變電站二次系統設計

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Ø繼電保護及自動裝置:迅速反應不正常情況並進行監控和調節。

Ø直流電源設備:供給保護和事故照明的直流用電,包括:直流發電機組,蓄電池。

Ø其它:用於控制電路的主令電器,用於位置指示的紅綠指示燈,用於燈光告警的光子牌,用於聲音告警的電鈴、蜂鳴器或音響,用於連接的端子、絕緣導線和電纜、用於功能投退的連接片(壓板)等

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二次迴路接線圖

二次迴路是由二次設備組成的迴路,它包括交流電壓回路、交流電流回路、斷路器控制和信號直流回路、繼電保護迴路以及自動裝置直流回路等。

二次接線圖是用二次設備特定的圖形符號和文字符號來表示二次設備相互連接情況的電氣接線圖

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1、基本概念:

1)繼電器

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繼電器是常見的控制元件,它的英文“relay”原意為:輪轉、接力,最早應用於電報業務,用它來實現不同電路之間的控制,即用一個電路去控制另一個電路。在電路中,繼電器控制邏輯的實現依賴於其自身結構,即線圈和觸點的基本設計。

繼電器的線圈和觸點可以分別接入不同的電路中,從而實現由線圈至觸點的順序控制。

線圈可以反映不同的電氣量,進而用於實現觸點位置的變換。通常所要反映的電氣量有若干種,例如某一特定電壓/電流(可以是交流也可以是直流)的有或無(有/無繼電器)、大或小(測量繼電器),等等,以此來實現對應的各種邏輯。例如:交流過電流、交流過電壓、欠電壓、直流電壓的帶電/不帶電,等等。

繼電器的觸點也可以有不同的邏輯,例如:正常時打開、工作時閉合的常開觸點,正常時閉合、工作時候打開的常閉觸點,延時閉合的常開觸點等等。對於同一個繼電器來講,根據其功能和實際需要,往往要裝設多付觸點,有時候這些觸點的類型也會不同。

依靠不同類型的線圈和不同類型的觸點,繼電器可以實現二次迴路中比較複雜的邏輯。

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3、二次迴路分類

1)保護迴路

繼電保護迴路用於實現對一次設備和電力系統的保護功能,它引入CT和PT採集的電流和電壓並進行分析,最終通過跳閘或合閘繼電器的觸點將相關的跳閘/合閘邏輯傳遞給對應的斷路器控制迴路。如上述的電流速斷及過電流回路。

2)斷路器控制迴路

控制迴路的控制對象主要是斷路器、隔離開關。控制迴路不僅要求可以人工對被控對象進行操作,還要可以引入繼電器等設備的觸點實現自動控制。

對於斷路器和隔離開關的控制可以採用遠方控制或就地控制方式。就地控制方式是指在斷路器和隔離開關的設備安裝處對其控制,遠方控制是指在遠離斷路器和隔離開關安裝位置的主控制室等處對斷路器或隔離開關進行控制。由於斷路器在分合電流的時候有爆炸的可能性,一般採用遠方控制方式;只允許在檢修時用就地控制方式對斷路器進行試驗。隔離開關可以根據現場實際情況採用就地或遠方控制。

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3)測量回路

測量回路是由各種測量儀表及其相關回路組成的,其作用是指示和記錄一次設備的運行參數,以便運行人員掌握一次設備運行情況。它是分析電能質量、計算經濟指標、瞭解系統潮流和主設備運行工況的主要依據。

4)信號迴路

在變電站中,除了運用各種儀表監視電氣設備的運行狀況外,還要藉助燈光和音響信號裝置反映設備的正常和非正常運行狀況,並作為主控室與生產車間聯絡、傳送信息的工具。運行值班員根據信號的性質進行正確的分析、判斷和處理,以保證發電、供電工作的正常運行。信號系統由信號發送機構、接收顯示元件及其傳遞網絡構成,其作用是準確、及時地顯示出相應的一次設備的工作狀態,為運行人員提供操作、調節和處理故障的可靠依據。

信號迴路按其電源可分為強電信號迴路和弱電信號迴路。按其用途可分為位置信號、事故信號、預告信號、指揮信號和聯繫信號。

(1)位置信號。包括斷路器位置信號、隔離開關位置信號和有載調壓變壓器調壓分接頭位置信號。為便於識別,不同的位置信號要採用不同的形式。

(2)事故信號。當斷路器事故跳閘時,繼電保護動作啟動蜂鳴器發出較強音響引起運行人員的注意,同時斷路器位置指示燈發出閃光指明事故對象及性質。

(3)預告信號。當一次設備出現異常情況時,繼電保護啟動警鈴發出音響,同時光字牌亮,幫助運行人員發現隱患,以便及時處理。變電站可能發生的異常狀態很多,如變壓器過負荷、變壓器輕瓦斯動作、變壓器油溫過高、電壓互感器二次迴路斷線、交/直流回路絕緣損壞和控制迴路斷線等。

(4)指揮信號和聯繫信號。指揮信號是用於主控制室向各控制室發出操作命令的。聯繫信號用於各控制室之間的聯繫。

5)操作電源系統

在變電站中,繼電保護和自動裝置、控制迴路、信號迴路及其他二次迴路的工作電源,稱為操作電源。操作電源系統,由電源設備和供電網絡構成。

變電站的操作電源有直流操作電源和交流操作電源兩種。

直流操作電源又可分為獨立式直流電源和非獨立式直流電源。獨立式直流電源有蓄電池直流電源和電源變換式直流電源;非獨立式直流電源有硅整流電容儲能直流電源和複式整流直流電源。

在變電站中,一般採用蓄電池組作為直流電源,基本工作原理是通過交流配電單元引入交流電,通過整流輸出直流,並送給充電模塊儲存。這種直流電源不依賴於交流系統的運行,是一種獨立式的電源。即使交流系統故障,該電源也能在一段時間內正常供電,保證二次設備正常工作,具有高度的可靠性。


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