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第四章第四章 电气二次系统电气二次系统 电气工程电气工程基础基础 内内 容容 电气二次回路基本概念电气二次回路基本概念 1 1 断路器的控制与信号回路断路器的控制与信号回路 2 2 中央信号中央信号 3 3 发电厂变电所的操作电源发电厂变电所的操作电源 4 4 4.1 4.1 电气二次回路基本概念电气二次回路基本概念 电气工程的设备分为一次设备和二次设备电气工程的设备分为一次设备和二次设备 1、一次设备：直接生产、输送和分配电能的设备。、一次设备：直接生产、输送和分配电能的设备。如：发电机、变压器、输电线、断路器、互感器、如：发电机、变压器、输电线、断路器、互感器、电缆、避雷针等。电缆、避雷针等。2 2、二次设备：、二次设备：对一次设备进行测量、监视和操作控对一次设备进行测量、监视和操作控制的设备制的设备。如如：继电器、仪表及自动装置等继电器、仪表及自动装置等。二次设备按一定要求连接在一起构成的电路称为二次设备按一定要求连接在一起构成的电路称为二次接线或二次回路。二次接线或二次回路。描述二次接线的图称为二次回路图。描述二次接线的图称为二次回路图。一、二次回路经常分为以下回路：一、二次回路经常分为以下回路：1、控制回路、控制回路 2、信号回路、信号回路 3、测量与检测回路、测量与检测回路 4、继电保护和自动装置回路、继电保护和自动装置回路 5、为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源回路等。回路等。1 1、控制回路、控制回路 （1 1）作用：对一次设备进行）作用：对一次设备进行“开开”、“合合”控制。控制。（2 2）组成：由控制开关和控制对象组成。）组成：由控制开关和控制对象组成。分为手动和自动控制，近距离和远距离控制，分散分为手动和自动控制，近距离和远距离控制，分散和集中控制，直流和交流控制。和集中控制，直流和交流控制。2 2、信号回路、信号回路 （1 1）作用：各种信号（事故、预告、指挥、位置）作用：各种信号（事故、预告、指挥、位置等）的显示和复归。等）的显示和复归。（2 2）组成：由信号发生、发送和传送机构组成。）组成：由信号发生、发送和传送机构组成。分为手动复归和自动复归，灯光和音响信号。分为手动复归和自动复归，灯光和音响信号。4.1.1 4.1.1 控制方式和回路回路控制方式和回路回路 3 3、调节回路、调节回路 （1 1）作用：根据一次设备的状态进行实时在线调节。）作用：根据一次设备的状态进行实时在线调节。（2 2）组成：由测量、传送、调节和执行机构组成。）组成：由测量、传送、调节和执行机构组成。4 4、监测回路、监测回路 （1 1）作用：测量、指示或记录一次设备的运行参数。）作用：测量、指示或记录一次设备的运行参数。（2 2）组成：测量仪表和辅助电路组成。）组成：测量仪表和辅助电路组成。5 5、继电保护和操作自动化回路、继电保护和操作自动化回路 （1 1）作用：根据一次回路设备的运行状态，断开和）作用：根据一次回路设备的运行状态，断开和合上断路器，消除故障和异常。合上断路器，消除故障和异常。（2 2）组成：由检测、传送和执行及继电保护自动装）组成：由检测、传送和执行及继电保护自动装置组成。置组成。6 6、操作电源回路、操作电源回路 （1 1）作用：提供上述回路所需的电源。）作用：提供上述回路所需的电源。（2 2）组成：直流电源或交流整流电源。）组成：直流电源或交流整流电源。二、控制方式二、控制方式 1 1、就地控制、就地控制 在电气设备安装地进行直接控制，在电气设备安装地进行直接控制，适用于适用于10kv10kv以下的电气设备。以下的电气设备。2 2、距离控制、距离控制 在主控制室对变电所的一次设备进在主控制室对变电所的一次设备进行控制。行控制。3 3、远动控制、远动控制 在远离变电所的调度端对设备技能在远离变电所的调度端对设备技能型遥控。型遥控。供配电系统的二次回路功能示意图供配电系统的二次回路功能示意图 一、二次回路图一、二次回路图 表明二次设备互相连接关系的电路称为二次回路图（或二次接线图）。二、二次回路图的种类二、二次回路图的种类 二次回路图主要有原理接线图、展开接线图和安装原理接线图、展开接线图和安装接线图。接线图。1、二次回路原理图用来表示继电保护、断路器控表示继电保护、断路器控制、信号等回路的工作原理。制、信号等回路的工作原理。2 2、原理展开图将二次回路中的交流回路与直流回交流回路与直流回路分开来画路分开来画。4.1.2 4.1.2 二次回路图和分类二次回路图和分类 3、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位各设备的安装位置及控制电缆和二次回路的连接方式，置及控制电缆和二次回路的连接方式，是现场施工安装、维护必不可少的图纸。4 4、绘制方式、绘制方式 原理图或原理展开图通常是按功能电路如控制回原理图或原理展开图通常是按功能电路如控制回路、保护回路、信号回路来绘制的；路、保护回路、信号回路来绘制的；安装接线图是按设备如开关柜、继电器屏、信号安装接线图是按设备如开关柜、继电器屏、信号屏为对象绘制的。屏为对象绘制的。原理接线图：原理接线图：是用来表示继电保护是用来表示继电保护、测量仪表和自动装测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图置等工作原理的一种二次接线图。特点：特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以给人以明确的整体概念明确的整体概念。4.1.3 4.1.3 原理接线图原理接线图 KA:KA:电流继电器电流继电器 KT:KT:时间继电器时间继电器 KS:KS:信号继电器信号继电器 展开接线图展开接线图（简称展开图简称展开图）：用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。特点：特点：将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。为了避免混淆，将同一个元件及设备的线圈和结点采用相同的文字标号表示。对于较复杂的电路具有表达清晰的优点。4 4.1 1.4 4 展开接线图展开接线图 安装接线图是制造厂加工制造屏安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘屏盘）和现场施工安装和现场施工安装所必不可少的图所必不可少的图，也是运行试验也是运行试验、检修和事故处理等的主检修和事故处理等的主要参考图要参考图。包括屏面布置图包括屏面布置图、屏背面接线屏背面接线图和端子排图三个组成部分图和端子排图三个组成部分，它们相互对应相互补充它们相互对应相互补充。屏面布置图：说明屏上各个元屏面布置图：说明屏上各个元件及设备的排列位置和其相互件及设备的排列位置和其相互间距离尺寸的图间距离尺寸的图，按照一定的按照一定的比例尺绘制比例尺绘制。屏背面接线图：在屏上配线所屏背面接线图：在屏上配线所必需的图必需的图，其中应标明屏上各其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间设备在屏背面的引出端子之间的连接情况的连接情况，以及屏上设备与以及屏上设备与端子排的连接情况端子排的连接情况。4 4.1 1.5 5 安装接线图安装接线图 端子排图：表示屏上需要端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连列次序以及它与屏外设备连接情况的图。接情况的图。举例 机床继电器控制原理图 SB K K 1ST 1ST G G KT 2ST T Z Z Z KT KT 3ST T K：快进继电器 限位开关1ST、2ST、3ST G：工进继电器 常闭 Z：中间继电器 常开 KT：时间继电器 继电器 常开 T：快退继电器 常闭 SB：自动复位按键 SB K K 1ST 1ST G G KT 2ST T Z Z Z KT KT 3ST T 工作过程工作过程：1、SB按下，K接通，K常开触点闭合，机床快进。2、遇到限位开关1ST，常闭触点开启，K断开停止快进；1ST常开触点接通，G接通开始工进。3、遇到限位开关2ST，2ST常开触点接通，中间继电器Z工作，使Z 常开触点闭合，时间继电器KT工作进行计时，当计时时间到，KT常闭触点开启，工进继电器G停止工作。4、同时，与快退继电器T串接的触点KT闭合，T导通，机床快退，遇限位开关3ST后停止。4.2 4.2 断路器的控制与信号回路断路器的控制与信号回路 断路器控制信号回路是控制(操作)高压断路器跳、合闸的回路。由控制部分、中间放大元件与继电器、操作机构组成。操动机构主要有手动操作、电磁操动机构(CD)、弹簧操动机构(CT)、液压操动机构(CY)等。一、断路器控制回路的基本要求如下：一、断路器控制回路的基本要求如下：1能手动和自动合闸与跳闸。2能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护。3断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源。4应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。5应具有反映断路器状态的位置信号和手动或自动合、跳闸的显示信号，断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线。6对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。控制开关：控制开关：完成开关的跳、合闸操作。操作人员转完成开关的跳、合闸操作。操作人员转动控制开关的手柄完成操作的执行。对在工厂变电动控制开关的手柄完成操作的执行。对在工厂变电所中常用的是所中常用的是LW2LW2型系列自动复位控制开关。型系列自动复位控制开关。(1)LW2(1)LW2型控制开关的结构型控制开关的结构 二、断路器控制开关的构成二、断路器控制开关的构成 触点盒有1a、4、6a、20、40 五种类型，每一种触点盒都有2个固定位置和2个复归位置。固定位置是指手柄转到该位置时保持在该位置，复归位置指手柄转到该位置，当运行人员松开手柄时，在弹簧的作用下会复归到原来起始的位置。开关合闸的操作顺序：（1）合闸 预备合闸 合闸 合闸后（2）跳闸 预备跳闸 跳闸 跳闸后 (2)LW2(2)LW2型控制开关触点图表型控制开关触点图表 共有共有“跳闸后跳闸后”、“预备合闸预备合闸”、“合闸合闸”、“合合闸后闸后”、“预备跳闸预备跳闸”、“跳闸跳闸”6 6个位置，其中个位置，其中“跳跳闸后闸后”和和“合闸后合闸后”为固定位置，其它为操作时的过为固定位置，其它为操作时的过渡位置。渡位置。三、断路器控制回路与信号回路及操作三、断路器控制回路与信号回路及操作 见书见书P105 图图4.2.2 1 1、断路器的手动控制、断路器的手动控制 (P105(P105 图图4.2.24.2.2）手动合闸 断路器处于跳闸状态，控制开关SA处于“跳闸后”位置，HG绿灯亮，发平光,表明断路器是断开状态，合闸回路完好又表明控制回路的熔断器FU和FU完好回路。控制开关SA顺时针旋转90，至“预备合闸”位置，触点9-10通，绿灯HG发闪光。SA顺时针旋转45置于“合闸”位置。SA的5-8通，使合闸接触器KM动作，合闸线圈YO通电，断路器合闸。绿灯熄灭，红灯亮。当松开SA后，SA自动回到“合闸后”位置，13-16通，红灯发平光，表明断路器手动合闸，同时表明 跳闸回路完好及控制回路的熔断器FU和FU完好。手动跳闸手动跳闸 控制开关控制开关SASA逆时针旋转逆时针旋转9090置于置于“预备跳闸预备跳闸”位置，位置，1313-1414接通闪光母线，使红灯接通闪光母线，使红灯HRHR发出闪光。发出闪光。SASA继续旋转继续旋转4545而置于而置于“跳闸跳闸”位置位置6 6-7 7通，使跳闸线圈通，使跳闸线圈YRYR接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。当松开当松开SASA后，后，SASA自动回到自动回到“跳闸后跳闸后”位置，位置，1010-1111通，绿通，绿灯发出平光，表明断路器手动跳闸，又表明合闸回路完好灯发出平光，表明断路器手动跳闸，又表明合闸回路