电气工程基础二次回路 126页

电力工程基础 第八章 二次系统与自动装置 第一节 二次接线图 第二节 断路器的控制和信号回路 第三节 中央信号 第四节 电气测量仪表的接线 第五节 输电线路的自动重合闸 第六节 备用电源自动投入装置 第七节 同期装置 第一节 二次接线图 一、概述 二、原理接线图 三、安装接线图 一、概述 发电厂和变电所二次回路是指对一次回路进行监视、控制、测量和保护的回路。二次接线图是用二次设备特定的图形、文字符号表示二次设备相互连接的电气接线图。 常用二次设备的新旧图形和文字符号见于表 8-1 和表 8-2 。 二次接线图分为 原理接线图 和 安装接线图 ，其中原理接线图又分为 归总式原理接线图 和 展开式原理接线图 。 二、原理接线图 表示二次回路工作原理的接线图称原理接线图，简称原理图。 1. 归总式原理接线图 如图 8-1 所示的 lOkV 线路过电流保护归总式原理图 . 图 8-1 lOkV 线路过电流保护归总式原理图 该图的特点是：将二次接线与一次接线的有关部分绘在一起，图中各元件用整体形式表示；其相互联系的交流电流回路及直流回路都综合在一起，并按实际连接顺序绘出。 其优点是能清楚地表明各元件的形式、数量、相互联系和作用，利于对装置的构成形成明确的整体概念，便于理解装置的工作原理。 2. 展开式原理接线图 如图 8-2 所示是 lOkV 线路过电流保护展开式原理图。 图 8-2 lOkV 线路过电流保护展开式原理图 该图的特点是： ①交流回路与直流回路分开表示； ②属于同一仪表或继电器的电流线圈和触点分开画，采用相同的文字符号，有多副触点时加下标； ③交、直流回路各分为若干行，交流回路按 U 、 V 、 W 相顺序画，直流回路则基本上按元件的动作顺序从上到下排列。 每行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序由左至右排列。每回路的右侧有文字说明，引至端子排的回路加有编号，元件及触点通常也有端子编号。 回路加标号的目的是为了了解该回路的用途及进行正确的连接。 表 8-3 为我国采用的常用小母线新旧文字符号及回路标号对照表。 展开式原理图接线清晰，便于阅读，易于了解整套装置的动作程序和工作原理，便于查找和分析故障，实际工作中用得最多。 三、 安装接线图 表示二次设备的具体安装位置和布线方式的图纸称安装图。它是二次设备制造、安装的实用图纸，也是运行、调试、检修的主要参考图纸。 安装接线图包括 屏面布置图、屏后接线图和端子排图 。 1. 屏面布置图 屏面布置屏面是表明二次设备的尺寸、在屏面上的安装位置及相互距离的图纸。应按比例绘制。如图 8-3 （ a) 所示。 图 8-3 lOkV 线路过电流保护安装接线图 (a) 屏面布置图； 2 ．屏后接线图 屏后接线图是表明屏后布线方式的图纸。屏后接线图不要求按比例绘制如图 8-3 （ b) 所示。 图 8-3 lOkV 线路过电流保护安装接线图 (b) 屏后接线图； (1) 设备编号。 通常在屏后接线图上，各设备图形的右（或左）上方都贴有一个圆圈，表明设备的编号。其中： ①安装单位编号及同一安装单位设备顺序号，标在圆圈上半部，如 I1 、 I2 、 I3 等。罗马数字表示安装单位编号，阿拉伯数字表示同一安装单位设备顺序号，按屏后顺序从右到左依次编号； ②设备的文字符号及同类设备顺序号，标在圆圈下半部，如 KA 、 KA 等，与展开图一致。 另外，在设备图形的上方还标有设备型号 , 如电磁型电流继电器 DL-31/10 等。 (2) 设备接线编号。 由于屏内各设备之间及屏内设备至端子排之间的连接线很多，如果把每条连线都用线条表示，不但制图很费事，而且配线时也很难分辩清楚。 因此，普遍采用 “ 相对编号法 ” ，即在需要连接的两个接线柱上分别标出对方接线柱的编号。 3 ．端子排图 屏内设备与屏外设备之间的连接，屏内设备与屏后上方直接接至小母线的设备的连接，各安装单位主要保护的正电源的引接及经本屏转接的回路等，都要通过一些专门的接线端子，这些接线端子的组合称为 端子排 。 （ 1 ）端子按用途分类 ①一般端子。②连接端子。③特殊端子。④试验端子。⑤连接型试验端子。⑥终端端子。 图 8-4 不同类型的端子 (a) 一般端子 (b) 连接端子 (c) 特殊端子 (d) 试验端子 用于连接屏内、外导线 ( 电缆 ) 用于上下端子间连接构成通路 用于需要很方便地断开的回路 用于需接入试验仪表的电流回路，专供电流互感器二次回路用； 用于在端子上需彼此连接的电流试验回路； （ 2 ）端子排表示方法 图 8-5 为端子排表示方法示意图。 图 8-5 端子排表示方法示意图 最上面一个端子，标出安装单位编号及名称；下面的端子在图上皆画成三格。 从左至右各格的含义如下：第一格表示安装单位的回路编号和屏外或屏顶引入设备的文字符号及接线柱号 , 如图 8-3 (c ） . 第二节 断路器的控制和信号回路 一、控制开关和操动机构 二、对控制回路的基本要求及分类 三、灯光监视的断路器控制和信号回路 四、音响监视的断路器控制回路 一、控制开关和操动机构 1 ．控制开关 发电厂和变电所中，控制开关多采用 LW2 系列万能密闭转换开关。其结构包括操作手柄、面板、触点盒等。 LW2 系列转换开关造成旋转式，触点盒一般有数节，装于转轴上；每节触点盒都有 4 个定触点和一副动触片； 4 个定触点引出接线端子，端子上有触点号；手柄通过主轴与触点盒连接，可以每隔 90° 或者 45° 设一个定位。 表 8-4 为常用的 LW2 一 Z — la 、 4 、 6a 、 40 、 20 、 20 ／ F8 型控制开关的触点图表。 表 8-4 LW2 一 Z — la 、 4 、 6a 、 40 、 20 、 20 ／ F8 型控制开关的触点图表 2 ．操动机构 操动机构是断路器本身携带的跳、合闸传动装置，其种类很多，有电磁操动机构，弹簧操动机构，液压操动机构，气压操动机构等。 断路器跳、合闸操作，都必须分别接通操动机构中的 “ 跳闸线圈 ” 和 “ 合闸线圈 ” 。 各种形式操动机构的跳闸电流一般都不大（当直流操作电压为 110 ～ 220V 时，跳闸电流 0.5 ～ 5A ）； 合闸电流相差较大，如弹簧、液压、气压操动机构等，合闸电流较小（当直流操作电压为 110 ～ 220V 时，不超过 5A ），电磁操动机构合闸电流很大，可由几十安到几百安。 对于电磁操动机构，合闸线圈回路不能利用控制开关触点直接接通，必须采用中间接触器，利用接触器带灭弧装置的触点去接通合闸线圈回路。 二、对控制回路的基本要求及分类 1. 基本要求 对控制回路的基本要求如下： 应能用控制开关进行手动合、跳闸，且能由自动装置和继电保护实现自动合、跳闸。 应能在合、跳闸动作完成后迅速自动断开合、跳闸回路。 应有反映断路器位置状态 ( 手动及自动合、跳闸 ) 的明显信号。 应有防止断路器多次合、跳闸的 “ 防跳 ” 装置。 应能监视控制回路的电源及其合、跳闸回路是否完好。 2. 分类 按监视方式分：控制回路按监视方式可分为：灯光监视的控制回路，多用于中、小型发电厂和变电所；音响监视的控制回路，常用于大型发电厂和变电所。 按电源电压分：控制回路按电源电压可分为：强电控制，直流电压为 220V 或 110V ；弱电控制，直流电压一般为 48V 。 三、灯光监视的断路器控制和信号回路 以电磁操动机构的断路器控制和信号回路为例，如 图 8-6 所示。 其工作原理如下： 1. 手动合闸 合闸操作前，控制开关 SA 的手柄在 “ 跳闸后 ” 位置 ( 水平 ) ，断路器 QF 在跳闸状态。 此时，触点 SA(11 — 10) 、断路器辅助触点 QFl 闭合、绿灯 HG 、接触器 KM 带电，即下述回路接通： + →FUl→SA(11 — 10) →HG→QFl→KM→FU2→ - 绿灯 HG 亮平光表明： ① QF 在跳闸位置； ②熔断器 FUl 、 FU2 及合闸回路完好，起到监视熔断器及合闸回路作用。 此时，合闸接触线圈 KM 中虽有电流流过，但由于 KM 的电阻比 HG 电阻及其附加电阻小得多，使得加于 KM 上的电压不足以使其启动，故断路器不会合闸。 手动合闸操作分 3 步进行： (1) 将 SA 的手柄顺时针转 90° 至 “ 预备合闸 ” 位置。此时触点 SA(9 — 10) 闭合，将绿灯 HG 回路改接到闪光小母线 M100(+) 上，下述回路接通 M100(+)→SA(9 — 10) →HG→QFl→KM→FU2→ - 闪光装置启动，绿灯 HG 发出闪光。表明： ①预备合闸，提醒操作人员核对所操作的 QF 是否有误 ( 这时 QF 仍在跳闸位置 ) ； ②合闸回路仍完好。 (2) 将 SA 的手柄再顺时针转 45° 至 “ 合闸 ” 位置。此时触点 SA(5 — 8) 、 SA(13 — 16) 闭合，且防跳继电器 KCF 未启动，其触点 KCF2 闭合，下述回路接通 + →FUl→SA(5 — 8) →KCF2→QFl→KM→FU2→ - 控制回路电压几乎全部加到 KM 上， KM 启动，它的两副常开触点接通合闸线圈 YC 回路， YC 启动，操动机构使 QF 合闸。 当 QF 完成合闸动作后， QF1 断开，自动切断 KM 和 YC 的电流。同时 QF2 闭合，使下述红灯 HR 回路接通 + →FUl→SA(13 — 16) HR→KCFI→QF2→YT→FU2→ - 此时， HG 因 QFl 断开而灭， HR 发平光，表明 QF 已合上。 (3) 将 SA 手柄松开，手柄自动返回到 “ 合闸后 ” 位置 ( 垂直 ) 。这时触点 SA(5 — 8) 断开，防止因 QFl 失灵而使控制电流长期流过 KM 及 YC 。 SA(13 — 16) 仍接通， HR 保持平光。 表明： ① QF 在合闸位置； ②熔断器 FUl 、 FU2 及跳闸回路完好，起到监视熔断器及跳闸回路作用。 此时，加在防跳继电器电流线圈 KCFI 及跳闸线圈 YT 上的电压也不足以使它们动作。 2. 手动跳闸 跳闸操作前，控制开关 SA 的手柄在 “ 合闸后 ” 位置 ( 垂直 ) ，断路器 QF 在合闸状态。此时，触点 SA(13 — 16) 、 QF2 闭合， HR 发平光，跳闸回路完好。 手动跳闸操作亦分 3 步进行： (1) 将 SA 的手柄逆时针转 90o 至 “ 预备跳闸 ” 位置。此时触点 SA(13 — 14) 闭合，将红灯 HR 回路改接到闪光小母线 M100(+) 上，下述回路接通 M100(+)→SA(13 — 14) →HR→KCFI→QF2→YT→FU2→ - 闪光装置启动，红灯 HR 发出闪光。 表明：①预备跳闸，提醒操作人员核对所操作的 QF 是否有误 ( 这时 QF 仍在合闸位置 ) ；②跳闸回路仍完好。 (2) 将 SA 的手柄再逆时针转 45o 至 “ 跳闸 ” 位置。此时触点 SA(6 — 7) 、 SA(10 — 11) 闭合，下述回路接通 + →FUl→SA(6 — 7) →KCFI→QF2→YT→FU2→ - 控制回路电压几乎全部加到 KCF1 和 YT 上， KCF1 和 YT 均启动，操动机构使 QF 跳闸。当 QF 完成跳闸动作后， QF2 断开，自动切断 KCFl 和 YT 的电流。同时 QFl 闭合，使下述绿灯 HG 回路接通 + →FUl→SA(11 — 10) →HG→QFl→KM→FU2→ - 此时 HR 熄灭， HG 发平光，表明 QF 已跳闸。 (3) 将 SA 手柄松开，手柄自动返回到 “ 跳闸后 ” 位置。 这时触点 SA(6 — 7) 断开，防止因 QF2 失灵而使控制电流长期流过 KCFI 及 YT 。 SA(10 — 11) 仍接通， HG 保持平光。 3. 自动合闸 为了实现自动合闸，将自动装置 ( 备用电源自动投入装置、自动重合闸装置等 ) 回路中的中间继电器触点 KC 与 SA(5 — 8) 触点并联。 设断路器原在跳闸位置， SA 的手柄在 “ 跳闸后 ” 位置， SA(10 — 11) 、 SA(14 — 15) 接通。当自动装置动作后，触点 KC 闭合，下述回路接通 + →FUl→KC→KCF2→QFl→KM→FU2→ - 这时， HG 因被短接而熄灭， KM 动作，使 QF 自动合闸。 当 QF 完成合闸动作后， QFl 断开， QF2 闭合，使下述 HR 回路与 M100(+) 接通 M100(+)→SA(14 — 15) →HR→KCFI→QF2→YT→FU2→ - HR 发闪光，表明 QF 已完成自动合闸。这种信号回路是按 “ 不对应 ” 方式构成的。 4. 自动跳闸 为了实现自动跳闸，将继电保护出口继电器的触点 KCO 经信号继电器 KS 与 SA(6 — 7) 并联。 QF 原在合闸位置， SA 手柄在 “ 合闸后 ” 位置，触点 QF2 、 SA(1 — 3) 、 SA(9 — 10) 、 SA(13 — 16) 、 SA(19 — 17) 接通。当设备出现故障时，继电保护动作，其出口继电器的触点 KCO 闭合，下述回路接通 + →FUl→KCO→KS→KCFI→QF2→YT→FU2→ - KS 、 KCF1 、 YT 均动作， QF 自动跳闸。 当 QF 完成跳闸动作后， QF2 断开， QFl 、 QF3 闭合。 QFl 使 HG 回路与 M100(+) 接通，其回路同 “ 预备合闸 ” ， HG 发闪光，表明 QF 已完成自动跳闸； QF3 使下述事故音响回路接通 M708→R2→SA(1 — 3) →SA(19 ～ 17) →QF3→ - 事故信号装置启动 ( 后述 ) ，发出事故音响 ( 蜂鸣器 ) 。此时值班人员应将 SA 操作至 “ 跳闸后 ” 位置，使之与 QF 对应，则 HG 变平光。 5. “ 防跳 ” 装置 （ 1 ） 断路器的 “ 跳跃 ” 现象。 假定图 8-6 中没有 KCF 继电器，当 QF 经 SA(5 — 8) 或 KC 触点合闸到有永久性故障的电网上时，继电保护将会动作，触点 KCO 闭合而使 QF 自动跳闸。 如果由于某种原因造成 SA(5 — 8) 或 KC 未复归 ( 例如 SA 手柄未返回或触点焊住 ) ，则 QF 重新合闸。 由于是永久性故障，继电保护将再次动作，使 QF 再次跳闸。然后又再次合闸，直到接触器 KM 回路被断开为止。 这种断路器 QF 多次 “ 跳一合 ” 的现象，称为断路器 “ 跳跃 ” 。 “ 跳跃 ” 会使断路器损坏，造成事故扩大，所以需采取 “ 防跳 ” 措施。 （ 2) “ 防跳 ” 装置的动作原理。 在图 8-6 中， KCF 即为专设的 “ 防跳 ” 继电器。这种继电器有两个线圈： KCFI 为电流线圈，供启动用，接于跳闸回路； KCFV 为电压线圈，供自保持用，经自身触点 KCFl 与 KM 并接。其 “ 防跳 ” 原理如下： 当手动或自动合闸到有永久性故障的电网上时，继电保护动作使触点 KCO 闭合，接通跳闸回路，使 QF 跳闸。 同时，跳闸电流流过 KCFI ，使 KCF 启动，触点 KCF2 断开合闸回路， KCFl 接通 KCFV ，若此时触点 SA(5 — 8) 或 KC 未复归，则 KCFV 经 SA(5 — 8) 或 KC 实现自保持，使 KCF2 保持断开状态， QF 不能再次合闸，直到 SA(5 — 8) 或 KC 复归 ( 断开 ) 为止。 四、音响监视的断路器控制回路 音响监视的断路器 ( 带电磁操动机构 ) 控制回路如 图 8-7 所示。 1. 接线方面的主要区别 在合闸回路中，用跳闸位置继电器 KCT 代替绿灯 HG ；在跳闸回路中，用合闸位置继电器 KCC 代替红灯 HR 。 断路器的位置信号灯回路与控制回路是分开的，而且只用一个信号灯。 在位置信号灯回路及事故音响信号启动回路，分别用 KCT 和 KCC 的动合触点代替断路器的辅助触点，可节省控制电缆。 2. 工作原理 (1) 手动合闸。操作前，断路器 QF 在跳闸位置，控制开关 SA 的手柄在 “ 跳闸后 ” ( 水平 ) 位置，下述回路接通： + →FUl→KCT→QFl→KM→FU2→ - +700→FU3→SA(15 — 14)→KCTl→SA(1 — 3) 及灯→ R→ -700 前一回路使 KCT 启动，触点 KCTl 闭合；后一回路使信号灯发平光，再借助 SA 的手柄位置可判断 QF 处在跳闸位置。 手动合闸的步骤： ①将 SA 手柄顺时针转 90° 至 “ 预备合闸 ” 位置，下述回路接通： M100(+)→SA(13 — 14) →KCTl→SA(2 — 4) 及灯→ R→ - 此时，信号灯闪光。 ② 将 SA 手柄再顺时针转 45° 至 “ 合闸 ” 位置，下述回路接通： + →FUl→SA(9 — 12) →KCF2→QFl→KM→FU2→ - KCT 被短接， KCTl 断开，信号灯短时熄灭，同时 KM 、 YC 相继动作，操动机构使 QF 合闸。当 QF 完成合闸动作后，下述回路接通： + →FUl→KCC→KCFI→QF2→YT→FU2→ - +700→FU3→SA(17 — 20) →KCCl→SA(2 — 4) 及灯→ R→ -700 前一回路使 KCC 启动，触点 KCCl 闭合；后一回路使信号灯发平光，表明 QF 已合上。 ③将 SA 的手柄松开，手柄自动返回到 “ 合闸后 ” 位置 ( 垂直 ) 。这时 SA(17 — 20) 仍接通，信号灯保持平光 ( 回路不变 ) ，再借助 SA 的手柄位置可判断 QF 处在合闸位置。 (2) 手动跳闸。其操作过程及原理与手动合闸完全相似 . (3) 自动合闸。设 QF 原在跳闸位置， SA 手柄在 “ 跳闸后 ” 位置。当自动装置动作后， KCl 闭合，下述回路接通： + →FUl→KCl→KCF2→QFl→KM→FU2→ - KCT 被短接， KCTl 断开，信号灯短时熄灭，同时 KM 、 YC 相继动作，使 QF 合闸。当 QF 完成合闸动作后，下述回路接通： M100(+)→SA(18 — 19) →KCCl→SA(1 — 3) 及灯→ R→ -700 信号灯闪光，表明 QF 已完成自动合闸。这时，值班人员应将 SA 操作到 “ 合闸后 ” 位置，使信号灯变平光，回路与手动 “ 合闸后 ” 相同。 (4) 自动跳闸。设 QF 原在合闸位置， SA 的手柄在 “ 合闸后 ” 位置。当设备出现故障时，继电保护动作， KCO 闭合，下述回路接通 + →FUl→KCl→KCFI→QF2→YT→FU2→ - KCC 被短接， KCCl 断开，信号灯短时熄灭，同时 YT 动作，使 QF 自动跳闸。当 QF 完成跳闸动作后， QF2 断开， QFl 闭合，使 KCT 动作， KCTl 闭合，信号灯闪光，表明 QF 已完成自动跳闸，其回路同 “ 预备合闸 ” ；同时， KCT2 闭合，接通下列事故音响信号回路，即 M708→R2→SA(5 — 7) →SA(21 — 23) →KCT2→ -700 事故信号装置启动，发出事故音响。 若值班人员将 SA 手柄转至 “ 跳闸后 ” 位置，则信号灯变平光，回路同手动 “ 跳闸后 ” 。 由上述可见，在音响监视的控制回路中 QF 的实际位置，要同时借助信号灯及 SA 手柄位置来判断。 即：手柄在 “ 合闸后 ” 位置，灯平光为手动合闸，灯闪光为自动跳闸；手柄在 “ 跳闸后 ” 位置，灯平光为手动跳闸，灯闪光为自动合闸。 (5) 音响监视。 该接线用 KCT 、 KCC 的触点来监视电源、控制回路熔断器及合、跳闸回路的完好性。 ① KCT 能监视合闸回路是否完好。 当 QF 在跳闸状态时， QFl 闭合， QF2 断开； KCT 通电， KCT3 断开； KCC 失电， KCC2 闭合。 当 QF 的合闸回路 (QFl 、 KM) 中任何地方断线或控制回路熔断器 (FUl 、 FU2) 熔断时， KCT 将失电，使 KCT3 闭合，接通断线预告信号小母线 M713 ，启动预告信号装置，发出音响 ( 警铃 ) ，并且 “ 控制回路断线 ” 光字牌亮。 ② KCC 能监视跳闸回路 (KCFI 、 QF2 、 YT) 是否完好。 第三节 中央信号 一、事故信号 二、预告信号 一、事故信号 事故信号的作用是：当断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（电笛）发出音响，通知运行人员处理事故，并能手动或自动复归。 事故信号装置分为不能重复动作和能重复动作两类。前者用于小型变电所及小型发电厂的炉、机、给水等控制屏；后者用于大、中型厂、所。 1. 不能重复动作、中央复归的事故信号装置 不能重复动作的事故信号装置如图 8-8 所示。 图 8-8 不能重复动作的事故信号回路 当任一台断路器自动跳闸后，断路器的辅助触点都接通事故音响信号。例如，断路器 QF1 事故跳闸，下列回路接通： +700→HA→KM(1-2) →SA1(1 — 3)→SA(19 — 17)→QF1→ -700 HA 发出音响信号。在值班人员得知事故信号后，可按下按钮 SB2 ，即可解除事故音响信号。但控制屏上断路器的闪光信号却继续保留着。 这种信号装置不能重复动作，即第一台断路器（如 QF1 ）自动跳闸后，值班人员虽已解除事故音响信号，而控制屏上的闪光信号依然存在，即 SA1 的手柄没有旋转到对应的 “ 跳闸后 ” 位置。 2 ．能重复动作、中央复归的事故信号装置 用 JC-2 型冲击继电器构成的能重复动作、中央复归的事故信号回路如 图 8-9 所示。 虚框内为冲击继电器的内部电路，它包括：具有双线圈和双位置的极化继电器 KP 、电容 C 及电阻 R1 、 R2 。 当线圈 KPl 流过 1 、 2 方向或线圈 KP2 流过 3 、 4 方向的冲击电流时， KP 动作 ( 亦即冲击继电器 KMl 动作 ) ，并保持在动作状态；当 KP1 、 KP2 之一流过反向电流时， KP 返回。 装置的动作原理如下： (1) 启动音响回路 当某台断路器（例 QF1 ）事故跳闸时，冲击电流自 KMl 的端子 5 流入，在电阻 R1 上得到电压增量，该电压经线圈 KPl 、 KP2 给电容 C 充电，充电回路为： +700→FUl→KPl→C→KP2→M708→SA1(1-3) →SA1(19-17) →QF1→FU2→ -700 充电电流使 KP 动作，触点 KMl 闭合。当 C 充电完毕后，线圈中的电流消失，触点 KMl 仍保留在闭合位置。 触点 KMl 闭合后，启动中间继电器 KCl ，其两对动合触点闭合；其中一对触点启动蜂鸣器 HAU ，发出音响，表明 QF1 事故跳闸；重要回路事故跳闸时，尚应向调度部门发遥信。 （ 2 ）音响解除（复归） 中间继电器 KCl 另一对触点启动时间继电器 KTl ； KTl 整定时间约为 5s ，待延时到达后，其触点闭合，以下回路接通： +700→FU1→Rl→KP2→R2→KTl→FU2→ -700 KP2 中电流方向与启动时相反， KMl 复归，其触点断开，继电器 KCl 、 KTl 相继断电，蜂鸣器回路被断开，音响停止；欲使音响提前解除，可按复归按钮 SB2 ，其动作过程与上述相同。 （ 3 ）重复动作 KMI 的特点是：每通过一次冲击电流，就可动作一次。 所以在每台 QF 的事故音响启动回路中都串接有一个适量的电阻 R ，当某台 QF 事故跳闸发出音响并被解除后 (SA 仍在 “ 合闸后 ” 位置 ) ，如果又有另一台 QF 事故跳闸，则小母线 M708 与 -700 之间再并入一条启动回路，总电阻减小，冲击电流突然增加， KMl 再次启动发出音响。只要回路电阻选、择适当，可重复动作 8 次。 （ 4 ）试验 SBl 为事故信号装置的试验按钮。进行试验时，按下 SBl( 按到位即可放手 ) ，其动合触点闭合，启动 KMl ，发出音响 ( 动作过程同前述 ) ，说明装置完好；其动断触点用于断开遥信回路，以免误发遥信。 （ 5 ）电源监视 事故信号装置电源的完好性由继电器 KVSl 监视。当熔断器 FUl 或 FU2 熔断或其他原因使电源消失时， KVSl 失电，其动断触点闭合，使 “ 事故信号装置电源消失 ” 光字牌亮，并启动预告信号回路。 二、预告信号 预告信号的作用是，当电气设备出现异常运行情况 ( 如发电机过负荷、变压器过负荷、变压器油温过高、电压互感器回路断线等 ) 时，让警铃响，同时点亮标有异常情况的光字牌，通知运行人员采取措施。 预告信号装置接线图如 图 8-10 所示。 其主要元件也是冲击继电器 KM2 ，动作原理与事故信号装置相似。不同的是： ①预告信号的启动回路，由反映相应异常情况的继电器的触点和两个灯泡组成，并接于小母线 +700 和 M709 、 M710 之间； ② KM2 首先接通 KT2, 预告信号带 0.3 ～ 0.5s 延时动作； ③音响为警铃。 动作原理如下： 1 ．启动警铃 当设备发生异常情况时，相应的继电器动作（如 KVSl ），其触点闭合，经光字牌灯泡启动 KM2 ，相应光字牌亮，同时发出铃声。例如，事故信号装置电源消失时，其电源监视继电器触点 KVSl 闭合，下述回路接通： +700→FU3→ 触点 KVSl→ 光字牌 Hl→M709 、 M710→SM(13 — 14) 、 SM(15 — 16)→KM2→FU4→ -700 标有 “ 事故信号装置电源消失 ” 的光字牌 H1 立即亮 ( 这时两只灯泡并联 ) ；同时 KM2 启动，其触点闭合，启动时间继电器 KT2 ；触点 KT2 延时 0.3 — 0.5s 闭合，启动 KC2 ； KC2 的一副触点接通警铃 HAB ，发出音响。 2 ．音响解除 (1) 自动解除。 KC2 的另一副触点启动事故信号装置中的 KTl 。 KTl 经一段延时后闭合，下述回路接通： +700→FU3→ 触点 KTl→R2→KPl→Rl→FU4→ -700 KM2 中的 KPl 流过反向电流， KM2 、 KT2 、 KC2 、 KTl 相继复归，音响停止。如果异常在 0.3 ～ 0.5s 内消失，在 KM2 中的电阻 R1 上的电压出现一个减量，使电容 C 经极化继电器线圈反向放电，从而使 KM2 返回，避免误发音响。 (2) 手动解除。按下解除按钮 SB4 即可手动解除。音响解除后，光字牌仍亮着，直到异常情况消除、启动它的继电器触点返回才熄灭。 3 ． 10kV 配电装置的预告信号 反映 10kV 配电装置 I 、 Ⅱ 段异常情况的启动回路，分别接于 +700 与 M7291 或 M7292 之间，出现异常时，中间继电器 KCRl 或 KCR2 动作，其一副触点接通 “ 10kV 配电装置 I 段 ( 或 Ⅱ 段 ) ” 光字牌 ( 与事故信号共用 ) ，另一副触点去启动 KM2 ，发警铃。 4 ．重复动作 预告信号如同事故信号一样，可实现重复动作。 5 ．试验和检查光字牌 (1) 试验。按下试验按钮 SB3 ，可试验装置是否完好，其动作过程与上述启动过程类似。 (2) 检查光字牌。将 SM 手柄转到 “ 检查 ” 位置，下述回路接通： +700→FU3→SM(5 — 6) 、 SM(3 — 4) 、 SM(1 — 2) →M709→ 所有预告光字牌 → M710→SM(7 — 8) 、 SM(9 — 10) 、 SM(11 — 12) →FU4→ -700 这时，每个光字牌的两个灯泡串联，灯光较暗。若光字牌亮，说明灯泡完好；否则，说明有一个或两个灯泡损坏。 　 6 ．电源监视 　由于 FU3 或 FU4 熔断时，整个装置都失去电源，所以，电源消失信号不能用预告信号形式发出，必须另设电源监视灯回路。 KVS2 为电源监视继电器，电源完好时， KVS2 通电，其动合触点闭合，监视灯 HW 发平光，说明电源完好；当 FU3 或 FU4 熔断或其他原因造成电源消失时， KVS2 断电，其动合触点延时断开，动断触点延时闭合，启动闪光装置， HW 闪光。 7 ．其它 在小母线 +700 与 M713 之间接有反映 “ 10kV 线路跳闸回路断线 ” 的继电器触点，其启动回路也是接于 +700 与 M7291 或 M7292 之间；在小母线 M703 与 M716 之间并联有继电保护信号继电器的触点，保护动作时发 “ 掉牌未复归 ” 光字牌，但不再发警铃，因为事故跳闸时已发有蜂鸣器音响。 第四节 电气测量仪表的接线 一、测量仪表的电压回路 二、高压线路主要测量仪表接线 三、 220/380V 低压照明线路上测量仪表接线 一、测量仪表的电压回路 电压互感器二次侧引出小母线供各种仪表、继电器的电压线圈接线。 图 8-11 是电压互感器二次侧中性点 N 接地的原理图，它是由三个单相三绕组电压互感器或三相五柱式电压互感器构成的。该图适用于 110kV 及以上电压系统。 二次侧设电压小母线。母线电压互感器是供接在该母线上的所有元件公用的。 为了减少电缆联系，采用电压小母线 L1 — 630 、 L2 — 630 、 L3 — 630 、 N600 、 L — 630 。 由于 110kV 及以上电压系统中性点直接接地，线路上通常装有零序方向保护，其功率方向元件需要三倍零序电压 3U0 ，因而设有 3U0 电压小母线 L — 630 ； 为了检验零序功率方向元件接线的正确性，开口三角形Ｗ相绕组的末端引出试验小母线 L3 — 630( 试 ) ，并经继电器 KCl 的常开触点引出，同时设熔断器 FUl 保护。 电压互感器二次侧引出后直接接于电压小母线上。各电气设备的测量表计、继电保护和自动装置所需要的二次电压均由小母线上取得。 llOkV 及以上的电力线路一般都装有距离保护装置，如果在电压互感器二次回路的末端发生短路故障，则由于短路电流较小，熔断器不能快速熔断，但在短路点附近的电压较低或接近于零，可能引起距离保护误动作。 在主二次绕组引出端装设快速自动开关 QAl 代替熔断器，它在发生上述故障时能能迅速将故障相断开，使断线闭锁装置快速而可靠地闭锁距离保护。 但辅助二次绕组引出端不装设快速自动开关，因为正常运行时其电压为零或接近于零，而其二次回路的末端发生短路时，短路电流极小，自动开关难于实现自动断开。 为了确保距离保护中的电压回路断线闭锁装置能可靠动作，互感器二次侧接地中性点 N 的引出线不经任何隔离开关辅助触点或继电器引出。 当直流回路的刀开关 QK 接触不良、 FU2 或 FU3 熔断时，直流电压消失， KCl ～ KCA 均失电。 其中 KC3 、 KC4 的动断 ( 常闭 ) 触点闭合，点亮 “ 电压互感器直流电压消失 ” 光字牌，并起动预告音响信号；这同时意味着两段 ( 组 ) 母线电压互感器的二次侧已分别被 KCl 、 KC2 的触点断开，各交流小母线电压也已消失，电压表、有功及无功功率表指示零。 二、高压线路主要测量仪表接线 图 8-12 为 6 ～ 10kV 线路电气测量仪表的接线原理图。 　　 图 8-12 6 ～ 10kV 线路电气测量仪表的接线原理图 其中，电流表 PA 串接于电流互感器 TA1 和 TA2 二次侧的公共回路中，检测到的电流为 ，三相对称时 ；有功电能表和无功电能表（或有功和无功功率表，均为二元件三相表 ) ，电流线圈串接于电流互感器的二次侧；电压线圈并接于电压互感器二次侧的小母线。 无功电能表 PJ2 在电压线圈中人为的串联了一个附加电阻，使电压线圈的阻抗角由原来的 90 ° 减小到 60 ° ，即电压线圈中的电流滞后电压 60 ° 。 三、 220/380V 低压照明线路上测量仪表接线 图 8-13 为 220/380V 低压照明线路电气测量仪表的接线原理图。因为三相不对称，所以三相上都要装电流互感器、电流表，有功电能表为三元件三相表。 图 8-13 220/380V 低压照明线路电气测量仪表的接线原理图 第五节 输电线路的自动重合闸 一、概述 二、三相一次重合闸 三、综合重合闸 一、概述 输电线路的自动重合闸，就是当架空线路上发生故障时，由继电保护装置将其迅速断开，延时后重新将线路自动投入的装置，简称 APR 。 1 ．输电线路自动重合闸的作用 在电力系统中，架空输电线路的故障大多数是瞬时性故障，如果把跳开的线路再重新合闸，就能恢复正常供电，提高供电的可靠性； 对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性； 可以纠正继电保护误动作引起的误跳闸。 2 ．对自动重合闸的基本要求 （ 1 ）除遥控变电所外，应采用控制开关手柄位置与断路器位置 “ 不对应原则 ” 起动 APR ，即 SA 在 “ 合闸后 ” 位置， QF 在 “ 跳闸 ” 位置； （ 2 ）手动跳闸时不应重合； （ 3 ）手动合闸于故障线路不重合； （ 4 ） APR 的动作次数应符合预先规定。 （ 5 ） APR 动作后应能自动复归，准备再次动作； （ 6 ） APR 的动作时间应尽可能短。 APR 的动作时间应满足以下三个条件： 应大于故障点电弧及周围介质的去游离时间； 应大于断路器及操作机构复归原位、准备重合闸的时间； 应大于线路对侧断路器切断故障电流的时间。 对于 35kV 及以下线路，重合闸时间可取 0.8 ～ 1s ； 110kV 线路可取 1s 或再长一些； （ 7 ） APR 应能与继电保护配合，实现重合闸的 “ 前加速 ” 或 “ 后加速 ” 。 所谓前加速，是指自动重合闸前加速保护动作，即当线路上（整条线路，包括 WL1 、 WL2 、 WL3 ）发生故障时，如图 8-14 所示。 第一次瞬时加速跳开首端（ WL1 处）的断路器，然后， APR 动作一次，若是瞬时性故障，重合成功；若是永久性故障，第二次则以定时限方式从 WL3 处的断路器依次跳闸。 图 8-14 重合闸前加速保护动作原理说明 后加速是指自动重合闸后加速保护动作，如图 8-15 所示 当线路上发生永久性故障时，第一次带时限跳闸，第二次以瞬时加速跳闸。 例如，若线路 WL2 处发生永久性故障，第一次 WL2 处的保护装置延时将断路器跳闸，然后， WL2 处的 APR 重合一次，因为是永久性故障，第二次， WL2 处的保护装置瞬时跳闸。 图 8-15 重合闸后加速保护动作原理说明 比较重合闸的 “ 前加速 ” 或 “ 后加速 ” 保护可知： 前加速的优点是只需装设一套 APR 装置，设备投资少，缺点是合闸不成功会扩大事故范围，主要用于 35kV 及以下线路； 后加速保护的优点是能快速切除永久性故障，不会扩大事故范围。缺点是在每个断路器处都装有一套 APR 装置，投资大，主要用于 35kV 以上线路。 3 ．自动重合闸装置的分类 自动重合闸装置按其功能可分为三相重合闸及综合重合闸（即单相自动重合闸和三相自动重合闸的综合）。 110kV 及以下线路采用三相重合闸，即不论线路发生单相接地 (1lOkV 以下线路除外 ) 或相间故障，都由继电保护动作把断路器的三相跳开，然后由重合闸装置动作把三相合闸； 220kV 及以上线路采用综合重合闸，即当发生单相接地时，采用单相重合方式；当发生相间短路时，采用三相重合方式。 二、三相一次重合闸 由继电器构成的带三相一次重合闸后加速的断路器控制回路如 图 8-16 所示。 其中 APR 由时间继电器 KT 、带电流保持线圈的中间继电器 KC 、信号灯 HW 、电容器 C 和电阻 R4 、 R5 、 R6 、 R17 等组成。 电路的工作原理如下： 1 ．正常运行 正常运行时， QF 处于合闸位置，其辅助接点 QFl 、 QF4 断开， QF2 闭合； APR 投切开关 S 在 “ 投入 ” 位置， S(1 — 3) 接通； SA 在 “ 合闸后 ” 位置，触点 SA(9 — 10) 、 SA(13 — 16) 、 SA(21 — 23) 、接通， APR 投入运行。 (1) 电容 C 经 R4 充电，经 15 — 20s 时间，充到所需电压； (2) 回路 “ + →FUl→SA(21 — 23) →R4→R6→KC4→R17→HW→KC(V) →FU2→ - ” 接通， HW 亮指示 APR 已处于准备工作状态。 由于 R4 、 R6 和 R17 的分压作用， KC(V) 虽然带电，但不足以启动。 2 ． APR 动作过程 当 QF 因线路故障跳闸时，其辅助触点 QFl 、 QF4 闭合、 QF2 断开， QF 与 SA 位置不对应，于是 APR 动作 ( 即非对应启动 ) ： (1) 回路 “ + →FTUl→SA(21 — 23) →KT→KT2→QF4→S(1 — 3) →FTU2→ - ” 接通， KT 启动。 KT2 断开， KT 经 R5 保持在动作状态。 (2)KT 的延时闭合的动合触点 KTl 经整定时限 (0.5 ～ 1.5s) 闭合，使电容 C 对 KC(V) 放电， KC 启动，其触点 KCl 、 KC2 、 KC3 闭合， KCA 断开。 此时： ① HW 暂时熄灭； ②回路 “ + →FUl→SA(21 — 23) →KC2 、 KCl→KC(I) →KS→XB→KCF2→DTl→QFl→YC→FU2→ - ” 接通，使断路器重新合闸。 KC 自保持，使 QF 可靠合闸。同时由 KS 的触点发 “ 重合闸动作 ” 光字牌信号。 如果线路为瞬时性故障，则恢复正常运行。 如果线路为永久性故障，则重合闸后过流保护将瞬时动作于断路器跳闸，从而实现后加速保护。 3 ．保证只动作一次 若 QF 重合到永久故障上时，则 QF 在继电保护作用下再次跳闸。这时虽然 APR 的启动回路再次接通，但由于 QF 从重合到再次跳闸的时间很短，加上 KTl 的延时也远远小于 15 ～ 20s ，不足以使 C 充电到所需电压，故 KC 不会再次动作，从而保证了 APR 只动作一次。 4 ．正常用 SA 进行手动跳闸时 APR 不动作 当手动跳闸时，从 “ 预备跳闸 ” 到 “ 跳闸后 ” SA(21 — 23) 均断开，切断 APR 启动回路；另一方面在 “ 预备跳闸 ” 和 “ 跳闸后 ” SA(2 — 4) 闭合，使 C 对心放电。所以， KC 不会动作，从而保证了手动跳闸时 APR 不会动作。 5 ．用 SA 手动合闸于故障线路时加速跳闸且 APR 不动作 在用 SA 手动合闸前， SA 在 “ 跳闸后 ” 位置， SA(2 — 4) 接通，使 C 向 R6 放电。当手动合闸操作时， SA(2l 一 23) 接通、 SA(2 — 4) 断开， C 才开始充电。 由于线路有故障，当 SA 手转到 “ 合闸 ” 位置时， SA(25 — 28) 接通 KCP ，使 QF 加速跳闸， C 实际充电时间很短 ( 即便不加速 ) ，其电压也不足以使 KC 动作。 6 ．闭锁 APR 当某些保护或自动装置动作跳闸，又不允许 APR 动作时 ( 例如母差保护、内桥接线中的主变保护、按频率减负载装置等动作跳线路上的 QF) ，可以利用其出口触点短接触点 SA(2 — 4) ，使 C 在 QF 跳闸瞬时开始放电，尽管这时接通了 APR 的启动回路，但在 KTl 延时闭合之前， C 已放电完毕或电压很低， KC 无法启动， APR 不会动作于 QF 合闸。 三、综合重合闸 综合重合闸装置必须装设判断是单相接地故障还是相间故障的故障判断元件和故障相的选相元件。 1. 选相元件 单相接地时，选相元件应可靠选出故障相，跟据单相接地的特点，选相元件有以下几种： （ 1 ）电流选相元件。 （ 2 ）电压选相元件。 （ 3 ）阻抗选相元件和反应两相电流差的突变量选相元件。 2 ．故障判断元件 一般由零序电流继电器和零序电压继电器构成故障判断元件。线路发生相间短路时，判断元件不动作，由继电保护启动三相跳闸回路跳三相断路器。接地短路时，判断元件会动作，继电保护经选相元件判断是单相接地短路还是两相接地短路后，再决定跳单相还是跳三相。 3 ．综合重合闸逻辑框图 判断元件与继电保护、选相元件配合的逻辑电路如图 8-17 所示。 图 8-17 综合重合闸逻辑框图 当线路发生相间短路时，没有零序电流，判断元件 KAZ 不动作，继电保护通过与门 8 跳三相断路器；当线路发生接地短路时，故障线路上有零序电流，判断元件 KAZ 动作，闭锁 8 ，不能直接跳三相断路器。 如果是单相接地短路，则仅一个选相元件动作，与门 1 、 2 、 3 中之一开放，跳单相； 如果两个选相元件动作，则说明发生了两相接地短路，与门 4 、 5 、 6 之一开放，经或门 7 保护跳三相断路器。 第六节 备用电源自动投入装置 一、对带备用电源自动投入装置的基本要求 二、备用电源自动投入装置工作原理 一、对带备用电源自动投入装置的基本要求 一、对带备用电源自动投入装置的基本要求 当工作母线失去电压 ( 不论何因 ) 且备用电源母线上电压正常时， AAT 均应启动，但工作电源的电压互感器熔丝熔断时不应误动作。 备用电源应在工作电源的受电侧断路器确实断开后才投入，以防止两个电源的非同步并列。 备用电源只允许自动投入一次，以防止工作母线或其引出线上有永久性故障时，备用电源多次投到故障元件上。 AAT 的时限整定尽可能短 ( 通常为 1 ～ 1.5s) ，以保证电动机自启动的时间要求。 二、备用电源自动投入装置工作原理 两台互为备用的变压器自动投入装置电路如 图 8-18 所示。 1 ．正常运行 正常时变压器 T1 运行，低电压继电器 KVl 、 KV2 取自变压器低压侧电压互感器 TV3 的二次侧，过电压继电器 KV3 取自备用变压器 T2 高压侧电压互感器 TV2 的二次侧。 OF1 和 OF4 处于合闸状态，闭锁继电器 KC 动作，其常开触点 KC.1 闭合，为 AAT 的启动回路做好准备； KC.2 闭合，为 QF4 连跳 OF1 做好准备。 2. 启动 AAT 当变压器 T1 故障时，继电保护使断路器 QF1 、 QF4 跳闸， QF1 的辅助常闭触点闭合， AAT 启动回路接通，使信号灯 H 点亮，信号继电器 KS 启动， AAT 出口继电器 KC1 启动。 KC1 两对常开触点闭合，使断路器 QF2 、 QF3 合闸。断路器 QF1 、 QF4 跳闸后，闭锁继电器 KC 常开点 KC.1 延时断开，切断 AAT 启动回路，保证自动装置只投入一次。 当低压工作母线失压，而备用变压器高压侧有电压时，低电压继电器 KV1 、 KV2 动作，其常闭触点闭合， KV3 动作，其常开触点闭合，启动时间继电器 KT1 ，其常开触点经延时后闭合，使断路器 QF1 跳闸，启动 AAT 。 如果备用变压器高压侧无电，也不启动 AAT 。 KV1 、 KV2 两个常闭接点串联，防止电压互感器熔丝熔断时误动作。只有在 QF1 跳闸后，才能启动 AAT 。 第七节 同期装置 一、同期并列方式 二、同期点的设置 三、同期电压取得方式 四、手动准同步接线 五、同期点断路器的合闸回路 一、同期并列方式 电力系统中应用的同期并列方式有两种：准同期并列和自同期并列。 按同期过程的自动化程度，又各分为手动、半自动和自动同期方式。 1 ．准同期（或准同步）并列方式 准同期并列方式是将待并发动机转速升至接近同步转速后 , 加励磁 , 然后对发动机进行电压、频率的调节，使并列断路器两侧的电压满足大小相等、频率相等、相位相同的条件时，进行并列。 要完全满足这些条件是困难的，因而实际并列操作中允许有一定误差。一般规定：电压有效值差不超过 5 ％～ 10 ％，频率差不超过 0.05 ～ 0.25Hz ，相位差不超过 10° 。 准同期方式的优点是合闸时，冲击电流较小，发动机能较快的被拉入同步，对系统扰动小； 缺点是并列操作时间较长，操作复杂。且如果由于某种原因造成非同步并列，冲击电流会很大。 目前，发电厂和变电站广泛采用准同期并列方式。 2 ．自同期并列方式 自同期并列方式是将未励磁的发电机在接近同步转速时先并入系统，然后加上励磁，使发动机自行拉人同步。它要求的条件较宽，一般正常并列时允许转差率为 ±(1 ～ 2) ％，事故情况下并列时允许转差率为 ±5 ％，甚至更大些。 自同期方式的优点是并列迅速，操作简单，容易实现操作自动化，在电网电压和频率大大下降的情况仍有应用的可能性； 缺点是合闸时冲击电流较大，振动较大，可能对机组有一定影响或使电网电压下降。 二、同期点的设置 在发电厂和变电所中担任同期并列任务的断路器，称为同期点。发电厂和变电站的诸多断路器中，并不是每个断路器都可用于并列。 由同期并列含义可知，只有两侧均有不同电源的断路器才可能设置为同期点。 三、同期电压取得方式 电力系统同期接线方式有三相和单相两种，广泛采用的是单相同期接线。 单相同期接线准同步并列时，只需将同期点断路器两侧的单相同名电压引入同步装置比较。 同期点电压取得方式如下： 1. 110kV 及以上中性点直接接地系统母线之间（或线路之间） 对于 110kV 及以上中性点直接接地系统，通常采用的电压互感器有两个二次绕组，其中主二次绕组的相电压为 V, 辅助二次绕组相电压为 (100V) 。 由于距离保护和零序方向保护要求电压互感器主二次绕组中性点 N 相接地，所以同步电压从辅助二次绕组接入，一般取 W 相电压 ( 也有取 U 相的 ) ，待并系统和运行系统电压分别为 和 ，分别由该侧电压小母线 L3 — 630( 试 )[ 或 L3 — 640( 试 )] 及 N 一 600 取得，如 表 8-5 所示。 四、手动准同步接线 电力系统广泛采用的手动准同步装置接线图如图 8-19 所示。 图 8-19 手动准同期装置接线图 1 ．同步交流电压回路 图 8-19 是以母线发电机的断路器为例，表明其两侧同步电压的取得方式，同步交流电压回路及合闸回路 ( 直流回路见后 ) 。 (1) 每个同步点都有一个同步开关 SM 。 常采用 LW2-H-1.1.1.1.1 ／ F7-X 型转换开关，其手柄在 “ 断开 ” ( 水平 ) 位置时，双号触点接通；在 “ 投入 ” ( 垂直 ) 位置时，单号触点接通。 (2) 待并系统电压取自发电机出口电压互感器 TVl 主二次绕组 W 相，由 W 相的电压小母线 L3 — 630 经 SM(13 — 15) 引到同步电压小母线 L3 — 610 上；运行系统电压取自母线电压互感器主二次绕组 W 相，由 W 相的电压小母线 L3 — 630 、 L3 — 640 经电压切换回路切换后，其中之一经 SM(9 — 11) 引到同步电压小母线 L3 — 620 上。 两系统电压互感器二次侧均采用 V 相接地，并直接接到小母线 L2 — 600 上，作为两侧同步电压的公共端。 (3) 同步电压小母线 L3 — 610 、 L3 — 620 为控制室各同步点的公用小母线。 任一同期点进行同期并列时，均如上述一样将两侧同步电压引到这些小母线上，以便共用一套同期装置。 为了避免差错，同一控制室所有同期点的同期开关公用一个可抽出手柄，且手柄只在 “ 断开 ” 时才能抽出，以限制在任何既定时间内只对一台断路器进行同期并列操作，保证在同期电压小母线上只存在由一台同期开关引入的同期电压。 2 ．手动准同期装置 图 8-19 右侧为装置部分，装置主要设备包括：单相组合式同期表 ( 多采用 MZ-10 型 ) ，手动准同期开关 SSMl ，同步闭锁开关 SSM ，同步检定继电器 KY 。 (1) 组合式同期表。 组合同期表由电压差表、频率差表和同步表三部分组成。仪表的正面有该三部分的指针，右侧为电压差表，左侧为频率差表，中间为同步表。 表背面有 6 个接线柱，其中 A 、 B 用于接入待并系统 ( 如发电机 ) 的电压， AO 、 BO 、 AO′ 、 BO′ 用于接入运行系统的电压。在内部， A 、 B 与三只表都连接， A0 、 B0 只与电压差表和频率差表连接， AO′ 、 BO′ 只与同步表连接。 为叙述简便，待并系统和运行系统的电压和频率分别用 U 、 U′ 和 ƒ 、 ƒ ′ 表示，电压差用 △ U 表示，电压相角差用 △ 表示，频率差用 △ f 表示。 ①电压差表指示待并系统和运行系统的电压差。当 U=U′ 时，指针不偏转；当 U>U′ 时，指针正偏转；当 U ƒ ′ 时，指针正偏转；当 ƒ < ƒ ′ 时，指针负偏转。 ③同步表指示待并系统和运行系统电压的相角差 ( △ ) 。 当 △ U=0 ， △ f=0 ， △ φ=0 时，即两系统完全同步时，指针指示在 0 点钟位置，即同期点位置； 当△ f≠0 时，∣ △ f ∣ 愈大，指针旋转愈快。但由于同期表可动部分的惯性， 当∣ △ f ∣ 大到一定程度时，指针作大幅度摆动； 当∣ △ f ∣ 很大时，指针将停在某个位置。所以一般规定，只有当∣ △ f ∣≤0.5Hz 时才允许将同步表接入，以免同步表损坏。 (2) 手动准同步开关 SSMl 。 为了避免在同步点两侧频差很大时接人同步表而使之损坏，在同步电压小母线与组合式同步表之间加装了手动准同步开关 SSMl 。常采用 LW2-H-2.2.2.2.2.2.2 ／ F7 — 8X 型转换开关，其手柄有 “ 断开 ” ( 垂直 ) 、 “ 粗同步 ” ( 逆时针转 45°) 、 “ 精同步 ” ( 顺时针转 45°) 三个位置。 在 “ 断开 ” 位置时，所有触点全部断开；在 “ 粗同步 ” 位置时，双号触点接通，将同步小母线上的同步电压经 A 、 B 、 A0 、 B0 接到电压差表和频率差表上，而此时同步表未接通；在 “ 精同步 ” 位置时，单号触点接通，此时三只表均接通。 (3) 准同步闭锁回路。该回路由同步检定继电器 KY 的触点与同步闭锁开关的触点 SSM(1 — 3) 并联后再与触点 SSMl(25 — 27) 串联组成。它跨接在同步合闸小母线 M721 和 M722 之间，并串接在每个同步点断路器的合闸回路中。 ①同步检定继电器 KY 。 KY 的作用是避免在较大的相角差下合闸 , 常采用 DT-13 ／ 200 型电磁式继电器。 ②同步闭锁开关 SSM 。 常采用 LW2-H-1.1 ／ F7-X 型转换开关，其手柄在 “ 闭锁 ” 位置 ( 水平 ) 时， SSM(1 — 3) 断开，使触点 KY 能起闭锁作用；其手柄在 “ 解除 ” 位置 ( 垂直 ) 时， SSM(1 — 3) 接通，使触点 KY 的闭锁作用解除。 五、同期点断路器的合闸回路 同期点断路器的控制回路与一般断路器不同之处主要是合闸回路。 其展开图如图 8-20 所示。 图 8-20 同期点断路器的控制回路 1 ．手动准同期操作步骤 以图 8-19 中的母线发电机并列为例。假定有关准备工作已做好 ( 控制回路熔断器、各 TV 的隔离开关、发电机的母线隔离开关等已合上，发电机已励磁升压接近额定值 ) 。 (1) 用控制开关 SA 并列 ①将准同期闭锁开关 SSM 置 “ 闭锁 ” 位置。此时 SSM(1 — 3) 断开。 ②插入同期开关 SM 的手柄，并置于 “ 投入 ” 位置。这时断路器两侧的同期电压被引到同期小母线上。 ③将手动准同期开关 SSMl 置 “ 粗同期 ” 位置。此时电压差表、频率差表接通。 ④观察电压差表、频率差表，调整发电机电压、频率与系统接近。 ⑤ 将手动准同期开关 SSMl 置 “ 精同步 ” 位置。此时电压差表、频率差表、同步表、同步检定继电器 KY 均接通。 ⑥调整发电机频率略高于系统频率，使同期表指针顺时针缓慢旋转 ( 转动一周约 10s 较为合适 ) 。 ⑦将控制开关 SA 置 “ 预备合闸 ” 位置，当同期表指针转至接近同步点 (10° 左右较为合适 ) 时，触点 KY 已闭合，将 SA 转到 “ 合闸 ” 位置，下述合闸回路接通 + →FUl→SM(1 — 3) →SSMl(25 — 27) →KY→SA(5 — 8) →SM(5 — 7) →QF→KM→FU2→- 若红灯发平光，说明发电机已与系统并列，此时同期表指针准确停在同期点。让 SA 转到 “ 合闸后 ” 位置，并置 SM 、 SSMl 于 “ 断开 ” 位置。 (2) 用按钮 SB 并列 (sA 在 “ 跳闸后 ” 位置 ) ① 步骤①～⑥与上述相同。 ②当同步表指针转至接近同步点时，按下 SB ，下述合闸回路接通 +→FUl→SM(1 — 3)→SSMl(25 — 27)→KY→SB→SA(2 — 4) →SM(5 — 7)→QF→KM→FU2→- 若红灯闪光，说明发电机已与系统并列。将 SA 转到 “ 合闸后 ” 位置，红灯变平光。 2 ．自动准同步操作步骤 (SA 在 “ 跳闸后 ” 位置 ) 自动准同步也要经过同步闭锁，其操作步骤与上述类似，但电压、频率等调整自动进行。 (1) 将 SSM 置 “ 闭锁 ” 位置、 SM 置 “ 投入 ” 位置、自动准同步开关 SSAl 置 “ 投入 ” 位置、 SSMl 置 “ 精同步 ” 位置。 (2) 当符合准同步条件时，触点 K 闭合，下述合闸回路接通 + →FUl→SM(1 — 3) →SSMl(25 — 27) →KY→SSAl(21 — 23) →K→SA(2 — 4) →SM(5 — 7) →QF→KM→FU2→ - 若红灯闪光，说明发电机已自动与系统并列。将 SA 转到 “ 合闸后 ” 位置，红灯变平光。 变电站自动化系统是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和运动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现全变电站的主要设备和输、配电线路的自动测量、监控和微机保护，以及与调度通信的综合自动化功能。 变电站自动化系统是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的系统，替代常规的二次设备，具有功能综合化，操作监视屏幕化、运行管理智能化的特点。 变电站自动化的发展方向是将保护和控制功能集成到同一装置中，实现数据的完全共享。这种保护和控制集成的结构，可提供大量的保护功能和更多的监控及数据采集功能，而使性能价格比更优。 思考题与习题 8-1 二次接线图有哪几种形式，各有何特点？ 8-2 对断路器控制回路的基本要求是什么 ? 在控制回路中怎样实现这些要求 ? 8-3 变电所信号装置按用途可分为哪几种？各有什么作用？ 8-4 对备用电源自动投入装置的基本要求是什么？ 8-5 对自动重合闸的基本要求是什么？自动重合闸与继电保护的配合方式有几种？ 8-6 何谓同步点？同步点同步电压的取得方式有哪几种？ 8-7 何为准同步？手动准同步装置有哪些设备构成？这些设备的作用是什么？ 图 8-6 灯光监视的断路器控制和信号回路 图 8-7 音响监视的断路器控制回路（ 1 ） 图 8-7 音响监视的断路器控制回路（ 2 ） 图 8 — 9 能重复动作、中央复归的事故信号装置 图 8-10 用 JC-2 型冲击继电器构成的中央预告信号回路 图 8-11 测量仪表的电压回路 图 8-16 带后加速保护的三相一次重合闸电路 图 8-18 两台互为备用变压器 AAT 装置电路图 表 8-5 单相同期接线同期电压取得方式