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1、第十三单元 测量监察回路,一、二次回路定义 描述二次电路的图（二次设备及其相互间的连接电路）称为二次电路图。图中各元器件和设备均采用国家统一规定的图形符号和文字符号表达,二次回路,发电厂及变电站的电气设备，按其作用的不同一般分为一次设备和二次设备。一次设备是直接生产、输送和分配电能的设备，如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线、电抗器、避雷器、高压熔断器、电流互感器、电压互感器等。一次设备及其相互间的连接电路称为一次接线或主接线，是构成电力系统的主体。对一次设备起控制、保护、调节、测量等作用的设备称为二次设备，如控制与信号器具、继电保护及安全自动装置、电气测量仪表、操作电源
2、等。二次设备及其相互间的连接电路称为二次接线或二次回路。二次接线是电力系统安全、经济、稳定运行的重要保障，是发电厂及变电站电气系统的重要组成部分。发电厂及变电站的二次接线图数量很多，常见的二次接线图形式:原理接线图、展开接线图、安装接线图.,课题一 二次回路图的基本知识,一、二次回路图的分类及作用 按功能分：(1) 控制回路(2)信号回路(3)测量监察回路(4)继电保护与自动装置回路(5)调节回路(6)同期回路(7)操作电源,按控制方式的发展分：(1)就地分散控制(2)集中控制(3)单元控制(4)综合控制,二次图纸识图重要意义：会看变电站的常用图纸资料是变电站值班员的一项基本能力，是值班员通过
3、自学熟悉变电站的前提条件，是分析二次回路异常或故障的基础。学习要求：掌握二次接线定义，二次接线常用图形文字符号，会读二次接线原理图、布置图及安装图。,二.二次回路图的阅读及绘制,二次回路图的类型:,原理图是体现二次回路工作原理的图纸，按其表现的形式又可分为归总式原理图及展开式原理图。,归总式原理接线图简称原理图。原理图中元件以整体的形式表示，例如继电器线圈和触点画在一起。这样看起来比较直观，便于形成清晰的概念，叙述动作原理易于掌握。这种接线的缺点是，如果元件较多时，接线互相交叉显得零乱，而且元件端子及连线均无标号，使用就不方便，因此工程图纸不用这种画法。,展开式原理接线图简称展开图。展开图中二
4、次设备的交流和直流回路、电流和电压回路、继电器等电器的线圈和触点，按动作先后顺序和工作原理，分别画在所属电路中，同样表明继电保护、信号系统和操作控制等系统的接线和动作原理。一般在图的右侧，还有文字说明回路的作用，可以进一步帮助了解回路的动作过程。展开式原理接线图虽然对初学者讲需要一个熟悉过程，但这种图条理清晰，接线清楚，便于在施工和运行中使用。因此，工程图纸中几乎都用这种画法,屏面布置图是加工制造屏和安装屏上设备的依据屏上各个设备的排列、布置系根据运行操作的合理性并应考虑维修和施工的方便而决定的必须按照设备尺寸和设备之间的距离及按一定的比例进行绘制.,过电流继电器,低电压继电器,过电压继电器,
5、常开接点（动合）,常闭接点（动断）,延时闭合常开接点,延时断开常开接点,延时闭合常闭接点,延时断开常闭接点,常开按钮,常闭按钮,电喇叭,信号灯,蜂鸣器,电铃,自动复归按钮,二次回路常用标准图形文字符号：,(一)二次回路图的阅读,二、二次回路图的阅读及绘制,用于电气元件的表示法,1.集中表示法：将设备的线圈和触点画在一起，用虚线表示他们间的机械连接，并在线圈旁标注元件的代号，连接线必须是一条直线。2.半集中表示法：与集中表示法相似，触点可分散开画，连接虚线可以折弯、分支和交叉。3.分散表示法：同一设备的线圈和触点不画在一起，在线圈和触点旁标注代号。同类元件在代号后加数字区分。,三种表示法画例,项
6、目代号,为了便于查找、区分各种图形符号所表示的设 备、装置、元器件等，需采用一种特殊代码将其标注在各个图形符号近旁， 以便在图形符号与实物之间建立一一对应关系。,（一）项目代号的构成(4个代号段),=S1-QF2 +3+A+5 K1 : 13,各代号段前缀符号,第1段 高层,第2段 位置,第3段种类,第4段端子,1.高层代号： 可清楚地表明某个项目在系统中属于哪一部分.如“=S1”表示较高层次的装置S1。S1系统第2个断路器QF2，可表示为=S1-QF2；2.位置代号： 按规定，位置代号以项目的实际位置（如区、室等）编号表示，用前缀“+”加数字或字母表示，可以有多项组成，如+3+A+5，表示3
7、号室内A列第5号屏。,3.种类代号： 一个电气装置一般有多种类型的电器元件组成，如继电器，熔断器等，为明确识别这些器件（项目）所属种类，设置了种类代号，用前缀“”加种类代号和数字表示，如“-K1”表示顺序编号为1的继电器。常用种类代号见本节前所列电气设备文字符号表。 4.端子代号：用来识别电器、器件连接端子的代号。用前缀“：”加端子代号字母和端子数字编号，如“Q1：2”表示开关（隔离）Q1的第2个端子，“X1：2”则表示端子排X1的第二个端子。,元件工作状态的表示方法 可动部分:非激励或不工作状态,电路原理图中所有的元件和设备均处在无电、无外力作用的状态和位置，如继电器和接触器在无电压状态，断
8、路器、隔离开关在断开位置。,1.阅读展开图要领：先交流后直流、交流看电源，直流找线圈，抓住触点不放松，一个一个全看清。自左往右、自上往下看，找到有关支路一个个依次读通，一个个支路找，一个个继电器地看，读具体支路时，先找继电器线圈的启动支路，再找继电器的各个触点支路。,（二）二次电路图的绘制1集中式二次电路图（整体式原理图）,原理接线图是用来表示二次接线各元件（仪表、继电器、信号装置、自动装置及控制开关等设备）的电气联系及工作原理的电气回路图。原理接线图在表示二次回路的工作原理时，主要有以下特点：（1）二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气元件以整体的形式表示（线圈与触点画在一起），能表明
9、各二次设备的构成、数量及电气连接情况，图形直观形象，便于设计构思和记忆。（2）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。（3）接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联系综合的表达在一起。其缺点是不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方法等，因此不能作为施工图纸。,集中式二次电路图,原理接线图,图1110kV线路过电流保护原理接线图,10kV线路的过电流保护原理接线图为例，说明这种接线图的特点,由图1l可见，电流继电器KA经电流互感器TA的二次统组接入系统的A、C相线路，当A相或C相发生短路时，电流互感器一次绕组流过短路电流I1，其二次绕组感应出I2流经电流继电器KA线圈，KA
10、起动，其动合触点闭合，将直流操作电源正母线经时间继电器KT线圈接至负母线，KT起动，经一定时限后其延时动合触点闭合，正电源经KT触点、信号继电器KS的线圈、断路器的动合辅助触点QF以及断路器的跳闸线圈YT接至负电源。信号继电器KS和断路器QF同时起动，使断路器跳闸，并经信号继电器KS的动合触点发出信号。,2、展开式原理接线图,展开接线图是根据原理接线图绘制的。展开接线图是将二次设备按其线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试和检修的重要技术图纸，也是绘制安装接线图的主要依据。展开接线图的特点如下：（1）按不同电源回路划分成多个独立回路。例如：交流回路，又分电流回路和电压
11、回路，都是按A、B、C、N相序分行排列的、直流回路，又分控制回路、合闸回路、测量回路、保护回路和信号回路等；在这些回路中，各继电器（装置）的动作顺序是自上而下、自左至右排列的。（2）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。（3）各导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便于分类查线、施工和维修。,下面以610kV线路过电流保护为例说明展开接线图的特点。图l2是根据图11所示的原理接线图绘制的相应展开接线图。由图12分析如下：（1）图中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为保护回路展开图。其上为交流回路，下为直流操作回路和信号回路。（2）在交流回路中，电流互感器TA1
12、的二次统组为该回路的电源，在A、C相各接入一只电流继电器线圈KA1、KA2，由公共线N411连成交流回路，构成不完全星形接线。（3）在直流回路中，正电源在上，负电源在下，其回路分别用101和102标出。左列上端为电流继电器的动合触点KA1、KA2，两者并接起动下端的时间继电器KT的线圈。第二列为断路器跳闸回路。第三列是信号回路，M703、M716为“掉牌未复归”光字牌小母线。,整套保护装置动作分析如下：当线路发生短路时，电流互感器TA1的一次侧有短路电流流过，其二次侧绕组流过相应电流入，电流继电器KA1或KA2动作。在直流回路中，短路相电流继电器KA1或KA2的动合触点闭合，接通时间继电器KT
13、的线圈回路KT延时闭合的动合触点经一定时限后闭合，接通断路器跳闸回路（断路器动合辅助触点在断路器QF合闸时是闭合的），断路器跳闸线圈YT和信号继电器KS线圈中有电流流过，使断路器跳闸，切断故障线路，同时信号继电器KS动作发出信号并掉牌。在信号回路中的带自保持的动合触点闭合，光字牌点亮，显示“掉牌未复归”灯光信号。,4）整套保护装置动作分析如下：当线路发生短路时，电流互感器TA1的一次侧有短路电流流过，其二次侧绕组流过相应电流入，电流继电器KA1或KA2动作。在直流回路中，短路相电流继电器KA1或KA2的动合触点闭合，接通时间继电器KT的线圈回路，KT延时闭合的动合触点经一定时限后闭合，接通断路
14、器跳闸回路（断路器动合辅助触点在断路器QF合闸时是闭合的），断路器跳闸线圈YT和信号继电器KS线圈中有电流流过，使断路器跳闸，切断故障线路，同时信号继电器KS动作发出信号并掉牌。在信号回路中的带自保持的动合触点闭合，光字牌点亮，显示“掉牌未复归”灯光信号。,变电所变压器测量仪表电路实例 【例31】变电所的变压器测量仪表装在低压侧，仪表电流线圈全部装在低压侧电流互感器 TA5上，电压线圈全部装在610kV母线电压互感器的回路中。装设了：电流表PA(A)，有功功率表PPA(W)、无功功率表PPR(VAR)、有功电能表PJ(Wh)，无功电能表PRJ(VARh)各一只。如图3-2所示,测量回路实例,图
15、32,变电所变压器测量仪表电路实例 其中： 1、电流表是用来监视负荷的，对35kV变电所的变压器一般只装一只电流表。 2、有功功率表和无功功率表是用来监视变压器运行时，某一瞬间送出的有功和无功功率，并根据读数进行功率因数计算。 3、有功电能表和无功电能表是用来计量变压器某一时段内送出的有功和无功电能。,测量回路实例,水轮发电机定子测量仪表电路实例 【例32】对于小型水轮发电机，其定子测量仪表可按表31要求配置，在中控室装设电流表PA(A)，有功功率表PPA1(W1)、无功功率表PPR(VAR)、有功电能表PJ(Wh)，无功电能表PRJ(VARh)各一只。在机旁装设电压表PV(V)、频率表PF(
16、Hz)，有功功率表PPA2(W2)各一只。,测量回路实例 2,测量回路实例,1、电流表是用来监视发电机负荷的。对于小型发电机可只装一只电流表。如图3-1所示 2、电压表、频率表装在机旁，当机组手动准同期时用来监视发电机的电压和频率，以便机旁手动调节。 3、有功功率表和无功功率表是用来监视发电机并网运行后，某一瞬间发出的有功和无功功率，并根据读数进行功率因素计算。有调相运行方式时应有双刻度有功功率表。 4、有功电能表和无功电能表是用来计量发电机在某一时段内发出的有功和无功电能的。对于调相发电机还应装设双刻度的有功电能表。,图31,二次电路图,二次接线图,集中式二次电路图,二次电气图,分开式二次电
17、路图,单元（屏背面）接线图,互连接线图,端子接线图,电缆配置图,课题二 测量监察回路,测量回路是变电所二次回路的重要组成部分。运行人员必须依靠测量仪表了解供配电系统的运行状态，监视电气设备的运行参数。,应能正确反映电气设备及系统的运行状态。在发生事故时，能使运行人员迅速判别发生事故的设备，并能分析出事故的性质和原因。,测量仪表配置的基本要求,为了使小型水电站能够安全经济运行，二次回路必须装设一定数量的电气测量仪表、非电量测量仪表和绝缘监察等装置。 电测量仪表是测量电力系统中主要电气设备运行参数的二次设备。又称为电力“值班人员的眼睛”。 发电厂及变电站电测量仪表的配置，要充分考虑运行监视的需要，
18、做到技术先进、经济合理、使用方便。,重要性,1、电流互感器,电流互配置：需要满足测量、保护、自动装置 凡有断路器回路均应配置； 未装断路器的发电机、变压器中性点及其出口回路也应配置； 中性点直接接地系统三相配置；非直接接地系统两相配置。,2、电压互感器,电压互配置:满足测量、保护、自动装置、同期、绝缘监察 发电机出口装设三相五柱式压互，发电机自动励磁调节装置配专用互感器； 三绕组变压器低压侧装两台单相压互；每段工作母线和备用母线均要装压互；若线路对侧有电源，应在一相上装压互供同期或重合闸。,3、电气测量仪表的配置,电气设备和线路的运行参数主要有：电流、电压、频率、电能、温度、绝缘电阻等。 相应
19、的仪表有：电流表(A)、电压表(V)、频率表(Hz)、同步表、有功功率表(W)、无功功率表(var)、有功电度表(Wh)、无功电度表(varh)等。,测量仪表的配置 （发电机定子回路）,电测仪表的配置,测量仪表的配置 （发电机转子回路）,测量仪表的配置 （双绕组升压变回路）,发电机变压器单元电路内双绕组变压器，可利用发电机定子电路内的测量仪表，不再装其它仪表,测量仪表的配置 （出线回路）,测量仪表的配置 （母线）,测量仪表的配置 （厂变回路）,1、应装设交流电流表的回路：（1）发电机和同步调相机的定子回路。（2）双绕组主变压器的一侧；三绕组主变压器的各侧；有可能过负荷运行的自耦变压器的公共绕组
20、回路。（3）厂（所）用变压器的一侧；厂（所）用电源线路。（4）电压为1200V及以上的送配电线路和用户线路。（5）母线联络断路器、分段断路器、旁路断路器和桥断路器回路。,测量回路仪表的配置原则,（6）消弧线圈和中性点采用配电变压器（二次侧带电阻）接地的发电机（装设电流记录表）。（7）容量为40kW及以上的厂（所）用电动机。（8）容量为50kVA及以上的照明变压器。（9）电压为1200V以下供电、配电、用电网络的总干线回路（10）根据生产工艺的要求，需要监视交流电流的其它回路 2、水电站常备电气测量仪表配置 表3-3,测量回路仪表的配置原则,48,表3-3 水电站常备电气测量仪表配置表（旧符号）
21、,49,表34水电站常备电气测量仪表配置表（新符号）,同期：作为同期用的双电压表、双频率表和整步表均装在同期盘上，或装一只组合式同期表，以供全厂机组同期用。温度测量： 为了监视发电机定子绕组和铁芯的温度，应在机旁的水机自动化屏上装一组带切换开关的温度测量装置，让值班人员定时观察发电机定子绕组和铁芯各部位的温度。 为了监视发电机各轴承的温度，还应装设压力表和温度表。,另外：,一、测量回路图,测量回路图通常采用展开式，并以交流电流及交流电压回路分别表示。,1、测量仪表的交流电流回路（见186）,2、测量仪表的交流电压回路（见186）,(二)交流绝缘监察装置,根据电压表指示，可判断绝缘损坏的程度和相
22、别。具体: 正常运行时，三相电压对称，开口三角形开口端无电压，电压继电器不动作。当电网中某相发生完全接地时，开口三角形两端有约100V的零序电压，使过电压继电器动作，其常开触点闭合，接通预告信号回路，警铃响、单相接地光字牌亮。,实际工程中,用小电流微机选线装置判别单相接地故障,三、小电流接地微机选线装置,小电流接地选线装置，简称小电流接地选线或小电流。是一种电力行业使用的保护设备。该设备适用于3KV66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线，用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统，能够指示出发生单相接地故障的线路。,名词解释,小电流接地系统,我国电网35KV及以下变电站大多采用中性点不接地方式或中性点经消弧线圈接地方式，这两种接地方式当系统出现单相接地后，流经接地点的电流等于线路分布电容电流，数值较小。因此，称这两种接地方式为小电流接地方式。小电流接地系统的优点在于发生单相接地后，系统能正常供电。 小电流系统发生单相接地以后。由于故障特征不明显，使得能迅、准确地指示接地回路有了一定的难度。,小电流接地系统优点,小电流接地系统存在的问题,一般在生活、生產當中多見的故障,
