继电保护快速学------继电保护二次回路全讲解

第四篇电气二次回路第O章电气二次回路的基本知识一、二次回路及其作用（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。一、二次回路及其作用（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。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。三、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P4图1－110kV线路过流保护原理图，缺点？）三、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P5图1－210kV线路过流保护展开图）三、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线路保护屏端子排图）四、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35kV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。五、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1－7五、二次回路的编号原则（1）二次回路常采用回路编号法、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。五、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。五、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ABCNLX角注标号abcnlx五、二次回路的编号原则（4）数字编号的分配（具体见规程P82)回路类别标号范围备注控制与保护1～399信号700～799电流400～599母差300～399前加文字电压600～799前面加文字遥信800～899五、二次回路的编号原则（5）回路编号应用遵循一定的规则，主要为：1）对不同用途的直流回路，使用不同的数字范围，如控制与保护回路用1～399（400～599），励磁回路用600～699。2）保护与控制回路使用的数字按熔断器（或小开关）分组，每一百为一组，如101～199，301～399等，其中正极性回路编为单数，由小至大，负极性回路编为双数，由大至小。五、二次回路的编号原则（6）3）信号回路的数字编号，按事故、位置、预告、指挥信号进行分组，按数字大小进行排列。4）开关设备、控制回路的数字编号组，应按开关设备的数字序号选取。如1KK所在的回路选101～199，3KK所在的回路选301～399。5）对接点、开关、按钮等两侧，虽然闭合时为等电位，应不同编号，但只改变编号大小而不改变单、双数（极性）。经过回路中主要降压元件（如线圈、电阻等）后改变其单、双数（极性）。五、二次回路的编号原则（6）某些回路形成了特定编号，不能随意挪作它用。如：正负电源的101、102，红绿灯回路的135、105等。六、二次回路导线的选择（1）按机械强度要求选择：（电缆与绝缘导线）1）连接强电：截面不小于1.5mm2。2）连接弱电：截面不小于0.5mm2。六、二次回路导线的选择（2）按电气性能要求选择：1）保护和测量的电流回路截面不小于2.5mm2。2）在保护的电流回路所选导线（截面）要经电流互感器10％误差缺陷校核。3）在电压回路的导线（截面）要满足计费电能表不大于0.5％压降，保护与测量不大于3％压降。4）在操作回路中，所选导线（截面）应满足最大压降（含回路中电流线圈阻抗）不大于10％额定电源电压。七、电缆截面的计算（1）电流回路所选电缆要满足互感器10％误差曲线要求。导线面积计算公式S=K1L/γ(Z1-K2Z2-Z3)其中：γ－－电导系数，铜取57m/Ωmm2Z1－－按10％误差曲线查出的允许阻抗Z2－－继电器阻抗，ΩZ3－－接触电阻，一般取0.05～0.1ΩL－－电缆长度，mK1－－连接导线的阻抗换算系数K2－－继电器的阻抗换算系数七、电缆截面的计算（2）电压回路所选电缆要满足允许压降要求。导线面积计算公式S=KPL/γULΔU其中：γ－－电导系数，铜取57m/Ωmm2L－－电缆长度，mK－－连接导线的阻抗换算系数ΔU－－允许电缆压降，VP－－电压互感器每一相负载，VAUL－－电压互感器二次线电压，V3七、电缆截面的计算（3）控制及信号回路所选电缆要满足总压降不大于10％额定电源电压的要求。导线允许长度L=ΔU（％）UNSγ/2×100×Imax其中：ΔU（％）－－控制回路正常工作时允许压降，取10UN－－直流额定电压，VImax－－流过回路的最大电流，AS－－电缆截面，mm2γ－－电导系数，铜取57m/Ωmm2第四篇电气二次回路第十三章电流互感器的二次回路一、概述（1）电流互感器的作用：电力系统的一次电压很高，电流很大，且运行的额定参数千差万别，用以对一次系统进行测量、控制的仪器仪表及保护装置无法直接接入一次系统，一次系统的大电流需要使用电流互感器进行隔离，使二次的继电保护、自动装置和测量仪表能够安全准确地获取电气一次回路电流信息。一、概述（2）电流互感器特点：是一个特殊型式变换器，它的二次电流正比于一次电流。因其二次回路的负载阻抗很小，一般仅几个欧姆，故二次工作电压也很低，当二次回路阻抗大时二次工作电压U=IZ也变大，当二次回路开路时，U将上升到危险的幅值，它不但影响电流传变的准确度，而且可能损坏二次回路的绝缘，烧毁电流互感器铁芯。所以电压互感器的二次回路不能开路。一、概述（3）正确使用电流互感器的意义：正确地选择和配置电流互感器型号、参数，将继电保护、自动装置和测量仪表等接入合适地次级，严格按技术规程与保护原理连接电流互感器二次回路，对继电保护等设备的正常运行，确保电网安全意义重大。二、电流互感器的基本参数(1)一次参数电流互感器的一次参数主要有一次额定电压与一次额定电流。一次额定电压的选择主要是满足相应电网电压的要求，其绝缘水平能够承受电网电压长期运行，并承受可能出现的雷电过电压、操作过电压及异常运行方式下的电压，如小接地电流方式下的单相接地（电压上升倍）。3二、电流互感器的基本参数(2)一次额定额定电流的考虑较为复杂，一般应满足以下要求：1)应大于所在回路可能出现的最大负荷电流，并考虑适当的负荷增长，当最大负荷无法确定时，可以取与断路器、隔离开关等设备的额定电流一致。2)应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。一般情况下，电流互感器的一次额定电流越大，所能承受的短时热稳定和动稳定电流值也越大。二、电流互感器的基本参数(3)3)由于电流互感器的二次额定电流一般为标准的5A与1A，电流互感器的变比基本有一次电流额定电流的大小决定，所以在选择一次电流额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围，继电保护用次级又要满足10％误差要求。4)考虑到母差保护等使用电流互感器的需要，由同一母线引出的各回路，电流互感器的变比尽量一致。二、电流互感器的基本参数(4)5)选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准GBl208-1997推荐的一次电流标准值相一致。二、电流互感器的基本参数(5)二次额定电流在GB1208—1997中，规定标准的电流互感器二次电流为1A和5A。变电所电流互感器的二次额定电流采用5A还是1A，主要决定于经济技术比较。在相同一次额定电流、相同额定输出容量的情况下，电流互感器二次电流采用5A时，其体积小，价格便宜，但电缆及接入同样阻抗的二次设备时，二次负载将是1A额定电流时的25倍。所以一般在220kV及以下电压等级变电所中，220kV回路数不多，而10～110kV回路数较多，电缆长度较短时，电流互感器二次额定电流采用5A的。在330kV及以上电压等级变电所，220kV及以上回路数较多，电流回路电缆较长时，电流互感器二次额定电流采用1A的。二、电流互感器的基本参数(6)为了既满足测量、计量在正常使用的精度及读数，又能满足故障大电流下继电保护装置的精工电流及电流互感器10％误差曲线要求，二个回路常采用不同次级、不同变比。也可