電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)

1、徐磊Part 1Part 2Part 3Part 4電氣二次回路的基本知識(shí)Part 5 電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)電氣二次回路的操作電源繼電保護(hù)電氣二次測(cè)量監(jiān)視回路電氣二次回路識(shí)圖二次回路的定義 ：由二次設(shè)備互相連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)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(jí)繞組、測(cè)量監(jiān)視儀器、繼電器、自動(dòng)裝置等通過(guò)控制電纜聯(lián)成的電路。用以控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)、測(cè)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(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)視、控制、測(cè)量、調(diào)節(jié)和保護(hù)，所配置的如：測(cè)量?jī)x表、繼電器、控制和信號(hào)元件，自動(dòng)裝置、繼電保護(hù)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(jiàn)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(hù)二次回路、自動(dòng)裝置二次回路、控制系統(tǒng)二次回路、測(cè)量?jī)x表二次回路、信號(hào)裝置二次回路等。 Part1：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)Part1：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)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(hào)表示，不畫(huà)出內(nèi)部拉線，而只畫(huà)出接點(diǎn)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(diǎn)：能使看圖人對(duì)整個(gè)裝置的構(gòu)成有一個(gè)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(dòng)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(lèi)。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(duì)采用交流操作的斷路器應(yīng)采用交流操作電源，對(duì)應(yīng)的所有二次回路如保護(hù)回路繼電器、信號(hào)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(chǔ)能等保護(hù)。Part2：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)(操作電源）對(duì)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(yùn)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(hù)自動(dòng)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)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(hù)二次回路繼電保護(hù)二次回路 自動(dòng)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(duì)各種不正常的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)出信號(hào)。對(duì)繼電保護(hù)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(hù)裝置的基本元件，當(dāng)其輸入達(dá)到或低于一定值時(shí)它便動(dòng)作，并通過(guò)執(zhí)行元件發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。自動(dòng)重合閘保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)幾種類(lèi)型。一）6kV變電所的繼電保護(hù)裝置1、過(guò)流保護(hù)整定原則：按照避開(kāi)被保護(hù)線路的最大工作電流來(lái)整定。過(guò)流保護(hù)在動(dòng)作時(shí)間整定上采用階梯原則。過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限有兩種：1）定時(shí)限2）反時(shí)限 Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)2、電流速斷保護(hù) 整定原則：按躲過(guò)被保護(hù)設(shè)備（線路）末端的最大短路電流來(lái)整定。因此，被保護(hù)設(shè)備末端有一

5、段保護(hù)不到的死區(qū)。這就必須依靠過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。 3、限時(shí)電流速斷保護(hù)用來(lái)彌補(bǔ)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍小和過(guò)流保護(hù)的時(shí)限長(zhǎng)的不足。整定原則：其動(dòng)作電流大于下一段線路瞬時(shí)速斷保護(hù)可動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限比下一線路瞬時(shí)速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)間階差。4、低電壓保護(hù)5、其他保護(hù)Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí) 指示燈型號(hào)（綠）（紅）（紅）（紅）運(yùn)行跳閘合閘告警正常運(yùn)行時(shí)點(diǎn)亮保護(hù)跳閘動(dòng)作時(shí)點(diǎn)亮，按復(fù)歸鍵熄滅保護(hù)合閘動(dòng)作時(shí)點(diǎn)亮，按復(fù)歸鍵熄滅檢測(cè)到裝置出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)點(diǎn)亮，此時(shí)保護(hù)退出運(yùn)行，按復(fù)歸鍵熄滅Part3：電氣二次回路基礎(chǔ)知識(shí)Part4：電氣二次測(cè)量監(jiān)視回路測(cè)量監(jiān)視回路1變配電裝置中測(cè)量?jī)x表的配置(1)在工

6、廠供配電系統(tǒng)每一條電源進(jìn)線上，必須裝設(shè)計(jì)費(fèi)用的有功電度表和無(wú)功電度表及反映電流大小的電流表。通常采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量柜，計(jì)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(cè)量線電壓，其他三只測(cè)量相電壓。中性點(diǎn)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(gè)柜內(nèi)(簡(jiǎn)稱PT柜)。(3)3kV10kV配電線路，應(yīng)裝設(shè)電流表，有功電度表，無(wú)功電度表各一只，如不是單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位時(shí)，無(wú)功電度表可不裝設(shè)。當(dāng)線路負(fù)荷大于5000kVA及以上時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)一只有功功率表。(4)低壓動(dòng)力線路上應(yīng)裝一只電流表。照明和動(dòng)力

7、混合供電的線路上照明負(fù)荷占總負(fù)荷1520以上時(shí)，應(yīng)在每相上裝一只電流表。如需電能計(jì)量，一般應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電度表. 測(cè)量要求互感器準(zhǔn)確度電度表準(zhǔn)確度配 置 說(shuō) 明計(jì)費(fèi)計(jì)量0.2級(jí)0.5級(jí)有功電度表0.5級(jí)專用電能計(jì)量?jī)x表月平均電量在106kWh及以上0.5級(jí)1.0級(jí)有功電度表1.0級(jí)專用電能計(jì)量?jī)x表2.0級(jí)無(wú)功電度表月平均電量在106kWh以下；315kVA以上變壓器高壓側(cè)計(jì)量計(jì)費(fèi)計(jì)量及一般計(jì)量1.0級(jí)2.0級(jí)有功電度表3.0級(jí)無(wú)功電度表315kVA以下變壓器低壓側(cè)計(jì)量點(diǎn)；75kW及以上電動(dòng)機(jī)電能計(jì)量；企業(yè)內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核（不計(jì)費(fèi)）一般測(cè)量1.0級(jí)1.5級(jí)和0.5級(jí)測(cè)量?jī)x表3.0級(jí)2.5

8、級(jí)測(cè)量?jī)x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(guò)的電流大多數(shù)為數(shù)值很高的大電流，為了便于測(cè)量，采用電流互感器進(jìn)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(biāo)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(duì)同極性端子。 電流互感器在電路中的符號(hào)如右圖所示，用“TA”來(lái)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(biāo)記 “”的兩個(gè)端子為同名端或同極性端。圖2-1 電流互感器的極性標(biāo)注*Part4：電氣二次測(cè)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(cè)量的電

9、流的不同，就有了不同的接線方式，最常見(jiàn)的有以下幾種，如圖所示。 （c）三相星形接線。 AA BCA BCBC*特點(diǎn)：能反映各種類(lèi)型的短路故障。特點(diǎn)：能反映各種類(lèi)型的相間故障。特點(diǎn)：提高保護(hù)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(cè)量監(jiān)視回路電流互感器使用的注意事項(xiàng)電流互感器使用的注意事項(xiàng) 1 1電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測(cè)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(cè)電路串聯(lián)，而二次繞組應(yīng)和連接的所有測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈串聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性，接的所有測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈

10、串聯(lián)，同時(shí)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(fù)載是測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈等，它們?cè)褦?shù)少、阻電流互感器二次側(cè)所接負(fù)載是測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈等，它們?cè)褦?shù)少、阻抗小，通過(guò)的電流非常大，因此電流互感器在正常運(yùn)行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)?？剐?，通過(guò)的電流非常大，因此電流互感器在正常運(yùn)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(duì)不允許開(kāi)路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡９ぷ鲿r(shí)，二次電流互感器的二次繞組絕對(duì)不允

11、許開(kāi)路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡９ぷ鲿r(shí)，二次電流有去磁作用，使合成磁勢(shì)很小。當(dāng)二次繞組開(kāi)路時(shí)，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(shì)很小。當(dāng)二次繞組開(kāi)路時(shí)，二次電流的去磁作用消失，一次電流將全部用來(lái)激磁，這時(shí)，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過(guò)正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會(huì)使鐵芯過(guò)電流將全部用來(lái)激磁，這時(shí)，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過(guò)正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會(huì)使鐵芯過(guò)熱而損壞互感器。同時(shí)，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過(guò)電壓，可能達(dá)熱而損壞互感器。同時(shí)，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過(guò)電壓，可能達(dá)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(kāi)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(kāi)路，規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開(kāi)關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測(cè)量?jī)x表或繼電器及其他工作時(shí)，回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開(kāi)關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測(cè)量?jī)x表或繼電器及其他工作時(shí)，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(diǎn)只允許有一個(gè)。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(diǎn)只允許有一個(gè)。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時(shí)，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(shí)，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(cè)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(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈 (即負(fù)載為多個(gè)元件時(shí)，負(fù)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(hào)如圖b所示，用“TV”來(lái)表示，一、二次繞組絕緣套管分別標(biāo)記“”的兩個(gè)端子為同名端或同極性端。Part4：電氣二次測(cè)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(cè)量的電壓有線電壓、相電壓、相對(duì)地電壓和單相接地時(shí)

14、出現(xiàn)的零序電壓。為了測(cè)取這些電壓，電壓互感器就有了不同的接線方式，最常見(jiàn)的有以下幾種，如圖所示：一相式接線采用一個(gè)單相電壓互感器如上圖所示。供儀表和繼電器測(cè)量一個(gè)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(gè)單相電壓互感器如上圖所示。供儀表和繼電器測(cè)量三個(gè)線電壓。 Part4：電氣二次測(cè)量監(jiān)視回路Y0/Y0形接線采用三個(gè)單相電壓互感器如圖所示。供儀表和繼電器測(cè)量三個(gè)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(cè)量相電壓的電壓表應(yīng)按線電壓選擇。 采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)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(cè)量

15、三個(gè)線電壓和三個(gè)相電壓；另一組繞組（零序繞組）接成開(kāi)口三角形，接電壓繼電器，當(dāng)線路正常工作時(shí)，開(kāi)口三角兩端的零序電壓接近于零，而當(dāng)線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，開(kāi)口三角兩端的零序電壓接近100V， 使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。Part4：電氣二次測(cè)量監(jiān)視回路電壓互感器使用的注意事項(xiàng) 1電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)檢查。例如，測(cè)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(cè)電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性。 3接在電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷不

16、應(yīng)超過(guò)其額定容量，否則，會(huì)使互感器的誤差增大，難以達(dá)到測(cè)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(shí)，會(huì)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(hù)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(hù)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(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地。因?yàn)榻拥睾?，?dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時(shí)，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(cè)量監(jiān)視回路Part5：電氣二次回路識(shí)圖二次回路識(shí)圖

17、常用的繼電保護(hù)接線圖包括：繼電保護(hù)的原理接線圈、二次回路原理展開(kāi)圖、施工圖（又稱背面接線圖）、盤(pán)面布置圖。（1)、看圖：A、先看一次，后看二次。一次：斷路器、隔離開(kāi)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(hù)方式，如變壓器一般需要裝過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等，掌握各種保護(hù)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(duì)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(diǎn)，再由交流量的因查找出直流回路的果。一般交流回路較簡(jiǎn)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(gè)電流互感器或哪