接通，發(fā)出事故音響和燈光信號。這種操作機(jī)構(gòu)輔助常

42、開觸點(diǎn)與斷路器輔助常閉觸點(diǎn)構(gòu)成“不對應(yīng)”關(guān)系的電路稱為不對應(yīng)起動回路。2、 電磁操作系統(tǒng)圖7.40所示為采用直流操作電源的電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路及信號系統(tǒng)。采用電磁操作機(jī)構(gòu)可以對斷路器遠(yuǎn)距離集中控制，即電磁操作機(jī)構(gòu)隨斷路器安裝在一處，集中控制的控制開關(guān)則安裝在控制室內(nèi)的控制屏上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。燈光監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統(tǒng)中，斷路器及控制回路的工作狀態(tài)是用燈光來監(jiān)視的。只要控制回路完好，總會有一個(gè)信號燈點(diǎn)亮，若所有信號燈都不亮，則說明控制回路失電或有其他故障（如斷路器輔助點(diǎn)QF接觸不良等）。當(dāng)綠燈GN發(fā)出平光時(shí)，既表示斷路器處于正常分閘位置，又表示下一步操作的合閘回路和控制電源正常。

43、當(dāng)紅燈RD發(fā)出平光時(shí)，既表示斷路器處于正常位置，又表示下一步操作的跳閘回路和控制電源正常。當(dāng)綠燈GN發(fā)出閃光時(shí)，既表示斷路器已處于自動跳閘位置，又表示下一步操作的合閘回路和控制電源正常。當(dāng)紅燈RD發(fā)出閃光時(shí)，既表示斷路器已處于自動合閘位置，又表示下一步操作的跳閘回路和控制電源正常。下面分不同情況說明圖7.40所示系統(tǒng)的工作過程。該控制回路采用LW5型控制開關(guān)。 操作斷路器合閘時(shí)，將控制開關(guān)SA手柄順時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，這時(shí)其觸點(diǎn)接通，合閘接觸器KO通電（其中QF12原已閉合），其主觸點(diǎn)閉合，使電磁合閘線圈YO通電，斷路器合閘。合閘完成后，控制開關(guān)SA自動返回零位，其觸點(diǎn)斷開，斷路器輔助觸點(diǎn)QF12也

44、斷開，綠燈GN滅，并切斷合閘電源；同時(shí)QF34閉合，紅燈RD亮（發(fā)出平光），指示斷路器在合閘位置，并監(jiān)視著跳閘回路的完好性。 操作斷路器分閘時(shí)，將控制開關(guān)SA反時(shí)針扳轉(zhuǎn)45，這時(shí)其觸點(diǎn)接通，跳閘線圈YR通電（QF3-4原已閉合），使斷路器分閘。分閘完成后，SA自動返回零位，其觸點(diǎn)斷開，斷路器輔助觸點(diǎn)QF3-4也斷開，紅燈RD滅，并切斷合閘電源；同時(shí)SA的觸點(diǎn)閉合，QF1-2也閉合，綠燈GN亮（發(fā)出平光），指示斷路器在分閘位置，并監(jiān)視著合閘回路的完好性。由于紅綠指示燈兼起監(jiān)視分、合閘回路完好性的作用，長時(shí)間投入工作，耗電較多，為了減少控制小母線WC的過多消耗，因此這種回路設(shè)有燈光指示小母線WL和

45、閃光信號小母線WF，專門作為紅綠指示燈平光指示和閃光指示。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動作，其出口繼電器觸點(diǎn)KA閉合，接通跳閘線圈YR回路（QF3-4原已閉合），使斷路器跳閘，隨后QF3-4斷開，紅燈RD滅，并切斷跳閘電源；同時(shí)QF1-2閉合，而SA在合閘原位置，其觸點(diǎn)也閉合，因而接通閃光電源WF（+），使綠燈GN閃光，表示斷路器已自動跳閘。由于斷路器自動跳閘，SA仍在合閘后位置，其觸點(diǎn)閉合，而斷路器已跳閘，其觸點(diǎn)QF5-6也閉合，因此接通事故音響信號回路，又發(fā)出事故跳閘的音響信號。值班員得知此信號后，可將控制開關(guān)SA手柄扳向分閘位置，使SA的觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)恢復(fù)“對應(yīng)”關(guān)系，

46、全部事故信號立即解除。 當(dāng)手動合閘于故障線路時(shí)，斷路器在繼電保護(hù)作用下會立即跳閘，如這時(shí)控制開關(guān)仍處于合閘位置（手還未松開），則斷路器跳閘后立即又合閘，合閘后又被繼電保護(hù)跳開這種多次的合、跳閘現(xiàn)象稱為斷路器的“跳躍”?！疤S”對斷路器的使用壽命影響極大，其防止的辦法是在控制回路中增加防跳繼電器，分別設(shè)在控制回路的合閘和跳閘回路中。有了防跳繼電器后，當(dāng)斷路器合閘于故障線路時(shí)，就可防止斷路器的跳躍現(xiàn)象。3、 彈簧儲能操作系統(tǒng)圖7.41所示為采用CT8型彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路。彈簧操作機(jī)構(gòu)是靠彈簧所儲存的能量來驅(qū)動斷路器合閘的。彈簧的儲能既可以手動也可以電動，電動儲能采用450 W單相交流

47、兩用串激式整流電動機(jī)。彈簧儲能電動操作機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)為變配電所采用交流操作創(chuàng)造了條件，目前正廣泛應(yīng)用。圖7.41中控制開關(guān)SA采用LW5型，SL1、SL3和SL2分別是電動機(jī)行程開關(guān)的常開限位接點(diǎn)和常閉限位接點(diǎn)。彈簧儲能電動機(jī)M由按鈕SB控制。紅、綠信號燈RD、GN分別接入跳、合閘回路，用以監(jiān)視熔斷器和跳、合閘回路的完好性?？刂崎_關(guān)SA的接點(diǎn)SA13和SA1719以及斷路器常閉接點(diǎn)QF3組成不對應(yīng)接線的起動事故音響回路，以實(shí)現(xiàn)正常合閘后自動跳閘時(shí)發(fā)出事故音響信號。下面簡要分析該控制回路的工作過程。 彈簧電動儲能當(dāng)彈簧釋放能量以后，其常閉行程限位接點(diǎn)SL2閉合，按下按鈕SB接通儲能電動機(jī)M，使彈簧再

48、次儲能。當(dāng)儲能結(jié)束后，SL2自動斷開，切斷電動機(jī)儲能回路；同時(shí)，常開限位接點(diǎn)SL3閉合，白燈WH亮，表示儲能結(jié)束；另外，常開限位接點(diǎn)SL1閉合，為正常合閘做好準(zhǔn)備，保證在彈簧儲能完畢才能合閘。 操作斷路器正常合閘將控制開關(guān)SA手柄扳到合閘位置，其接點(diǎn)SA5-8接通，合閘電磁鐵YO通電，其銜鐵動作，使儲能彈簧在釋放能量的過程中將斷路器合閘。合閘完成后，SA自動返回零位，其接點(diǎn)SA5-8斷開，斷路器輔助觸點(diǎn)QF1也斷開，綠燈GN滅，并切斷合閘電磁鐵電源；同時(shí)QF2閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置，并監(jiān)視跳閘回路的完好性。操作斷路器分閘及一次電路發(fā)生短路故障時(shí)的工作過程與電磁操作的斷路器控制回

49、路和信號系統(tǒng)工作過程相似，讀者可自行分析。燈光監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，紅綠燈指示斷路器合、跳閘位置明顯，適用于中、小型工廠變電所和發(fā)電廠。當(dāng)用于大型工廠變電所和發(fā)電廠時(shí)，由于信號燈太多，某一控制回路失電燈光全暗而不易被發(fā)現(xiàn)。為此，在大型工廠變電所和發(fā)電廠內(nèi)常用音響監(jiān)視的斷路器控制回路和信號系統(tǒng)。2.音響監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統(tǒng)所謂音響監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統(tǒng)，是指利用音響（電鈴、電笛、蜂鳴器等）發(fā)出預(yù)告信號，結(jié)合燈光指示信號來監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統(tǒng)的工作狀態(tài)。圖7.42為電磁操作機(jī)構(gòu)的音響監(jiān)視斷路器控制回路原理圖，與燈光監(jiān)視斷路器控制回路的區(qū)別如下：(1)

50、斷路器的位置信號只用一個(gè)裝在控制開關(guān)SA手柄中的信號燈代替，從而減少了一半信號燈。利用信號燈光特征和手柄位置判斷斷路器的實(shí)際位置。當(dāng)燈光為平光時(shí)，表示斷路器的實(shí)際位置和控制開關(guān)手柄位置相對應(yīng)；當(dāng)燈光為閃光時(shí)，斷路器的實(shí)際位置與控制開關(guān)手柄位置不對應(yīng)。(2) 利用合閘位置繼電器KOS代替紅色信號燈RD，跳閘位置繼電器KRS代替綠色信號燈GN，當(dāng)控制回路熔斷器熔斷，KOS和KRS都失電返回，其常閉接點(diǎn)接通中央預(yù)告音響信號回路，發(fā)出音響信號，運(yùn)行人員根據(jù)手柄內(nèi)燈光的熄滅來判斷哪一回路斷線。(3) 控制回路和信號回路完全分開，控制開關(guān)SA采用LW2YZ型，其第一個(gè)接點(diǎn)盒是專門裝設(shè)信號燈的。從圖7.42

51、可以看出，無論SA的控制手柄在哪個(gè)位置，信號燈總是和外邊電路連通的。(4) 在事故音響回路中，由于用KRS代替了QF常閉輔助接點(diǎn)，而KRS是安裝在控制室內(nèi)，從而省去了一根控制電纜芯線。下面簡要分析圖7.42控制回路的工作過程。（1） 操作斷路器合閘將控制開關(guān)SA手柄扳向合閘位置，其接點(diǎn)SA9-12接通，合閘接觸器KO通電（其中KFJ2、QF1均原已閉合），KO的常開觸點(diǎn)閉合，使電磁合閘線圈YO通電，斷路器QF合閘。合閘完成后，SA自動返回零位，其接點(diǎn)SA9-12斷開，QF1也斷開，切斷合閘電源回路。同時(shí)SA的接點(diǎn)SA20-17也接通，通過已閉合的KOS常開接點(diǎn)使SA內(nèi)的信號燈點(diǎn)亮，指示QF處于

52、正常合閘位置。（2） 操作斷路器分閘將控制開關(guān)SA手柄扳向分閘位置，其接點(diǎn)SA10-11接通，通過防跳繼電器KFJ的電流線圈（）及原已閉合的QF2接通跳閘線圈YR的回路，使斷路器QF跳閘。跳閘完成后，SA自動返回零位，其接點(diǎn)SA1011斷開，QF2也斷開，切斷跳閘電源回路。由于合閘位置繼電器KOS線圈失電，因此KOS常開接點(diǎn)斷開，切斷SA內(nèi)的信號燈電路，使其熄滅，指示斷路器處于正常分閘位置。（3） 當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動作，其出口繼電器接點(diǎn)KPO閉合，通過信號繼電器KS的線圈、KFJ的電流線圈（）及原已閉合的QF2接通跳閘線圈YR的回路，使斷路器QF跳閘。隨后QF2斷開，切斷

53、跳閘回路電源。QF故障跳閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1恢復(fù)閉合，使跳閘位置繼電器KRS通電，KRS常開接點(diǎn)閉合，此時(shí)SA仍在合閘后位置，其接點(diǎn)SA13-16是閉合的，因而接通閃光電源+WF，使SA內(nèi)的信號燈閃光，指示斷路器QF因故障已自動跳閘。 由于跳閘位置繼電器KRS的常開接點(diǎn)已恢復(fù)閉合，且SA仍在合閘后位置，其接點(diǎn)SA5-7、SA21-23均已閉合，因此又接通事故音響小母線WAS電源，發(fā)出事故跳閘音響信號-。運(yùn)行值班人員得知此音響信號后，可將控制開關(guān)SA手柄扳向分閘位置，使SA的接點(diǎn)與分閘位置繼電器接點(diǎn)恢復(fù)對應(yīng)關(guān)系，全部事故信號（閃光及音響）立即解除。圖7.42由防跳繼電器KFJ組成斷路器防“跳躍

54、”閉鎖回路。KFJ有兩個(gè)線圈，一個(gè)為電流線圈（起動用），另一個(gè)為電壓線圈U（自保持用），任一線圈通電時(shí)繼電器都可以動作。當(dāng)手控合閘將斷路器合于故障點(diǎn)時(shí)，保護(hù)裝置的出口繼電器的常開接點(diǎn)KPO閉合，KFJ電流線圈通電并起動，其常開接點(diǎn)KFJ1閉合，此時(shí)如果斷路器控制開關(guān)SA手柄仍在合閘位置，則SA9-12仍然接通，于是KFJ的電壓線圈U通電并且自保持。它的常閉接點(diǎn)KFJ2斷開，切斷合閘回路，從而保證斷路器不再合閘，防止了“跳躍”。防跳繼電器KFJ自保持直至合閘命令解除，SA9-12斷開，KFJ的電壓線圈U斷電后電路才恢復(fù)原來狀態(tài)。對于容量大、進(jìn)出線回路多的大型變電所，采用音響監(jiān)視斷路器控制回路和信

55、號系統(tǒng)有一定的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閿嗦菲鞯姆?、合閘位置繼電器接點(diǎn)可代替斷路器的輔助接點(diǎn)，使控制室與斷路器操作機(jī)構(gòu)聯(lián)系的電纜芯數(shù)減少，從而既節(jié)約投資，又減少維護(hù)。圖7.39手動操作的斷路器控制和信號回路圖7.40采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路及其信號系統(tǒng)圖7.40采用電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路及其信號系統(tǒng)圖7.41彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路圖7.41彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路三、絕緣監(jiān)察裝置（一）交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視系統(tǒng)1.絕緣監(jiān)察裝置的作用610 kV供配電系統(tǒng)屬小電流接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，接地相對地電壓降低，甚至下降為零，非接地相對地電壓升高到線電壓，這樣則可能在絕緣薄弱地方引起

56、擊穿，造成相間短路。絕緣監(jiān)察裝置的作用就是在小電流接地系統(tǒng)中用以監(jiān)視該系統(tǒng)相對地的絕緣狀況。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相接地或電氣設(shè)備、母線等對地絕緣降低到一定值時(shí)，絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出預(yù)告信號，通知運(yùn)行值班人員采取相應(yīng)措施，以維護(hù)電氣設(shè)備的正常絕緣水平，確保其安全運(yùn)行。2. 低壓系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置的原理電路圖7.46（a）、（b）所示為用于低壓系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置。系統(tǒng)正常工作時(shí)，電壓表的讀數(shù)相同；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，接地相電壓表讀數(shù)下降甚至為零，正常相電壓升高。因此，通過電壓表的讀數(shù)就可以判斷哪一相接地。3. 高壓系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置的原理電路圖7.46（c）所示為采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五柱三繞組電

57、壓互感器構(gòu)成的610 kV系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置。電壓互感器的一次繞組接成完全星形，其中性點(diǎn)接地；電壓互感器二次側(cè)有兩個(gè)繞組，其中一個(gè)主要繞組接成完全星形，中性點(diǎn)接地，三只電壓表接成相對地接線；另一個(gè)輔助繞組接成開口三角形，并在開口處接一只過電壓繼電器KV,借以反映接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)三相電壓對稱，沒有零序電壓，三相對地電壓表的讀數(shù)相等，均為相電壓。電壓互感器TV輔助二次繞組的各相電壓對稱，大小為1003V，開口三角形兩端電壓近似為零，過電壓繼電器KV不動作。當(dāng)變電所610 kV母線上任一條出線發(fā)生一相接地故障時(shí)，接地相的電壓表讀數(shù)降低或?yàn)榱悖渌麅上鄬Φ仉妷荷叩骄€電壓，開口三

58、角形兩端的電壓相量和不再為零，其大小為正常運(yùn)行時(shí)的3倍，即31003=100 V，使過電壓繼電器KV動作，發(fā)出系統(tǒng)一相接地預(yù)告信號。值班人員根據(jù)預(yù)告信號及電壓表的指示，可判斷系統(tǒng)哪一相發(fā)生接地，但是不能判斷是哪一條線路接地，這時(shí)可采用依次斷開各條線路的辦法來尋找接地點(diǎn)。其操作過程為：斷開某條線路時(shí)，系統(tǒng)接地消除，三個(gè)電壓表指示相同，則可判斷該條線路某點(diǎn)接地，此時(shí)派人查出具體接地點(diǎn)，轉(zhuǎn)移負(fù)荷，停電處理。上述交流絕緣監(jiān)察裝置簡單易行，但給出的預(yù)告信號沒有選擇性。因此一般適用于線路數(shù)目不多，允許短時(shí)一相接地，且負(fù)荷可以中斷供電的系統(tǒng)中，而工廠供電系統(tǒng)大多數(shù)符合上述要求，故得到廣泛應(yīng)用。圖7.46絕緣

59、監(jiān)察裝置（a） 、(b)低壓系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置；（c） 6-10 kV系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置圖7.46絕緣監(jiān)察裝置（a） 、(b)低壓系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置；（c） 6-10 kV系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置（二）直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置電氣測量儀表按其用途分為常用測量儀表和計(jì)量儀表兩類。（一） 對常用測量儀表的一般要求（據(jù)GBJ 631990） 常用測量儀表應(yīng)能正確反映電力裝置的運(yùn)行參數(shù)，能隨時(shí)監(jiān)測電力裝置回路的絕緣狀態(tài)。 交流回路儀表的精確度等級不應(yīng)低于2.5級；直流回路儀表的精確度等級不應(yīng)低于1.5級。 1.5級和2.5級的常用測量儀表應(yīng)配用不低于1.0級的互感器。 四、 電氣測量儀表 儀表的測量范圍和電流互感器變

60、流比的選擇，宜滿足供電系統(tǒng)額定值的條件運(yùn)行時(shí)儀表的指示在標(biāo)度尺的70%100%處。對有可能過負(fù)荷運(yùn)行的電力裝置回路，儀表的測量范圍宜留有適當(dāng)?shù)倪^負(fù)荷裕度。對重載起動的電動機(jī)和運(yùn)行中有可能出現(xiàn)短時(shí)沖擊電流的電力裝置回路，宜采用具有過負(fù)荷標(biāo)度尺的電流表。對有可能雙向運(yùn)行的電力裝置回路，應(yīng)采用具有雙向標(biāo)度尺的儀表。 對電能計(jì)量儀表的一般要求（據(jù)GBJ 631990） 月平均用電量在1106 kWh及以上的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)，應(yīng)采用0.5級的有功電度表。月平均用電量小于106 kWh、在315 kVA及以上的變壓器高壓側(cè)計(jì)費(fèi)的電力用戶電能計(jì)量點(diǎn)，應(yīng)采用1.0級有功電度表。在315 kVA及以下的變壓器