发电厂及变电站
电 气 设 备
11-13
第 11章 电力系统常规
二次回路
11.1 一、二次回路的概念
1、二次设备,对一次设备及水力机械设
备工作进行监测和控制保护的辅助设备，以保证电站安全、经济的运行。
如：
①测量仪表、录波装置；
②控制开关、同期装置、自动励研装置；
③信号装置、继电保护、绝缘监察装置；
④控制电流、小母线连接线；
2、二次回路图
1)原理接线图 —体现工作原理
特点：所有回路元件以整体形式绘在一张图上。
画图时：
①不用画出内部接线、引出线端子的编号；回
路的编号。
②直流仅标明电源的极埋，不用标出从哪一熔
断器引出。
③信号部分在图中仅标出“信号”。
2）展开接线图
画图时：
①分别按交流电流、电压、直流回路绘出；
②所有图形符号和文字符号要用国标且同一元
件的线图及触点采用相同的文字符号；
③所有开关电器和继电器的触点都按照正常状
态画出；
（开关电器在断开位置，继电器的触点在线圈
不带电状态）
④每一回路右侧用文字说明作用；
3)安装接线图 ——为施工图纸。
a、屏面布置图（比例图）
屏的型式,直立屏,（ 2360× 550× 800或 600）
同期屏,600× 200× 400
控制屏、
b、屏后接线图（屏内元件连接图，端子排图）
先设计端子排图,端子类型 ——经过端子的回路 —
— 设计顺序
后设计屏内元件连接图：采用“相对编号法”
注意：一个端子旁边最多写 2个编号。
11.2 测量系统
? 发电机定子回路装设的仪表,1A –2A机房,V、
HZ,1W-2W,VAR,WH,VARH
? 发电机转子回路装设的仪表,A,V -ck
? 温度测量：定子绕组的温度及铁芯的温度。
11.3 信号系统
? 1、组成
中央音响装置：蜂鸣器（电喇叭、电笛）、电铃
（警铃）。
灯光信号：光字牌、指示灯。
作用：位置、事故、故障。
? 2、位置信号（状态信号）
QF：红灯亮 —— 合、绿灯亮 —— 分
QS：合闸时,L1 标线在“垂直”
分闸时,L2 标线在“水平”
电源消失时,L1,L2均失电 标线在,45度”
?3,事故信号 （光字牌亮 —— 显示 QF已跳闸、蜂
鸣器响）。
#中央复归能重复动作的事故信号系统：
关键元件,XMJ（信号脉冲继） —— 变流
器 BL,GHJ干簧继电器、中间继电器
试验：按下 YA,XMJ
?4,故障信号 （光字牌亮 —— 显示故障类型、警
铃响）
分类,瞬时故障信号
延时故障信号
11.4 断路器的控制电路
? 1、基本要求
1）实现跳合闸线圈短时通电要求
依靠 QF的辅助触点,常开 ——动合
常闭 ——动断
2）手动操作,KK或按钮
3）自动操作,BCJ,ZCH
4）有位置指示：红灯亮、绿灯亮、
5）依靠机械、电气防跳装置。
2、实用控制电路
? 具有灯光及防跳功能的控制电路
合闸, KK（ ZCH） → HC → HQ 红灯亮说明, QF在合闸
位置；
跳闸回路完
好；
分闸, KK （ BCJ） → TQ 绿灯亮说明, QF在跳闸位置；
合闸回路完好；
防跳,正常运行，若遇到短路同时 KK58（ ZCH）粘结
BCJ → TQ 跳闸
同时 TBJ（ I）带电 → TBJ1 → TBJ（ V）自保持；
→ TBJ2分 → 断开合闸回路
11.5 同期回路
? 1、同步发电机的并列操作 ——将同步发电
机投入电力系统的操作（同期）
? 2、同期操作的基本要求：
并列 QF合闸瞬间产生的冲击电流 ich＜
iym
QF合闸后，发电机能迅速同步。
? 3、同期方式
准同期：先励磁后并车 —冲击小，速度慢。
自同期：先并车后励磁 —速度快，冲击大。
?4、同期点的设置：
同期点 ——有同期并列任务的 QF
包括：发电机回路 QF；三绕组 B各例 QF；
双绕组一侧 QF（低压侧）、对侧有电的线路 QF；
母线分段 QF；联络 QF。
?5、手动准同期系统
某 QF设置为同期点，就是在该断路器旁边装设 TK。
1）同期小母线 —共四根，其中 YMb接地。
QF双侧系统
运行系统（远离 F）,A,B
待并系统（靠近 F）,A,B,C
2）同期小屏
?
a、五表制 —1V,2V,1HZ,2HZ,S
1V—2V：调节使同步发电机电压与系统电压相
等。 △ ∪ ＜ 5%∪ e
1HZ—2HZ：改变水轮机的转速（导水叶的开度）
使频率相等。 △ f＜ 2%fe
整步表 S：观察两侧的滑差，调整相位。
b、三表制,V —测△ ∪
HZ —测△ f
S —测△ ψ
3）同期操作：
同期小母线 → STK → 同期小屏。
STK在“粗调”位置,V,HZ投入，调 ∪, f
STK在“精确”位置：五表投入
注意合闸瞬间的把握：当 S的指针由慢向快方向
缓慢转动至主线时，合 QF。
4）同期电压的引入
a、同期点选在发电机 QF上。
b、同期点选在主变高压侧 QF
运行系统,A相电压经 TK—— TQMa1
待开系统,A,C相电压经 TK—— ZB——
TQMa,TQMc
ZB转角变压器为一普通的三相变压器，变比为
100/100V,50VA接线组别为,d,Y1
11.6 手动同期操作步骤
? 1 将 TK打到“同期”位置 —— 将 QF两侧的电压经
TK引到同期小母线中。
? 2 操作 STK先打到“粗调”位置，投入 VHZ然后打到
“精调”位置投入 S表当双方电压相近时,TJJ的触点
闭合,1THM-2THM接通
? 3 操作 KK，使 QF合闸
△ TJJ：同期检查继电器，只有当同期双方电压相
位后差值在整定范围内时，才闭合较长时间。
△ BK：手动操作闭锁开关，当同期双方某一方无
电时，可投入 BK使 QF能可靠合闸。
第 12章 操作电源
12.1 概述
? 1、操作电源：供电站控制环保自动装置；
供电站操作机械调节器机械；
供电站独立的事故照明。
? 2、交流操作电源
1） 优点：
二次接线简单、投资少、维护量小，易于实现自动化和运动
化。
2） 缺点：可靠性比直流电源低；
原因：① 交流操作的继电器不够成熟；
② 交流电源依赖电厂本身；
③ 交流电源有时点分散的、有时点集中的、有时分散
与集中相结合的。
3,硅整流型直流操作电源
? 优点：可以提高操作电源的可靠性。
硅整流电容贮能式整流操作电源：
A 硅整流：由厂用电源低压整流为直流电源 。
要求可靠，一般有两个独立的电源。
电源 Ⅰ （三相整流，容量大） 供电给合闸、操作、
保护、信号。
电源 Ⅱ （单相整流，容量小） 供电给操作、保护、
信号
B 电容储能的作用,当电力系统发生短路时，会
引起 Id 升高,∪ c （直流母线电压 ）下降，利用电
容储能对保护装置和断路器的跳闸线图放电，使断路
器跳闸，将事故切除。
4、复式整流操作电源
? 复式电源 电压源：一般取自厂用变或 TV，经全波整
流，电抗器滤波成直流电源。
电流源：一般取自 TA，经稳压器成直流电源。
正常情况下，由电压源供电给：
电源 Ⅰ ——合闸，电源 Ⅱ ——保护、信号、跳闸；
发生短路时,∪ c （直流母线电压 ）下降,∪ c （直
流母线电压 ）升高
由电流源供电给,电源 Ⅱ ——保护、信号、跳闸；
12.2 蓄电池直流操作系统
优点：电源独立，不受一次电网事故的影响，可靠性高、
适应性强。
缺点：价格贵。
1、铝酸蓄电池的结构和工作原理
? 组成：
? 正极版 —PbO2、玻璃丝管结构，呈褐色
负极版 —Pb,涂膏式结构，呈浅灰色
电解液 —纯 H2SO4、由蒸馏水稀
容器：由绝缘材料制成（防酸隔爆透明塑料缸）
?2） 放电及放电特征：化学能 —— 电能 E=0.85+d
0.85+1.21=2.06V
比重 放电末端,1.8V
PbO2+ Pb + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O
在放电过程中，正负极板均形成 PbSO4，
H2SO4比重下降，内阻增加。
注意：放电电流不能过大。
?3） 充电及充电特征：充电电源 —— 化学能
2PbSO4+2H2O= PbO2+ Pb + 2H2SO4
在充电过程中，正负极板还原形成 PbO2,Pb、
电势渐增。
2、蓄电池的运行方式
? 1）充电 —放电方式 ——对蓄电池进行周期性的充电和放电。
1 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷充电。
（经常、短时、事故）
2 待蓄电池放电约为 75～ 80%时，就需要进行充电。
3 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。
2）浮充电运行方式 ——设置两台充电设备，一台主充电机先
将蓄电池充好电，另一台主充电机同蓄电池并联运行，除担负直
流负荷外，还以较小的电流向蓄电池进行浮充电。（补偿蓄电池 的自放电损耗）
特点,1 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷。
2 蓄电池放电机会不多，每 3个月进行一次放电，再进行
一次均衡充电，以避免硫化。
3 管理维护量少，可靠性高。
4、镉镍蓄电池（碱性蓄电池）
1）组成：正极板（镉 Cd）
负极板（镍化物 Ni2O3,NiO3）
电解液（ KOH 不参加化学反应，而起到传导的作用）
容器
化学方程式,Cd+ Ni2O3 = CdO+ 2NiO
Cd+ NiO2 = CdO+ NiO
2）运行特点：
1 内阻小，可瞬时放电倍率可达 10倍的额定容量。
2 体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。
3 反应过程中不会产生有害气体，防爆性能好，可直接安装在中控
室内。
4 具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定。
5 具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。
6 综合造价低，维护方便。
7 单个电池端电压低（ 1.2～ 1.3）电池数目多。
12.3 电气接线的绝缘监察
? 1 测量部分,SA+V
若绝缘良好,R+=R-，电桥平衡 ∪ +=∪ -=0
若正极接地,∪ +=0 ∪ -=∪ m
若负极接地,∪ -=0 ∪ +=∪ m
2 信号部分,ZJJ+∪ D+GP
绝缘良好时,R+=R-，电桥平衡,KSE（ ZJJ）不动作
若某一级绝缘电阻下降，则电桥平衡被打破,KSE
（ ZJJ）动作。
2、交流系统的绝缘监察
TV：为万能接线，可用一台三相五线式 TV或三台单相 TV。
主二次绕组接成 YO型 ——测量、继电保护、同期；
辅助二次绕组接成开口三角型 ——绝缘监察。
工作原理,
正常运行时,∪ a+∪ b+∪ c=0,YJ不动作
当某相发生金属性接地时开口三角型 =100V，过电压继电器动作
发信号。
练习：如何判断哪一相发生了单相接地故障，且在哪一
相发生？
第 13章 二次回路设计
展开接线图中的回路编号
? 1、回路编号方法
回路编号由三个及以下的数字组成
。
交流电路在数字前面还加上 A,B,C,N等文字符号。
对于不同用途的回路规定了编号数字的范围。
对于一些比较重要的常见回路都给予了固定的编号。
二次回路的编号，根据 等电位原则 进行。就是在电气回路中接于
一点的全部导线都用同一个编号表示。
当回路经过开关或继电器触点等隔开后，因为在触点断开时触点
两端已不是等电位，所以应给予不同的编号。
?2、直流回路编号方法
先从正电源出发，以奇数顺序编号，直到最后一
个有压降的元件为止。如果最后一个有压降的元件的
后面不是直接连在负极上，而是通过连接片、开关或
继电器触点接在负极上，则下一步应从负极开始以偶
数顺序编号至上述已有编号的结点为止。
?3、交流回路编号方法
交流电流与电压回路的编号不分奇数与偶数，从
电源处开始按顺序编号。
电流互感器及电压互感器二次回路编号是按一次
接线中电流互感器与电压互感器的编号相对来分组的。
展开图中的小母线用粗线条表示，并注以文字符
号，在控制和信号回路中的一些辅助小母线和交流电
压小母线，除文字符号外，还给予固定的数字编号。
屏面布置图的设计
? 1、屏面布置图是决定屏上各个设备的排列位置及相互间距离尺
寸的图纸，要求按一定的比例尺绘制。
? 2、屏的型式
（ 1）控制屏台
（ 2）直立屏 ——高 2360mm深 550mm宽度 800mm(600mm)
（ 3）直流屏
（ 4）同期小屏
（ 5）边屏
? 3、屏面布置图
控制屏（屏台）的屏面布置图
继电器屏的屏面布置图
端子排图的设计
? 1、端子排图是表示屏上需要装设的端子数目、类型、排列次序
以及端子与屏上设备及屏外设备连接情况的图纸。
? 2、端子的类型
一般端子 ——用于连接屏内外导线（电缆）
试验端子 ——用于需要接入试验仪表的电流回路中
连接型试验端子 ——用于在端子上需要彼此连接的电流试验回
路中。
连接端子 ——端子间进行连接用
终端端子 ——用于固定端子或分隔不同安装单位的端子排。
标准端子 ——直接连接屏内外导线用。
特殊端子 ——用于需要很方便地断开的回路中。
隔板 ——在不需要标记的情况下作绝缘隔板，并作增
加绝缘强度用。
端子排的设计原则
A、应经过端子排连接的回路如下：
? （ 1）屏内设备与屏外设备之间的连接，必须经过端子排。
其中交流电流回路应经过试验端子，事故音响信号回路及
预告信号回路及其它在运行中需要很方便地断开的回路应
经过特殊端子或试验端子。
? （ 2）屏内设备与直接接至小母线的设备的连接，一般应
经过端子排。
? （ 3）各安装单位主要保护的正电源一般均由端子排引接。
保护的负电源应在屏内设备之间接成环形，环的两端应分
别接至端子排。其它回路一般均在屏内连接。
? （ 4）同一屏上各安装单位之间的连接应经过端子排。
? （ 5）为节省控制电缆，需要经本屏转接的回路（亦称过
渡回路），应经过端子排。
B、端子排的排列方法如下。
每一个安装单位应有独立的端子排。垂直布置时，由上而下；
水平布置时，由左至右按下列回路分组顺序地排列：
?（ 1）交流电流回路
按每组电流互感器分组。
同一保护方式的电流回路（例如差动保护）一般排在一起。
其中又按数字大小由上而下排列，数字小的在上面，其中再
按 A,B,C,N排列
如 A411,B411,C411,N411； A412,B412； A421,B421、
C421,N421； …… 。
?（ 2）交流电压回路
按每组电压互感器分组。
同一保护方式的电压回路一般排在一起。
其中又按数字大小排列，再按 A,B,C,N,L排列
?（ 3）信号回路
按预告、指挥、位置及事故信号分组。
每组按数字大小排列，先是信号正电源 701，接着是 901、
903…… 和 951,953；其次是 730,732…… ；再其次是 94,194、
294…… ；最后是负电源 702
?（ 4）控制回路
按各组熔断器分组：每组里面先排正极性回路（单号），由小
到大；再排负极性回路（双号），由大到小
?（ 5）其它回路
按远动装置、励磁保护、自动调整励磁装置
的电流和电压回路、远方调整及联锁回路等分组。
每一回路又按极性、编号和相序顺序排列。
?（ 6）转接回路
先排本安装单位的转接端子，再排别的安装
单位的转接端子。
每一安装单位的端子排应编有顺序号，在最
后留 2～ 5个端子作为备用。
当端子排长度许可时，各组端子之间也可适当
地留 1～ 2个备用端子。在端子排两端应有终端端
子。
正、负电源之间，经常带电的正电源与合闸
或跳闸回路之间的端子应不相邻或者以一个空端
子隔开，以免在端子排上造成短路及使断路器误
动作。
一个端子的每一端一般只接一根导线，导线
截面一般不超过 6平方毫米。特殊情况下个别端子
允许最多接两根导线。
当一根电缆同时接至屏上两侧端子排时，一
般不经过过渡端子。
13.4 屏背面接线图的设计
绘制步骤如下：
? 1、首先根据屏面布置图，按在屏上的实际安装位置
把各设备的背视图画出来。
设备形状应尽量与实际情况相符。
不要求按比例尺绘制，但要保证设备间的相对
位置正确。
各设备的引出端子，应按实际排列顺序画出。
设备的内部接线简单的，像电流表、电压表等，
不必画出，复杂的则应画出。
屏背面接线图中在各个设备图形的上方应加以
标号。
?2、将端子排图布置在屏的一侧或两侧，给端子加
以编号，并根据订货单位提供的小母线布置图，在
端子排的上部，标出屏顶的小母线，并标出每根小
母线的名称。
?3、采用“相对编号法”，根据展开接线图对屏上
各设备之间的连接线及屏上设备至端子排间的连接
线进行标号。
所谓“相对编号法”就是，如甲、乙两个端子
应该用导线连接起来，那么就在甲端子旁标上乙端
子的号，在乙端子旁标上甲端子的号。
电 气 设 备
11-13
第 11章 电力系统常规
二次回路
11.1 一、二次回路的概念
1、二次设备,对一次设备及水力机械设
备工作进行监测和控制保护的辅助设备，以保证电站安全、经济的运行。
如：
①测量仪表、录波装置；
②控制开关、同期装置、自动励研装置；
③信号装置、继电保护、绝缘监察装置；
④控制电流、小母线连接线；
2、二次回路图
1)原理接线图 —体现工作原理
特点：所有回路元件以整体形式绘在一张图上。
画图时：
①不用画出内部接线、引出线端子的编号；回
路的编号。
②直流仅标明电源的极埋，不用标出从哪一熔
断器引出。
③信号部分在图中仅标出“信号”。
2）展开接线图
画图时：
①分别按交流电流、电压、直流回路绘出；
②所有图形符号和文字符号要用国标且同一元
件的线图及触点采用相同的文字符号；
③所有开关电器和继电器的触点都按照正常状
态画出；
（开关电器在断开位置，继电器的触点在线圈
不带电状态）
④每一回路右侧用文字说明作用；
3)安装接线图 ——为施工图纸。
a、屏面布置图（比例图）
屏的型式,直立屏,（ 2360× 550× 800或 600）
同期屏,600× 200× 400
控制屏、
b、屏后接线图（屏内元件连接图，端子排图）
先设计端子排图,端子类型 ——经过端子的回路 —
— 设计顺序
后设计屏内元件连接图：采用“相对编号法”
注意：一个端子旁边最多写 2个编号。
11.2 测量系统
? 发电机定子回路装设的仪表,1A –2A机房,V、
HZ,1W-2W,VAR,WH,VARH
? 发电机转子回路装设的仪表,A,V -ck
? 温度测量：定子绕组的温度及铁芯的温度。
11.3 信号系统
? 1、组成
中央音响装置：蜂鸣器（电喇叭、电笛）、电铃
（警铃）。
灯光信号：光字牌、指示灯。
作用：位置、事故、故障。
? 2、位置信号（状态信号）
QF：红灯亮 —— 合、绿灯亮 —— 分
QS：合闸时,L1 标线在“垂直”
分闸时,L2 标线在“水平”
电源消失时,L1,L2均失电 标线在,45度”
?3,事故信号 （光字牌亮 —— 显示 QF已跳闸、蜂
鸣器响）。
#中央复归能重复动作的事故信号系统：
关键元件,XMJ（信号脉冲继） —— 变流
器 BL,GHJ干簧继电器、中间继电器
试验：按下 YA,XMJ
?4,故障信号 （光字牌亮 —— 显示故障类型、警
铃响）
分类,瞬时故障信号
延时故障信号
11.4 断路器的控制电路
? 1、基本要求
1）实现跳合闸线圈短时通电要求
依靠 QF的辅助触点,常开 ——动合
常闭 ——动断
2）手动操作,KK或按钮
3）自动操作,BCJ,ZCH
4）有位置指示：红灯亮、绿灯亮、
5）依靠机械、电气防跳装置。
2、实用控制电路
? 具有灯光及防跳功能的控制电路
合闸, KK（ ZCH） → HC → HQ 红灯亮说明, QF在合闸
位置；
跳闸回路完
好；
分闸, KK （ BCJ） → TQ 绿灯亮说明, QF在跳闸位置；
合闸回路完好；
防跳,正常运行，若遇到短路同时 KK58（ ZCH）粘结
BCJ → TQ 跳闸
同时 TBJ（ I）带电 → TBJ1 → TBJ（ V）自保持；
→ TBJ2分 → 断开合闸回路
11.5 同期回路
? 1、同步发电机的并列操作 ——将同步发电
机投入电力系统的操作（同期）
? 2、同期操作的基本要求：
并列 QF合闸瞬间产生的冲击电流 ich＜
iym
QF合闸后，发电机能迅速同步。
? 3、同期方式
准同期：先励磁后并车 —冲击小，速度慢。
自同期：先并车后励磁 —速度快，冲击大。
?4、同期点的设置：
同期点 ——有同期并列任务的 QF
包括：发电机回路 QF；三绕组 B各例 QF；
双绕组一侧 QF（低压侧）、对侧有电的线路 QF；
母线分段 QF；联络 QF。
?5、手动准同期系统
某 QF设置为同期点，就是在该断路器旁边装设 TK。
1）同期小母线 —共四根，其中 YMb接地。
QF双侧系统
运行系统（远离 F）,A,B
待并系统（靠近 F）,A,B,C
2）同期小屏
?
a、五表制 —1V,2V,1HZ,2HZ,S
1V—2V：调节使同步发电机电压与系统电压相
等。 △ ∪ ＜ 5%∪ e
1HZ—2HZ：改变水轮机的转速（导水叶的开度）
使频率相等。 △ f＜ 2%fe
整步表 S：观察两侧的滑差，调整相位。
b、三表制,V —测△ ∪
HZ —测△ f
S —测△ ψ
3）同期操作：
同期小母线 → STK → 同期小屏。
STK在“粗调”位置,V,HZ投入，调 ∪, f
STK在“精确”位置：五表投入
注意合闸瞬间的把握：当 S的指针由慢向快方向
缓慢转动至主线时，合 QF。
4）同期电压的引入
a、同期点选在发电机 QF上。
b、同期点选在主变高压侧 QF
运行系统,A相电压经 TK—— TQMa1
待开系统,A,C相电压经 TK—— ZB——
TQMa,TQMc
ZB转角变压器为一普通的三相变压器，变比为
100/100V,50VA接线组别为,d,Y1
11.6 手动同期操作步骤
? 1 将 TK打到“同期”位置 —— 将 QF两侧的电压经
TK引到同期小母线中。
? 2 操作 STK先打到“粗调”位置，投入 VHZ然后打到
“精调”位置投入 S表当双方电压相近时,TJJ的触点
闭合,1THM-2THM接通
? 3 操作 KK，使 QF合闸
△ TJJ：同期检查继电器，只有当同期双方电压相
位后差值在整定范围内时，才闭合较长时间。
△ BK：手动操作闭锁开关，当同期双方某一方无
电时，可投入 BK使 QF能可靠合闸。
第 12章 操作电源
12.1 概述
? 1、操作电源：供电站控制环保自动装置；
供电站操作机械调节器机械；
供电站独立的事故照明。
? 2、交流操作电源
1） 优点：
二次接线简单、投资少、维护量小，易于实现自动化和运动
化。
2） 缺点：可靠性比直流电源低；
原因：① 交流操作的继电器不够成熟；
② 交流电源依赖电厂本身；
③ 交流电源有时点分散的、有时点集中的、有时分散
与集中相结合的。
3,硅整流型直流操作电源
? 优点：可以提高操作电源的可靠性。
硅整流电容贮能式整流操作电源：
A 硅整流：由厂用电源低压整流为直流电源 。
要求可靠，一般有两个独立的电源。
电源 Ⅰ （三相整流，容量大） 供电给合闸、操作、
保护、信号。
电源 Ⅱ （单相整流，容量小） 供电给操作、保护、
信号
B 电容储能的作用,当电力系统发生短路时，会
引起 Id 升高,∪ c （直流母线电压 ）下降，利用电
容储能对保护装置和断路器的跳闸线图放电，使断路
器跳闸，将事故切除。
4、复式整流操作电源
? 复式电源 电压源：一般取自厂用变或 TV，经全波整
流，电抗器滤波成直流电源。
电流源：一般取自 TA，经稳压器成直流电源。
正常情况下，由电压源供电给：
电源 Ⅰ ——合闸，电源 Ⅱ ——保护、信号、跳闸；
发生短路时,∪ c （直流母线电压 ）下降,∪ c （直
流母线电压 ）升高
由电流源供电给,电源 Ⅱ ——保护、信号、跳闸；
12.2 蓄电池直流操作系统
优点：电源独立，不受一次电网事故的影响，可靠性高、
适应性强。
缺点：价格贵。
1、铝酸蓄电池的结构和工作原理
? 组成：
? 正极版 —PbO2、玻璃丝管结构，呈褐色
负极版 —Pb,涂膏式结构，呈浅灰色
电解液 —纯 H2SO4、由蒸馏水稀
容器：由绝缘材料制成（防酸隔爆透明塑料缸）
?2） 放电及放电特征：化学能 —— 电能 E=0.85+d
0.85+1.21=2.06V
比重 放电末端,1.8V
PbO2+ Pb + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O
在放电过程中，正负极板均形成 PbSO4，
H2SO4比重下降，内阻增加。
注意：放电电流不能过大。
?3） 充电及充电特征：充电电源 —— 化学能
2PbSO4+2H2O= PbO2+ Pb + 2H2SO4
在充电过程中，正负极板还原形成 PbO2,Pb、
电势渐增。
2、蓄电池的运行方式
? 1）充电 —放电方式 ——对蓄电池进行周期性的充电和放电。
1 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷充电。
（经常、短时、事故）
2 待蓄电池放电约为 75～ 80%时，就需要进行充电。
3 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。
2）浮充电运行方式 ——设置两台充电设备，一台主充电机先
将蓄电池充好电，另一台主充电机同蓄电池并联运行，除担负直
流负荷外，还以较小的电流向蓄电池进行浮充电。（补偿蓄电池 的自放电损耗）
特点,1 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷。
2 蓄电池放电机会不多，每 3个月进行一次放电，再进行
一次均衡充电，以避免硫化。
3 管理维护量少，可靠性高。
4、镉镍蓄电池（碱性蓄电池）
1）组成：正极板（镉 Cd）
负极板（镍化物 Ni2O3,NiO3）
电解液（ KOH 不参加化学反应，而起到传导的作用）
容器
化学方程式,Cd+ Ni2O3 = CdO+ 2NiO
Cd+ NiO2 = CdO+ NiO
2）运行特点：
1 内阻小，可瞬时放电倍率可达 10倍的额定容量。
2 体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。
3 反应过程中不会产生有害气体，防爆性能好，可直接安装在中控
室内。
4 具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定。
5 具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。
6 综合造价低，维护方便。
7 单个电池端电压低（ 1.2～ 1.3）电池数目多。
12.3 电气接线的绝缘监察
? 1 测量部分,SA+V
若绝缘良好,R+=R-，电桥平衡 ∪ +=∪ -=0
若正极接地,∪ +=0 ∪ -=∪ m
若负极接地,∪ -=0 ∪ +=∪ m
2 信号部分,ZJJ+∪ D+GP
绝缘良好时,R+=R-，电桥平衡,KSE（ ZJJ）不动作
若某一级绝缘电阻下降，则电桥平衡被打破,KSE
（ ZJJ）动作。
2、交流系统的绝缘监察
TV：为万能接线，可用一台三相五线式 TV或三台单相 TV。
主二次绕组接成 YO型 ——测量、继电保护、同期；
辅助二次绕组接成开口三角型 ——绝缘监察。
工作原理,
正常运行时,∪ a+∪ b+∪ c=0,YJ不动作
当某相发生金属性接地时开口三角型 =100V，过电压继电器动作
发信号。
练习：如何判断哪一相发生了单相接地故障，且在哪一
相发生？
第 13章 二次回路设计
展开接线图中的回路编号
? 1、回路编号方法
回路编号由三个及以下的数字组成
。
交流电路在数字前面还加上 A,B,C,N等文字符号。
对于不同用途的回路规定了编号数字的范围。
对于一些比较重要的常见回路都给予了固定的编号。
二次回路的编号，根据 等电位原则 进行。就是在电气回路中接于
一点的全部导线都用同一个编号表示。
当回路经过开关或继电器触点等隔开后，因为在触点断开时触点
两端已不是等电位，所以应给予不同的编号。
?2、直流回路编号方法
先从正电源出发，以奇数顺序编号，直到最后一
个有压降的元件为止。如果最后一个有压降的元件的
后面不是直接连在负极上，而是通过连接片、开关或
继电器触点接在负极上，则下一步应从负极开始以偶
数顺序编号至上述已有编号的结点为止。
?3、交流回路编号方法
交流电流与电压回路的编号不分奇数与偶数，从
电源处开始按顺序编号。
电流互感器及电压互感器二次回路编号是按一次
接线中电流互感器与电压互感器的编号相对来分组的。
展开图中的小母线用粗线条表示，并注以文字符
号，在控制和信号回路中的一些辅助小母线和交流电
压小母线，除文字符号外，还给予固定的数字编号。
屏面布置图的设计
? 1、屏面布置图是决定屏上各个设备的排列位置及相互间距离尺
寸的图纸，要求按一定的比例尺绘制。
? 2、屏的型式
（ 1）控制屏台
（ 2）直立屏 ——高 2360mm深 550mm宽度 800mm(600mm)
（ 3）直流屏
（ 4）同期小屏
（ 5）边屏
? 3、屏面布置图
控制屏（屏台）的屏面布置图
继电器屏的屏面布置图
端子排图的设计
? 1、端子排图是表示屏上需要装设的端子数目、类型、排列次序
以及端子与屏上设备及屏外设备连接情况的图纸。
? 2、端子的类型
一般端子 ——用于连接屏内外导线（电缆）
试验端子 ——用于需要接入试验仪表的电流回路中
连接型试验端子 ——用于在端子上需要彼此连接的电流试验回
路中。
连接端子 ——端子间进行连接用
终端端子 ——用于固定端子或分隔不同安装单位的端子排。
标准端子 ——直接连接屏内外导线用。
特殊端子 ——用于需要很方便地断开的回路中。
隔板 ——在不需要标记的情况下作绝缘隔板，并作增
加绝缘强度用。
端子排的设计原则
A、应经过端子排连接的回路如下：
? （ 1）屏内设备与屏外设备之间的连接，必须经过端子排。
其中交流电流回路应经过试验端子，事故音响信号回路及
预告信号回路及其它在运行中需要很方便地断开的回路应
经过特殊端子或试验端子。
? （ 2）屏内设备与直接接至小母线的设备的连接，一般应
经过端子排。
? （ 3）各安装单位主要保护的正电源一般均由端子排引接。
保护的负电源应在屏内设备之间接成环形，环的两端应分
别接至端子排。其它回路一般均在屏内连接。
? （ 4）同一屏上各安装单位之间的连接应经过端子排。
? （ 5）为节省控制电缆，需要经本屏转接的回路（亦称过
渡回路），应经过端子排。
B、端子排的排列方法如下。
每一个安装单位应有独立的端子排。垂直布置时，由上而下；
水平布置时，由左至右按下列回路分组顺序地排列：
?（ 1）交流电流回路
按每组电流互感器分组。
同一保护方式的电流回路（例如差动保护）一般排在一起。
其中又按数字大小由上而下排列，数字小的在上面，其中再
按 A,B,C,N排列
如 A411,B411,C411,N411； A412,B412； A421,B421、
C421,N421； …… 。
?（ 2）交流电压回路
按每组电压互感器分组。
同一保护方式的电压回路一般排在一起。
其中又按数字大小排列，再按 A,B,C,N,L排列
?（ 3）信号回路
按预告、指挥、位置及事故信号分组。
每组按数字大小排列，先是信号正电源 701，接着是 901、
903…… 和 951,953；其次是 730,732…… ；再其次是 94,194、
294…… ；最后是负电源 702
?（ 4）控制回路
按各组熔断器分组：每组里面先排正极性回路（单号），由小
到大；再排负极性回路（双号），由大到小
?（ 5）其它回路
按远动装置、励磁保护、自动调整励磁装置
的电流和电压回路、远方调整及联锁回路等分组。
每一回路又按极性、编号和相序顺序排列。
?（ 6）转接回路
先排本安装单位的转接端子，再排别的安装
单位的转接端子。
每一安装单位的端子排应编有顺序号，在最
后留 2～ 5个端子作为备用。
当端子排长度许可时，各组端子之间也可适当
地留 1～ 2个备用端子。在端子排两端应有终端端
子。
正、负电源之间，经常带电的正电源与合闸
或跳闸回路之间的端子应不相邻或者以一个空端
子隔开，以免在端子排上造成短路及使断路器误
动作。
一个端子的每一端一般只接一根导线，导线
截面一般不超过 6平方毫米。特殊情况下个别端子
允许最多接两根导线。
当一根电缆同时接至屏上两侧端子排时，一
般不经过过渡端子。
13.4 屏背面接线图的设计
绘制步骤如下：
? 1、首先根据屏面布置图，按在屏上的实际安装位置
把各设备的背视图画出来。
设备形状应尽量与实际情况相符。
不要求按比例尺绘制，但要保证设备间的相对
位置正确。
各设备的引出端子，应按实际排列顺序画出。
设备的内部接线简单的，像电流表、电压表等，
不必画出，复杂的则应画出。
屏背面接线图中在各个设备图形的上方应加以
标号。
?2、将端子排图布置在屏的一侧或两侧，给端子加
以编号，并根据订货单位提供的小母线布置图，在
端子排的上部，标出屏顶的小母线，并标出每根小
母线的名称。
?3、采用“相对编号法”，根据展开接线图对屏上
各设备之间的连接线及屏上设备至端子排间的连接
线进行标号。
所谓“相对编号法”就是，如甲、乙两个端子
应该用导线连接起来，那么就在甲端子旁标上乙端
子的号，在乙端子旁标上甲端子的号。
