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风电场电气二次系统陕北发电项目筹建处二o一二年三月编写：闫锋六、110KV升压站二次部分目录一、电气二次常用设备介绍二、电气图纸标示方式三、电气设备二次回路四、常用设备二次回路接线方式五、风力发电机二次部分对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备，称为二次设备，如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。概述由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。二次设备与二次回路电气设备电力系统一次设备二次设备发电机变压器开关设备母线等互感器测量仪表控制器件继电保护自动装置等一次回路二次回路生产,输送,分配,消耗电能的设备对一次设备进行监测,控制,调节和保护的电气设备二次回路是发电厂、变电站重要的组成部分，是电力系统安全可靠经济运行的重要保证继电器：继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框上继电器的文字符号“J”。有关继电器的注意点，电压继电器不可串联，电流继电器不可并联。一、电气二次常用设备介绍电气二次系统常用设备继电器表示符号在专业研究和工程实践中，往往采用类似于电气主接线（一次系统）的处理方式，以简化的符号来表示继电器和二次电路。395786421继电器内部示意+220V-220V+220V-220V-220V+220V+220V-220VHDLDHAKCSB电路1电路2电路4电路3图中的继电器有8个接线端子，其线圈通过7-8端子与外部电路连接、1-2端子间为常开触点、4-6端子间接有延时闭合的常闭触点、5-9端子间为常闭触点、5-3端子间为常开触点，而端子5是端子3和9的公共端子。电气二次系统常用设备在电气二次系统中常见的继电器有：电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、功率方向继电器、差动继电器、冲击继电器、信号继电器，等等。这些继电器的主要区别在于其控制电路的不同。§1.电流继电器电流继电器反映一次回路中的电流越限，常用于二次系统的保护回路，例如用于电机、变压器和输电线路等设备的过负荷及短路保护。它的继电器线圈接入CT的二次侧交流电流回路，触点则引出至直流控制回路，用以启动时间继电器的动作或直接触发断路器分闸。21436587启动时间继电器或直接接于控制回路触发断路器QF跳闸ICIC＇QFXX线继电器端子接线图继电器接线端子2和8之间的两个线圈串联，2和8端子和继电器外部的CT交流电路相连，用于判别某线路中C相电流是否超过继电器的整定值。当电流越限时，继电器接线端子1和3之间的常开触点闭合，触发保护回路中的时间继电器动作，或直接用于控制回路中的断路器跳闸。§2.功率继电器：功率继电器判别某支路上流过的功率的方向，动作限值是一个角度区间。当电流和电压的相角差处于某一设定的区间内时，继电器动作。ABCN至其它保护装置至其它保护装置214365继电器端子接线图I*U*IaIa＇QFPTCT常用的采用90°接线的功率继电器如图所示，其接线端子5和6之间的电压线圈接BC相电压，而接线端子2和4之间的电流线圈接入A相电流。当电压和电流的相角差落于整定区间内时，继电器接线端子1和3之间的常开触点§3.差动继电器：图中继电器的节点端子2、5、3及1采用星型接法，分别与变压器高、中、低三侧的C相CT相接，在继电器内部经过变流器汇流形成差流；差流再变换到二次绕组上，接于二次绕组的电流继电器感应差流的大小，决定是否动作；当差流越限（时，继电器接线端子10和12之间的常开触点闭合。差动继电器基本原理是基尔霍夫定律，通过检测流入某一元件（线路、变压器、母线等）的电流与流出的电流的差值判定是否动作。§4.时间继电器常由其它继电器或控制元件启动，用以判别某一状态的持续时间，使被控设备或电路按照预定的时间动作。436521送去断路器操作机构87KM+KM-继电器端子接线图KA图为由电流继电器和时间继电器组成的带时限过电流逻辑电路当电流继电器KA触点闭合后，时间继电器的线圈带电，但接线端子4和6之间的延时闭合常开触点并不闭合，只有当KA触点持续闭合，时间继电器线圈持续带电超过时间继电器整定的时间后，4和6之间的延时闭合常开触点才闭合，给断路器操作机构发出跳闸命令。§5.中间继电器中间继电器常用于二次系统中增加某一控制电路触点数量和容量43652187BM+BM-继电器端子接线图KAKM1+KM2+KM3+断路器1操作机构断路器2操作机构断路器3操作机构KM1-KM2-KM3-当电流继电器KA触点闭合后，中间继电器的线圈带电，其三个常开触点闭合，闭合的触点用于触发多个断路器操作机构的跳闸。通过本例可以看出，使用中间继电器可以方便地实现将某一控制命令下发到多个控制回路中。§6.接触器SB1SB2LDRHDYTKMQFQFRFU1FU2FU3FU4KMKMYC+-控制小母线熔断器电动合闸回路绿灯指示回路电动跳闸回路红灯指示回路合闸回路+-QF1234SB1和断路器QF常闭辅助触点（1、2之间）、合闸接触器KM的线圈形成合闸回路；SB2和断路器QF常开辅助触点（3、4之间）、跳闸线圈YT形成跳闸回路。§7.控制开关除了一些简单控制回路以外，常用控制开关来实现电路的复杂逻辑控制。所示为LW15型控制开关，其正面有用于人工控制的手柄，手柄有三个位置，中间位置可以顺时针和逆时针旋转45°。其后部为接线端子，用来连接电路，最终实现对于电路的控制。手柄接线端子手柄位置触点45°0°45°12×34××56××78×910ק8.小母线在二次系统中，除了直流电源小母线用于给不同的设备分配电能，交流电压小母线和辅助小母线主要用于集中和分配信号。直流电源小母线用于实现直流屏柜向不同的保护装置、测控装置等设备供电。交流电压小母线用于PT二次侧电压信号向不同保护测量装置的分配。在发电厂及变电站中，根据控制、信号、继电保护、自动装置等的需要，可设置辅助小母线，这些小母线分别布置在控制室的屏上和配电装置内。§9.自动开关、接线端子、电缆和绝缘导线等继电器、接触器、控制开关、指示灯、各类保护和自动装置等基本元件，需要连接成可以实现二次系统测量、控制、监视和保护功能的电路。这些设备的连接需要依靠导体和接线端子来实现。常用的导体为绝缘导线和电缆，绝缘导线主要用于屏内或装置内配线，而电缆用于连接距离较远的设备。屏柜或装置内部的连线一般以绝缘导线来实现。屏柜之间、室内外之间的二次设备的连接则需要采用控制电缆来实现。接线端子是二次系统中用于连接屏柜内部和外部的连接元件作用：可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器（自动开关）结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。控制按钮常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB§10.成套保护装置和测控装置成套式的保护装置，即将保护元件、控制元件等集中于单一装置中，装设于保护、测控屏柜中提供给用户使用。用户只需要使用电缆将保护、测控屏柜和其他屏柜及断路器等设备连接起来就完成了二次回路的构建。图为我国普遍采用的成套保护和测控装置，实现保护、测控功能的具体元件集成在单一的装置之中，不需要运行人员关注如何连接。电气图是一种简图，是由图形符号、带注释的围框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图。（一）图形符号图形符号的选用表示电气图中电气设备、装置、元器件的一种图形和符号应优先选用优选形；当图形符号有多种形式时，在满足表达需要的情况下，尽量采用最简单的形式同一套图中，只能选定一种图形形式进行表达。二、.电气二次回路接线图标识方式§1.相对编号法的安装接线图实际工程应用中要采用安装接线图来实现电路的连接，安装接线图的完成要依赖于相对编号法则来实现。图为一个保护测控屏柜的屏柜布置图，描述的是保护测控屏柜上装置的实际布设，并赋予每个元件以唯一的编号。每个元件的接线端子也进行编号，从而实现了连接部分的编号唯一。二次系统连接示意图主控制室至隔离开关至隔离开关CT断路器电缆沟13241、继电保护屏柜2、室外端子箱3、断路器机构箱4、CT二次接线盒§2.回路号编号法的安装接线图屏柜和外部设备的连接则往往采用回路号标注的方式。图分别为继电保护接线端子与端子箱的接线。可以看出，继电保护、端子箱、断路器机构箱和CT接线盒等设备之间由电缆连接，用于传输信号的电缆芯被以唯一的回路号所标注，使得我们可以很清楚这一电缆及其芯线所在二次回路及其功能。看电气二次图的基本方法首先我们必须弄清本图上各个装置的动作原理及图上各符号所代表的设备。A、先看一次，后看二次。一次：断路器、隔离开关、电流、电压互感器、变压器等。了解这些设备的功能及常用的保护方式，如变压器一般需要装过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等，掌握各种保护的基本原理；再查找一、二次设备的转换、传递元件，一次变化对二次变化的影响等。先一次，后二次；先直流，后交流；交流看电源、直流找线圈；线圈对应查触头，触头连成一条线；上下左右顺序看，屏外设备接着连。B、看完交流，看直流。指先看二次接线图的交流回路，以及电气量变化的特点，再由交流量的因查找出直流回路的果。一般交流回路较简单。D、线圈对应查触头，触头连成一条线。指找出继电器的线圈后，再找出与其相应的触头所在的回路，一般由触头再连成另一回路；此回路中又可能串接有其它的继电器线圈，由其它继电器的线圈又引起它的触头接通另一回路，直至完成二次回路预先设置的逻辑功能。C、交流看电源、直流找线圈。指交流回路一般从电源入手，包含交流电流、交流电压回路两部分；先找出由哪个电流互感器或哪一组电压互感器供电（电流源、电压源），变换的电流、电压量所起的作用，它们与直流回路的关系、相应的电气量由哪些继电器反映出来。E、上下左右顺序看，屏外设备接着连。主要针对展开图、端子排图及屏后设备安装图。原则上由上向下、由左向右看，同时结合屏外的设备一起看。§3.原理接线图在二次系统的应用中常采用原理接线图来描述某一设备的继电保护动作原理。CAKA1KA2KA1KA2XBKSKSQFQFYT至信号++-KA1、KA2交流电流继电器KS信号继电器QF断路器YT断路器跳闸线圈XB连接片（压板）上图为10kV及35kV线路中常用的采用两相CT作为相间保护的电流速断保护原理图。原理接线图只描述继电保护回路搭建的基本原理§4.展开接线图展开图对于二次回路的描述是按照回路表示的，由于不同的回路实现不同的功能，因此它其实是以功能来描述二次回路的。KA2KA1TAaTAcA411C411N411KA1KA2KSXBQFYTKS至信号+-交流回路速断保护直流回路电源跳闸回路信号整个回路的布置采用从上往下、从左往右的方式来描述逻辑功能的实现。为了便于理解，图形描述的右侧一般需要加入对回路的文字描述。相间电流速断保护的展开接线图三、电气二次回路电气二次部分的测量、监视、控制和保护功能的实现，需要由各类继电器、控制开关、指示灯等元件搭建相应的电路，这些功能不同的电路统称为二次回路。根据所实现的功能，二次回路可以分为：保护回路，控制回路，测量和监视回路，信号回路，为其提供电源的直流电源系统。二次回路的功能控制回路信号回路测量回路继电保护和自动装置回路操作电源系统通过控制开关设备的“合”、“跳”实现电气设备的投入和退出反映一次设备的工作状态指示和记录一次设备的运行参数在一次系统发生异常或故障时，继电保护发出信号或切除故障设备，异常或故障消失后，自动装置投入设备，系统恢复运行给二次回路提供工作电源§1.继电保护回路继电保护回路用于实现对一次设备和电力系统的保护功能，它引入CT和PT采集的电流和电压并