变配电所二次系统-第3讲.ppt
变配电所二次系统（第三讲）,山西大学工程学院 电力工程系 马丽英,第三讲 变电所的控制系统,内容：常规变配电所控制系统电路及工作原理；变配电综合自动化系统中的断路器控制电路的典型接线；变配电的计算机控制（第六讲）。一、概述 1.变电所的控制方式（1）有人值班变电所 集中控制：设有主控制室，控制屏集中布置在主控室主环。控制屏上有控制开关或切换开关。分散控制：设有主控制室，各高压配电装置处设有若干分控制室，分控制室内设控制屏。继电保护装置和部分控制设备可在分控制室。主控制室和分控制室之间实现遥控、遥信、遥测。,第三讲 变电所的控制系统,一、概述 1.变电所的控制方式（2）无人值班变电所 由电力系统控制中心（调度中心）进行远方控制。变电所只设保护屏和继电器屏，不设专用控制屏。控制中心和变电站之间实现“遥测”、“遥信”、“遥控”和“遥调”。2.对控制系统的基本要求（1）可靠性：可靠动作、可靠不误动作。（2）灵活性：手动、自动、计算机控制互相切换、闭锁。（3）经济性：满足可靠性、灵活性前提下，作经济比较。,第三讲 变电所的控制系统,一、概述 3.断路器的控制方式 对电力设备如主变、线路、电容器、电抗器等的控制，主要就是对这些设备所在回路的断路器进行控制。（1）断路器的控制方式 一对一控制和一对N选线控制；强电控制(110、220V)和弱电控制（48V及以下）；远方控制和就地控制。（2）断路器的操作机构 合闸机构、维持机构、跳闸机构。电磁操作机构（CD）、弹簧操作机构（CT）、液压操作机构（CY）、电动机操作机构（CJ）、气动操作机构（CQ）等。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 1.对断路器控制电路的基本要求（1）跳、合闸完成后控制电路要自动解除命令脉冲，切断跳、合闸回路，防止跳、合闸线圈长时间通电。（2）跳、合闸电流脉冲一般直接作用于断路器的跳、合闸线圈。对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（35250A左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。（3）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气“防跳”措施。（4）断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 1.对断路器控制电路的基本要求（5）能监视控制电源及跳、合回路的完好性；能对二次回路短路或负荷进行保护。（6）有反映断路器状态的位置信号；自动跳、合闸时有不同的显示信号。（7）对于采用气压、液压和弹簧操作机构的断路器，有压力、弹簧监视回路和闭锁回路。（8）对分相操作的断路器，有监视三相位置一致的措施。（9）接线简单可靠，使用电缆芯数尽量少。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 2.控制开关 发出跳、合闸命令脉冲，使断路器跳、合闸。（1）LW2型控制开关的结构 开控制关正面为一个操作手柄和面板，安装在控制屏前。与手柄固定连接的转轴上有数节触点盒，安装在控制屏后。每个触点盒内有四个静触点和一个动触点。静触点分布在盒的四角，盒外有供接线用的四个接线端子。如下图3-1所示。,图3-1 LW2型控制开关的结构1操作手柄；2触头盒；3接线端子；4面板,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 2.控制开关（1）LW2型控制开关的结构 触点盒根据动触点的凸轮和簧片形状以及在转轴上安装的初始位置可分成十四种型式，其代号为1、1a、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50。触点盒中的触点随手柄转动的位置如下表3-1所示。动触点、具有自由行程的触点。控制开关触点的切断能力如下表3-2所示。（2）LW2型控制开关的型式 如下表3-3所示,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 2.控制开关（3）LW2型控制开关的触点图表 下表3-4是LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制开关的触点图表。其中，F8表示面板与手柄的型式（F：方型面板，O：圆型面板，数字表示手柄型式）。控制开关有两个固定位置（垂直和水平）和两个操作位置（由垂直位置顺时针旋转45和由水平位置逆时针旋转45）。开关的触点位置有六种状态：“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备跳闸”、“跳闸”、“跳闸后”。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 2.控制开关（3）LW2型控制开关的触点图表“跳闸后”：手柄水平、控制屏上绿灯发平光。“预备合闸”：将手柄顺时针旋转90，绿灯闪光，提醒。“合闸”：再将手柄顺时针旋转45，触点5-8接通，发出合闸脉冲。“合闸后”：松开手柄，手柄自动复位至垂直位，控制屏上红灯发平光。“预备跳闸”：将手柄逆时针旋转90，红灯闪光，提醒。“跳闸”：再将手柄逆时针旋转45，触点6-7接通，发出跳闸脉冲。“跳闸后”：松开手柄，手柄自动复位至水平位，控制屏上绿灯发平光。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 2.控制开关（3）LW2型控制开关的触点图表 LW2-Z控制开关的图形符号如下图3-2所示。图中六条垂直虚线表示控制开关手柄的六个不同的操作位置，即PC（预备合闸）、C（合闸）、CD（合闸后）、PT（预备跳闸）、T（跳闸）、TD（跳闸后），水平线即端子引线，水平线下方位于垂直虚线上的粗黑点表示该对触点在此操作位置是闭合的。LW2-YZ-1a、4、6a、40、20、20/F1型控制开关与LW2-Z型控制开关在操作程序上完全相同，但LW2YZ型手柄上带有指示灯，其触点图表如下表3-5所示。,图3-2LW2-Z型触点通断的图形符号,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 3.基本的断路器控制电路（1）灯光监视的断路器控制电路（强电一对一控制）电磁操作机构的断路器控制信号电路如下图3-3所示。断路器的手动控制：跳合闸过程、合闸回路监视、跳闸回路监视。断路器的自动控制：跳合闸过程、不对应状态（自动合闸后，手柄位于“跳闸后”、红灯闪光；自动跳闸后，手柄位于“合闸后”、绿灯闪光，同时发出事故音响信号。）断路器的防跳：防跳继电器KCF一方面自保持，一方面切断合闸回路。保护出口继电器触点K2的保护：防跳继电器KCF的常开触点与K2并联，保证K2不切断跳闸回路电流。,图3-3电磁操作的断路器控制信号电路,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 3.基本的断路器控制电路（2）音响监视的断路器控制电路（强电一对一控制）音响监视的断路器控制信号电路如下图3-4所示。断路器的手动控制：跳合闸过程。断路器的自动控制：跳合闸过程；自动合闸后，信号灯闪光；自动跳闸后，信号闪光，发出事故音响信号。控制回路及其电源的监视：失电，信号灯熄灭，光字牌亮，发出音响信号。与灯光监视的断路器控制电路比较：可防止回路或熔断器断开时寄生回路引起的保护装置误动；利用音响监视控制回路，可及时发现断线故障；简化控制屏，防止误操作；减少了电缆芯数(由四芯减少到三芯)。,图3-4 音响监视的断路器控制信号电路,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 3.基本的断路器控制电路（3）弱电一对一控制 断路器的弱电一对一控制电路如下图3-5所示。控制手柄有四个位置，即合闸后、合闸(按下手柄右转、45)、跳闸后、跳闸(按下手柄左转45)。开关手柄内的信号灯表示断路器位置。手柄位置与断路器位置不对应时，信号灯闪光。断路器的手动控制：跳合闸过程。断路器的自动控制：跳合闸过程。,图3-5 断路器弱电一对一控制电路,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（1）10kV配电所断路器控制电路 KYN18C-12型中置式开关柜，内装ZN65A-12型真空开关，联体式弹簧操作机构。采用综合自动化系统，采用继电保护与监控二合一装置（保护测控装置AP），分散安装在10kV开关柜上，实现10kV的保护与监控以及10kV断路器的一对一就地与远方控制。开关柜屏的布置如下图3-6所示；断路器控制电路如下图3-7所示；切换开关（SA）为LW21-16D/49、5858、4GS，其面板标示及触点通断情况如下图3-8所示。,图3-6 10kV开关柜屏平面布置图,图3-7弹簧操作的断路器控制信号电路,图3-8 LW21-16D/49、5858、4GS型切换开关（a）面板标示；（b）触点图表,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（1）10kV配电所断路器控制电路 合闸控制：手动就地合闸、远方控制合闸、重合闸。（合闸保持）。跳闸控制：手动就地跳闸、远方控制跳闸、保护跳闸。电气防跳：KCF电流线圈启动，电压线圈自保持，使常闭触点KCF2持续断开，切断合闸回路。灯光监视：红灯H1亮，表明断路器在合闸状态；绿灯H2亮，表明断路器在跳闸位置。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（2）110kV变电所断路器控制电路 某110kV变电所二次系统采用综合自动化系统（系统介绍见第六讲）。系统配置有保护测控二合一装置AP1、重动装置AP2、信号装置AP3等。主变高压侧断路器采用SW2-110型六氟化硫断路器，配有液压操作机构，实现三相操作。断路器控制电路如下图3-9所示。,图3-9液压操作的断路器控制信号,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（2）110kV变电所断路器控制电路 合闸控制：手动就地控制、手动远方控制、自动合闸。（合闸保持）。跳闸控制：手动就地控制、手动远方控制、保护电气防跳及灯光监视：与配电所控制电路同。压力监视：控制油泵的运行以及SF6气体和氮气上升或下降的监视，如上图3-9所示。包括：油泵电动机的控制、SF6气体监视、氮气压力或油压的监视。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（3）500kV变电所断路器控制电路 某500kV变电所二次系统采用综合自动化计算机监控系统（系统介绍见第六讲）。系统配置具有重合闸功能的继电保护装置AP1、测控装置AP2等。以220kV线路断路器的控制电路为例。为实现单相重合闸或综合重合闸，220kV线路断路器采用分相弹簧操作机构，实现分相操作。控制电路图如下图3-10所示。,第三讲 变电所的控制系统,二、断路器的控制电路 4.典型的断路器控制电路实例（3）500kV变电所断路器控制电路 断路器手动控制：同步问题、手动遥控合（跳）闸、就地合（跳）闸。断路器自动控制：综合重合闸要求正常操作采用三相式、单相接地故障则单相跳闸和单相重合、两相短路或两相短路接地则三相跳闸三相重合。双重化跳闸回路。SF6气体压力监视：,第三讲 变电所的控制系统,三、隔离开关的控制及闭锁电路 1.隔离开关的控制电路（1）控制方式：就地控制和远方控制两种。110kV及以上倒闸操作的隔离开关一般采用远方或就地操作；检修用的隔离开关、接地隔离开关和母线接地器为就地操作。（2）控制回路构成原则：受相应断路器的闭锁，避免带电操作隔离开关；受接地隔离开关的闭锁。接地刀闸合闸状态下不能操作隔离开关；操作完成后自动解除；有状态位置信号。110kV线路隔离开关控制电路如下图3-11所示。,图3-11110kV线路隔离开关控制电路,第三讲 变电所的控制系统,三、隔离开关的控制及闭锁电路 1.隔离开关的控制电路（3）合闸控制：（4）跳闸控制：（5）紧急解除按钮：（6）隔离开关的位置指示：2.隔离开关的闭锁电路 变电所在运行中必须配备有完善的防止误操作的闭锁措施，实现“五防”：防止带负荷拉（合）隔离开关、防止误分（合）断路器、防止带电挂地线、防止带地线合隔离开关、防止误入带电间隔。,第三讲 变电所的控制系统,三、隔离开关的控制及闭锁电路 2.隔离开关的闭锁电路（1）操作闭锁内容 各主电路隔离开关的操作闭锁。各接地刀闸的操作闭锁。各母线接地器的的操作闭锁。（2）操作闭锁条件 取决于所在回路的电气接线。（3）闭锁装置 电磁锁：如下图3-12所示。微机防误闭锁装置：如下图3-13所示。,图3-12 电磁锁结构及原理1-锁芯；2-弹簧；3-插座；4-插头；5-线圈；6-电磁铁；7-解除按钮；8-钥匙环,图3-13 微机防误闭锁装置示意图,第三讲 变电所的控制系统,三、隔离开关的控制及闭锁电路 2.隔离开关的闭锁电路（4）闭锁电路 单母线隔离开关闭锁电路，如图3-14所示。双母线隔离开关闭锁电路，如图3-15所示（闭锁条件、操作程序）。双母线带旁路母线隔离开关闭锁电路，如图3-16所示（闭锁条件）。单母线分段隔离开关闭锁电路，如图3-17所示（闭锁条件）。3/2断路器接线隔离开关闭锁电路，如图3-18所示（闭锁条件）。,图3-14单母线隔离开关闭锁电路,图3-15 双母线隔离开关闭锁电路,图3-16 双母线带旁路母线隔离开关闭锁电路,图3-17 单母线分段隔离开关闭锁电路,图3-18 3/2断路器接线隔离开关闭锁电路,
