电气二次系统

内容电气二次回路基本概念1断路器的控制与信号回路2中央信号3发电厂变电所的操作电源44.1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1、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、电缆、避雷针等。2、二次设备：对一次设备进行测量、监视和操作控制的设备。如：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接线或二次回路。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：1、控制回路2、信号回路3、测量与检测回路4、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回路等。

1、控制回路

（1）作用：对一次设备进行“开”、“合”控制。（2）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，分散和集中控制，直流和交流控制。

2、信号回路

（1）作用：各种信号（事故、预告、指挥、位置等）的显示和复归。（2）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。4.1.1控制方式和回路回路6、操作电源回路（1）作用：提供上述回路所需的电源。（2）组成：直流电源或交流整流电源。二、控制方式1、就地控制在电气设备安装地进行直接控制，适用于10kv以下的电气设备。

2、距离控制在主控制室对变电所的一次设备进行控制。

3、远动控制在远离变电所的调度端对设备技能型遥控。供配电系统的二次回路功能示意图

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

二次回路图主要有原理接线图、展开接线图和安装接线图。

1、二次回路原理图用来表示继电保护、断路器控制、信号等回路的工作原理。

2、原理展开图将二次回路中的交流回路与直流回路分开来画。4.1.2二次回路图和分类

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、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、信号屏为对象绘制的。原理接线图：是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。4.1.3原理接线图KA:电流继电器KT:时间继电器KS:信号继电器

3、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位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、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、信号屏为对象绘制的。展开接线图（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：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。4.1.4展开接线图安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图三个组成部分，它们相互对应相互补充。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间距离尺寸的图，按照一定的比例尺绘制。屏背面接线图：在屏上配线所必需的图，其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间的连接情况，以及屏上设备与端子排的连接情况。4.1.5安装接线图端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连接情况的图。举例机床继电器控制原理图SB KK1ST1ST GGKT2ST TZZ

Z KT

KT3STTK：快进继电器限位开关1ST、2ST、3STG：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

4.2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：

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、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位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、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、信号屏为对象绘制的。控制开关：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。对在工厂变电所中常用的是LW2型系列自动复位控制开关。(1)LW2型控制开关的结构

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型控制开关触点图表

共有

“跳闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备跳闸”、“跳闸”6个位置，其中“跳闸后”和“合闸后”为固定位置，其它为操作时的过渡位置。

三、断路器控制回路与信号回路及操作见书P105图4.2.2

3、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位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、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、信号屏为对象绘制的。

1、断路器的手动控制(P105图4.2.2）①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１FU和２FU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１FU和２FU完好。

②手动跳闸

控制开关SA逆时针旋转90°置于“预备跳闸”位置，13-14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光。

SA继续旋转45°而置于“跳闸”位置6-7通，使跳闸线圈YR接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。

当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，10-11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。

2、断路器的自动控制

（1）自动合闸当自动合闸系统动作时，中间继电器KM1闭合，使KO吸合断路器合闸。自动合闸时红灯会闪烁，以示和手动合闸的区别。

（1）自动跳闸当系统出现故障时，中间继电器KM0闭合，使跳闸线圈YR动作，将断路器切断。自动合闸时绿灯发出闪光，表明断路器自动跳闸，又表明合闸回路完好。

3、断路器的“防跳”

出现多次“跳闸—合闸”现象，称为“跳跃”。

跳闸电流流过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动，KTL1常开触点闭合（自锁），KTL2常闭触点打开，其KTL电压线圈也动作，自保持。防止了跳跃现象。4.3

中央信号回路

变电所信号：断路器位置信号、事故信号和预告信号。事故信号和预告信号是电气设备信号的中心部分，通常称为中央信号系统。

中央信号系统有以下几种类型：

1.事故信号

断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光。2.预告信号

当电气设备出现不正常运行状态时，启动警铃发出声响信号，同时标有故障性质的光字牌点亮，指示不正常运行状态的类型和位置，如变压器过负荷、控制回路断线等。3.指挥信号和联系信号

用于主控制室向其它控制室发出操作命令和控制室之间的联系。4.中央信号装置在发出音响信号后，应能手动或自动复归（解除）音响，而灯光信号及其它指示信号应保持到消除故障为止；5.所有有人值班的变电所都应在控制室内安装中央信号装置；6.中央信号一般采用重复动作的信号装置。二、中央事故信号回路按事故音响信号的动作特性分为不能重复动作和能重复动作两类；按复归方法分为就地复归和中央复归。

3、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位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、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、信号屏为对象绘制的。1、就地复归事故信号装置+WSWAS-WSHASA1SA1QF1SA2SA2QF2

131917就地复归:通过解除断路器启动回路解除事故音响信号。(1)正常时，1-3和19-17接通，QF1和QF2断开，HA不通。(2)当断路器跳闸，使断路器辅助触点接通，WS和WAS联通，HA发声报警。(3)解除时值班人员将断路器手柄转动跳闸后，事故解除。但解除时灯光信号也熄灭，不利于判断事故原因和发生地点。1.中央复归不重复动作的事故信号回路

若某断路器（1QF）因事故跳闸，事故信号回路起动，蜂鸣器HB发出声响。按SB2复归按钮，中间继电器KM启动，使KM3-4闭合，KM1-2断开，解除音响。若此时2QF又发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做“不能重复动作”。能在控制室手动复归称中央复归。SB1为试验按钮，用于检查事故音响是否完好。2、中央复归不能重复的事故信号装置KM：中间继电器HAKMSB1（实验按钮）SB2（解除按钮）2.中央复归重复动作的事故信号回路

2、中央复归能重复动作的事故信号装置TA

“重复动作”是利用控制开关与断路器辅助触点之间的不对应回路中的附加电阻和信号冲击继电器（或信号脉冲继电器）来实现的。

1、电路组成：（1）ZC-23型冲击继电器：由TA脉冲变流器、一次侧二极管VD1和电容C、二次侧KR继电器、二极管VD2构成。功能：当一次侧电流变化时，二次侧会有感应电流，可使KR继电器吸合。（2）KM1中间继电器1有KM11-2、3-4、5-6三组触点。

中央预告信号回路是指在供配电系统中，发生不正常工作状态下发出音响和灯光信号，帮助值班人员发现隐患防止事故扩大。常采用电铃发出声响，并利用灯光和光字牌来显示故障的性质和地点。中央预告信号装置有直流和交流两种，也有不重复动作和重复动作的两种。

1.中央复归不重复动作预告信号回路三、中央预告信号回路

KM12

KM34KMKM56SB2SB1HLYHLSB1：实验按钮SB2：解除按钮KM:中间继电器HLY:黄灯HL：光字牌HAKK:继电器4.3发电厂变电站的操作电源

二次回路的操作电源主要有直流和交流两大类。直流操作电源主要有蓄电池和硅整流直流操作电源两种。对采用交流操作的断路器应采用交流操作电源，对应的所有二次回路如保护回路继电器、信号回路设备、控制设备等均采用交流形式。

为保证供电和变电所的操作和运行，需要大量辅助设备和控制设施，因此要设置满足上述设备要求、供电可靠的操作电源。

操作电源：给控制、信号、继电保护与自动装置、事故照明和计算机系统等供电所设立的独立电源。

3、安装接线图画出了二次回路中各设备的安装位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、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、信号屏为对象绘制的。

一．蓄电池组供电的直流操作电源

在一些大中型变电所中，可采用蓄电池组作直流操作电源。蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。优点：独立电源，与被保护的电网电压无关。缺点：投资较大，需要充电设备和蓄电池组，修建具有特殊要求的蓄电池室，辅助设备多，可靠性差。4.4.1