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二次回路

四川省电力公司生产人员岗位技能培训教程

二次回路

四川省电力公司　组编

第一部分知识要点

1二次回路概述

1.1二次回路定义。

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：

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。

1.2那些回路属于二次回路？

1.2.1从电流互感器、电压互感器二次侧端子箱开始到有关继电保护装置的二次回路（对多油式断路器或变压器等电流互感器，自端子箱开始）。

1.2.2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。

1.2.3从继电保护控制屏和中央信号屏间的直流回路。

1.2.4继电保护出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。

1.3二次回路的重要性。

二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。

保护二次接线错误时，一旦系统发生故障，则可能使该跳闸的断路器不跳闸，不该跳的却跳了闸，造成设备事故或系统瓦解，如果测量回路不准，就会影响到计量，对用户多收或少收电费。

因此，二次回路虽是非主要的，但他在保证电力生产的安全，向用户提供合格电能等方面都起着极其重要的作用。

2二次回路标号

2.1为什么要编号？

对一次设备进行监测、控制、调节和保护，需要大量的二次设备，要将这些二次设备连接起来就需要数量庞大的二次连线或二次电缆，怎样才能把每根二次线标示出来呢？

我们想到了编号，按线的性质、用途和走向为每一根线分配一个唯一的编号，就可以把纷繁复杂的二次线一一区分开来。

按线的性质、用途编的号叫回路编号，按线的走向编的号叫相对编号。

2.2回路编号。

2.2.1回路编号原则。

凡是各设备间要用控制电缆经端子排进行联系的，都要按回路原则进行编号。

某些在屏顶上的设备与屏内设备的连接，也要经过端子排，此时屏顶设备可看作是屏外设备，在其连接线上同样按回路编号原则给以相应的标号。

换句好说，就是不在一起（一面屏或一个箱内）的二次设备之间的连接线就应使用回路编号。

2.2.2回路编号作用。

在二次图里面，用得最多的就是展开式原理图，图中的回路编号和端子排上电缆芯的编号是一一对应的，这样一来：

我们看到端子排上的一个编号就可以到图上去找到对应这一编号的回路；同样，我们看到图上的某一回路，可以根据这一编号找到其连接在端子排上的各个点，从而为我们对回路的维护检修提供相当多的方便。

2.2.3回路编号的基本方法。

A．用3位或3位以下的数字组成，需要标明回路的相别或某些主要特征时，可在数字编号的前面（或后面）增注文字或字母符号。

B．按等电位的原则标注，即在电气回路中，连于一点上的所有导线需标以相同的回路编号。

C．电气设备的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段，即视为不同的线段，一般给于不同的标号；当两段线路经过常闭接点相连，虽然平时都是等电位，但一旦接点断开，就变为不等电位，所以经常闭触点相连的两段线路也要给于不同编号。

对于在接线图中不经过端子而在屏内直接来连接的回路，可不编号。

2.2.4直流回路编号细则。

A．对于不同用途的直流回路，使用不同的数字范围，如控制和保护用001～099及100～599，励磁回路用601～699。

B．控制和保护回路使用的数字标号，按熔断器所属的回路进行分组，每一百个数分为一组，如101～199，201～299，301～399……其中每段里面先按正极性回路（编为奇数）由小到大，在编负极性回路（偶数）由大到小，如100，101，103，133……142，140……

C．信号回路的数字标号，按事故、位置、预告、指挥信号进行分组，按数字大小进行排列。

D．开关设备、控制回路的数字标号组，应按开关设备的数字序号进行选取。

例如有3个控制开关1KK、2KK、3KK，则1KK对应的控制回路数字标号选101～199，2KK所对应的选201～299，3KK所对应的选301～399。

E．正极回路的线段按奇数标号，负极回路的线段按偶数编号；每经过回路的主要压将元（部）件（如线圈、绕组、电阻等）后，即行改变极性，其奇偶顺序即随之改变。

对不能标明极性或其极性在工作中改变的线段，可任选奇数或偶数。

F．对于某些特定的主要回路通常给予专用的标号组。

例如：

正电源101、201，负电源

102、202；合闸回路中的绿灯回路为105、205、305、405；

2.2.5交流回路标号原则

A．交流回路按相别顺序标号，它除用3位数字编号外，还加有文字标号以示区别。

例如A411、B411、C411等。

B．对于不同用途的交流回路，使用不同的数字组。

例如电流回路用400～599，电压回路用600～799。

电流回路的数字标号，一般以十位数字为一组，如A401～A409，B401～409，C401～409……A591～599，B591～B599。

若不够亦可20位数为一组，供一套电流互感器之用。

几组相互并联的电流互感器的并联回路，应先取数字组中最小的一组数字标号。

不同相的电流互感器并联时，并联回路应选任何一组电流互感器的数字组进行标号。

电压回路的数字标号，应以十位数字为一组。

例如A601～A609，B601～609，C601～609，A791～799……以供一个单独互感器回路标号之用。

C．电流互感器和电压互感器的回路，均需在分配给他们的数字标号范围内，自互感器引出端开始，按顺序编号，例如TA的回路标号用411～419，2TV的回路标号用621～629等。

D．某些特定的交流回路（如母线电流差动保护公共回路、绝缘检查电压表的公共回路）给予专用的标号组。

2.3相对编号。

相对编号用于安装接线图中，供制造、施工及运行维护人员使用。

当甲、乙两个设备需要互相连接时，我们在甲设备的接线柱上写上乙设备接线柱的标号，而在乙设备的接线柱上写上甲设备的接线柱的标号，这种相互对应着编号的方法叫做相对编号法。

2.3.1相对编号的作用。

回路编号可以将不同地理位置的二次设备通过编号连接起来，对于同一屏内或同一箱内的二次设备，相隔距离近，相互之间的连线多，回路多，采用回路编号很难避免重号，而且不便查线和施工，这时就只有使用相对编号：

先把本屏或本箱内的所有设备顺序编号，再对每一设备的每一个接线柱进行编号，然后在需要接线的接线柱旁写上对端接线柱编号，以此来表达每一根连线。

2.3.2设备编号。

2.3.2.1以罗马数字和阿拉伯数字组合的编号，多用于屏（箱）内设备数量较多的安装图，如中央信号继电器屏、高压开关柜、断路器机构箱等。

罗马数字表示安装单位编号，阿拉伯数字表示设备顺序号。

例如一面屏上安装有两条线路保护，我们把用于第一条线路保护的二次设备按从上到下顺序编为I1、I2、I3……，把用于第二条线路保护的二次设备按从上到下顺序编为II1、II2、II3……。

为和原理图相对应，还需在其下方标注与展开图相一致的设备文字符号。

这种编号方式便于查找设备，但缺点是不够直观。

2.3.2.2直接编设备文字符号（与展开图相一致的设备文字符号）。

用于屏（箱）内设备数量较少的安装图，微机保护将大量的设备都集成在保护箱里了，整面微机保护屏上除保护箱外就只有空气开关、按钮、压板和端子排了，所以现在的微机保护屏大都采用这种编号方式。

例如保护装置就编为1n、2n、3n，空气开关就编为1K、2K、31K，压板就编为1LP、2LP、21LP，按钮就编为1SA、2FA、11FA。

2.3.3设备接线柱编号。

直接按从左到右从上到下的顺序用阿拉伯数字编号。

这样一来，将设备编号和接线柱编号加在一起，每一个接线柱就有了唯一的安装编号。

如I2－5、III3－1、1n52、1K－3、1LP－2、2FA－1。

2.3.4端子排编号。

2.3.4.1编对应的安装单位罗马数字。

例如用于和第二安装单位设备相连的端子排就编为II，端子排上第8个端子排就编为II－8。

2.3.4.2和保护装置对应编号。

例如某段端子排用于和4n操作箱的连接，就将该段端子排编为4D，用于11n的就编为11D，用于公共电源回路的就编为GD，“D”就表示端子排；GD上第8个端子排就编为GD8。

2.4电缆编号。

为识别二次电缆，需要对每一根电缆进行编号，并将编号悬挂于电缆根部，以便于电缆查找。

电缆编号由打头字母和横杠加上三位阿拉伯数字构成，如1Y－123、2SYH－112、3E－181A……。

打头字母表征电缆的归属，如“Y”就表示该电缆归属于110KV线路间隔单元，若有几个线路间隔单元，就以1Y、2Y、3Y进行区分；“2UYH”表示该电缆归属于35KVII段电压互感器间隔。

阿拉伯数字表征电缆走向，如121～125表示该电缆是从控制室到110KV配电装置的，180～189表示该电缆是连接本台配电装置（TA、刀闸辅助触点）和另台配电装置（端子箱）的。

有时还在阿拉伯数字后面加上英文字母表示相别。

2.5小母线编号。

在保护屏顶，大都安装有一排小母线，方便取用交流电压和直流电源，对这些小母线，我们也要进行标号来识别。

标号一般由英文字母表示，前面可加上表明母线性质的“＋”、“－”、“～”号，后面可以加上表征相别的英文字母。

如＋KM1表示I段直流控制母线正极，1YMa表示I段电压小母线A相，—XM表示直流信号母线负极。

3对二次回路电缆芯线和导线截面的要求

3.1直流二次回路。

连接强电端子的电缆芯导线截面不小于1.5mm2，连接弱电（110V以下）端子的不小于0.5mm2。

3.2电流二次回路。

在保护和测量仪表中，电流回路的导线截面不小于2.5mm2。

3.3电压二次回路。

保证电压互感器至计费用电能表的电压降不超过电压互感器二次额定电压的0.5％；保证正常负荷下，值测量表计的电压降不超过其额定电压的3％；保证全部保护装置动作和接入全部测量仪表（即电压互感器负荷最大）时，至保护和自动装置的电压健不超过其额定电压的3％。

5电流二次回路

5.1TA二次接线及组合。

5.1.1按准确级区分用途。

对于准确级为0.5、0.2的TA二次绕组，是用于传变负荷电流，接入测量或计量表计，保证监测或计费的准确性，其0.5、0.2的含义是：

在二次负载不超过其额定二次容量的情况下，保证1～1.2倍额定电流下的传变误差不大于0.5％、0.2％。

由于该二次绕组只需保证最大1.2倍额定电流的精度，所以铁芯截面相对较小，伏安曲线拐点低，无法保证在短路大电流下的传变准确性，一定不能用于保护和自动装置。

对于准确级为10P20、10P10、5P10的TA二次绕组，是用于传变短路电流的，接入保护、录波或自动装置中，其“P”表示该二次绕组专为保护设计，5和10表示在二次负载不超过其额定二次容量的情况下，传变10倍及以下额定电流时传变误差不大于5％。

当然，这一误差比起0.2、0.5的二次绕组就大得多了，因此这样的二次绕组是不能用于测量或计量回路中的。

5.1.2变比组合。

由于电流互感器是按二次额定电流来设计的，所以选择变比时，不能让TA二次长期超过其额定电流。

而且，为方便运行维护，应尽量让每组二次绕组变比都一致（包括备用绕组）。

5.1.3极性组合。

极性组合时，一定要让三相极性一致，在满足保护和测量计量要求的前提下，尽量让每个二次绕组的极性组合一致（即都以母线侧为极性端或都以线路侧为极性端）。

对于不能确定极性端的TA，应用干电池法实测其极性端。

5.1.4接线。

现场中有三相TA星型接线、两相TA星型接线、三相TA角型接线、两组同变比二次绕组串联接线。

三相TA星型接线广泛用于中性点直接接地系统，感受各种短路电流。

两相TA星型接线广泛用于中性点不接地或经消弧线圈接地系统，该系统只有相间故障，可以省去一只电流互感器。

5.2安全要求。

5.2.1由于TA正常工作于短路状态，其二次电流形成强大的去磁效应，维持TA二次低电压。

一旦TA二次开路，这一去磁效应消失，强大的磁通将在开路地方产生数万伏的高压，引起端子击穿，起弧，燃烧。

5.2.2为防止一次高压串入二次绕组危害人的安全，要求：

TA二次必需接地。

如果TA二次多点接地，地电位差便会在电流回路中形成干扰电流，引起保护误、拒动，所以TA二次只能一点接地。

对于单独的电流回路，在端子箱将中性N线接地，对于几组电流互感器二次组合的电流回路，如差动保护，应在保护屏上把几组TA的中性N线短接并接地。

5.2.3电流回路中不能串接熔断器、空气开关、接点和电阻。

5.3TA二次绕组排列顺序。

电流互感器内绕有二次线圈的圆圈形铁心依次套在一次通流排（棒）上，该排列先后顺序一般在TA铭牌上标示。

对于具有多组二次绕组的互感器在接线时就要保证保护范围之间有交叉，不存在电流互感器自身短路死区。

如母差保护和线路保护范围之间就应有交叉，即用于母差保护的二次绕组就要排在线路保护绕组的后面（从电流互感器母线侧接线头算起），以保证在两组二次绕组之间的通流排（棒）上发生短路时，母差保护和线路保护都能动作；

当母差和线路都按双重化配置时，要保证任一套母差和任一套线路保护范围都要有交叉。

5.4电流二次回路上元件串联原则。

若实在无法避免几台保护或自动装置共用TA的同一二次绕组时，由TA二次接线桩头算起越是重要的保护或装置越靠前，但差动保护使用的电流回路不能和其他保护、自动装置共用。

如线路保护和录波器公用一组二次绕祖时，则要将线路保护电流回路摆在录波器电流回路之前。

5.5典型电流二次回路

6电压二次回路

6.1TV二次接线及组合。

6.1.1按准确级区分用途。

由于短路时电压降低，TV铁心不会饱和，所以TV二次绕组不存在保护级的概念，就是1、0.5和0.2级，保护和计量按各自对传变精度的要求取用二次绕组，一般，计量电压精度高于保护精度，计量用0.2级二次绕组，保护用0.5级二次绕组。

6.1.2变比组合。

由于TV二次电压都是相57.7V、相100V，所以TV变比都是（一次额定电压／√3）：

（100／√3），只是在组合零序电压的二次绕组，为保证系统接地时，输出零序电压为100V，对其变比有细微的调整：

中性点直接接地系统中，组合零序电压的二次绕组变比为（一次额定电压／√3）：

100，中性点不接地和经消弧线圈接地系统中，组合零序电压的二次绕组变比为（一次额定电压／√3）：

（100／3）。

6.1.3极性组合。

母线TV都是用来传变母线对地电压的，大接地电流系统中的TV，其一次的接线端是无法颠倒的，所以其二次接线必定是将三相的非极性端（x端）短接起来做中性点，极性端（a端）引出来构成二次电压的A、B、C。

至于零序电压的组合，头尾相连（一相的极性端和另相的非极性端相连）是不用说的，到底是把A相的头（极性端）还是尾（非极性端）作为N呢？

对于现在的微机保护，大都只用零序电压幅值了，而用自产3U0来判方向，这时A头还是A尾接地已没有意义了，但一个站、一个片区，也最好统一为一种方式。

在小接地电流系统中，为防止TV过载，常采用4元件式TV，即在三相TV中性点再串接一只单相TV后接地，同时这只单相TV二次线圈串接在TV二次中性点和电压中性线N600之间。

对于这种四元件TV，很多都是由四只单相TV构成，所以要注意极性组合：

TV一二次极性要一致，每相TV一次母线端和二次电压引出端是同名端，第四只TV的一次接地端和二次中性线引出端是同名端。

6.1.4接线。

两只单相电压互感器接成V－V形接线形式，可取得三个相间电压，但不能测量相电压。

三只单相电压互感器组成星型接线，即可取得相间电压，又可取得相电压和零序电压。

四元件TV接线，可取得相间电压、相电压和零序电压，同时可防止小接地电流系统单相接地时TV铁心饱和发热。

6.2安全要求。

6.2.1电压互感器和变压器一样，都是降压的，只是电压互感器只降压不传变电能，所以电压互感器二次额定容量是很小的，二次不能短路，短路的大电流会烧坏电压二次回路和TV二次线圈，重则引起TV爆炸。

在TV二次出口，都要装设熔断器或空气开关，以切断电压回路短路电流，保护TV和电缆。

但对于TV零序电压线和中性线，熔断器熔断和空气开关开关跳闸不宜监视，所以不装设熔断器和空气开关。

6.2.2严防TV反充电。

TV反充电就是将电压加到TV二次线圈中，TV对其升压后在其一次侧产生高压，危机人身及设备安全。

为此，在TV二次回路中需串入TV刀闸辅助触点或由其起动的重动接点，让TV停运时，TV二次线圈自动和二次电系统脱离。

6.2.3为防止一次高压串入二次绕组危害人的安全，要求：

TV二次必需接地。

如果TV二次多点接地，地电位差便会在电压回路中形成干扰电压，引起保护误、拒动，所以TV二次只能一点接地。

对于完全独立的电压回路，可在端子箱将中性N线接地，对于几组TV中性线要在控制室组合在一起时，应将这组合在一起的中性线在控制室一点接地，为增加可靠性，还同时在各组TV端子箱，将中性线经氧化锌阀片接地。

6.3TV二次反措。

TV二次三相电压的中性N线和三次开口电压N线必需分别引入控制室，并接到同一零相电压小母线上一点接地。

TV二次三相电压的四根线和三次开口电压的两根线必需由不同的电缆引入控制室端子排，不能合用。

6.4典型电压二次回路

7直流控制回路

7.1直流控制回路作用

7.1.1实现对断路器的远方（控制室）控制。

通过控制室的把手或监控系统的鼠标对场地的断路器进行分闸合闸。

7.1.2实现遥控断路器。

通过数据通讯和自动化系统实现几十上百公里外的遥控操作，对拉闸限电特别有利。

7.1.3实现断路器的智能控制。

当断路器后元件发生故障时，由保护装置对断路器发跳闸令，实现切除故障；切除后再由重合闸发合闸命令，实现恢复供电。

7.1.4为监控系统和保护系统提供断路器状态。

7.2对直流控制回路的要求。

7.2.1为保证断路器控制的可靠性，断路器的跳合闸脉冲要持续加入，直到跳合闸过程结束。

为实现这一要求，对断路器的跳合闸回路都必须带自保持，保持住后，由断路器辅助接点来解开保持。

对自保持回路的要求：

多个出口继电器可同时跳闸时，自保持由防跃继电器来担当，其自保持电流不大于额定跳合闸的一半，线圈压降小于5％额定值。

4.2直流电源母线编号

4.3直流二次回路编号方法

4.4直流二次回路分类

4.5直流二次回路反措

4.6典型直流二次回路