发电厂及变电站电气设备二次回路.ppt

电气二次回路,1,主讲教师：王攀,发电厂及变电站 电气设备二次回路,电气二次回路,2,第1章 电力系统常规二次回路,电气二次回路,3,教学目的：掌握二次接线图中的原理接线图、展开接线 图、安装接线图的原理、特点、作用及绘制 复习旧课：一次设备、主接线； 二次设备、二次回路。 重 点：二次接线图中的原理接线图、展开接线图、 安装接线图的原理、特点及作用。 难 点：二次接线图中的原理接线图、展开接线图、 安装接线图的原理、特点、作用及绘制。,第1章 电力系统常规二次回路,电气二次回路,4,1.1 二次回路基本概念,1.1.1 二次设备： 对一次设备及水力机械设备工作进行监测和控制保护的辅助设备，以保证电站安全、经济的运行。 如： 测量仪表、录波装置； 控制开关、同期装置、自动励磁装置； 信号装置、继电保护、绝缘监察装置； 控制电源、小母线连接线,电气二次回路,5,1.1.2 二次回路: 二次设备经导线或控制电缆以一定的方式相互连接所构成的电路。 1.1.3 种类： 原理接线图 展开接线图 安装接线图,1.1 二次回路基本概念,电气二次回路,6,1.2 原理接线图,1.2.1 定义：图1-1 原理接线图是用来表示二次接线各元件（仪表、继电器、信号装置、自动装置及控制开关等设备）的电气联系及工作原理的电气回路图。 1.2.2 特点： 所有回路元件以整体形式绘在一张图上，体现工作原理。,演示,电气二次回路,7,1.2 原理接线图,1.2.2 特点：图1-1 1、二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气元件以整体的形式表示（线圈与触点画在一起），能表明各二次设备的构成、数量及电气连接情况，图形直观形象，便于设计构思和记忆。 2、接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。 3、接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联系综合的表达在一起。,电气二次回路,8,1.2 原理接线图,1.2.3 画图时：图1-1 1、不用画出内部接线、引出线端子的编号；回路的编号 2、直流仅标明电源的极埋，不用标出从哪一熔断器引出 3、信号部分在图中仅标出“信号”。 1.2.4 缺点： 不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方法等，不便于现场查找、调试。因此不能作为施工图纸。,电气二次回路,9,图11 10kV线路过电流保护原理接线图,演示,电气二次回路,10,1.3 展开接线图,1.3.1 定义： 展开接线图是将二次设备按其线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试和检修的重要技术图纸，也是绘制安装接线图的主要依据。 1.3.2 特点：（以回路为基础绘制）图 将二次交流电流回路，交流电压回路，直流控制回路、信号回路分开绘制。,电气二次回路,11,1.3 展开接线图,1.3.2 特点：图 1、按不同电源回路划分成多个独立回路。例如：交流回路，又分电流回路和电压回路，都是按A、B、C、N相序分行排列的；直流回路，又分控制回路、合闸回路、测量回路、保护回路和信号回路等；在这些回路中，各继电器（装置）的动作顺序是自上而下、自左至右排列的。 2、在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。 3、各导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便于分类查线、施工和维修。 4、同一设备的部件在展开图中同字母符号（文字）。,电气二次回路,12,1.3 展开接线图,1.3.3 绘制步骤：图1-2 1、绘制解释性原理图 2、绘制交流电流回路 3、绘制交流电压回路 4、绘制直流回路（按保护动作顺序自上而下，从左到右） 5、绘制信号回路 在图幅右边配上相应的文字说明 6、其他：列设备表 回路编号,电气二次回路,13,图1-2,电气二次回路,14,电气二次回路,15,1.3 展开接线图,1.3.4 读图方法：图1-2 先交流后直流，由上而下，从左到右。 要领： 先交流，后直流， 交流看电源，直流找线圈， 抓住触点不放松，一个一个全查清， 先上后下，先左后右，屏外设备一个也不漏。 图的组成和作用：图 分析动作过程,电气二次回路,16,1.3 展开接线图,1.3.5 二次回路编号：图1-2 1、目的：便于施工、检修及运行后的维护。 2、定义：指二次设备之间直接连接的导线的编号。 3、特点：可以根据编号表示回路的作用； 可以根据编号表示回路的性质； 可以根据编号进行正确的连线。 4、回路编号的原则：采用数字和文字结合的方式，按照“等电位原则”进行编号。 所谓等电位原则，就是在电气回路中，连接于一个点上的所有连线均给以相同的回路编号。,电气二次回路,17,1.3 展开接线图,直流回路从正电源出发以奇数编号，负极按偶数编号； 交流回路由电源起依次编号，并加相序； 重要回路固定编号： （1）合闸回路：3、103、203、303 （2）跳闸回路：33、133、233、333 （3）合闸红灯回路：35、135、235、335 （4）跳闸绿灯回路：5、105、205、305 同电位点（直接用导线连接一起的点），采用相同编号。,电气二次回路,18,1.3.5 二次回路编号,5、回路编号的方法：表1-1 （1）交流电流回路：由数字和表示相别的字母组成，使用时，按规定的编号范围依次编写即可，不分单双号。每组电流互感器分配10个号，分配方法是：电流互感器1TA用A411A419、B411B419、C411C419、N411N419、L411L419；6TA用A461A469、B461B469 、C461C469 。 （2）交流电压回路：由数字和表示相别的字母组成，使用时，按规定的编号范围依次编写即可，不分单双号。每组电压互感器分配10个号，具体分配方法是：电压互感器1TV 用A611A619、B611B619、C611C619、N611N619、L611L619；对3TV用A631A639、B631B639 、C631C639 。,电气二次回路,19,交流回路数字标号组：表1-1,电气二次回路,20,1.3.5 二次回路编号,5、回路编号的方法：表1-2 （3）直流控制回路 ：按安装单位进行的，一个安装单位给定编号范围。 一个安装单位分配约1000个号；正电源侧编单号、负电源侧编双号 每一台断路器的控制回路分配99个号。当一个安装单位有4台断路器时。它们的回路编号范围分别为l0l199、201299、301399、401499。对于某些重要回路还规定了专用回路编号。比如，对断路器1QF而言，正电源回路用101；负电源回路用102；合闸回路用103；合闸监视回路用105；跳闸回路用133；跳闸监视回路用135等。 继电保护回路分配99个号，为了和控制回路区分开，用01099范围编号。,电气二次回路,21,直流回路数字标号组：表1-2,电气二次回路,22,1.4 安装接线图,1.4.1 定义： 安装接线图是控制、保护等屏（台）制造厂生产加工和现场安装施工用的图纸，也是运行试验、检修等的主要参考图纸，是根据展开接线图绘制的。 1.4.2 类型： 屏面布置图 端子排图 屏背面接线图,电气二次回路,23,1.4.3 屏面布置图（比例图）,1、定义： 指从屏的正面看将各安装设备和仪表的实际安装位置按比例画出的正视图，它是屏背面接线图的依据。 2、屏的型式： 控制屏台：（2360550800）；PTK-1 直立屏： （2360550800或600）；PK-1 直流屏：（2360550800或600）；BZ 同期小屏：600200400；PT 边屏： （236055060或100）,24,1.4.3 屏面布置图（比例图）,3、屏面设计总要求： 屏的尺寸框图（尺寸/比例）； 仪表、设备布置框图（尺寸/比例）； 标号与屏后设计相对应； 设备表： 监视和操作调节方便、安全； 安装容易，运行安全，检修调试方便； 外观整齐美观、清晰； 适当紧凑，用屏较少。,电气二次回路,25,测量仪表的布置应尽量与模拟母线相对应，相序一般按纵向排列。 当指示仪表集中布置在模拟母线的上方时，其中心线对地面距离一般不小于1500mm。 当采用槽型仪表时，可布置在模拟接线上。 屏面上的模拟母线要与主接线一致，并与一次设备的实际安装位置对应。同一电压级的模拟母线应布罗在同一高度上。 控制室内各控制屏上光字牌的安装高度应一致，一般要求下面取齐。光字牌的布置要尽量考虑瞬时、延时信号的分类以及与模拟母线的对应性。 操作设备要与模拟母线相对应。各安装单位相同用途的操作设备应布置在相对应的位置，其操作方向全厂（站）必须一致。 采用灯光监察控制回路时，红、绿灯应布置在控制开关上部，红灯在右，绿灯在左。,4、控制屏屏面布置的具体要求：图1-3,电气二次回路,26,操作设备的中心线一般对地面距离为8001500mm，最低不低于600mm（发电机的调压手轮例外）。 辅助切换开关要布置在同一高度，通常布置在光字牌下面，模拟母线上面。 屏面各设备之间的距离应满足设备接线及安装的要求。据此要求，在800mm宽的标准控制屏面上，每行最多可安装控制开关5只；可安装方形仪表4只。 在同一面屏上有两个及其以上安装单位的设备时，应按纵向划分清楚。不同安装单位设备之间应有明显的界线；不同安装单位的仪表、控制开关、按钮、继电器等不允许混杂。 设计屏面布置时，还要考虑屏后端子排的数量。对B1系列端子屏的一侧最多不应超过135个，两侧总和不应超过200个；对D1系列端子每侧最多布置200个。当需要端子超过上述要求时，就需将一部分二次设备移至相邻的屏上。屏边应留出50mm，以供走线使用。 当在技术或经济上有显著优点时，可将少数继电器（主要是控制回路用的辅助继电器）布置在控制屏的后面或屏前。,4、控制屏屏面布置的具体要求：图1-3,电气二次回路,27,5、保护屏屏面布置的具体要求：图1-3,对继电器屏的屏面布置要求，与控制屏基本相同，除了要考虑观察、试验与检修的方便以外，还要布置美观、紧凑充分利用屏面的面积。 相同安装单位的屏面布置要尽量一致；同一屏内有两个安装单位时要尽量按对称布置。同一屏上有两个或两个以上安装单位的设备时，一般要按纵向划分开。 各屏上继电器的安装高度应保持一致，横向与纵向排列均以继电器的中心线为准调整、检查工作较少的继电器布置在屏的上部；工作多的布置在中部。信号继电器、连接片、试验部件布置在屏的下部。中间变压器、附加电阻等不需经常观察、调整的二次设备安装在屏后。 屏面各设备之间的距离应满足安装和接线的要求。 试验部件与连接片的中心线对地距离不应小于400mm。在屏面下部距地面250mm处应有直径50mm的圆孔，供实验时穿线使用。 在屏正面布置继电器时，要考虑到屏后安装端子的数量。 屏的上方应标明安装单位名称。,28,发电机控制屏屏面布置图 控制屏屏面布置的设备自上而下为：测量仪表、光字牌、辅助切换开关、模拟母线、控制和调整开关等。,发电机保护屏屏面布置图,图1-3,电气二次回路,29,电气二次回路,30,电气二次回路,31,电气二次回路,32,1.4.4 端子排图,、定义：指从屏背后看，表明屏内设备连接和屏内设备与屏外设备连接关系的图。端子排图需表明端子类型、数量以及排列顺序。 2、作用：凡是屏内设备与屏外设备或不同单元设备之间的连接，必须用端子排。 3、端子：二次回路中，不同屏的各设备之间应通过控制电缆及端子来连接（端子相当于接线柱）。 端子排：许多端子垂直组合在一起（集中布置的端子）,电气二次回路,33,电气二次回路,34,1.4.4 端子排图,4、接线端子的种类与用途 （1）普通端子（B11型）：用以连接屏内设备与屏外设备， 也可与连接端子相连。图1-4 （2）连接端子（B14型：用以进行相邻端子间的连接， 以达到电路分支的作用。图1-5,电气二次回路,35,1.4.4 端子排图,4、接线端子的种类与用途 （3）试验端子（B12型）：试验端子用于需要带电测量 电流的电流互感器二次回路 及有特殊测量要求的某些回 路。利用此端子可在不使电 路开路的情况下接入或拆除 仪表。,图16试验端子,电气二次回路,36,图17特殊端子,接线端子允许电流一般为10A,1.4.4 端子排图,4、接线端子的种类与用途 （4）连接试验端子（B13型）：具有连接与试验双重作用的端子，一般与B12配合使用。 （5）终端端子（B15型）：安装在端子排的两端及不同安装单位的端子排之间，用以固定端子排。 （6）标准端子（B16型）：供直接连接屏内外导线用。 （7）特殊端子（B17型）：需要经常开断的电路中使用。,电气二次回路,37,图 1-8 端子排表示方法示意图,电气二次回路,38,1.4.4 端子排图,5、应经端子排连接的回路： （1）屏内设备与屏外设备的连接； （2）屏内各安装单位之间的连接； （3）屏内设备与直接接于小母线上的设备（熔断器，电阻等）之间的连接； （4）各安装单位主要保护的正电源； （5）各安装单位主要保护的负电源，应在屏内设备之间接成环形后接至端子排； （6）为节省电缆，通过本屏转接的回路（也称过渡回路）应通过端子排。 （7）电流回路和其他需要试验的回路须接至试验端子。,电气二次回路,39,1.4.4 端子排图,6、端子排设计顺序（由上而下） (1)交流电流回路:按每组电流互感器分组，同一保护方式的电流回路一般排在一起。由上至下的顺序是：按字母A、B、C、N排列，按数字由小到大排列。如A411，B411，C411，N411；A412，B412。 (2)交流电压回路:按每组电压互感器分组。同一保护方式的电压回路一般排在一起。字母和数字由上到下的排列和电流回路的表示方式一样。如A611，B600，C611；A613，C613。 (3)信号回路:按预告、位置、事故信号分组。先是信号正电源701，再其他数字，最后负电源 702。如排列次序 701、901、903、 951、953730、732 94、194、294702。 (4)控制回路:先按各组熔断器分组。每组里先排正极回路（单号），数字由小到大，再排负极回路，数字由大至小，结尾是负电源，如101，103，133142、140102；201、203202；。 (5)其他回路:有远动装置，励磁保护，自动调整励磁装置等。每一回路按极性、编号和相序排列。 (6)转接回路:先排本安装单位的转接端子，再接别的安装单位的转接端子。,电气二次回路,40,1.4.4 端子排图,7、端子排设计时应注意以下几点： (1)每个安装单位的端子排上部应该是熔断器（一般为R1型），它和端子排之间应用终端端子隔开。端子排首尾也要用终端端子固定。 (2)电流回路，电压回路之间，正、负电源之间可用空余端子隔开，这样既可避免端子间的短路事故，又可作为备用端子。 (3)每个安装单位的端子排末尾应留25个端子作为备用。 (4)端子排的每一端一般只接一根导线，特殊情况下，可接两根导线。导线截面不大于6mm2。如导线较多，应增加连接端子扩接。,电气二次回路,41,图1-9端子排设计举例,42,电气二次回路,43,1.4.5 屏背面接线图,（屏内元件连接图背视图） 1、定义：是指从屏的背面看的、表明屏内设备在屏背面的引出端子之间的连接情况以及端子与端子排之间连接关系的图。 屏背面接线图是以屏面布置图为基础，以展开接线图、端子排图为依据绘制的接线图。是制造厂生产屏过程中配线的依据，也是施工和运行的重要参考图纸。 屏背面接线图和屏面布置图从两个相反方向来表示设备的排列，故屏背面接线图中设备的位置排列应与屏面图中设备排列相反。端子排图则画在屏背面接线图的两侧。,电气二次回路,44,1KA,1,1.4.5 屏背面接线图,2、设备标号 ：二次回路的屏、盘在屏背面安装接线时，为了区别各种设备，要对它们注上标志符号，标示符号一般画圆圈，中间一条水平线，如图110所示。上半圆中的罗马字表示安装单位编号，罗马字右下角的数字表示该安装单位中的设备顺序，下半圆的符号为设备的文字符号。,电气二次回路,45,图110 屏背面接线图中设备标志法,电气二次回路,46,1.4.5 屏背面接线图,3、画屏背面接线图：应根据屏面布置图，将各设备的背视图和它们之间的间隔及相对位置尽量符合实际地画出来，如图111所示。设备内部接线复杂的还要画出设备的简单内部接线，如图112所示。,电气二次回路,47,图111 屏背面接线图的布置,电气二次回路,49,1.4.5 屏背面接线图,4、连接线编号 ：给屏内设备之间和屏内设备到端子排间的连线进行编号，由于连线很多，不能按常规的用线条连接的办法表示。 相对编号法：就是甲、乙两个端子用导线连接起来，在甲端子旁标着乙端子的号，乙端子旁标着甲端子的号。 注意：一个端子旁边最多写2个编号。图1-13 回路编号法 ：在甲、乙端子旁标导线回路号。图1-14 一些简单的设备连线，同一设备上端子间的连线，不经端子排直接接到小母线的设备的连线，可以直接用标出、画出的方法来表示，免去不必要的麻烦，如图115所示。,50,图113 相对编号法的应用 （a）展开图；（b）安装图,51,图114 回路编号法的应用 （a）展开图；（b）安装图,电气二次回路,52,图115 不经过端子排直接接至小母线的设备标志法,电气二次回路,53,断路器控制回路部分的屏背面接线图 ：图1-16,（a）展开接线图,电气二次回路,54,（b）屏背面接线图实例（相对编号法）,55,（C）屏背面接线图实例（回路编号法）,电气二次回路,56,安装接线图是最具体、最详细的施工图，是照图施工（接线）的工程图。 小结新课： 二次接线图中的原理接线图、展开接线图、安装接线图的原理、特点及作用。 布置作业：,1.4 安装接线图,电气二次回路,57,第1章 作业,1-1 什么叫二次设备和二次回路？ 1-2 二次回路包括哪些内容？ 1-3 二次接线图常见的形式有哪几种？各有什么特点？ 1-4 何为常开（动合）触点、常闭（动断）触点？ 1-5 熟悉二次回路中熔断器、控制和信号设备及控制电缆的选择原则及方法。 1-6 理解二次回路编号中等电位原则的含义。,电气二次回路,58,第1章 作业,1-7 掌握直流回路和交流回路的编号方法。 1-8 熟悉各种屏（台）的用途，并掌握屏面布置图设计的原则和方法。 1-9 熟悉各种端子的用途，掌握端子排的设计原则和方法，并能熟练阅读端子排图。 1-10了解屏面接线图设计的原则和方法，并能较熟练阅读屏背面接线图。 1-11已知某10KV线路电流保护的交流电源回路及相应继电器背视图。试分别用“回路编号法”和“相对编号法”作出安装接线图。,电气二次回路,59,电气二次回路,60,第2章 互感器,电气二次回路,61,第2章 互感器,教学目的：掌握互感器的配置原则 复习旧课：互感器的工作原理、作用、分类、误差及接线方式 重 点：电流、电压互感器的配置 难 点：电流、电压互感器的配置,电气二次回路,62,第2章 互感器,互感器的作用： 广泛应用于电压等级的交流电路中，是一、二次设备之间的重要联络元件，其作用： （1）变压或变流，正确反应一次系统的运行状态； （2）隔离高压，保证工作人员安全； （3）使二次元件标准化、小型化，方便遥测； （4）安装方便，便于实现集中管理和远方监控测量。,电气二次回路,63,2.1.1 电流互感器工作特点： 1、一次绕组：匝数少，串联在主电路中；故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关； 2、二次绕组：匝数多，串联仪表和继电器电流线圈（阻抗很小，接近于短路状态） 3、二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿的保护接地。 4、运行中的电流互感器二次侧不允许开路运行；否则会在开路的两端产生高电压危及人身安全或使电流互感器发热损坏。（不能装开关，熔断器，用短路条）,2.1 电流互感器,电气二次回路,64,正常时： ； 对 起去磁作用；故 很小，二次绕组感应电势也很小 二次测开路时： =0；即 =0 而一次侧磁动势 不变，它将全部用来励磁，使 = 。则： 一方面，二次绕组将感应高电势，危及人身和设备的安全。 另一方面，由于磁感应强度的剧增，将使铁芯严重发热损坏绕组绝缘。 另外：剩磁测量不准确。,分析,电气二次回路,65,2.1.2 电流互感器的误差： 采用继电保护的方法分析 （1）电流误差： （2）相位误差： 与 之间的夹角 0,2.1 电流互感器,电气二次回路,66,表2-1,电气二次回路,67,2.1.3 准确度等级和额定容量 1、电流互感器的准确度等级：表21 10误差曲线是指在保证电流互感器误差不超过10的条件下，一次电流倍数n与电流互感器允许最大二次负载阻抗 的关系曲线。 0.2：用于试验室精密测量（校准级） 0.5：用于计费测量 1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量） 3，10，B：用于继电保护,2.1 电流互感器,电气二次回路,68,2.1.3 准确度等级和额定容量 2、电流互感器的额定容量：与额定二次电流和额定二次阻抗相对应的二次容量。 由于电流互感器的二次电流为标准值，故其容量也常用额定二次阻抗来表示。,2.1 电流互感器,电气二次回路,69,2.1 电流互感器,2.1.4 电流互感器的常见接线方式：图2-1 1、单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。 2、三相完全星形接线：测三相电流，用于110KV及以上的三相系统不对称或380220V电路；以及某些继电保护回路。 3、两相不完全星形接线：广泛用于35KV及以下小接地短路电流系统的三相测量；以及除差动保护外的保护回路 4、两相差接线：用于励磁或自动装置中。 5、三角形接线：用于变压器差动保护回路中。,70,两相电流差接线,三角形接线,图2-1 TA的接线方式,电气二次回路,71,2.1 电流互感器,2.1.5 TA的分类 1、按安装地点分：户内式（略）和户外式（W） 2、按绝缘结构分：干式（略）、瓷绝缘式（C）、 浇注式（Z）、油浸式（J） 3、按整体结构及安装方法分：穿墙式（A）、 支持式（B）、装入式（R） 4、按一次绕组匝数分：复匝式（线圈式）F（Q） 和单匝式（母线式）D（M）。,电气二次回路,72,额定电压（KV） 设计序号 用途：C或D（差动保护用）B（保护用） 安装地点和绝缘型式： 安装方法及绕组匝数型式： 电流互感器：L,2.1.6 TA的型号,2.1 电流互感器,电气二次回路,73,2.1.7 TA的结构,图2-2 TA的外形结构,2.1 电流互感器,电气二次回路,74,2.1.7 TA的结构,(a)单匝式,图2-3 电流互感器的内部接线,(b)多匝式,2.1 电流互感器,电气二次回路,75,2.2 电压互感器,2.2.1 TV的工作特点： 1、一次绕组：匝数多，并联在主电路中 2、二次绕组：匝数少，并联仪表和继电器电压线圈（阻抗大，接近于开路状态），不影响一次系统 3、运行中的电流互感器二次回路不允许短路（应装设熔断器） 4、二次绕组必须可靠接地,电气二次回路,76,2.2.2 电压互感器的误差 1、电压误差： 2、相位误差： 与 之间的夹角,表2-2 TV的准确度等级,2.2 电压互感器,电气二次回路,77,2.2 电压互感器,2.2.3 TV的准确等级和额定容量 1、准确等级：0.2、0.5、1、3 表22 0.2：用于试验室精密测量（校准级） 0.5：用于计费测量 1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量） 3：用于继电保护 2、额定容量：是指对应产品最高准确度等级所允许的二次负荷的限值。,电气二次回路,78,2.2 电压互感器,2.2.4 TV的接线：图2-4 1、相间单相接线：用于小接地系统线路同期电压的引入。 2、相对地单相接线：用于大接地系统线路同期电压的引入。 3、V/V接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压。不能提供相电压。 4、Y/Y接线：提供同期、测量、保护所需的三相线电压。不能提供相电压。 5、万能式接线：Y0/Y0/,电气二次回路,79,图2-4 TV的接线方式,电气二次回路,80,2.2 电压互感器,2.2.5 TV的分类 1、按安装地点分：户内式和户外式 2、按绝缘结构分：干式（G）、浇注式（Z）、 油浸式（J）、SF6气体绝缘（XF） 3、按相数不同分：单相式（D）、三相式（S） 4、按每相绕组数不同分：双绕组式和三绕组式。,电气二次回路,81,额定电压（KV） 设计序号 结构型式：W（五柱三线圈） J（接地保护） 绝缘型式： 相数：单相式（D）、三相式（S） 电压互感器类别：J （或JL电流电压组合互感器）,2.2 电压互感器,2.2.6 TV的型号：,电气二次回路,82,2.2.7 TV的结构:图2-5,电气二次回路,83,2.3.1 电压互感器的配置： 1、母线：（1组） Y0/Y/ 作用：测量，保护，绝缘监视，同期 2、发电机出口：（23组） Y0/Y/：作测量，保护，绝缘监视，同期用 Y/Y：励磁调节 Y/：作励磁电源用 单相：作电液调速用 3、出线（对端有电源） 1组单相作同期用,2.3 互感器的配置,电气二次回路,84,2.3.2 电流互感器的配置 1、发电机回路：6组 作用：差动2组，后备过流1组（电源侧），测量1组，励磁2组（随发电机附带） 2、变压器回路：4组 作用：差动2组，后备过流1组（电源侧），测量1组 3、线路回路：2组 作用：测量1组，保护1组 35KV及以下：两相 110KV及以上：三相,2.3 互感器的配置,电气二次回路,85,图2-6 发电机回路,电气二次回路,86,图2-7 变压器回路,电气二次回路,87,图2-8 线路回路,88,图2-9,电气二次回路,89,2-1 电流互感器和电压互感器繁荣作用是什么？它们在一次电路中如何连接？ 2-2 为什么电路互感器的二次回路在运行中不允许开路？电压互感器的二次回路在运行中不允许短路？ 2-3 试画出电流互感器常用的接线图？ 2-4 试画出电压互感器常用的接线图？ 2-5 使用电流互感器的一般注意事项有哪些？ 2-6 使用电压互感器的一般注意事项有哪些？,第2章 作业,电气二次回路,90,第3章 测量回路,电气二次回路,91,教学目的：掌握测量回路的仪表配置原则、工作原理； 复习旧课：电流互感器、电压互感器的结构原理、特点、 接线方式及准确级； 重 点：掌握测量回路的仪表配置原则、工作原理； 难 点：测量回路的仪表配置原则,第3章 测量回路,电气二次回路,92,为了使小型水电站能够安全经济运行，二次回路必须装设一定数量的电气测量仪表、非电量测量仪表和绝缘监察等装置。 电测量仪表是测量电力系统中主要电气设备运行参数的二次设备。又称为电力“值班人员的眼睛”。 发电厂及变电站电测量仪表的配置，要充分考虑运行监视的需要，做到技术先进、经济合理、使用方便。 3.1 测量回路仪表的配置原则 3.2 测量回路实例,第3章 测量回路,电气二次回路,93,3.1.1 测量仪表的配置原则 发电厂及变电站电测量仪表的配置要符合SDJg87电测量仪表装置设计技术规程的要求。该规程明确规定了对常测仪表和电能计量仪表等的技术要求和配置方式 1、仪表准确度等级的要求： 电测量仪表的准确度等级应按表3-1所示选择,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,94,表3-1 电测量仪表的准确度等级,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,95,2、测量仪表与附件和配件的准确度等级的要求： 与仪表连接的分流器、互感器、中间互感器的准确度等级，不应低于表32的要求。 仪表的准确度等级互感器准确度等级 3、测量范围的要求： 仪表的量限一般按一次设备以额定值运行时仪表指 示在最大标度的23以上选择。对于有可能过负荷运行的回路，测量仪表宜留有适当的余度。,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,96,表32 仪表附件和配件的准确度等级,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,97,3.1.2 测量仪表的配置 1、应装设交流电流表的回路： （1）发电机和同步调相机的定子回路。 （2）双绕组主变压器的一侧；三绕组主变压器的各侧；有可能过负荷运行的自耦变压器的公共绕组回路。 （3）厂（所）用变压器的一侧；厂（所）用电源线路。 （4）电压为1200V及以上的送配电线路和用户线路。 （5）母线联络断路器、分段断路器、旁路断路器和桥断路器回路。,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,98,（6）消弧线圈和中性点采用配电变压器（二次侧带电阻）接地的发电机（装设电流记录表）。 （7）容量为40kW及以上的厂（所）用电动机。 （8）容量为50kVA及以上的照明变压器。 （9）电压为1200V以下供电、配电、用电网络的总干线回路 （10）根据生产工艺的要求，需要监视交流电流的其它回路 2、水电站常备电气测量仪表配置 表3-3,3.1 测量回路仪表的配置原则,电气二次回路,99,表3-3 水电站常备电气测量仪表配置表（旧符号）,电气二次回路,100,表34 水电站常备电气测量仪表配置表（新符号）,电气二次回路,101,表3-5 测量仪表新旧符号对照表,返回,电气二次回路,102,电测量回路与其他二次回路一样是以主设备为安装单位绘制的，并应满足以下要求: 1、当测量仪表与继电保护装置共用一组电流互感器时，仪表与保护应分别接于互感器不同的二次绕组。若受条件限制只能接在同一个二次绕组时，应采取措施防止校验仪表时影响保护装置的正常工作。 2、直接接于电流互感器二次绕组的仪表，不宜采用切换方式检测三相电流。 3、常测仪表、电能计量仪表应与故障录波装置共用电流互感器的同一个二次绕组。 4、当电力设备在额定值运行时，互感器二次绕组所接入的阻抗不应超过互感器准确度等级允许范围所规定的值。 5、当几种仪表接在互感器的同一个二次绕组时，宜先接指示和积算式仪表再接记录仪表。,3.2 测量回路实例,电气二次回路,103,3.2.1 水轮发电机定子测量仪表电路实例 【例31】对于小型水轮发电机，其定子测量仪表可按表31要求配置，在中控室装设电流表PA(A)，有功功率表PPA1(W1)、无功功率表PPR(VAR)、有功电能表PJ(Wh)，无功电能表PRJ(VARh)各一只。在机旁装设电压表PV(V)、频率表PF(Hz)，有功功率表PPA2(W2)各一只。,3.2 测量回路实例,电气二次回路,104,3.2 测量回路实例,1、电流表是用来监视发电机负荷的。对于小型发电机可只装一只电流表。如图3-1所示 2、电压表、频率表装在机旁，当机组手动准同期时用来监视发电机的电压和频率，以便机旁手动调节。 3、有功功率表和无功功率表是用来监视发电机并网运行后，某一瞬间发出的有功和无功功率，并根据读数进行功率因素计算。有调相运行方式时应有双刻度有功功率表。 4、有功电能表和无功电能表是用来计量发电机在某一时段内发出的有功和无功电能的。对于调相发电机还应装设双刻度的有功电能表。,电气二次回路,105,图31,电气二次回路,106,3.2.2 变电所变压器测量仪表电路实例 【例32】变电所的变压器测量仪表装在低压侧，仪表电流线圈全部装在低压侧电流互感器 TA5上，电压线圈全部装在610kV母线电压互感器的回路中。装设了：电流表PA(A)，有功功率表PPA(W)、无功功率表PPR(VAR)、有功电能表PJ(Wh)，无功电能表PRJ(VARh)各一只。如图3-2所示,3.2 测量回路实例,电气二次回路,107,图32,电气二次回路,108,3.2.2 变电所变压器测量仪表电路实例 其中： 1、电流表是用来监视负荷的，对35kV变电所的变压器一般只装一只电流表。 2、有功功率表和无功功率表是用来监视变压器运行时，某一瞬间送出的有功和无功功率，并根据读数进行功率因数计算。 3、有功电能表和无功电能表是用来计量变压器某一时段内送出的有功和无功电能。,3.2 测量回路实例,电气二次回路,109,3-1 发电厂及变电站装设的电气测量仪表应满足哪些要求？ 3-2 画出变压器1T10KV侧的测量回路图？,第3章 作业,电气二次回路,110,第4章 操作电源,电气二次回路,111,教学目的：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电 容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置 复习旧课：电流互感器、电压互感器的结构原理、特点、接线方式 及准确级； 重 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电 容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置； 难 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电 容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置,第4章 操作电源,电气二次回路,112,4.1 概述 4.2 蓄电池组直流电源系统 4.3 硅整流电容储能直流电源系统 4.4 复式整流装置直流系统 4.5 直流系统的绝缘监察与电压监察装置 4.6 闪光信号装置,第4章 操作电源,电气二次回路,113,4.1 概述,4.1.1 操作电源的作用 发电厂及变电所中各种电气设备的操作、控制、保护、信号及自动装置，都需要有可靠的供电电源，由于这种电源特别重要，所以一般都专门设置，通常又称其为操作电源。大中型发电厂及变电所主要采用直流操作电源。 供电站控制环保自动装置； 供电站操作机械调节器机械； 供电站独立的事故照明。,电气二次回路,114,4.1.2 对操作电源的基本要求,1、保证供电的可靠性：最好装设独立的直流操作电源，以免交流系统故障而影响操作电源的正常供电。 2、具备足够的容量：满足全厂（所）事故停电时，直流电源负荷、最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要；且能保证直流母线电压在规定的额定值（正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5额定值；事故时操作电源母线电压不低于90额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于80额定值），波纹系数小于5。 3、满足经济和实用的要求：使用寿命长、维护工作量小、投资省、占地面积小、噪声干扰小等。,电气二次回路,115,1、交流操作电源 （1）优点： 二次接线简单、投资少、维护量小，易于实现自动化和远动化。 （2）缺点：可靠性比直流电源低； 原因：交流操作的继电器不够成熟； 交流电源依赖电厂本身； 交流电源有时分散的、有时集中的、有时分散与集中相结合的。,4.1.3 操作电源的种类,电气二次回路,116,2、直流操作电源 （1）蓄电池直流电源系统 蓄电池是一种可多次充电使用的化学电源，由多节蓄电池组成一定电压的蓄电池组，作为与电力系统运行状态无关的独立可靠的直流操作电源，即使发电厂或变电所交流系统全部停电，仍能在一段时间内可靠地给部分重要设备供电，是最稳定、最可靠的直流电源。 优点：与交流电网无关，供电可靠性高，电压稳，容量大。 缺点：价格贵，寿命短，运行维护量大。,4.1.3 操作电源的种类,电气二次回路,117,（2）硅整流电容储能直流电源系统 由硅整流设备和电容器组组成。 在正常运行时：厂用交流电源经硅整流设备变为直流电源，作为全厂的操作电源并向电容器充电。 要求可靠，一般有两个独立的电源。 电源（三相整流，容量大）供电给合闸、操作、保护、信号 电源（单相整流，容量小）供电给操作、保护、信号 在事故情况下：将电容器储存的电能向重要负荷（继电保护、自动装置和断路器跳闸回路）放（供）电，以确保继电保护及断路器可靠动作。 优点：简单，经济 缺点：可靠性差,4.1.3 操作电源的种类,电气二次回路,118,（3）复式整流直流电源系统 电压源：一般取自厂用变或TV，经全波整流，电抗器滤波成直流电源。 电流源：一般取自TA，经稳压器成直流电源。 正常情况下：由电压源供电给： 电源合闸，电源保护、信号、跳闸。 发生短路时：c（直流母线电压 ）下降，由电流源供电给：电源保护、信号、跳闸。,4.1.3 操作电源的种类,电气二次回路,119,（4）电源变换式直流电源系统 电源变换式直流电源系统，是由220V交流电源经可控整流变为48V直流电源，供全厂48V操作用电并对蓄电池进行浮充电；同时可经逆变装置将直流电源变为交流电源，再整流为220V直流电源的多功能新型独立电源，在中、小型变电所中得到广泛应用。,4.1.3 操作电源的种类,电气二次回路,120,1、经常性负载：指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括： （1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器； （2）经常点亮的直流照明灯； （3）经常投入运行的逆变电源等。 2、事故性负载：指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后由直流电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑油泵、发电机氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。 3、冲击性负载：指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时的冲击电流和当时所承受的其它负载电流。,返回,4.1.4 直流负荷的分类,电气二次回路,121,4.2.1 蓄电池介绍： 酸性蓄电池：其电解液是2737的硫酸水溶液，电极是以二氧化铅（PbO2）为正极板和铅（Pb）为负极板的特制绒状铅板，所以又称为铅酸蓄电池。此种蓄电池容量大、冲击放电电流大、端电压也相对较高（2.15V）；但其寿命较短（一般为810年）、占地面积大、充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。 碱性蓄电池：其电解液是20的氢氧化钾（KOH）水溶液，电极用氢氧化镍Ni（0H）3作正极，用镉（Cd）作负极时叫镉镍蓄电池，用铁（Fe）作负极时叫铁镍蓄电池。此种蓄电池体积小、容量大、使用寿命长（可达20年左右），端电压为1.35V，无有害气体污染。在发电厂和变电所中已有广泛应用。,4.2 蓄电池组直流电源系统,电气二次回路,122,蓄电池的容量（Q）)是蓄电池蓄电能力的重要标志。是指定的放电条件（温度放电电流、终止电压）下所放出的电量称为蓄电池的容量，单位用Ah（安培小时）表示。 蓄电池放电至终止电压的时间称放电率，单位为h（小时率） 蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。 额定容量是指充足电的蓄电池在25时，以10h放电率放出的电能,4.2.1 蓄电池介绍,电气二次回路,123,QN=INtN 式中 QN蓄电池的额定容量，Ah； IN 额定放电电流，即10小时率的放电电流，A； tN 放电至终止电压的时间，一般为10h。 蓄电池的实际容量与极板的面积、电解液的密度、放电电流的大小、充电程度及环境温度等有关，因此实际容量为 Q=It 式中 Q 蓄电池的容量，Ah； I 非10小时率的放电电流，A； t 放电时间，h。,4.2.1 蓄电池介绍,电气二次回路,124,1充电放电法： (1)运行方式:对蓄电池进行周期性的充电和放电。 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷供电。（经常、短时、事故） 待蓄电池放电约为7580%时，就需要进行充电。 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。 （2）构成：基本电池，可调端电池，端电池调节器,4.2.2 蓄电池直流系统的运行方式,电气二次回路,125,1充电放电法：,图4-2 端电池调整器工作原理图,图4-1 端电池调整器结构图,放电手柄,充电手柄,金属片,主触头,辅助触头,电阻,4.2.2 蓄电池直流系统的运行方式,电气二次回路,126,（3）充电放电法系统图：图4-5,电气二次回路,127,(1)运行方式:先将蓄电池充足电，然后将充电设备与蓄电池并联在一起工作，充电设备既给直流母线的经常负荷供电，又以不大的电流向蓄电池浮充电，用来补偿由于自放电而损失的能量。 （2）特点： 1 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷 2 蓄电池放电机会不多，每3个月进行一次放电，再进行一次均衡充电，以避免硫化。 3 管理维护量少，可靠性高。,2浮充电法,电气二次回路,128,（3）浮充电法系统图：图4-6,图46 浮充电运行方式直流系统接线图,电气二次回路,129,双直流母线系统； 浮充电设备采用两套（U1和U2）； 共用一组220V蓄电池组GB； 经开关QK1和QK2可以切换至任一组母线上； 闪光装置和电压监察装置、信号装置每组母线各设一套； 绝缘监察装置共用一套； 蓄电池组GB左端为基本电池，额定电压为220V，每个电池为2.15V，所以由102个蓄电池串联组成； 其右端为可调节接入蓄电池个数的端电池组，可通过调整器任意接入或退出部分电池，以保持直流母线的电压在220V。,（4）浮充电法系统图组成：图4-6,电气二次回路,130,充电器U1对母线I供电并对蓄电池浮充电 （1）U1输出220V直流电压，向整组蓄电池组GB充电时，刀开关QK3投向右侧，触点23、56接通，QK1接通。U1的正极经QK3的23正母线QK1的12至GB的正极，U1的负极经QK3的56m点至端电池的负级，实现对GB整组电池充电。 （2）U1对母线I供电并对GB浮充电时，刀开关QK3的12通，54通，对I母线上直流负荷供电，同时经QK1向GB的基本电池组浮充电。PV2和PA3是监视U1的输出电压、电流的。,（5）浮充电直流系统的工作原理 :图4-6,电气二次回路,131,充电器U2对母线II供电并对蓄电池GB浮充电 （1）U2输出220V直流电压，向整组蓄电池充电时，刀开关QK4投向右侧，其触点23、56接通，U2的正极经QK4的23触点II母线的十QK2的12至GB的正极；U2的负极经 QK4的56m点至GB端电池的负极，实现对整组蓄电池充电。 （2）U2向II母线供电并对GB基本电池浮充电时，QK4投向左侧，其21、54触点接通，对B母线上直流负荷供电，同时经QK2向GB的基本电池组浮充电。PV3和PA4是监视U2的输出电压和电流的。,（5）浮充电直流系统的工作原理 :图4-6,电气二次回路,132,蓄电池组的监视和保护 蓄电池组回路装有两组开关QK1、QK2，熔断器，两只电流表PA1、PA2，电压表PV1; 回路中各熔断器作为短路保护； 电流表PA1为双向5A05A式，用以测量充电和放电电流； 电流表PA2正常时被短接，当需测量浮充电电流时，可利用按钮SB使接触器KM的动断触点断开后测读; 电压表PV1用来监视蓄电地组的电压。,返回,（5）浮充电直流系统的工作原理 :图4-6,电气二次回路,133,4、3、1 硅整流电容储能的直流电源系统接线图：图47,4.3 硅整流电容