第4章变配电所的讲义信号系统
供配电技术习题集及答案-第四章
4-1如何确定工厂的供配电电压?供电电压等级有0.22 KV , 0.38 KV ,6 KV ,10 KV ,35 KV ,66 KV ,110 KV,220 KV配电电压等级有10KV ,6KV ,380V/220V供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压.究竟采用哪一级供电电压,主要取决于以下3个方面的因素.电力部门所弄提供的电源电压.企业负荷大小及距离电源线远近.企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压.配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级.有高压配电电压和低压配电电压.高压配电电压通常采用10KV或6KV,一般情况下,优先采用10KV高压配电电压.低压配电电压等级为380V/220V,但在石油.化工及矿山(井)场所可以采用660V的配电电压. 4—2 确定工厂变电所变压器容量和台数的原则是什么？答：（1）变压器容量的确定a 应满足用电负荷对可靠性的要求。
在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术上，经济上比较合理时，主变器选择也可多于两台；b 对季节性负荷或昼夜负荷比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可采用两台主变压器c 三级负荷一般选择一台猪变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。
（2）变压器容量的确定装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,考虑负荷发展应留有一定的容量裕度,并考虑变压器的经济运行,即SN>=(1.15~1.4)Sc装有两台主变压器时,其中任意一台主变压器容量)SN应同时满足下列两个条件:a 任一台主变压器运行时,应满足总计算负荷的60%~70%的要求,即SN=(0.6~0.7)Scb 任一台变压器单独运行时,应能满足全部一二级负荷Sc(I+II)的要求,即SN>=Sc(I+II)4-4 高压少油断路器和高压真空断路器各自的灭弧介质是什么？比较其灭弧性能，各适用于什么场合？高压少油断路器的灭弧介质是油。
第4章 变配电所的信号系统
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作业
预习BC-4型冲击继电器构成的事故信号和 预告信号电路。 下次课分组讨论（5组），讨论完毕后随机 抽组来分析事故信号和预告信号的动作过 程。
常规的中央信号系统的缺点
冲击继电器一旦故障，整个信号系统失灵， 影响可靠性。 信号数量多时，会漏发信号。 预告信号无闪光，故同时出现两个以上信 号时，先后出现的信号不易分辨。 反映信号不完善。 与微机监控系统连接不方便。
事故信号的原因
1、线路或电气设备发生故障，由继电保护 装置动作跳闸。
2、继电保护或自动装置误动作跳闸。 3、控制回路故障误跳闸。
事故信号装置应满足的要求
1、无延时的发事故信号，同时有相应的灯光信号指 出发生事故的对象； 2、启动远动装置，发遥信； 3、能手动或自动复归，能手动试验声、光信号，且 试验时不发遥信； 4、有指明继电保护和自动装置动作情况的光信号或 其他形式的信号； 5、自动记录发生事故的时间； 6、能重复动作； 7、启动计算机监控系统；
不同性质的信号之间有明显的区别； 信号装置的动作与没动作应有明显的区别；
信号装置应准确反应发生不正常状态或事故的设备， 以及故障的性质、内容。
3、信号装置的反应速度要快。
事故信号
当电气设备发生事故（一般指发生短路）， 应使故障回路的断路器立即跳闸，并发出 事故信号。事故信号由音响和灯光两部分 组成。音响信号一般是指蜂鸣器或电喇叭 发出较强的音响，引起值班人员的注意， 同时断路器位置指示灯（在断路器控制回 路中）发出闪光指明事故对象。
预告信号的动作原理
预告信号的复归。利用事故信号电路的KT1延时 复归。KC3启动后，KC3.2闭合启动KT1， KT1.2延时闭合使KM3的2端子接至正电源而复 归，并自动解除音响信号，实现音响信号延时自 动复归。也可以用SB4实现音响信号的手动复归。 预告信号回路的监视。预告信号回路的FU3或 FU4由熔断监视继电器KVS2监视。正常时， KVS2线圈带电，其动合触点闭合，HL亮。FU3 或FU4熔断或者是接触不良时，KVS2线圈失电， 其动断触点延时闭合，HL闪光。 预告信号的试验。SB2为试验按钮。
配电系统专业知识讲座培训课件
过流脉冲计数型分段器
过流脉冲计数型分段器一 般与电源测旳断路器和重 叠器配合使用，它不能用 于开断短路电流。当线路 发生故障时，电源侧开关 切除故障，分段器计数； 当计数到整定旳次数后， 在电源测开关断开线路后， 分段器自动跳开。
配电网中保护接零旳三种方式： 1、TN-S 2、TN-C 3、TN-C-S
配电网、怎样处理配电网故障等等问题都所以变得非常复 杂 GIS（地理信息系统）旳思绪在配电网中得到广泛应用
配电网旳特点
配电网旳故障频繁
配电网故障特点：
• 配电架空线路故障多于电缆线路故障；单相接地故障多于相间故障； 绝大多数故障属于瞬时故障
• 伴随城农网改造旳进一步，支线故障和顾客故障所占百分比越来越 大
根据高压配电变电所位置和负荷分布提成若干相对独 立分区，各个分区一般不重叠
高压配电变电所中压出线开关停用时，应能经过中压 电网转移负荷，对顾客不断电
具有足够旳联络容量，正常时开环运营，异常时转移 负荷
城市中压配电网
市区架空配电网为沿道路架设旳格子形布局网络，在 道路交叉口连接。全网在适本地点用杆塔开关（即柱 上开关）分断，形成多区段（区段中又分段）、多连 接旳开式运营网络
即：环形干线是由每台环网柜旳母线连接起来共同构成旳 。
联络
联络：将两个配电电源供电旳线路连接在一起，当配 电网发生故障时，能够实现负荷转供
联络开关正常各运营时断开
联络
联络措施
采用联络柜联络：正常运营联络开关断开 采用环网柜联络：其中一种进线配电开关断开。两路
进线开关互锁、备自投 采用柱上开关联络：一般实现无压合闸
故障隔离措施
• 相间保护动作后，依托配电自动化系统旳故障隔离功能将故障隔离在近来旳 两个配电开关之间
第4课 信号系统
不重复动作：上述情况下，音响不能再次起动。 接线图如下页：
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
二、中央复归能重复动作的事故信号装置（本节重点）
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
（1） ZC-23型冲击继电器的结构与工作原理
U——脉冲变流器 KRD——干簧继电 器，动作灵敏、可靠。 C、V2的作用：抗 干扰作用； V1的作用：防止不 对应回路解除时KRD 误动作。 KC——出口中间继 电器
一、ZC-23型冲击继电器构成的事故信号电路图及工作原理
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
工作原理
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
冲击自动返回特性：在时间继电器延时的过程中，
启动信号返回，本装置应能自动返回，不误发信号。
音响起动过程： 复归过程： 手动复归： 自动复归：
事 故 信 号(属紧急信号） 继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
事故信号：当断路器事故跳闸时，继电保护动作启动蜂鸣器 发出较强的音响，以引起运行人员注意，同时断路器位置指示灯 发出闪光，指明事故对象及性质。
一、简化的事故信号装置
（1）就地复归的事故信号装置 （2）中央复归不重复动作的事故信号装置 就地复归：通过解除断路器不对应起动回路来解除音响信号。 中央复归：在主控台上通过按钮或自动解除音响信号。 重复动作：当一断路器起动事故信号并中央复归后，又一断路器
重复动作原理：
电源监视：
光字牌检查：
继 电 保 护 及 二 次 回 路 — 四
当变压器过负荷动作， K1触点闭合，脉冲变压器一 次绕组由正电源 703 经 K1 、 HL1 、 1WFS 和 2WFS 、 SA 的 13-14 、 15-16 触点接至负电源而通电， TA 二次侧感应 出电动势使 KR 动作，其触点闭合使 KM 动作并自保， KM 的另一触点闭合，接通警铃 HA ，发出预告音响信号， 同时光字牌HL1点亮，指明故障内容。 可用手动复归按钮2SB解除音响信号。音响解除后， 光字牌依旧亮着，直至不正常情况消除，相应继电器 返回后，光字牌才熄灭。
变配电所
6.1 变配电所的结构和设备布置图 6.2 变电所的高、低压配电系统 6.3 变电所的继电保护 6.4 变电所的信号系统和断路器的控 制回路 6.5 变电所二次系统 6.6 变电所一、二次系统的运行管理 和维护
6.1变配电所的结构和设备布置图
一、变配电所的设置
四、常用继电器
35 kV及以下电力网中的电力线路和电气设
备继电保护装置（包括供电系统），除了日渐推
广的微机保护外，仍大量采用电磁型和感应型继 电器。下面重点介绍几种反映单一电气量的电磁 型继电器的结构、原理及特性。
（一） 电磁式继电器 常用有DL系列电流继电器、DJ系列电压继电 器、DS系列时间继电器、DZ系列中间继电器和DX 系列信号继电器 1、电磁式电流继电器 电磁式电流继电器在继电保护装置中作为起动 元件，DL系列电磁式电流继电器的内部结构和内 部接线图。 （1）动作原理
（一）继电保护的类型
继电保护装置是由各种类型的继电器、电
流互感器或电压互感器等保护元件组成，按照一 定的保护原理及保护方式，联结成一个自动控制 系统进行保护。
在供电线路上发生短路故障时，其重要特征是电 流增加和电压降低，根据这两个特征可以构成电 流、电压保护。反映电流突然增大使继电器动作 而构成的保护装置称为过电流保护，主要包括带 时限过电流保护和电流速断保护。电压保护主要 是低电压保护，当发生短路时，保护装置安装处 母线残余电压低于低电压保护的整定值时发出保 护动作。电压保护一般很少单独采用，多数情况 下是与电流保护配合使用，例如低电压闭锁过电 流保护。
V、W总是与电流互感器一次U、V、W电流成比例。
三相完全星形接线方式对各种短路故障如三相短路、 两相短路、单相接地短路都能起到保护作用，而且具有相 同的灵敏度。在各种短路时电流相量当发生
第4章 变配电所的信号系统
本章内容
概述 常规的中央信号系统 新型的中央信号系统
4-1
概 述
信号 系统 问题 的引 入
在变电所中，运行人员为了及时发现
与分析故障，迅速消除和处理事故，统一 调度和协调生产，除了依靠测量仪表或监 测系统监视设备运行外，还必须借助灯光 和音响信号装置来反映设备正常和非正常
事故信号电路监 视
4-3
新型的中央信号系统
预告信号的动作时间问题：
中央预告信号系统的特点:
（1）早期发电厂设计中，预告信 (1) 利用继电保护出口继电器触点 号常分为瞬时预告信号和延时 与预告信号小母线接通来启动。 预告信号。 (2) 在启动回路中用信号灯代替电 （2）为简化二次回路设计，规定 阻，重复动作则是通过启动回 预告信号电路中的冲击继电器 路并入信号灯实现。 带有0.2~0.3s的短延时，既可 (3) 预告音响信号用警铃来发出。 满足以往延时预告信号的要求， 又不影响瞬时预告信号。 （3）新设计规程中，只有预告信 号。
警铃 信号继电器 为实现冲击自 动复归特性
二、由ZC-23型冲击继电器构成
工作原理
预告信号的启动 预告信号的复归 定时自动复归 手动复归 冲击自动复归 重复动作
信号电路的监视
光字牌检查
光字牌检查
通过转换开关SM检查：将SM投向“试验”位置，使M709 接+700， M710接-700。
动作信号
按音响信 号复归
按音响信号 动作性能
不能重复动作
4-1
一、信号回路的类型
概 述
平光信号 按信号的 表示方式
光信号
闪光信号
不同颜色闪光频率的光信号
不同音调的声音信号
第四章 配电线路的保护
第四章配电线路的保护第一节一般规范第4．1．1条配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。
第4．1．2条配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。
但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。
第4．1．3条对电动机、电焊机等用电设备的配电线路的保护，除应符合本章要求外，尚应符合现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》（ GB50055－94）的规定。
第二节短路保护第4．2．1条配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。
第4．2．2条绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定：一、当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：S≥I/K√t (4. 2. 2)式中：S--绝缘导体的线芯截面（mm^2）：I--短路电流有效值（均方根值A）；t--在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（s）；K--不同绝缘的计算系数。
二、不同绝缘、不同线芯材料的K值，应符合表4．2．2的规定。
三、短路持续时间小于0．1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响。
不同绝缘的K值表4．2，2第4．2．3条当保护电器为符合《低压断路器》（JB1284－85 ）的低压断路器时，短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1．3倍。
第4．2．4条在线芯截面减小处、分支处或导体类型、敷设方式或环境条件改变后载流量减小处的线路，当越级切断电路不引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断，且符合下列情况之一时，可不装设短路保护：一、配电线路被前段线路短路保护电器有效的保护，且此线路和其过负载保护电器能承受通过的短路能量；二、配电线路电源侧装有额定电流为20A及以下的保护电器；三、架空配电线路的电源侧装有短路保护电器。
第三节过负载保护第4．3．1条配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流第4．3．2条下列配电线路可不装设过负载保护：一、本规范第4．2．4条一、二、三款所规定的配电线路，已由电源侧的过负载保护电器有效地保护；二、不可能过负载的线路。
城市轨道交通 供电系统讲义
第二章城市轨道交通供电系统描述●第一节供电系统的组成与功能●地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的系统，它不仅为地铁电动列车提供牵引用电，而且还为地铁运营服务的其它设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。
●地铁供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
幻灯片26●地铁系统是一个重要的用电负荷。
按规定应为一级负荷，即应由两路电源供电，当任何一路电源发生故障中断供电时，另一路应能保证地铁重要负荷的全部用电需要。
在地铁供电系统中牵引用电负荷为一级负荷，而动力照明等用电负荷根据它们的实际情况可分为一级、二级或三级负荷。
地铁外部电源供电方案，可根据实际情况不同分为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式。
幻灯片27第二节变电所的分类●地铁供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、降压变电所及牵引降压混合变电所。
●主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源，经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所。
●降压变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电。
●幻灯片28●牵引变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能，经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直流电。
●主变电所：专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
●牵引变电所：为列车提供适应的电源。
●降压变电所（配电变电所）：为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
幻灯片29第四节供电系统主要运行方式● 1 10kV系统运行方式● 1.1 正常运行方式●变电所10kV母联开关和开闭所间联络开关均处于打开状态，每座变电所由2回电源供电，两段10kV母线分列运行。
变电所由开闭所按不同的供电分区供电。
1.2 其它运行方式1.2.1 故障或检修运行方式开闭所一回10kV外电源退出时的运行方式时，合上开闭所母联开关，由另一回10kV外电源向该开闭所供电范围内所有变电所供电。
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预告信号
▪ 当电气设备出现不正常的运行状态时，并 不使断路器立即跳闸，但要发出预告信号， 帮助值班人员及时地发现故障及隐患，以 便采取适当的措施加以处理，以防故障扩 大。预告信号也有音响和灯光两部分构成。 音响信号一般由警铃发出，同时标有故障 性质的光字牌灯光信号点亮。
事故信号的原因
1、线路或电气设备发生故障，由继电保护 装置动作跳闸。
2、继电保护或自动装置误动作跳闸。 3、控制回路故障误跳闸。
事故信号装置应满足的要求
1、无延时的发事故信号，同时有相应的灯光信号指 出发生事故的对象；
2、启动远动装置，发遥信； 3、能手动或自动复归，能手动试验声、光信号，且
试验时不发遥信； 4、有指明继电保护和自动装置动作情况的光信号或
继电保护和自动装置的动作信号
位置信号：指示开关电器、控制电器及其设备的位置 状态的信号。如断路器用灯光表示合、跳闸位置。
一、信号系统的类型（续）
平光信号
3. 按信号的 表示方式分
灯光信号 闪光信号
不同颜色闪光频率的光信号
声音信号：分不同音调或语言的声音
信号
二、信号装置的基本要求
1、信号装置的动作要准确可靠。 2、声光信号要明显。
▪ 发遥信。808L是专为向中心调度所发遥信的小母 线，断路器事故跳闸时需要发遥信时，808L接负 电源700L-，启动KM2，随之启动KC2，KC2.1 和KC2.2闭合启动KT1和蜂鸣器，KC2.3闭合启 动遥信装置，向中心调度所发遥信。
事故信号的动作原理
▪ 事故信号的复归。KT1的触点延时闭合，将KM 的2端子接至负电源。KM1和KM2复归。KC1、 KC2失电，蜂鸣器失电，实现音响信号的延时自 动复归。系统复归等待下次重新动作。按下SB， 也可以实现音响手动复归。
预告信号电路 ▪ 三、BC-4型冲击继电器构成的事故信号和
预告信号电路
作业1 作业2信 号Fra bibliotek电 源 小 母 线 事 故 音 响 小 母 线
预
脉 冲 变 流 器
脉 冲 继 电 器
告 信 号 小 母 线
转 换 开 关 控 制 开 关
一次系统发生故障，断路器QF1跳闸时， 不对应回路启动。
U的一次侧将流过一个持续的直流电流 （阶跃脉冲）
➢ 不同性质的信号之间有明显的区别； ➢ 信号装置的动作与没动作应有明显的区别； ➢ 信号装置应准确反应发生不正常状态或事故的设备，
以及故障的性质、内容。
3、信号装置的反应速度要快。
事故信号
▪ 当电气设备发生事故（一般指发生短路）， 应使故障回路的断路器立即跳闸，并发出 事故信号。事故信号由音响和灯光两部分 组成。音响信号一般是指蜂鸣器或电喇叭 发出较强的音响，引起值班人员的注意， 同时断路器位置指示灯（在断路器控制回 路中）发出闪光指明事故对象。
▪ 音响信号的试验。音响试验按钮SB1和SB3。按 下SB1和SB3，KM1和KM2启动，发出音响信号， 再经延时后解除音响，实现音响信号的试验。 SB3按下的同时断开发遥信装置，以免误发信号。
JC-2型冲击继电器内部电路图
极化继电器
极化继电器 JC-2型冲击继电器内部电路图
负电源复归
极化继电器 JC-2型冲击继电器内部电路图
正电源复归
JC-2型冲击继电器构成的事故 信号和预告信号电路
事故信号启动回路
(a)事故信号回路
冲 击
(a)事故信号回路
事故信号的动作原理
▪ 事故信号的启动。事故信号启动回路（708L和 700L-）接通，给出脉冲电流信号，使冲击继电 器KM1启动，其动合触点闭合（端子1和3接通）， 启动中间继电器KC1，KC1.1闭合启动时间继电 器，KC1.2闭合启动蜂鸣器HA1，发出音响信号。
U的二次侧只有在一次侧电流从初始值 达到稳定值的瞬变过程中才有感应电动 势。二次侧的电流是一个尖峰脉冲电流。
此电流使KM启动，KM动作后再启动中
央事故信号电K路M。
U一次侧电流稳定后，二次侧感应电动 势消失，KM可能返回，也可能不返回， 依KM类型而定。
QF1的辅助动再断有触事点故发生，U一次侧再次电流变化， 二次侧再次启动，可重复动作。
常见的预告信号
▪ 发电机和变压器过负荷；汽轮机发电机转 子一点接地；断路器跳、合闸线圈断线； 变压器轻瓦斯保护动作、变压器油温过高、 变压器通风故障；发电机强行励磁动作； 电压互感器二次回路断线；交、直流回路 绝缘损坏发生一点接地、直流电压过高或 过低及其它要求采取措施的不正常情况如 液压操作机构压力异常等。
预告信号启动回路
用于检查光字牌的灯泡是否完 好。
由于接至预告信号小母线的光
字牌数目较多，为了保证在切
换过程中转换开关S的触点不致
烧坏，每侧S都是采用三对触点
光
串联，以加强断弧能力。
字
牌
检
查
回
路
返回
作业
▪ 1、对信号装置的基本要求是什么。 ▪ 2、分析事故信号启动回路的启动过程。
（教材54页图4-1（a））
第4章变配电所的信号系统
精品jing
▪ 第一节 概述 ▪ 第二节 常规的中央信号系统 ▪ 第三节 新型的中央信号系统
▪ 变电所的信号装置作用： 供值班人员监视所内各种设备和系统 运行状态。
一、信号系统的类型
1. 按其电源分
强电信号回路 弱电信号回路
2. 按其性质分
事故信号 预告信号
中央信号
3. （或用途） 位置信号
预告信号装置应满足的要求
1、与事故信号有区别的音响信号 2、能手动或自动复归 3、能重复动作 4、能手动试验音响和灯光信号
常规的中央信号系统
▪ 以冲击继电器为核心。
▪ 中央复归，能重复动作。 ▪ 冲击继电器可接收各种事故脉冲，各类型
的冲击继电器都有接收信号的元件以及相 应的执行元件。
▪ 一、中央信号的启动回路 ▪ 二、JC-2型冲击继电器构成的事故信号和
事故信号启动回路
U仍接受故障信号脉冲，并转换成尖峰脉 冲使继电器KM动作，但启动回路及重复 动作的构成元件不同。
1、事故信号是利用不对应原理启动；预 告信号是利用继电保护装置出口继电器K 的触点接通预告信号小母线来启动的。
2、事故信号是在每一启动回路中串接一 电阻启动的，重复动作是通过突然并入 一启动回路（突然并入一电阻）引起的 电流突变启动的；预告信号是在启动回 路中用光字牌代替电阻启动，重复动作 则是通过启动回路并入光字牌实现。