课程学习指导资料
编写：李长松
适用专业：电气工程及其自动化
适用层次：高中起点专科（业余）
四川大学网络教育学院
二○○六年三月十六日
《发电厂变电所二次接线》课程学习指导资料
编写：李长松
审稿(签字)：
审判(主管教负责人签字)：
本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《变配电所二次系统》（阎晓霞、苏小林编，中国电力出版社、2004年5月第1版）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电气工程及其自动化专业专生本(业余)学生。
第一部分 课程的学习目的及总体要求
一、课程的学习目的
通过各种方式的学习，使学生掌握发电厂及变电站的二次回路的构成及其工作原理。主要内容包括：控制系统、信号系统、同步系统、直流系统电源、电压互感器的二次回路及变电站综合自动化等。
二、课程的总体要求
通过各种方式的学习，使学生树立工程观点，了解变电站二次系统的概念和组成，熟悉二次回路的基本构成和连接，掌握二次回路的读图并在其此基础上进行二次回路的设计，了解二次系统中出现的新技术和新设备及其应用，并在分析和解决实际工程能力方面得到训练
第二部分 课程学习的基本要求及重点难点内容分析
第一章 二次图的基本知识
1．本章基本要求
了解电气图的分类
掌握常用元件的图形符号
掌握常用元件的文字符号
了解有关项目及项目代号的术语
掌握项目代号的构成
了解电气图的表示方法
掌握二次电气图的概念和分类
掌握集中式二次电路图和分开式二次电路图的概念和特点
了解二次接线图的概念和分类
了解单元接线图和端子接线图的概念和特点
2．本章重点难点分析
■常用元件的图形符号及表示方法
▪继电器和线圈的图形符号
▪触点的图形符号：常开触点、常闭触点、延时断开或闭合的常开触点、延时断开或闭合的常闭触点
▪非电气量触点的图形符号
▪标准中的各类开关和触点符号都是在连接线为竖向布置的形式中给出，当需要以水平形式布置时，必须将符号按逆时针方向旋转90°后画出，即必须画成“左开右闭”或“下开上闭”的形式。
▪标准中的图形符号都是按无电压、无外力作用的正常状态画成。
▪具有可动部分元器件(如具有触点的继电器和开关设备)通常按以下状态表示：(1)单稳态的机电元件，如继电器、接触器在不带电状态。(2)隔离开关和断路器在断开位置。
▪图形符号的布置
▪对于在驱动部分和被驱动部分之间只有机械连接关系的元器件，特别是被驱动部分包含有多组触点的继电器、接触器等，在电气图中有下列表示方法：(1)集中表示法(2)分开表示法(3)半集中表示法
■常用元件的文字符号及表示方法
▪文字符号是电气图中的电气设备、装置、元器件的种类字母代码和功能字母代码。
▪文字符号的字母应采用大写拉丁字母。
▪文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种。
▪基本文字符号可采用单字母符号或双字母符号。
▪单字母符号是按电气设备、装置、元器件的种类划分为24类，如表9-1。
▪双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一个表示功能或状态特性的辅助文字符号组成，其排列顺序是单字母符号在前，辅助文字符号在后。
■项目代号的构成
▪代号段是指具有相关信息的项目代号的一部分。
▪项目代号包括4个代号段：高层代号，位置代号、种类代号、端子代号
▪前缀符号：是用以区别各个代号段的符号。其中，符号“＝”为高层代号的前缀符号；加号“＋”为位置代号的前缀符号；减号“－”为种类代号的前缀符号；冒号“：”为端子代号的前缀符号。
▪一个完整的项目代号包括4个代号段，各个代号段以规定的前缀符号区分，且以固定的注写顺序标记。
■二次电气图的概念和分类
▪二次电气图的基本用途是阐述二次系统的电气工作原理，提供装接和使用信息。
▪二次电气图主要有：阐述电气工作原理的二次电路图和描述装接关系的二次接线图。
▪二次电路图可分为集中式二次电路图、分开式二次电路图和半集中式二次电路图。
■集中式二次电路图和分开式二次电路图的概念和特点
▪集中式二次电路图，过去习惯称为整体式原理电路图，它是把二次设备或装置各组成部分的图形符号，按照其相互关系、动作原理集中绘制在一起的电路，以整体的形式表示各二次设备之间的电气连接，一般与一次回路的有关部分画在一起。通过集中式二次电路图对二次回路的构成、动作过程和工作原理有一个明确的整体概念。
▪分开式二次电路图，也称为展开式原理接线图。它是将二次系统中的设备元件按分开式方法表示，即设备元件各组成部分分别绘制在不同电源的电路(亦称回路)中，主要用于说明二次系统工作原理的图。分开式二次电路图基本出发点是按回路展开绘制，如交流电流回路、交流电压回路、直流回路等。
▪掌握集中式二次电路图和分开式二次电路图的读图
第二章 互感器二次回路
1．本章基本要求
了解互感器的作用
掌握电力系统中性点的接地方式和特点
掌握对电压互感器二次回路的要求
掌握电压互感器二次回路的短路保护
掌握电压互感器二次回路断线信号装置构成及工作原理
掌握电压互感器二次回路安全接地的原因和方式
掌握电压互感器二次电压切换电路及动作过程
掌握对电流互感器二次回路的要求
掌握电流互感器二次回路防止开路的措施
2．本章重点难点分析
■电力系统中性点的接地方式
▪电力系统中性点的接地方式分为三种：直接接地方式、不接地方式和经消弧线圈接地方式。
▪中性点直接接地方式下，系统发生单相接地故障时短路电流很大(所以又称为大接地电流系统)。同时，非故障相的相电压不会升高，这在电压等级高时对绝缘很有利。
▪中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式下，系统发生单相接地故障时接地故障电流很小(所以又称这两种接地方式为小接地电流系统)。同时，非故障相的相电压会升高为原来的倍。
■对电压互感器二次回路的要求
■电压互感器二次回路的短路保护
▪电压互感器正常运行时，近似于空载状态，若二次回路短路，会出现危险的过电流，将损坏二次设备和危及人身安全。所以，必须在电压互感器二次侧装设熔断器或低压断路器（自动开关），作为二次侧的短路保护。
▪在35kV及以下中性点不直接接地系统中，在二次绕组各相引出端装设熔断器作为短路保护。
▪在110kV及以上中性点直接接地系统中，在二次绕组各相引出端装设自动开关作为短路保护。
■电压互感器二次回路断线信号装置构成及工作原理
▪电压回路断线信号装置采用按零序电压原理构成，其电路如图2-8所示。
▪在正常运行时，由于N’与N等电位，辅助二次回路电压也等于零，所以断线信号继电器K不动作。
▪当电压互感器二次回路发生一相或二相断线时，由于N’与N之间出现零序电压，而辅助二次回路仍无电压，所以断线信号继电器K动作，发出断线信号。
▪当电压互感器二次回路发生三相断线(熔断器或自动开关三相同时断开)时，在N’与N之间无零序电压出现，断线信号继电器K将拒绝动作，不发断线信号，这是不允许的。为此，在三相熔断器或三相自动开关的任一相上并联一电容器C。这样，当三相同时断开时，电容器C仍串接在一相电路中，则N’与N之间仍有电压，可使断线信号继电器K动作，仍能发出断线信号。
▪当一次系统发生接地故障时，在N’与N之间出现零序电压，同时在辅助二次回路中也出现零序电压，此时断线信号继电器K的两组线圈L1和L2所产生的零序磁势大小相等，方向相反，合成磁通等于零，K不动作。
■电压互感器二次回路安全接地
▪防止一次侧高电压将侵入二次回路，在二次回路设置安全接地。
▪电压互感器二次侧的接地方式有两种：V相接地；中性点接地。
▪在35kV及以下中性点不直接接地系统中，二次侧采用V相接地。
▪在110kV及以上中性点直接接地系统中，二次侧采用中性点接地。
▪为防止在电压互感器停用或检修时，由二次侧向一次侧反馈电压，造成人身和设备事故，可采取如下措施：除接地的V相以外，其它各相引出端都由电压互感器隔离开关QS1辅助常开触点控制。
▪对图2-6和图2-7所示电路的详细分析
■电压互感器二次电压切换电路及动作过程
▪为避免可能出现一次回路与二次回路不对应的情况，双母线上电气元件二次电压应随同一次回路一起进行切换。一般利用隔离开关的辅助触点和中间继电器触点进行自动切换，如图2-9所示。
▪对于6kV及以上电压等级的双母线系统，两组母线的电压互感器应具有互为备用的切换回路，以便其中一组母线上的电压互感器停用时，保证其二次电压小母线上的电压不间断。切换操作是利用手动开关S和中间继电器K实现的，如图2-11所示。
■对电流互感器二次回路的要求
■电流互感器二次回路防止开路的措施
第三章 变配电所的控制系统
1．本章基本要求
了解变电所的控制方式
掌握断路器的控制方式
了解断路器的操作机构种类及基本工作原理
掌握断路器控制回路的基本要求
掌握LW2型系列自动复位控制开关
掌握控制开关的触点图表
掌握强电一对一控制方式下电磁操作机构中灯光监视的断路器基本控制信号电路的组成及动作过程
掌握强电一对一控制方式下电磁操作机构中音响监视的断路器基本控制信号电路的组成及动作过程
掌握强电一对一控制方式下的断路器控制信号电路组成及动作过程
了解隔离开关控制回路构成原则
掌握隔离开关的控制电路及动作过程
掌握隔离开关的电气闭锁装置的构成及工作原理
掌握隔离开关的电气闭锁电路
2．本章重点难点分析
■断路器控制回路的基本要求
■LW2型系列自动复位控制开关
▪内部结构；触点盒及动静触点的概念；不同类型的触点盒
▪触点图表（表明控制开关的操作手柄在不同位置时触点盒内各触点通断情况的图表称为触点图表。）及表示触点图表的
▪LW2型控制开关的触点图表图形符号中，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位置是闭合的。
■强电一对一控制方式下电磁操作机构中灯光监视的断路器基本控制信号电路的组成及动作过程
▪掌握如图3-3所示灯光监视的断路器控制信号电路的组成。各个元件的名称和作用。
▪重点掌握以下操作和控制时电路的动作过程：断路器的手动合闸、断路器的手动跳闸、断路器的自动合闸、断路器的自动跳闸、断路器的“防跳”。
(1)基本跳、合闸电路
(2)位置信号电路
▪断路器的位置信号一般用信号灯表示，其形式分单灯制和双灯制两种。单灯制用于音响监视的断路器控制信号电路中；双灯制用于灯光监视的断路器控制信号电路中。
▪红灯发平光，表示断路器处于合闸位置，控制开关置于“合闸”或“合闸后”位置。
▪绿灯发平光，则表示断路器处于跳闸状态，控制开关置于“跳闸”或“跳闸后”或“预跳”位置。
(3)自动合、跳闸的灯光显示
▪自动装置动作使断路器合闸或继电保护动作使断路器跳闸时，为了引起运行人员注意，普遍采用指示灯闪光的办法。其电路采用“不对应”原理设计。所谓不对应是指控制开关SA的位置与断路器位置不一致。
▪绿灯闪光，表示断路器已自动跳闸。（继电保护动作）
▪红灯闪光，表示断路器已自动合闸。（自动装置动作）
(4)断路器的防跳闭锁电路
▪当断路器合闸后，在控制开关SA触点或自动装置触点被卡死的情况下，如遇到永久性故障，继电保护动作使断路器跳闸，则会出现多次跳-合闸现象，这种现象称为“跳跃”。
■电磁操作机构中音响监视的断路器控制信号电路组成及动作过程
▪掌握如图3-4所示音响监视的断路器控制信号电路的组成。各个元件的名称和作用。
▪重点掌握以下操作和控制时电路的动作过程：断路器的手动合闸、断路器的手动跳闸、断路器的自动合闸、断路器的自动跳闸、事故音响信号的启动、控制电路及其电源的监视。
■电磁操作机构中音响监视的断路器控制信号电路组成及动作过程
▪断路器的弱电一对一控制电路如图3-5所示。跳合闸回路采用直流220V强电操作，控制信号回路采用直流48V弱电控制，由弱电控制小开关SA完成操作。
▪掌握该图中各个元件的名称和作用
▪掌握该控制电路中进行断路器手动合闸、手动跳闸、断路器自动跳闸、自动合闸等操作时电路的动作过程
■隔离开关的控制电路及动作过程
对于图3-11所示电动操作控制电路
▪各个元件的名称和作用
▪隔离开关合闸操作时，必须具备的合闸条件是：相应的断路器QF在跳闸位置；接地刀闸QSE在断开位置；隔离开关QS在跳闸终端位置并且当前无跳闸操作。
▪隔离开关跳闸操作时，必须具备的跳闸条件是：相应的断路器QF在跳闸位置；接地刀闸QSE在断开位置；隔离开关QS在合闸终端位置并且当前无合闸操作。
▪隔离开关合闸操作、跳闸操作的动作过程
■隔离开关的电气闭锁装置的构成及工作原理
▪电气闭锁装置通常采用电磁锁实现操作闭锁。电磁锁的结构如图3-12(a)所示。只有在相应断路器处于跳闸位置时，才能用电钥匙打开电锁，对隔离开关进行合、跳闸操作。
▪在无跳、合闸操作时，用电锁锁住操作机构的转动部分，即锁芯1在弹簧2压力作用下，锁入操作机构的小孔内，使操作手柄Ⅲ不能转动。当需要断开隔离开关QS时，必须先跳开断路器QF，使其辅助常闭触点闭合，给插座3加上直流操作电源，然后将电钥匙的插头4插入插座3内，线圈5中就有电流流过，使电磁铁6被磁化吸出锁芯1，锁就打开了，此时利用操作手柄Ⅲ，即可拉断隔离开关。隔离开关拉断后，取下电钥匙插头4，使线圈5断电，释放锁芯1，锁芯1在弹簧2压力作用下，又锁入操作机构小孔内，锁住操作手柄。
■隔离开关的电气闭锁电路
重点掌握以下主接线方式中各个回路中隔离开关的闭锁条件。
▪单母线隔离开关闭锁电路
▪双母线隔离开关闭锁电路
▪1台半断路器接线中隔离开关闭锁电路
第四章 变配电所的信号系统
1．本章基本要求
了解信号的类型
了解信号装置的基本要求
掌握事故音响信号和预告信号启动电路的构成及工作原理
掌握JC-2型冲击继电器构成及工作原理
掌握JC-2型冲击继电器构成的信号电路的构成及工作原理
掌握BC-4型冲击继电器的构成及工作原理
掌握BC-4型冲击继电器构成的信号电路的构成及工作原理
2．本章重点难点分析
■事故音响和预告信号启动电路的构成及工作原理
▪具有复归能重复动作的事故信号电路的主要元件是冲击继电器，它可接受各种事故脉冲，并转换成音响信号。
▪冲击继电器有各种不同的型号，但其共同点是都具有接收信号的元件(如脉冲变流器或电阻器)以及相应的执行元件。
▪掌握图4-1所示事故音响信号和预告信号启动电路的构成及动作过程。
▪当发生事故跳闸时，接于事故音响小母线708L和700L－之间的任一不对应启动回路接通，启动信号
▪掌握如何实现信号的重复动作
■JC-2型冲击继电器构成及工作原理
▪JC-2型冲击继电器的内部电路如图4-2所示。其中最重要的元件是具有双位置的极化继电器KP。
▪极化继电器内有两个线圈，线圈1(L1)为工作线圈，线圈2(L2)为返回线圈，在线圈1和线圈2中通以不同方向的电流，会产生不同方向的力矩，使极化继电器动作，触点6闭合或断开。
▪JC-2型冲击继电器是利用电容充放电启动极化继电器的原理构成的。
■JC-2型冲击继电器构成的事故信号电路的构成及工作原理
▪电路如图4-4所示。掌握图中重要元件的名称和作用。
▪重点掌握事故信号的动作原理：事故信号的启动；发遥信；事故信号的复归；音响信号的试验；事故信号电路的监视；6～10kV配电装置的事故信号。
▪重点掌握预告信号的动作原理：预告信号的启动；预告信号的复归；预告信号电路的监视。
■BC-4型冲击继电器构成及工作原理
▪BC-4型冲击继电器采用电流积分原理工作，如图4-5所示。
■BC-4S型冲击继电器构成的事故信号电路的构成及工作原理
▪电路如图4-16所示。掌握图中重要元件的名称和作用。
▪重点掌握事故信号的动作原理：事故信号的启动；发遥信；事故信号的复归；事故信号的重复动作。
▪重点掌握预告信号的动作原理：预告信号的启动；预告信号的复归。
■事故信号系统和预告信号系统的区别
▪(1)事故信号是利用不对应原理将电源与事故音响小母线接通来启动的；预告信号则是利用继电保护出口继电器触点K与预告信号小母线接通来启动的。。
▪(2)事故信号是由每一启动回路中串接一电阻启动的，重复动作则是通过突然并入一启动回路(相当于突然并入一电阻)引起电流突变而实现的。预告信号是在启动回路中用信号灯代替电阻启动的，重复动作则是通过启动回路并入信号灯实现的。
▪(3)事故信号用蜂鸣器作为发音装置，而预告信号则用警铃作为发音装置。
第五章 变配电所的同步系统
1．本章基本要求
掌握同步并列的方法
了解准同步并列的条件
掌握单相接线方式同步电压的引入
掌握手动准同步装置中的同步测量表计
掌握手动准同步装置中的手动准同步并列电路
掌握手动准同步装置中的闭锁电路
2．本章重点难点分析
■同步并列的方法
▪同步并列的方法分自同步并列和准同步并列两种。
▪自同步并列，是将待并发电机转速升至接近同步转速时，就把待并发电机投入系统，然后再给发电机加励磁，使发电机自行拉入同步。自同步并列的特点是并列过程迅速；操作简单，减少了误操作的可能性；易于实现操作过程自动化。但是，并列时冲击电流较大，会引起电力系统电压暂时降低。
▪准同步并列操作是将待并发电机转速升至接近同步转速后加励磁，当发电机(或待并系统)频率、电压相角、电压大小分别与运行系统频率、电压相角、电压大小接近相同时，把待并发电机(或待并系统)投入系统，即合上相应的断路器。准同步并列的特点是并列时间较长，还可能由于操作人员失误，发生误操作，而造成非同步并列。但是由于并列时冲击电流较小，不会引起系统电压降低。
■单相接线方式同步电压的引入
▪因为准同步并列操作，是通过同步装置检测待并断路器两侧电压是否满足并列条件，而全厂(站)只装有一套同步装置(即多个同步点公用一套同步装置)，这就需要把待并断路器两侧的高电压经电压互感器变为二次低电压，再经过其隔离开关的辅助触点和同步开关触点切换后，引到同步电压小母线上，然后再引入到同步装置中。
▪在没有并列操作(即全厂所有的同步开关断开)情况下，同步电压小母线均无电压；只有在并列操作时，才带有待并断路器两侧的二次电压。
▪通常把同步电压小母线上的二次电压称为同步电压。同步电压的引入方式取决于同步装置(或同步表)的接线方式，有三相和单相两种接线方式。
▪当同步系统采用单相接线方式时，通常设置三个同步电压小母线，即620L3'、610L3和公用接地小母线600L0。
▪待并系统的线电压由同步电压小母线610L3和600L0引入同步装置；系统的线电压由同步电压小母线620L3'和600L0引入。
▪重点掌握不同回路断路器作为同步点时，同步电压具体是如何引入的。
■手动准同步装置中的同步测量表计
▪MZ-10型组合式同步表的组成和工作原理。
▪MZ-10型组合式同步表是由电压差表V(P1)、频率差表Hz(P2)、同步表S(P3)组成。
▪掌握电压差表V(P1)、频率差表Hz(P2)、同步表S(P3)的工作原理
■手动准同步装置中的手动准同步并列电路
▪手动准同步并列有分散手动准同步并列和集中手动准同步并列两种。变电所宜采用集中同步方式,将组合式同步表、同步开关、闭锁开关等集中同步设备集中装社在信号屏或拼块式控制屏的中间位置。
▪在变电所中，用手动同步装置进行并列操作时，是由操作人员与同步指示仪表配合进行的。两个待同步系统的电压、频率、相位差由同步表监视。合闸脉冲由操作人员操作控制开关发出。在同步操作时，首先通过调度指示，使两待同步系统的电压和频率差在允许的范围之内。操作人员再根据同步表的指针和断路器的合闸时间，选定一个合适的提前角发出合闸脉冲，从而使断路器的主触头闭合时，两待同步系统的电压、相位差接近于零。
▪图5-5为变电所集中手动准同步电路，重点掌握操作过程。
■手动准同步装置中的闭锁电路
▪在手动准同步并列操作过程中，为了防止运行人员误操作而造成非同步并列，同步系统一般采取以下措施：(1)同步点断路器之间应相互闭锁(2)同步装置之间应相互闭锁(3)手动调频(或调压)与自动均频(或均压)回路应相互闭锁(4)在手动准同步合闸回路中装设闭锁误合闸的同步监察继电器
▪图5-4为同步监察继电器的原理示意图，掌握其工作原理。
第六章 变配电所微机监控及其综合自动化系统
1．本章基本要求
掌握发电厂和变电站传统监控系统的组成及缺点
掌握发电厂和变电站微机监控系统的组成及工作原理
了解发电厂和变电站微机监控系统的基本功能
掌握模拟量、开关量及输入通道、输出通道的概念
掌握模拟量的输入输出通道的组成
掌握模拟量的采样方式
掌握开关量的输入输出通道的组成
2．本章重点难点分析
■发电厂和变电站传统监控系统的组成及缺点
▪发电厂和变电站传统监控系统由保护及调节系统和监控系统两部分组成，如图6-1中所示。现有的监控系统有以下缺点：
▪(1)人作为监控系统的核心进行信息处理，不可避免地要出现错误的判断和处理，因而使现有的监控系统的准确性和可靠性不高。
▪(2)测量仪表和常规的信号装置进行信息变换，不可避免地存在误差，如测量仪表指示与被测量之间的误差；人观察仪表的误差；音响和灯光信号不能准确表明事故发生的时间、顺序等，因而不能正确地处理事故和全面了解一次设备运行情况。
▪(3)现有监控系统的信息是通过控制电缆用强电传输的，因而使得传输通道功率损耗大，传输费用高，不利于远距离传输。
■发电厂和变电站微机监控系统的组成及工作原理
▪微型计算机监控系统(简称微机监控系统)由微型计算机系统(以下简称微机或主机)和监控对象(即生产过程)两大部分组成，其框图见图6-2。
▪微机监控系统包括硬件和软件。硬件是指微机本身的各器件、外围设备及总线。软件是指系统程序以及过程控制应用程序。微机系统本身是通过总线和各种接口及外围设备与监控对象进行联系，并对监控对象进行监视和控制。
▪①由单元层实时采集设备层的数字量和开关量信息。数字量由数据采集模块采集的模拟量(电气与非电气)输入信号经离散化和模数转换后得到；开关量即二进制(1、0)信号，如断路器的开与合、电度脉冲量等信号，它们由开关量采集模块采集并经电平变换、隔离处理而得到。
▪②上述信息由单元层的管理机通过数据总线不断送到监控主机，存放在监控主机的存储器或数据库中，并隔一定周期将数据刷新。
▪③监控主机根据这些数据按预定程序进行实时计算、分析、处理和逻辑判断，确定一次系统是否正常运行或发生故障，一旦一次系统故障，则发出相应报警和显示，并发出执行命令，使继电保护和自动装置动作，对设备进行控制和调节。与此同时，监控主机与调度中心通信，实现变电所远动终端的四遥功能。
■模拟量的输入输出通道的组成
▪模拟量输入通道接受由电量变换器或传感器输出的模拟量信号，如一次设备的电流、电压信号，温度、压力与流量传感器输出的电流信号等等，并把这些模拟量信号转换为数字量信号传送到微机中去。
▪模拟量输出通道则把微机输出的数字量变换成模拟信号，以驱动执行机构和自动连续测量记录仪表。
▪模拟量输入输出通道的结构如图6-4所示。图中虚线框1为模拟量输入通道，虚线框2为模拟量输出通道。
▪输入通道包括：传感器、信号处理环节、多路转换开关、采样保持器、A／D转换器。
▪输出通道包括：D／A转换器、锁存器、低通滤波器、驱动电路。
■模拟量的采样方式
▪变电所中的模拟量有3种类型：①快速变化的交流量：交流电压、交流电流等；②变化缓慢的直流量：控制母线直流电压和操作母线直流电压；③变化缓慢的非电量：频率、温度、水位、油压等。对这些不同类型的模拟量可采用不同的采样方式。一般来说，采样方式可分为直流采样和交流采样两种类型。
▪直流采样是指将现场不断变化的模拟量先转换成直流电压信号，再送至A／D转换器进行转换，即A／D转换器采样的模拟量为直流信号。直流采样的主要特征是A／D转换器输入的模拟信号已转换成变化缓慢的直流信号。
▪交流采样是相对直流采样而言，即指对交流电流和交流电压采集时，输入至A／D转换器的是与电力系统的一次电流和一次电压同频率、大小成比例的交流电压信号。
▪两种方法的主要区别是直流采样必须把交流电流和电压经过整流和滤波，变成直流量，再送给A／D转换器进行转换。
■开关量的输入输出通道的组成
▪开关量的输入输出通道的作用是把输入的开关量、脉冲量信号转换成微机能接受的形式，或者把微机输出的数字量信号转换成控制电气设备(如断路器)的开关量信号。由于变电所一次设备现场存在严重的电磁、振动等各种干扰影响，开关量输入、输出电路中都需采用抗干扰的隔离处理和防振动措施，以保证工作可靠。
▪输入通道包括：信号处理电路、输入寄存器和计数器、控制单元。信号处理电路可以实现电平转换、消除电磁干扰，它把从一次设备现场等引来的开关量、脉冲量输入信号转换成微机系统所要求的电平信号，并同时实现电气隔离，防止冲击性高电压和波动电压窜入，并防止抖动。信号处理电路有光电耦合和继电器耦合两种形式。
▪开关量输出通道传送的开关量信号，经转换和增大驱动能力后，用来控制断路器或隔离开关的开、合。同时也送往监控主机，后者给出相应位置信号和音响报警信号，显示变电所的运行状态。它由并行接口、控制器单元、输出寄存器、驱动控制电路等器件构成。除驱动控制电路外，所有器件与开关量输入通道基本相同。
第七章 变配电所的直流系统
1．本章基本要求
了解直流负载的分类
了解对操作电源的基本要求
掌握操作电源的分类
熟悉每种类型操作电源的基本工作原理
熟悉蓄电池的种类和特点
掌握蓄电池容量的概念
掌握蓄电池的运行方式
掌握蓄电池的直流系统
了解硅整流电容储能直流系统及运行方式
2．本章重点难点分析
■操作电源的分类
▪按其电源性质，发电厂和变电站的操作电源可分为交流操作电源和直流操作电源两种。
▪直流操作电源又分为和非操作电源两种。
▪操作电源分蓄电池和电源变换式直流操作电源两种。
▪非操作电源分复式整流和硅整流电容储能直流操作电源两种。
■蓄电池容量
▪蓄电池的容量Q是在指定的放电条件(温度、放电电流、终止电压)下所放出的电量，单位用A·h(安培小时)表示。
▪蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。
▪蓄电池的额定容量是指充足电的蓄电池在25℃时，以10h放电率放出的电能。
▪蓄电池的实际容量是指以非10h放电率的放电电流放电至终止电压时的所放出的电能。
▪蓄电池实际容量与放电电流的大小关系甚大，以大电流放电，到达终止电压的时间就短；以小电流放电，到达终止电压的时间就长。通常用放电率来表示放电至终止电压的快慢。放电率可用放电电流表示，也可用放电到终止电压的时间来表示。
▪蓄电池放电至终止电压的时间称放电率，单位为h(小时)率。
■蓄电池的运行方式
▪蓄电池的运行方式有充电－放电方式和浮充电方式两种，其中以浮充电方式应用得最为广泛。
▪充放电运行方式：蓄电池组通过放电，向直流负荷进行供电。放电结束后，将蓄电池接到充电装置上，进行充电。这种运行方式充放电频繁，蓄电池老化快，寿命短，运行维护工作量大。
▪浮充电运行方式：正常时，蓄电池组和整流设备并接在直流母线上，整流设备一方面向直流负荷供电，一方面以较小的充电电流向蓄电池浮充电，以补充蓄电池的自放电。当交流系统或整流设备故障时，甚至全所停电，由蓄电池维持向直流负荷的连续供电，保证供电不中断。在浮充电运行方式下，蓄电池的使用寿命长，工作可靠性高，维护工作量小，且整个直流系统设备使用效率高，所以，在变电所中，广泛采用浮充电运行方式。
■蓄电池的直流系统
▪蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电池组、浮充电设备和相关的开关及测量仪表组成，如图7-3所示。
▪掌握图7-3所示蓄电池的直流系统中，各个元件的作用。下载本文
