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1、电气二次回路,安徽省电力培训中心严波2008，9,主要内容,第一节、互感器二次回路第二节、二次接线及读图方法第三节、断路器及隔离开关控制回路第四节、信号回路第五节、测量回路第六节、操作电源,第一节 互感器二次回路,一、电流互感器二次回路,电流互感器作用：1、将交流一次侧大电流转换成供测量、保护等二次设备使用的二次侧小电流。2、使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员的安全。二次侧额定电流：5A或1A。,电流互感器极性、相量图,减极性原则标注：当一次和二次电流同时从互感器一次绕组和二次绕组的同极性端子流入时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。当一次电流从 L1流入互感器一次绕组时，二次感应电流的规定
2、正方向从K1流出互感器二次绕组。(二次电流的实际方向),如忽略TA的励磁电流铁芯合成磁通（磁势平衡方程式）：I1N1-I2N2=0I2=I1/nTAnTA=N2/N1,电流互感器的接线方式,电流互感器二次绕组与电流元件线圈之间的连接方式。常用的接线方式：1、三相完全星形接线；（直接接地系统、变压器）2、两相不完全星形接线；（A、C）（非直接接地系统）3、两相三继电器接线；（非直接接地系统，Ia+IcIb）4、两相电流差接线方式。（电动机）,电流互感器接线注意事项,1、电流互感器二次应该有一个保安接地点，防止互感器一、二次绕组绝缘击穿时危及设备和人身安全，并且只能有一个接地点。如果设置了两个接地
3、点，将造成地电位差电流；多组电流互感器构成的电流回路，其二次电流回路应在保护屏上设有一个公共接地点，避免地电流与电流互感器二次回路电流耦合引起保护误动作。,2、不允许继电保护与测量仪表共用同一电流互感器。测量仪表和继电保护反应的电流数值范围不同；测量精度不同。0.1、0.2、0.5；1、3、5级等P：稳态对称的最大故障电流下能满足的综合误差值表示；5P20：在额定负载时20倍的额定电流下其综合误差为5,TP：铁芯带有小气隙T：暂态特性P：保护用X、Y、Z级次TPX、TPY、TPZ3、运行的电流互感器应严防二次侧开路。二次电流的去磁作用。,电流互感器的误差,1、变比误差：一次电流与二次电流之比不
4、等于其变比；I2=I1/nTA2、相角误差：相位不相同。保护对TA误差要求：1、综合误差不超过10，即励磁电流不超过一次电流的10；2、相角误差不超过7。,电流互感器的二次负载,1、10误差曲线2、一次电流倍数：电流互感器一次电流与一次额定电流之比。m=I1/I1N 3、ZLZL.max二次负载阻抗：ZL,二、电压互感器二次回路,电压互感器作用：1、将交流一次侧高电压转换成供控制、测量、保护等二次设备使用的二次侧电压。2、使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员的安全。二次侧额定相电压为1003V（57.7）,电压互感器的极性、相量图,电压互感器一次绕组和二次绕组的极性：减极性原则标注：当互感器
5、一次绕组和二次绕组同时有电流从同极性端子流入时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。n TV=N1/N2=U1/U2,电压互感器的接线,1、星形接线：测量相电压和线电压2、VV接线：测量线电压 3、开口三角接线：测量零序电压,电压互感器接线注意事项,1、电压互感器二次侧必须有一个保安接地点。防止一、二次绕组之间出现漏电或电击穿时，一次侧的高电压进入二次绕组，危及人身和设备安全。电压互感器二次侧接地有b相接地和中性点接地两种。,2、运行中的电压互感器严防二次侧短路。正常运行时，电压互感器二次负载阻抗很大，近似于开路状态，负载电流很小。若电压互感器二次侧短路，将产生数值很大的短路电流，威胁设备安全。电
6、压互感器二次回路应装设熔断器或自动开关，切除二次回路的短路故障。,电压互感器的误差,一、二次绕组的漏抗及电阻不可能为零。1、变比误差2、相位误差,第二节 二次接线及读图方法,1、原理接线图2、安装接线图原理接线图：归总式原理接线图展开式原理接线图,归总式原理接线图,1、二次接线与一次系统接线的相关部分画在一张图上，电气元件的线圈与触点以整体形式表示，表明各二次设备构成、数量、电气连接关系；2、电气元件采用统一的文字符号，按动作顺序画出；3、特点：直观、形象；不能表明电气元件的内部接线、二次回路的端子号、导线的实际连接方式。,展开式原理接线图,1、按不同电源回路划分成多个独立回路：交流电流回路、
7、交流电压回路、控制回路、合闸回路、保护回路、测量回路、信号回路等。交流回路按照A、B、C，直流回路各电气元件按动作顺序自上而下、从左到右排列；2、图形有统一规定的文字符号；3、各导线、端子有统一规定的回路编号和标号。展开接线图按电气元件的实际连接顺序排列，接线清晰、易于阅读和分析、便于分类查线。,展开式原理图的回路标号,1、交流回路按相别顺序标号交流电流回路中的A411、C411、N411；2、交流回路按照用途不同使用不同的数字组电流回路用400599、电压回路用600799；3、互感器回路自互感器引出端按顺序编号。TA1用411419、TV2用621-629：4、某些特定交流回路采用专用的编
8、号组。,1）、不同用途的直流回路使用不同的数字范围控制和保护回路用001099及1599，励磁回路用601699；2）、控制和保护回路按照熔断器所属的回路分组，每组按照先正极性回路奇数顺序编号，再由负极性回路偶数顺序编号；3）、经过回路中的线圈、绕组、电阻等电压元件后，回路的极性发生改变，其编号的奇偶顺序随之改变；4）、特定回路的专用编号组正电源用101、201等，负电源用102、202等。,安装图,安装接线图：屏面布置图、屏背面接线图、端子排图。1、屏面布置图：将各安装设备的实际安装位置按比例画出的正视图。2、屏背面接线图：表明屏内安装设备在背面引出端子之间的连接关系，以及与端子排之间的连接
9、关系的图纸。3、端子排图：各类端子排列，表明屏内设备连接与屏顶设备、屏外设备连接关系的图纸。,相对编号法：甲、乙两个端子用导线连接，在甲端子旁标出乙端子的编号、在乙端子旁标出甲端子的编号。,二次回路读图方法,1、先交流回路、后直流回路。2、先电源、后回路接线。交流电源以互感器为起点，直流电源以正电源为起点、负电源为终点。3、先线圈、后相应的触点。4、先上后下、先左后右。直流回路各电气元件按动作顺序自上而下、从左到右排列。5、先设定操作方式、再读图。,第三节 断路器及隔离开关控制回路,断路器控制方式,控制方式分类：一对一控制、一对N控制（开关数量）强电控制：操作电压为220V或110V；弱电控制
10、：操作电压为48V及以下。就地控制和远方控制（地点）,隔离开关控制方式,1、控制方式：就地控制、远方控制110kV及以下的隔离开关采用就地控制；220kV及以上的隔离开关采用就地控制或远方控制。2、控制设备：控制开关、控制按钮、微机测控装置。,一、断路器控制回路,断路器操动机构：断路器自身附带的跳、合闸传动装置，使断路器跳闸、合闸或维持合闸状态。主要类型：电磁操动机构(CD)、弹簧储能操动机构(CT)、液压操动机构(CY)、空气操动机构(CQ),基本要求,1、断路器操作完成后应迅速断开跳、合闸回路，以免烧坏跳、合闸线圈；2、断路器既能手动跳、合闸操作，又能通过继电保护和自动装置实现自动跳、合闸
11、操作；3、具有反映断路器分、合位置状态及手动、自动操作的明显信号；4、具有防止断路器多次分、合动作的“防跳回路”；,5、具有操作回路、操作电源完好的监视回路；6、具有压力正常或弹簧储能等的监视回路和闭锁断路器操作回路；7、接线简单、使用设备和电缆最少。,断路器控制回路举例,SA断路器的控制开关6个位置：预合(PC)、合闸(C)、合闸后(CD)、预跳(PT)、跳闸(T)、跳闸后(TD),跳、合闸控制电路,1、手动合闸：控制开关SA置于“合闸位置”（C），触点5 8接通，+SA58KCFQ1QF2合闸线圈YC-，YC带电，断路器合闸；合闸后：QF2打开，断开合闸回路；QF1闭合，红灯HR发光表示断
12、路器合闸运行状态，同时红灯HR具有监视跳闸回路完好的作用，准备下一个操作(跳闸)；,2、手动跳闸：控制开关SA置于“跳闸位置”(T)，触点67接通，+SA67KFC电流线圈QF1跳闸线圈YT，YT带电，断路器跳闸；跳闸后，QF1打开，断开跳闸回路；QF2闭合，绿灯HG发光表示断路器分闸状态，同时绿灯HG具有监视合闸回路完好的作用，准备下一个操作(合闸)。,3、自动重合闸：重合闸触点K1代替控制开关SA58触点的作用，完成合闸操作；4、自动跳闸：继电保护出口继电器触点KCO代替控制开关SA67触点的作用，完成跳闸操作。,防跳闭锁电路,断路器“跳跃”：当断路器手合或重合到线路永久性故障时，若控制开
13、关SA58触点接通时间长，或重合闸装置触点K1卡死或粘住不能断开，则继电保护动作使断路器跳闸、通过SA58触点或自动装置触点K1使断路器合闸的多次跳、合重复动作。,防跳继电器KCF：电流线圈串联于跳闸回路，是启动线圈；电压线圈通过自身的动合触点与合闸线圈并联，是保持线圈。当断路器合闸到线路永久性故障，且控制开关SA58触点或重合闸装置触点K1卡死或粘住，开关跳闸过程中KCF启动，并自保持，其动断触点断开合闸回路，从而防止了断路器的“跳跃”。控制开关SA58触点或自动装置触点K1打开后，或操作电源退出，KCF才能返回。,位置信号电路,手动合闸：SA合闸后(CD)位置、1613接通，断路器合闸状态
14、、QF1闭合，红灯HR平光；手动跳闸：SA跳闸后(TD)位置、1110接通，断路器跳闸状态、QF2闭合，绿灯HG平光。两种情况的SA与QF位置都是对应的，平光信号。,自动合闸(K1闭合启动合闸)：SA跳闸后(TD)位置、1415接通、获得闪光电源M100(+)，断路器合闸后QF1闭合，红灯HR闪光；自动跳闸(KCO闭合启动跳闸)：SA合闸后(CD)位置、910接通、获得闪光电源M100(+)，断路器跳闸后QF2闭合，绿色信号灯HG闪光。两种情况的SA与QF位置都是不对应的，闪光信号。,二、隔离开关控制电路构成原则,(1)隔离开关没有灭弧机构，因此不允许切断和接通负荷电流。保证断路器在合闸时不能
15、操作隔离开关。(2)隔离开关带有接地刀闸，为了防止带接地合闸，应保证接地开关在合闸时不能操作隔离开关。(3)操作脉冲应是短时的，操作完成后能自动解除。隔离开关操动机构：气动、电动、电动液压,1、合闸操作：按下合闸按钮SBC，使合闸线圈YC带电，电动机接到正相序电源，正转合闸隔离开关，当隔离开关合闸行程到位时，触点S1打开，断开合闸回路。2、跳闸操作：按下跳闸按钮SBT，使跳闸线圈YT带电，电动机接到负相序电源，反转跳闸隔离开关，当隔离开关跳闸行程到位时，触点S2打开，断开跳闸回路。,隔离开关电气闭锁,闭锁目的：避免带负荷拉、合隔离开关。机械闭锁、电气闭锁、微机防误闭锁。6l0kV：机械闭锁装置
16、；35kV及以上：电气闭锁装置或微机防误闭锁装置。,五防,防止误操作断路器；防止带负荷拉合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带地线送电；防止误入带电间隔。,第四节、信号回路,对信号系统的要求,1、断路器事故跳闸时：（事故信号）及时发出蜂鸣器音响信号，位置指示灯闪光，光字牌显示事故性质；2、异常运行情况发生：（预告信号）瞬时或延时发出警铃音响信号，光字牌显示异常的类型和区域；3、音响信号能够手动和自动复归，保留光字牌信号；4、能实现信号回路的监视和试验，进行事故信号、预告信号和光字牌完好性试验，在接线上能实现亮屏或暗屏运行；,信号类型,位置信号、事故信号、预告信号、指挥信号、联系信号。220V、1
17、10V、48V,1、位置信号断路器、隔离开关、有载调压变压器调压分接头。2、事故信号断路器事故跳闸时，启动蜂鸣器音响，断路器位置灯光闪光指示断路器自动跳闸。3、预告信号异常运行时，由继电保护启动警铃音响及其光字牌，指示异常原因。变压器过负荷、变压器轻瓦斯动作、电压互感器二次回路断线、控制回路断线等。4、指挥信号和联系信号指挥信号用于主控制室向其他各控制室发出操作命令联系信号用于各控制室之间的联系。,一、位置信号,1、隔离开关位置信号不经常操作的隔离开关，装设手动的模拟指示牌。,经常操作的隔离开关，通常在其控制屏上装设电动式位置指示器。原理：1、当两个线圈均无电流时，黑色标示条在倾斜45位置；2
18、、当线圈WS1通过电流时，黑色标示条在垂直位置；当线圈WS2通过电流时，黑色标示条在水平位置。线圈的电流由隔离开关的辅助触点控制。,MK9T电动式位置指示器,2、有载调压变压器调压分接头位置信号1）灯盘式传送指示器：灯泡表示变压器分接头位置，每一个灯泡对应变压器的一个分接头位置。当变压器分接头位置变化时，其机械部分联动触头转至接通对应的灯回路，使灯泡点亮。2）数码管式位置指示器数码管显示数字表示变压器分接头位置。安装在调压机构上有接触盘和刷架，当变压器分接头位置变化时，刷架随分接头调节轴联动，与接触盘上相应的静触片接通，显示正在运行的分接头编号。,二、中央信号,重复动作、集中复归。中央事故音响
19、信号的“不对应”原则：断路器跳闸，相应的控制开关在“合闸后”位置时，启动事故音响。,1、事故音响信号启动回路,+700、700：信号小母线；M708音响小母线；K冲击继电器由脉冲变流器U和执行元件组成；SA1、SA2、SAn断路器QF1、QF2、QFn的控制开关。,开关合闸：控制开关在合闸后位置，触点13和1917在接通状态，若任一个断路器事故跳闸时，QF闭合，M708接700，即音响小母线带负电，在脉冲变流器U一次绕组出现突变电流，使继电器K动作，启动后续蜂鸣器音响信号电路。音响信号电路具有自保持功能，直到解除命令使电路复归。,2、预告信号启动回路,700、700：信号小母线；M709、M7
20、10：预告信号小母线；K：冲击继电器；K1：反应异常运行的继电保护触点；SM：转换开关；工作状态：SM1516、1314接通光字牌两灯泡并联,光字牌查灯电路,光字牌查灯时，两灯泡串联，灯光为暗光；若有一个灯泡损坏，则光字牌不能点亮。,第五节、测量回路,一、功率测量二、电能测量,一、功率测量,有功功率测量无功功率测量三相三线制：两个单相功率表Uab、Ia；Ucb、Ic三相四线制：三个单相功率表Ua、Ia；Ub、Ib；Uc、Ic,二、电能测量,第六节、操作电源,一、操作电源,1、作用：断路器控制回路、继电保护装置、自动装置、变电站综合自动化系统、信号设备提供电源。2、类型：交流操作电源直流操作电源
21、,（a）直接动作式（b）中间电流互感器式（c）去分流分闸式,基本要求,1、具有高度可靠性。保证在正常运行和事故状态下二次设备正常工作。2、具有足够容量。满足各种运行工作状态对电源功率的要求。3、具有良好的供电质量。在各种运行工作状态下，电源母线电压变化保持在允许范围，纹波系数5。4、满足变电站综合自动化要求。5、维护方便、安全、经济。,充电放电运行方式,正常时，充电装置断开，蓄电池组向直流负荷进行供电。放电结束后（放电到容量的7580），将蓄电池接到充电装置上，进行充电；由另一组充好电的蓄电池组作为直流电源。,浮充电运行方式,正常时，蓄电池组和充电装置并接在直流母线上，整流设备一方面向直流负荷
22、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。当交流系统或充电装置故障时，由蓄电池维持向直流负荷的连续供电，保证供电不中断。,整流设备的直流电源,380V隔离变压器T1整流桥UF1合闸母线、电容器组C；220V隔离变压器T2整流桥UF2控制母线、电容器组C；合闸母线和控制母线之间用电阻R1和二极管V3隔离，防止控制母线向合闸母线供电。,正常运行时，由硅整流设备将所用电交流电源变成直流电源，作为操作电源并向电容器组充电。C、C,在事故情况下，所用电交流电源受事故影响电压降低，经硅整流设备后的直流电源不能满足要求，此时利用电容器组储存的电能作为继电保护、自动装置、断路器跳闸回路
23、等重要负荷的操作电源。C线路保护C变压器保护,二、直流绝缘监察,1、与直流系统直接连接的二次设备必须满足绝缘水平要求；2、在有条件情况下，将保护及断路器控制用直流与其他设备用直流分开，并尽可能减小保护及断路器控制用直流的延伸范围；尽可能采用交流控制设备；3、户外端子箱和各种操作机构箱，均要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构，防止其绝缘受到影响；在严重污秽或空气中有腐蚀性气体的地区，应采用瓷绝缘端子；4、户外电缆沟和电缆隧道，均要有良好的排水设施，防止积水引起电缆绝缘下降和影响环境干燥；5、主控制室内的控制屏和保护屏，采用前后带门的封闭式结构，防止灰尘进入；对端子排和触点，结合停电及时清扫，保
24、证绝缘部件表面清洁；6、在潮湿天气较多的地区，直流系统的额定电压宜采用1l0V；7、对直流系统的绝缘水平要进行经常性监视，发现绝缘下降时应及时处理。,RD1：直流正极对地绝缘电阻；RD2：负极对地绝缘电阻；R1、R2：电阻，R1R2；R3：电位器；1SA、2SA：切换开关；KA：电流继电器；PV1：电压、电阻双重刻度电压表PV2：电压表,正常情况下，1SA在0位，R3被短接，RD1、RD2，R1、R2电桥平衡，KA中无电流；当直流系统某一极绝缘电阻下降时，电桥不平衡，KA有电流，动作发出预告信号。当2SA1、2SA4接通：PV2为直流母线电压；当2SA1、2SA3接通：PV2为正极对地电压；当
25、2SA2、2SA4接通：PV2为负极对地电压。如果U+0、U-=0，则绝缘良好；如果U+=0、U-=Um，则正极接地；如果U+=Um、U-=0，则负极接地。,估算正、负极对地电阻公式：R+=Rv(Um-U+/U-1)R-=Rv(Um-U-/U+1)Rv：PV1电阻；R(+)：正极对地电阻；R(-)：负极对地电阻；Um：直流母线电压；U+、U-正极对地电压、负极对地电压。正极绝缘下降，将1SA切到1位置，调节R3使PV1指示为0；将1SA切到2位置，PV1的电阻刻度即绝缘电阻的数值。,直流系统电压监视,KV1低电压继电器：直流母线电压低于直流母线额定电压的75，光字牌H1亮。KV2过电压继电器：直流母线电压高于直流母线额定电压的125，光字牌H2亮。,
