電氣二次回路基本知識.ppt

1、2013年5月23日，王新發(fā)講解二次回路基礎(chǔ)知識。發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)備可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備：又稱主設(shè)備，是電力系統(tǒng)的主體。它是直接生產(chǎn)、傳輸和分配電能的設(shè)備，包括發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等。二次設(shè)備：它是控制、調(diào)節(jié)、保護和監(jiān)視主要設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)備。它包括：控制設(shè)備、繼電保護和安全自動裝置、測量儀器、信號設(shè)備等。二次電路：一種電路，其中二次設(shè)備按照一定的規(guī)則連接，以滿足一定的技術(shù)要求。二次回路及其功能、控制回路：由控制開關(guān)和控制對象(如斷路器和隔離開關(guān))之間的傳動機構(gòu)和執(zhí)行(或操作)機構(gòu)組成。其功能是“關(guān)閉”和“分離”主要設(shè)備。調(diào)節(jié)電路：指

2、調(diào)節(jié)型自動裝置。例如，VQC系統(tǒng)用于主變壓器的有載調(diào)壓和電容器的切換，以及發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)器。它由測量機構(gòu)、傳動機構(gòu)、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)組成。其功能是根據(jù)一次設(shè)備運行參數(shù)的變化，實時在線調(diào)整一次設(shè)備的工作狀態(tài)，以滿足運行要求。繼電保護及自動裝置電路：由測量電路、比較部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。其功能是根據(jù)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，自動發(fā)出跳閘命令，有選擇地排除故障，并發(fā)出相應(yīng)的信號，在故障或異常消失后，迅速投入相應(yīng)的斷路器(重合閘和備用電源自動投入裝置)，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。測量電路：由各種測量儀器及其相關(guān)電路組成。其功能是指示或記錄一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行參數(shù)，以便操作人員掌握一次系統(tǒng)的運行狀況

3、，也是分析電能質(zhì)量、計算經(jīng)濟指標、了解系統(tǒng)潮流和主要設(shè)備運行狀況的主要依據(jù)。二次回路、信號回路的范圍：由信號傳輸機構(gòu)和信號繼電器組成。其功能是反映一次設(shè)備和二次設(shè)備的工作狀態(tài)。運行供電系統(tǒng)：由供電設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)組成，通常包括DC供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)。其功能主要是為控制、保護和信號設(shè)備提供工作電源和運行電源，并為主變壓器的冷卻、水和積煤等電力設(shè)備供電，以保證發(fā)電廠和變電站所有設(shè)備的正常運行。二次圖紙：通常分為“原理接線圖”和“安裝接線圖”。主接線圖：通常分為“廣義主接線圖”和“擴展主接線圖”。1)感應(yīng)原理接線圖：簡稱原理圖，它以整體的形式表示二次設(shè)備之間的電氣連接，一般與一次回路的相關(guān)部分一起

4、繪制，設(shè)備的觸點和線圈集中繪制在一起，可以綜合交流電壓、電流回路和DC回路之間的連接，使讀者對二次回路的組成和動作過程有一個清晰的整體概念。2)擴展的原理接線圖：二次設(shè)備之間的連接以分散的形式表示。在展開圖中，二次設(shè)備的觸點和線圈是分散的，交流電壓、交流電流和DC電路是分開繪制的。這種作圖方法易于跟蹤回路的動作順序，便于二次回路的設(shè)計，并且在讀圖時容易發(fā)現(xiàn)回路中的錯誤。安裝接線圖：包括屏幕布局圖、屏幕后接線圖和端子排圖。屏幕布局：表示屏幕上二次設(shè)備的安裝位置(以及屏幕的背面和頂部)，一般按照實際尺寸的一定比例繪制。屏幕后面的接線圖：顯示屏幕中二次設(shè)備之間的電氣連接關(guān)系?？磮D的一般規(guī)則是：1)先

5、看交流電，然后看DC；2)交流電源，DC線圈；3)先找到線圈，然后找到觸點，并找出每個觸點；4)先上后下，先左后右，屏幕外設(shè)備不能掉落；5)安裝圖應(yīng)與膨脹圖相結(jié)合。二次回路讀數(shù)、二次回路符號繪制二次回路符號包括圖形符號和文字符號。在二次電路圖中，斷路器和繼電器的所有觸點根據(jù)它們在正常狀態(tài)下的位置來表示。所謂正常位置是指斷路器和繼電器的觸點(斷路器的輔助觸點)在線圈未通電、無電壓和無外力時的狀態(tài)。例如繼電器的常開觸點(動觸點)。二次回路常用標準圖形字符、DC回路數(shù)字標簽、小母線數(shù)字標簽、二次回路編號原則，二次回路通常采用兩種回路編號方法和相對編號方法。回路編號方法：根據(jù)“等電位”原則進行標記，電

6、氣回路中電位相同的回路采用相同的編號。這種編號方法便于閱讀圖紙時理解回路的功能，在原理圖中最常用。相對編號方式：根據(jù)線路另一側(cè)的設(shè)備名稱進行編號，例如，TWJ-1為位置繼電器的引腳1，I3-7為第一安裝單元第三部件的引腳7。這種編號方法很容易找到連接的趨勢，并且經(jīng)常用在安裝圖中。循環(huán)編號由3位或更少的數(shù)字組成。當需要指示相位差或回路的一些主要特征時，可以在數(shù)字標簽的前面(或后面)添加文本符號。如1、37a、A630等。交流電路的文字標簽、數(shù)字編號的分配和電路編號的應(yīng)用遵循一定的規(guī)則，主要如下：1)不同用途的DC電路使用不同的數(shù)字范圍，如控制和保護電路1399(400599)，勵磁電路60069

7、9。2)保護和控制電路中使用的數(shù)字按保險絲(或小開關(guān))分組，每100個為一組，如101199、301399等。其中正極性電路從小到大被編號為奇數(shù)，負極性電路從大到小被編號為偶數(shù)。3)信號電路的數(shù)字根據(jù)事故、位置、預(yù)測和命令信號進行分組，并根據(jù)數(shù)字大小進行排列。4)開關(guān)設(shè)備和控制電路的數(shù)字編號組應(yīng)根據(jù)開關(guān)設(shè)備的數(shù)字序列號進行選擇。例如，1KK所在的電路是101199，3KK所在的電路是301399。5)對于觸點、開關(guān)和按鈕的兩側(cè)，雖然它們在閉合時是等電位的，但它們的編號應(yīng)不同，但只應(yīng)改變編號大小，而不改變單個和偶數(shù)編號(極性)。經(jīng)過主降壓元件(如線圈和電阻等)后。)在循環(huán)中，它改變它的單雙數(shù)字(

8、極性)。二次設(shè)備的選擇、控制和信號電路設(shè)備的選擇1控制開關(guān)的選擇應(yīng)根據(jù)以下三個條件選擇控制開關(guān)：(1)電路接線和觸點閉合圖所需的觸點數(shù)量。(2)操作頻率。(3)電路的額定電壓、額定電流和斷路電流。2跳閘和合閘回路中中間繼電器的選擇(1)跳閘和合閘位置繼電器的選擇。音頻或燈光監(jiān)控控制電路中位置繼電器的選擇及跳閘和合閘電路的要求如下：1)正常情況下，通過跳閘和合閘電路的電流應(yīng)小于其最小工作電流和長期熱穩(wěn)定電流。2)當DC母線電壓為85額定電壓時，施加在繼電器上的電壓不應(yīng)小于其額定電壓的70%。(2)跳閘和合閘繼電器的選擇。跳閘或合閘繼電器的額定電流是自保持線圈。除裝有電磁操動機構(gòu)的斷路器合閘電流大

9、外，合閘回路裝有DC接觸器，合閘繼電器應(yīng)根據(jù)合閘接觸器的額定電流選擇，其它脫扣和合閘繼電器應(yīng)根據(jù)斷路器合閘或脫扣線圈的額定電流選擇，并保證動作靈敏系數(shù)不小于1.5。(3)自動重合閘繼電器和I的選擇當自動重合閘出口繼電器和信號繼電器的出口直接與合閘線圈電路相連時，繼電器的額定電流應(yīng)根據(jù)合閘接觸器或斷路器合閘線圈的額定電流來選擇。3防跳繼電器的選擇(1)防跳繼電器的選擇。具有自保持電流啟動電壓的防跳繼電器的動作時間不應(yīng)大于斷路器的固有跳閘時間。DZK系列快速中間繼電器動作時間小于15毫秒。(2)防跳繼電器的選擇。1)電流啟動電壓自保持防跳繼電器電流線圈的額定電流應(yīng)選擇與斷路器跳閘線圈的額定電流相匹

10、配，并保證動作靈敏度不低于1.5。自保持電壓線圈根據(jù)DC電源的額定電壓選擇。2)電流啟動線圈工作電流的設(shè)定可基于1)中選擇的繼電器線圈額定電流的80%。此設(shè)置可確保當DC母線電壓降至85時，繼電器仍能可靠運行。3)建議根據(jù)80的額定電壓設(shè)置電壓自保持線圈。接線時應(yīng)注意防跳繼電器線圈的極性。4、信號繼電器和附加電阻的選擇1)在額定DC電壓下，信號繼電器的動作靈敏度一般不低于1.4。2)在0.8倍額定DC電壓下，信號繼電器串聯(lián)引起的回路壓降不應(yīng)大于額定電壓的10倍。3)應(yīng)滿足信號繼電器的熱穩(wěn)定性要求。當幾個信號繼電器可以同時工作時，如果所選的串聯(lián)信號繼電器不能同時滿足上述兩個要求，應(yīng)選擇一個合適的

11、附加電阻，并與中間繼電器并聯(lián)。電流模式信號繼電器長期允許的電流一般不超過額定電流的3倍。4)在選擇中間繼電器的并聯(lián)電阻時，起動中間繼電器電路的保護繼電器觸點的分斷能力不應(yīng)大于其允許值。5普通信號燈和附加電阻的選擇在燈光監(jiān)控的斷路器控制電路中，信號燈和附加電阻的選擇應(yīng)根據(jù)以下兩種情況進行。(1)當燈座短路時，通過閉合電路的電流應(yīng)小于其最小工作電流和長期熱穩(wěn)定電流。一般認為不超過跳閘線圈額定電流的10%，以防止誤跳閘和誤合閘。(2)當DC母線電壓為95額定電壓時，施加在燈泡上的電壓應(yīng)為其額定電壓的6070，以確保信號燈的必要亮度。事實上，制造商只需要根據(jù)信號燈的額定電壓選擇具有附加電阻的信號燈。二

12、次回路保護設(shè)備(1)二次回路保護設(shè)備用于消除二次回路故障，保護設(shè)備一般采用熔斷器或自動開關(guān)。它可用于在測試和檢查期間斷開電源。(2)控制電路的熔斷器配置原則如下：1)當一個安裝單元中只有一個斷路器時，通常應(yīng)使用一組熔斷器。2)當一個安裝單元有多個斷路器時，應(yīng)單獨安裝保險絲。3)同一安裝單元的控制、保護和自動裝置共用一套熔斷器。4)熔斷器狀態(tài)需要監(jiān)控，斷路器控制電路配有音頻或燈光監(jiān)控信號，其他電路一般配有電源監(jiān)控繼電器。(3)信號電路的熔斷器配置原則如下：1)每個安裝單元的信號電路應(yīng)使用一套熔斷器。2)公共信號電路(如中央信號)應(yīng)安裝單獨的保險絲。3)電壓互感器二次側(cè)熔斷器的配置原則：熔斷器必須

13、保證當電壓互感器二次側(cè)發(fā)生短路時，被熔斷部分的熔斷時間不小于保護動作時間，在最大負荷下不熔斷。自動調(diào)節(jié)勵磁裝置和強制勵磁的電壓互感器二次回路中不得安裝熔斷器。(4)熔斷器電流的選擇1)控制電路中熔斷器元件的額定電流僅根據(jù)電路的最大長期負載電流來考慮。2)閉合電路中保險絲部件的額定電流應(yīng)與熱狀態(tài)相匹配根據(jù)電氣性能要求：1)保護和測量用電流回路的截面不應(yīng)小于2.5 mm2。2)保護電流回路中選擇的導(dǎo)體(截面)應(yīng)通過電流互感器10的誤差缺陷進行檢查。3)電壓回路中的導(dǎo)線(截面)應(yīng)滿足充電電能表電壓降不大于0.5，保護和測量電壓降不大于3的要求。4)在運行回路中，選擇的導(dǎo)體(截面)應(yīng)滿足最大電壓降(包

14、括回路中的電流線圈阻抗)不大于10額定電源電壓的要求。1.交流接觸器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)按滅弧方式分為空氣式和真空式，按運行方式分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。接觸器的額定電壓參數(shù)為380伏、500伏、660伏等。電流根據(jù)其類型分為交流電和DC電流。電流參數(shù)包括額定工作電流、約定加熱電流、合閘電流和分斷電流、約定輔助觸點加熱電流和接觸器短時耐受電流等。通用接觸器模型參數(shù)給出了商定的加熱電流。例如CJ20-63，主觸頭的額定工作電流分為63A和40A，模型參數(shù)中的63是指約定的加熱電流，與接觸器外殼的絕緣結(jié)構(gòu)有關(guān)，而額定工作電流與所選的負載電流和電壓等級有關(guān)。交流接觸器線圈分為36、127、220、38

15、0伏等。接觸器的極數(shù)分為2、3、4、5極等。根據(jù)常開和常閉有幾對輔助觸點，根據(jù)控制要求選擇。交流接觸器根據(jù)負載類型一般分為一級、二級、三級和四級，分別指定為AC1、AC2、AC3和AC4。一類交流接觸器的相應(yīng)控制對象是非感性或微感性負載，如白熾燈和電阻爐；二級交流接觸器用于啟動和停止繞線異步電動機。三種交流接觸器的典型用途是鼠籠式異步電動機的運行和斷開；四種交流接觸器用于籠型異步電動機的起動、反向制動、反向旋轉(zhuǎn)和點動。中國生產(chǎn)的常用交流接觸器包括CJ10、CJl2、CJX1、CJ20及其衍生產(chǎn)品，西門子公司的3TB、3TF系列和英國廣播公司從德國進口的B系列。二.交流接觸器的選擇原則接觸器是接

16、通和斷開負載電源的設(shè)備。接觸器的選擇應(yīng)滿足受控設(shè)備的要求。除額定工作電壓與受控設(shè)備相同外，受控設(shè)備的負載功率、使用類別、控制方式、工作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸和經(jīng)濟性是選擇的依據(jù)。選擇原則如下：(1)交流接觸器的電壓等級應(yīng)與負載相同，選擇的接觸器類型應(yīng)與負載相適應(yīng)。(2)負載的計算電流應(yīng)符合接觸器的容量等級，即計算電流應(yīng)小于或等于接觸器的額定工作電流。(3)根據(jù)短期動態(tài)和熱穩(wěn)定性檢查。線路的三相短路電流不應(yīng)超過接觸器允許的動態(tài)和熱穩(wěn)定電流。當接觸器用于切斷短路電流時，還應(yīng)檢查接觸器的分斷能力。(4)接觸器吸引線圈的額定電壓和電流以及輔助觸頭的數(shù)量和電流容量應(yīng)滿足控制電路的接線要求?？?/p>

17、慮到連接到接觸器控制電路的線路長度和一般推薦的工作電壓值，接觸器應(yīng)該能夠在額定電壓值85110下工作。如果線路太長，由于電壓降太大，接觸器線圈可能不會反映合閘指令；因為線路電容太大，它可能對跳閘命令沒有影響。(5)根據(jù)操作次數(shù)檢查接觸器的允許操作頻率。如果工作頻率超過規(guī)定值，額定電流應(yīng)加倍。(6)短路保護元件的參數(shù)應(yīng)與接觸器參數(shù)配合選擇。請參考樣品手冊進行選擇，其中一般給出了接觸器的匹配表實踐中，在一個電壓等級下，接觸器的加熱電流與額定工作電流之比為11.38，但斷路器的反時限過載系數(shù)參數(shù)很多，不同類型的斷路器不同，兩者之間的配合很難有一個標準，也不能形成一個配合表，需要實際核算。不同負載下交流接觸器的選擇為了避免接觸粘連和燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器應(yīng)避免負載的最大啟動電流，并考慮啟動時間長短等不利因素。因此，有必要根據(jù)負載的電氣特性和本電力系統(tǒng)的實際情況，分析接觸器的通斷負載，計算和標定不同負載的啟停電流。1.電加熱設(shè)備控制用交流