电气工程基础第八章二次回路

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1、,电力工程基础,第八章 二次系统与自动装置,第一节 二次接线图 第二节 断路器的控制和信号回路 第三节 中央信号 第四节 电气测量仪表的接线 第五节 输电线路的自动重合闸 第六节 备用电源自动投入装置 第七节 同期装置,第一节 二次接线图,一、概述 二、原理接线图 三、安装接线图,一、概述,发电厂和变电所二次回路是指对一次回路进行监视、控制、测量和保护的回路。二次接线图是用二次设备特定的图形、文字符号表示二次设备相互连接的电气接线图。 常用二次设备的新旧图形和文字符号见于表8-1和表8-2。 二次接线图分为原理接线图和安装接线图，其中原理接线图又分为归总式原理接线图和展开式原理接线图。,二、原

2、理接线图,表示二次回路工作原理的接线图称原理接线图，简称原理图。 1. 归总式原理接线图 如图8-1所示的lOkV线路过电流保护归总式原理图.,图8-1 lOkV线路过电流保护归总式原理图,该图的特点是：将二次接线与一次接线的有关部分绘在一起，图中各元件用整体形式表示；其相互联系的交流电流回路及直流回路都综合在一起，并按实际连接顺序绘出。 其优点是能清楚地表明各元件的形式、数量、相互联系和作用，利于对装置的构成形成明确的整体概念，便于理解装置的工作原理。,2. 展开式原理接线图 如图8-2所示是lOkV线路过电流保护展开式原理图。,图8-2 lOkV线路过电流保护展开式原理图,该图的特点是：

3、交流回路与直流回路分开表示； 属于同一仪表或继电器的电流线圈和触点分开画，采用相同的文字符号，有多副触点时加下标； 交、直流回路各分为若干行，交流回路按U、V、W相顺序画，直流回路则基本上按元件的动作顺序从上到下排列。 每行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序由左至右排列。每回路的右侧有文字说明，引至端子排的回路加有编号，元件及触点通常也有端子编号。,回路加标号的目的是为了了解该回路的用途及进行正确的连接。 表8-3为我国采用的常用小母线新旧文字符号及回路标号对照表。 展开式原理图接线清晰，便于阅读，易于了解整套装置的动作程序和工作原理，便于查找和分析故障，实际工作中用得最多。,三、 安装接线图

4、,表示二次设备的具体安装位置和布线方式的图纸称安装图。它是二次设备制造、安装的实用图纸，也是运行、调试、检修的主要参考图纸。 安装接线图包括屏面布置图、屏后接线图和端子排图。,1. 屏面布置图 屏面布置屏面是表明二次设备的尺寸、在屏面上的安装位置及相互距离的图纸。应按比例绘制。如图8-3（a)所示。,图8-3 lOkV线路过电流保护安装接线图 (a)屏面布置图；,2屏后接线图 屏后接线图是表明屏后布线方式的图纸。屏后接线图不要求按比例绘制如图8-3（b)所示。,图8-3 lOkV线路过电流保护安装接线图 (b)屏后接线图；,(1)设备编号。 通常在屏后接线图上，各设备图形的右（或左）上方都贴有

5、一个圆圈，表明设备的编号。其中： 安装单位编号及同一安装单位设备顺序号，标在圆圈上半部，如I1、I2、I3等。罗马数字表示安装单位编号，阿拉伯数字表示同一安装单位设备顺序号，按屏后顺序从右到左依次编号； 设备的文字符号及同类设备顺序号，标在圆圈下半部，如KA、KA等，与展开图一致。 另外，在设备图形的上方还标有设备型号,如电磁型电流继电器DL-31/10等。,(2)设备接线编号。 由于屏内各设备之间及屏内设备至端子排之间的连接线很多，如果把每条连线都用线条表示，不但制图很费事，而且配线时也很难分辩清楚。 因此，普遍采用“相对编号法”，即在需要连接的两个接线柱上分别标出对方接线柱的编号。,3端子

6、排图 屏内设备与屏外设备之间的连接，屏内设备与屏后上方直接接至小母线的设备的连接，各安装单位主要保护的正电源的引接及经本屏转接的回路等，都要通过一些专门的接线端子，这些接线端子的组合称为端子排。 （1）端子按用途分类 一般端子。连接端子。特殊端子。试验端子。连接型试验端子。终端端子。,图8-4 不同类型的端子 (a) 一般端子 (b) 连接端子 (c) 特殊端子 (d) 试验端子,用于连接屏内、外导线(电缆),用于上下端子间连接构成通路,用于需要很方便地断开的回路,用于需接入试验仪表的电流回路，专供电流互感器二次回路用；,用于在端子上需彼此连接的电流试验回路；,（2）端子排表示方法 图8-5为

7、端子排表示方法示意图。,图8-5 端子排表示方法示意图,最上面一个端子，标出安装单位编号及名称；下面的端子在图上皆画成三格。,从左至右各格的含义如下：第一格表示安装单位的回路编号和屏外或屏顶引入设备的文字符号及接线柱号,如图8-3 (c）.,第二节 断路器的控制和信号回路,一、控制开关和操动机构 二、对控制回路的基本要求及分类 三、灯光监视的断路器控制和信号回路 四、音响监视的断路器控制回路,一、控制开关和操动机构,1控制开关 发电厂和变电所中，控制开关多采用LW2系列万能密闭转换开关。其结构包括操作手柄、面板、触点盒等。 LW2系列转换开关造成旋转式，触点盒一般有数节，装于转轴上；每节触点盒

8、都有4个定触点和一副动触片；4个定触点引出接线端子，端子上有触点号；手柄通过主轴与触点盒连接，可以每隔90或者45设一个定位。,表8-4为常用的LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制开关的触点图表。,表8-4 LW2一Zla、4、6a、40、20、20F8型控制开关的触点图表,2操动机构 操动机构是断路器本身携带的跳、合闸传动装置，其种类很多，有电磁操动机构，弹簧操动机构，液压操动机构，气压操动机构等。 断路器跳、合闸操作，都必须分别接通操动机构中的“跳闸线圈”和“合闸线圈”。,各种形式操动机构的跳闸电流一般都不大（当直流操作电压为110220V时，跳闸电流0.55A）； 合闸电

9、流相差较大，如弹簧、液压、气压操动机构等，合闸电流较小（当直流操作电压为110220V时，不超过 5A），电磁操动机构合闸电流很大，可由几十安到几百安。 对于电磁操动机构，合闸线圈回路不能利用控制开关触点直接接通，必须采用中间接触器，利用接触器带灭弧装置的触点去接通合闸线圈回路。,二、对控制回路的基本要求及分类,1. 基本要求 对控制回路的基本要求如下： 应能用控制开关进行手动合、跳闸，且能由自动装置和继电保护实现自动合、跳闸。 应能在合、跳闸动作完成后迅速自动断开合、跳闸回路。 应有反映断路器位置状态(手动及自动合、跳闸)的明显信号。 应有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。 应能监视控制

10、回路的电源及其合、跳闸回路是否完好。,2. 分类 按监视方式分：控制回路按监视方式可分为：灯光监视的控制回路，多用于中、小型发电厂和变电所；音响监视的控制回路，常用于大型发电厂和变电所。 按电源电压分：控制回路按电源电压可分为：强电控制，直流电压为220V或110V；弱电控制，直流电压一般为48V。,三、灯光监视的断路器控制和信号回路,以电磁操动机构的断路器控制和信号回路为例，如图8-6所示。 其工作原理如下： 1. 手动合闸 合闸操作前，控制开关SA的手柄在“跳闸后”位置(水平)，断路器QF在跳闸状态。 此时，触点SA(1110)、断路器辅助触点QFl闭合、绿灯HG、接触器KM带电，即下述回

11、路接通： + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 -,绿灯HG亮平光表明： QF在跳闸位置； 熔断器FUl、FU2及合闸回路完好，起到监视熔断器及合闸回路作用。 此时，合闸接触线圈KM中虽有电流流过，但由于KM的电阻比HG电阻及其附加电阻小得多，使得加于KM上的电压不足以使其启动，故断路器不会合闸。 手动合闸操作分3步进行： (1)将SA的手柄顺时针转90至“预备合闸”位置。此时触点SA(910)闭合，将绿灯HG回路改接到闪光小母线M100(+)上，下述回路接通 M100(+)SA(910) HGQFlKMFU2 -,闪光装置启动，绿灯HG发出闪光。表明： 预备合闸，提醒操作人员核对

12、所操作的QF是否有误(这时QF仍在跳闸位置)； 合闸回路仍完好。 (2)将SA的手柄再顺时针转45至“合闸”位置。此时触点SA(58)、SA(1316)闭合，且防跳继电器KCF未启动，其触点KCF2闭合，下述回路接通 + FUlSA(58) KCF2QFlKMFU2 - 控制回路电压几乎全部加到KM上，KM启动，它的两副常开触点接通合闸线圈YC回路，YC启动，操动机构使QF合闸。,当QF完成合闸动作后，QF1断开，自动切断KM和YC的电流。同时QF2闭合，使下述红灯HR回路接通 + FUlSA(1316) HRKCFIQF2YTFU2 - 此时，HG因QFl断开而灭，HR发平光，表明QF已合上

13、。 (3)将SA手柄松开，手柄自动返回到“合闸后”位置(垂直)。这时触点SA(58)断开，防止因QFl失灵而使控制电流长期流过KM及YC。SA(1316)仍接通，HR保持平光。 表明： QF在合闸位置； 熔断器FUl、FU2及跳闸回路完好，起到监视熔断器及跳闸回路作用。 此时，加在防跳继电器电流线圈KCFI及跳闸线圈YT上的电压也不足以使它们动作。,2. 手动跳闸 跳闸操作前，控制开关SA的手柄在“合闸后”位置(垂直)，断路器QF在合闸状态。此时，触点SA(1316)、QF2闭合，HR发平光，跳闸回路完好。 手动跳闸操作亦分3步进行： (1)将SA的手柄逆时针转90o至“预备跳闸”位置。此时触

14、点SA(1314)闭合，将红灯HR回路改接到闪光小母线M100(+)上，下述回路接通 M100(+)SA(1314) HRKCFIQF2YTFU2 - 闪光装置启动，红灯HR发出闪光。 表明：预备跳闸，提醒操作人员核对所操作的QF是否有误(这时QF仍在合闸位置)；跳闸回路仍完好。,(2)将SA的手柄再逆时针转45o至“跳闸”位置。此时触点SA(67)、SA(1011)闭合，下述回路接通 + FUlSA(67) KCFIQF2YTFU2 - 控制回路电压几乎全部加到KCF1和YT上，KCF1和YT均启动，操动机构使QF跳闸。当QF完成跳闸动作后，QF2断开，自动切断KCFl和YT的电流。同时QF

15、l闭合，使下述绿灯HG回路接通 + FUlSA(1110) HGQFlKMFU2 - 此时HR熄灭，HG发平光，表明QF已跳闸。 (3)将SA手柄松开，手柄自动返回到“跳闸后”位置。 这时触点SA(67)断开，防止因QF2失灵而使控制电流长期流过KCFI及YT。SA(1011)仍接通，HG保持平光。,3. 自动合闸 为了实现自动合闸，将自动装置(备用电源自动投入装置、自动重合闸装置等)回路中的中间继电器触点KC与SA(58)触点并联。 设断路器原在跳闸位置，SA的手柄在“跳闸后”位置，SA(1011)、SA(1415)接通。当自动装置动作后，触点KC闭合，下述回路接通 + FUlKCKCF2Q

16、FlKMFU2 - 这时，HG因被短接而熄灭，KM动作，使QF自动合闸。,当QF完成合闸动作后，QFl断开，QF2闭合，使下述HR回路与M100(+)接通 M100(+)SA(1415) HRKCFIQF2YTFU2 - HR发闪光，表明QF已完成自动合闸。这种信号回路是按“不对应”方式构成的。,4. 自动跳闸 为了实现自动跳闸，将继电保护出口继电器的触点KCO经信号继电器KS与SA(67)并联。QF原在合闸位置，SA手柄在“合闸后”位置，触点QF2、SA(13)、SA(910)、SA(1316)、SA(1917)接通。当设备出现故障时，继电保护动作，其出口继电器的触点KCO闭合，下述回路接通 + FUlKCOKSKCFIQF2YTFU2 - KS、KCF1、YT均动作，QF自动跳闸。,当QF完成跳闸动作后，QF2断