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1、第六章 城市轨道交通供电变电所二次回路 一、二次回路的概念和功能(1 ) 发电厂和变电所的电气设备可分为一次设备 、二次设备。(经常还将远动或测控设备称 为三次设备,通讯设备称为四次设备) 一次设备:也称主设备,是构成电力系统的 主体。它是直接生产、输送与分配电能的设 备,包括如:发电机、电力变压器、断路器 、隔离开关、母线、电力电缆与输电线路等 。 1二次系统概述 一、二次回路的概念和功能(2 ) 二次设备:是对一次设备及系统进行控制、调 节、保护和监测的设备。它包括:控制设备、 继电保护和安全自动装置、测量仪表、信号设 备等。 二次回路:二次设备按照一定规则连接起来以 实现某种技术要求的电
2、气回路。 二、二次回路的范围(1) 控制回路:由控制开关与控制对象(如断路器 、隔离开关)的传递机构、执行(或操作)机 构组成。其作用是对一次设备进行“合”、“分” 操作。 调节回路:是指调节型自动装置。如由VQC系 统对主变进行有载调压、对电容器进行投切的 装置,发电机的励磁调节装置。它是由测量机 构、传送机构、调节器和执行机构组成。其作 用是根据一次设备运行参数的变化,实时在线 调节一次设备的工作状态,以满足运行要求。 VQC电压质量控制系统 一、 无功功率的影响: 1、 设备及线路损耗增大。无功功率的增加使总电流增大,使设 备及线路损耗增加,用电量增加是显而易见的。 2、增大设备容量。无
3、功功率的增加会导致电流和视在功率的增大 ,从而使发电机、变压器、用电设备的容量和导线容量增加,同 时,电力用户的起动及控制设备、测量仪表尺寸和规格也加大, 增加了基建的投入。 3、 线路的电压降增大,如果是冲击性无功功率负载,还会使电 压产生剧烈波动, 使供电质量降低,影响其它设备的正常运行。 二、 谐波的危害: 1、谐波使公用电网系统下设备元件产生了附加谐波损耗,降低了 发电,输电及用电设备的效率(导致用电量大增加),大量的3次 以上的谐波流过中性线路时,会使线路过热损坏甚至发生火灾。 2、谐波影响各种电气设备的正常工作,谐波对电机的影响除了引 起附加损耗外,还会引起机械振动、噪声增加和过电
4、压;使变压 器局部,电容器、电缆等设备发热。加速设备绝缘老化、减少使 用寿命以至设备损坏报废。 3、谐波的发生还会引起公用电网中局部的并联谐振或串联谐振, 从而进一步引起谐波放大,使上述的危害大大增加。甚至还会引 起严重电力事故。 二、二次回路的范围(2) 继电保护和自动装置回路:是由测量回路、比 较部分、逻辑部分和执行部分等组成。其作用 是根据一次设备和系统的运行状态,判断其发 生故障或异常时,自动发出跳闸命令有选择性 地切除故障,并发出相应地信号,当故障或异 常消失后,快速投入有关断路器(重合闸及备 用电源自动投入装置),恢复系统的正常运行 。 以上主要是指常规的电磁型继电器等构成 的保护
5、与自动装置 二、二次回路的范围(3) 测量回路:由各种测量仪表及其相关回路组成 。其作用是指示或记录一次设备和系统的运行 参数,以便运行人员掌握一次系统的运行情况 ,同时也是分析电能质量、计算经济指标、了 解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。 综合自动化已使该回路与三次回路的分界 点越来越模糊 二、二次回路的范围(4) 信号回路:由信号发送机构和信号继电器等构 成。其作用是反映一、二次设备的工作状态。 操作电源系统:由电源设备和供电网络组成, 它常包括直流电源系统和交流电源系统。其作 用主要是给控制、保护、信号等设备提供工作 电源与操作电源,供结主变冷却、结水与结煤 等动力设备,确保发电厂与
6、变电所所有设备正 常工作。 二、二次回路的范围(5) 部颁继电保护及安全自动装置运行管理规程中连 接保护装置的二次回路(继电保护专业管理): 1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继 电保护装置的二次回路(对多油断路器或变压器等套 管互感器,自端子箱开始。 2)从继电保护直流分路熔丝开始到有关保护装置的二次 回路。 3)从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。 4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳 、合闸回路。 二、二次回路的范围(6) 高频通道:以结合滤波器的初级、次级为分界 点。 一、二次回路的符号 绘制二次回路的符号包括图形符号与文字符号 。 图形符号如: 表
7、示继电器的线圈, 表示继电器的节点。 文字符号如:TWJ表示跳闸位置继电器,线圈 与接点的文字符号一样。 注意新旧符号的对比,例见P18表17 2二次接线图概述 附录 常用电气图形符号(见表1) 常用基本文字符号(见表2) 常用辅助文字符号(见表3) 电气图主要有系统原理图、电路原理图、安装接 线图。 1系统原理图(方框图) 用较简单的符号或带有文字的方框,简单明了地 表示电路系统的最基本结构和组成,直观表述电 路中最基本的构成单元和主要特征及相互间关系 。 2电路原理图 电路原理图又分为集中式、展开 式两种。集中式电路图中各元器件等均以整体形 式集中画出,说明元件的结构原理和工作原理。 识读
8、时需清楚了解图中继电器相关线圈、触点属 于什么回路,在什么情况下动作,动作后各相关 部分触点发生什么样变化。 展开式电路图在表明各元件、继电器动作原理、动作顺 序方面,较集中式电路图有其独特的优点。展开式电路 图按元件的线圈、触点划分为各自独立的交流电流、交 流电压、直流信号等回路凡属于同一元件或继电器的 电流、电压线圈及触点采用相同的文字。展开式电路图 中对每个独立回路,交流按U、V、W相序;直流按继电 器动作顺序依次排列。识读展开式电路图时,对照每一 回路右侧的文字说明,先交流后直流,由上而下,由左 至右逐行识读。集中式、展开式电路图互相补充、互相 对照来识读更易理解。 3安装接线图 安装
9、接线图是以电路原理为依据绘制而成,是现场维修 中不可缺少的重要资料。安装图中各元件图形、位置及 相互间连接关系与元件的实际形状、实际安装位置及实 际连接关系相一致。图中连接关系采用相对标号法来表 示。 二、识读电气图须知 1学习掌握一定的电子、电工技术基本知识,了解各类电气设 备的性能、工作原理,并清楚有关触点动作前后状态的变化关系 。 2对常用常见的典型电路,如过流、欠压、过负荷、控制、信 号电路的工作原理和动作顺序有一定的了解。 3熟悉国家统一规定的电力设备的图形符号、文字符号、数字 符号、回路编号规定通则及相关的国标。了解常见常用的外围电 气图形符号、文字符号、数字符号、回路编号及国际电
10、工委员会 (IEC)规定的通用符号和物理量符号(相关资料附后)。 4了解绘制二次回路图的基本方法。电气图中一次回路用粗实 线,二次回路用细实线画出。一次回路画在图纸左侧,二次回路 画在图纸右侧。由上而下先画交流回路,再画直流回路。同一电 器中不同部分(如线圈、触点)不画在一起时用同一文字符号标注 。对接在不同回路中的相同电器,在相同文字符号后面标注数字 来区别。 5电路中开关、触点位置均在平常状态绘制。所谓平常状态 是指开关、继电器线圈在没有电流通过及无任何外力作用时触点 的状态。通常说的动合、动断触点都指开关电器在线圈无电、无 外力作用时它们是断开或闭合的,一旦通电或有外力作用时触点 状态随
11、之改变。 一、二次回路的图纸(1) 二次图纸:通常分为“原理接线图”和“安装接线图”。 原理接线图:通常又分为“归总式原理接线图”和“展开 式原理接线图”。 1)归总式原理接线图:简称原理图,它以整体的形式表 示各二次设备之间的电气联接,一般与一次回路的有关 部分画在一起,设备的接点与线圈是集中画在一起的, 能综合出交流电压、电流回路和直流回路间的联系,使 读图者对二次回路的构成及动作过程有一个明确的整体 概念 (例图P126 图6-2 10kV线路过流保护原理图,缺点? ) 3、4二次回路的图纸 一、二次回路的图纸(2) 2)展开式原理接线图:以分散的形式表示二次 设备之间的连接。展开图中二
12、次设备的接点与 线圈分散布置,交流电压、交流电流、直流回 路分别绘制。这种绘制方式容易跟踪回路的动 作顺序,便于二次回路的设计,也容易在读图 时发现回路中的错误。 (例图P127 图63 10kV线路过流保护展开 图) 一、二次回路的图纸(3) 安装接线图:包括屏面布置图、屏后接线图、 端子排图等。 屏面布置图:表示二次设备在屏面(及屏后、 屏顶)的安装位置,一般按实际尺寸的一定比 例绘制。(例图10kV线路保护屏屏面布置图) 屏后接线图:表示屏内二次设备间的电气连接 关系。 (例图10kV线路保护屏背面接线图) 端子排图:表示屏端子排与屏内二次设备及屏 外电缆间的连接关系。(例图10kV线路
13、保护屏 端子排图) 二、二次回路的读图 二次回路图的逻辑性强,在绘制时遵循一定的 规律,读图时应按一定顺序进行才容易看懂。 一般读图的规律为: (例图10kV线路二次回 路展开图) 1)先交流、后直流; 2)交流看电源、直流找线圈; 3)先找线圈、再找接点,每个接点都查清; 4)先上后下、先左后右,屏外设备不能掉; 5)安装图纸要结合展开图。 看图的基本方法可以归纳为如下六句话(即六先六后): 先一次,后二次;先交流,后直流;先电源,后接线;先线圈,后触点 ;先上后下;先左后右。 所谓的“先一次,后二次”,就是当图中有一次接线和二次接线同时存在 时,应先看一次部分,弄清是什么设备和工作性质,再
14、看对一次设备监控作 用的二次部分,具体起什么监控作用。 所谓“先交流,后直流”,就是当图中有交流和直流两种回路同时存在时 ,应先看交流回路,再看直流回路。因交流回路一般由电流互感器和电压互 感器的二次绕组引出,直接反映一次接线的运行状况;而直流回路则是对交 流回路各参数的变化所产生的反映(监控和保护作用)。 所谓“先电源,后接线”,就是不论在交流回路还直流回路中,二次设备 的动作都是由电源驱动的,所以在看图时,应先找到电源(交流回路的电流 互感器和电压互感器的二次绕组),再由此顺回路接线往后看;交流沿闭合 回路依次分析设备的动作;直流从正电源沿接线找到负电源,并分析各设备 的动作。 所谓“先线
15、圈,后触点”,就是先找到继电器或装置的线圈,再找到其相 应的触点。因为只有线圈通电(并达到其起动值),其相应触点才会动作; 由触点的通断引起回路的变化,进一步分析整个回路的动作过程。 所谓“先下后下”和“先左后右”,可理解为:一次接线的母线在上而负荷在 下;在二次接线展开图中,交流回路的互感器二次侧(即电源)在上,其负 载线圈在下;直流回路电源在上,负电源在下,驱动触点在上,被起动的线 圈在下;端子排图、屏背面接线图一般也是由上到下;单元设备编号,则一 般是由左至右的顺序排列的。 这是基本方法和一般规律,对于个别情况还要具体问题具体分析。 三、二次回路的编号原则(1) 二次回路常采用回路编号法
16、、相对编号法两种 。 回路编号法:按“等电位”原则标注,在电气回 路中相同电位的回路采用同一编号。如跳闸回 路的7、分闸回路的37,电流回路的A411等。 这一编号方法便于读图时了解回路的作用,在 原理图中运用最多。 相对编号法:按接线对侧的设备名称编号,如 TWJ-1为位置继电器的1脚,I3-7为第一安装单 元第三个元件的7脚。这种编号法便于查找该 连线的趋向,常用于安装图中。 三、二次回路的编号原则(2) 回路编号用3位或3位以下数字组成,需要标明 回路的相别或某些主要特征时,可在数字标号 的前面(或后面)增注文字符号。如1、37a、 A630等。 三、二次回路的编号原则(3) 交流回路的文字标号 相别 A相B相C相中性零开口 三角 类别 文字符号ABC