電氣二次回路基礎(chǔ)知識

1、徐磊Part 1Part 2Part 3Part 4電氣二次回路的基本知識Part 5 電氣二次回路基礎(chǔ)知識電氣二次回路的操作電源繼電保護電氣二次測量監(jiān)視回路電氣二次回路識圖二次回路的定義 ：由二次設(shè)備互相連接，構(gòu)成對一次設(shè)備進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護的電氣回路稱為二次回路。在詞典中的解釋：在電氣系統(tǒng)中由互感器的次級繞組、測量監(jiān)視儀器、繼電器、自動裝置等通過控制電纜聯(lián)成的電路。用以控制、保護、調(diào)節(jié)、測量和監(jiān)視一次回路中各參數(shù)和各元件的工作狀況。 指對一次設(shè)備的工作進行監(jiān)視、控制、測量、調(diào)節(jié)和保護，所配置的如：測量儀表、繼電器、控制和信號元件，自動裝置、繼電保護裝置、電流、電壓互感器等，按一定的

2、要求連接在一起所構(gòu)成的電氣回路，稱為二次接線或稱為二次回路。二次回路的組成見圖一： 按電源性質(zhì)分：直流回路、交流回路 按二次設(shè)備各種不同的用途可分為：繼電保護二次回路、自動裝置二次回路、控制系統(tǒng)二次回路、測量儀表二次回路、信號裝置二次回路等。 Part1：電氣二次回路基礎(chǔ)知識Part1：電氣二次回路基礎(chǔ)知識在圖一所有儀表和繼電器都是以整體形式的設(shè)備圖形符號表示，不畫出內(nèi)部拉線，而只畫出接點的連接。并將二次部分的電流回路、電壓回路、直流回路和一次回路圖繪制在一起。特點：能使看圖人對整個裝置的構(gòu)成有一個整體概念，可清楚了解二次回路各設(shè)備間的電氣聯(lián)系和動作原理。圖一操作電源 :二次回路的操作電源主要

3、有直流和交流兩大類。直流操作電源主要有蓄電池和硅整流直流操作電源兩種。對采用交流操作的斷路器應(yīng)采用交流操作電源，對應(yīng)的所有二次回路如保護回路繼電器、信號回路設(shè)備、控制設(shè)備等均采用交流形式。直流操作電源: 蓄電池組供電的直流操作電源。蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種,為高壓柜提供斷路器控制電源及儲能等保護。Part2：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(操作電源）對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統(tǒng)運行的影響。二次回路的操作電源高壓斷路器分、合閘回路繼電保護自動裝置、信號回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其他二次回路二次回路操作電源的組成繼電保護二次回路繼電保護二次回路 自動迅速地將故障設(shè)備從電

4、力系統(tǒng)中切除出去，或及是針對各種不正常的運行狀態(tài)發(fā)出信號。對繼電保護的要求 1、選擇性；2、快速性；3、靈敏性；4、可靠性。繼電器的作用：作用：繼電器是組成繼電保護裝置的基本元件，當其輸入達到或低于一定值時它便動作，并通過執(zhí)行元件發(fā)出信號或動作于跳閘。自動重合閘保護、電動機保護幾種類型。一）6kV變電所的繼電保護裝置1、過流保護整定原則：按照避開被保護線路的最大工作電流來整定。過流保護在動作時間整定上采用階梯原則。過流保護的動作時限有兩種：1）定時限2）反時限 Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識2、電流速斷保護 整定原則：按躲過被保護設(shè)備（線路）末端的最大短路電流來整定。因此，被保護設(shè)備末端有一

5、段保護不到的死區(qū)。這就必須依靠過電流保護作為后備保護。 3、限時電流速斷保護用來彌補電流速斷保護的保護范圍小和過流保護的時限長的不足。整定原則：其動作電流大于下一段線路瞬時速斷保護可動作電流，動作時限比下一線路瞬時速斷保護大一個時間階差。4、低電壓保護5、其他保護Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識 指示燈型號（綠）（紅）（紅）（紅）運行跳閘合閘告警正常運行時點亮保護跳閘動作時點亮，按復(fù)歸鍵熄滅保護合閘動作時點亮，按復(fù)歸鍵熄滅檢測到裝置出現(xiàn)嚴重故障時點亮，此時保護退出運行，按復(fù)歸鍵熄滅Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路測量監(jiān)視回路1變配電裝置中測量儀表的配置(1)在工

6、廠供配電系統(tǒng)每一條電源進線上，必須裝設(shè)計費用的有功電度表和無功電度表及反映電流大小的電流表。通常采用標準計量柜，計量柜內(nèi)有專用電流、電壓互感器。(2)在變配電所的每一段母線上(310kV)，必須裝設(shè)電壓表4只，其中一只測量線電壓，其他三只測量相電壓。中性點非直接接地的系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，絕緣監(jiān)視裝置所用的電壓互感器與避雷器放在一個柜內(nèi)(簡稱PT柜)。(3)3kV10kV配電線路，應(yīng)裝設(shè)電流表，有功電度表，無功電度表各一只，如不是單獨經(jīng)濟核算單位時，無功電度表可不裝設(shè)。當線路負荷大于5000kVA及以上時，還應(yīng)裝設(shè)一只有功功率表。(4)低壓動力線路上應(yīng)裝一只電流表。照明和動力

7、混合供電的線路上照明負荷占總負荷1520以上時，應(yīng)在每相上裝一只電流表。如需電能計量，一般應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電度表. 測量要求互感器準確度電度表準確度配 置 說 明計費計量0.2級0.5級有功電度表0.5級專用電能計量儀表月平均電量在106kWh及以上0.5級1.0級有功電度表1.0級專用電能計量儀表2.0級無功電度表月平均電量在106kWh以下；315kVA以上變壓器高壓側(cè)計量計費計量及一般計量1.0級2.0級有功電度表3.0級無功電度表315kVA以下變壓器低壓側(cè)計量點；75kW及以上電動機電能計量；企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟考核（不計費）一般測量1.0級1.5級和0.5級測量儀表3.0級2.5

8、級測量儀表非重要回路電流互感器電流互感器的作用： 由于電力設(shè)備上通過的電流大多數(shù)為數(shù)值很高的大電流，為了便于測量，采用電流互感器進行變換，其二次側(cè)額定電流值為5A（或1A）。一、電流互感器的極性 電流互感器極性的一般采用減極性原則標注，即：一、二次繞組中的電流在鐵心中產(chǎn)生的磁通方向相反。如右圖所示，則L1與K1為一對同極性端子。 電流互感器在電路中的符號如右圖所示，用“TA”來表示,一次繞組一般用一根直線表示，一次繞組和二次繞組分別標記 “”的兩個端子為同名端或同極性端。圖2-1 電流互感器的極性標注*Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路電流互感器的接線方式 電流互感器在電力系統(tǒng)中根據(jù)所要測量的電

9、流的不同，就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾種，如圖所示。 （c）三相星形接線。 AA BCA BCBC*特點：能反映各種類型的短路故障。特點：能反映各種類型的相間故障。特點：提高保護的靈敏度（a）三相完全星形接線（b）兩相不完全星形接線Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路電流互感器使用的注意事項電流互感器使用的注意事項 1 1電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測電路串聯(lián)，而二次繞組應(yīng)和連電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測電路串聯(lián)，而二次繞組應(yīng)和連接的所有測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電流線圈串聯(lián)，同時要注意極性的正確性，接的所有測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電流線圈

10、串聯(lián)，同時要注意極性的正確性，一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端流入，則二次電流應(yīng)從同一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端流入，則二次電流應(yīng)從同名端流出。名端流出。 2 2電流互感器二次側(cè)所接負載是測量儀表、繼電器的電流線圈等，它們匝數(shù)少、阻電流互感器二次側(cè)所接負載是測量儀表、繼電器的電流線圈等，它們匝數(shù)少、阻抗小，通過的電流非常大，因此電流互感器在正常運行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)。抗小，通過的電流非常大，因此電流互感器在正常運行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)。 3 3電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。這是因為電流互感器正常工作時，二次電流互感器的二次繞組絕對不允

11、許開路。這是因為電流互感器正常工作時，二次電流有去磁作用，使合成磁勢很小。當二次繞組開路時，二次電流的去磁作用消失，一次電流有去磁作用，使合成磁勢很小。當二次繞組開路時，二次電流的去磁作用消失，一次電流將全部用來激磁，這時，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會使鐵芯過電流將全部用來激磁，這時，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會使鐵芯過熱而損壞互感器。同時，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過電壓，可能達熱而損壞互感器。同時，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過電壓，可能達到數(shù)百甚至數(shù)千伏，將危及人身和設(shè)備安全。因此，為了防止二次繞組開路，規(guī)定在二次到數(shù)百甚至數(shù)

12、千伏，將危及人身和設(shè)備安全。因此，為了防止二次繞組開路，規(guī)定在二次回路中不準裝熔斷器等開關(guān)電器。如果在運行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時，回路中不準裝熔斷器等開關(guān)電器。如果在運行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時，應(yīng)首先將二次繞組短路。應(yīng)首先將二次繞組短路。 4 4電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地，但接地點只允許有一個。這是為了防止一、電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地，但接地點只允許有一個。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全。二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全。 Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路

13、電壓互感器電壓互感器是一種小型的降壓變壓器 ，由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等構(gòu)成 ，一次繞組并接于電力系統(tǒng)一次回路中，其二次繞組并接了測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈 (即負載為多個元件時，負載并聯(lián)后接入二次繞組，且額定電壓為100V)。由于電壓互感器是將高電壓變成低電壓，所以它的一次繞組的匝數(shù)較多，而二次繞組的匝數(shù)較少。 電壓互感器在電路中的符號如圖b所示，用“TV”來表示，一、二次繞組絕緣套管分別標記“”的兩個端子為同名端或同極性端。Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路電壓互感器的接線方式 電壓互感器在電力系統(tǒng)中要測量的電壓有線電壓、相電壓、相對地電壓和單相接地時

14、出現(xiàn)的零序電壓。為了測取這些電壓，電壓互感器就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾種，如圖所示：一相式接線采用一個單相電壓互感器如上圖所示。供儀表和繼電器測量一個線電壓，如用作做備用線路的電壓監(jiān)視。 兩相式接線又叫V-V形接線，采用兩個單相電壓互感器如上圖所示。供儀表和繼電器測量三個線電壓。 Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路Y0/Y0形接線采用三個單相電壓互感器如圖所示。供儀表和繼電器測量三個線電壓和相電壓。在小電流接地系統(tǒng)中，這種接線方式中的測量相電壓的電壓表應(yīng)按線電壓選擇。 采用三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五芯柱式電壓互感器接成Y0/Y0/ 形(d)。其中一組二次繞組接成Y0，供測量

15、三個線電壓和三個相電壓；另一組繞組（零序繞組）接成開口三角形，接電壓繼電器，當線路正常工作時，開口三角兩端的零序電壓接近于零，而當線路上發(fā)生單相接地故障時，開口三角兩端的零序電壓接近100V， 使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路電壓互感器使用的注意事項 1電壓互感器在投入運行前要按照規(guī)程規(guī)定的項目進行試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時要注意極性的正確性。 3接在電壓互感器二次側(cè)負荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負荷不

16、應(yīng)超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。 4電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時，會出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。 5為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點接地。因為接地后，當一次和二次繞組間的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。 Part4：電氣二次測量監(jiān)視回路Part5：電氣二次回路識圖二次回路識圖

17、常用的繼電保護接線圖包括：繼電保護的原理接線圈、二次回路原理展開圖、施工圖（又稱背面接線圖）、盤面布置圖。（1)、看圖：A、先看一次，后看二次。一次：斷路器、隔離開關(guān)、電流、電壓互感器、變壓器等。了解這些設(shè)備的功能及常用的保護方式，如變壓器一般需要裝過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護等，掌握各種保護的基本原理；再查找一、二次設(shè)備的轉(zhuǎn)換、傳遞元件，一次變化對二次變化的影響等。B、看完交流，看直流。指先看二次接線圖的交流回路，以及電氣量變化的特點，再由交流量的因查找出直流回路的果。一般交流回路較簡單。C、交流看電源、直流找線圈。指交流回路一般從電源入手，包含交流電流、交流電壓回路兩部分；先找出由哪個電流互感器或哪