供配电系统的二次回路.docx

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供配电系统的二次回路

供配电系统的二次回路

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1、二次回路概述

二次回路按电源性质分，有直流回路和交流回路。

交流回路又分交流电流回路和交流电压回路。

交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器供电。

供配电系统的二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动化系统等。

二次回路按其用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等。

二次回路在供配电系统中虽然是一次电路的辅助系统，但它对一次电路的安全、可靠、优质、经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视。

2、二次回路的操作电源

二次回路操作电源是供高压断路器跳合闸回路和继电保护装置、信号回路、监测系统及其它二次回路所需电源。

对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供配电系统运行的影响。

二次回路操作电源，分直流和交流两大类。

直流操作电源又有由蓄电池组供电的电源和由整流装置供电的电源两种。

交流操电源又有由所用变压器供电的和由仪用互感器供电的两种。

2.1直流操作电源

1、蓄电池组直流操作电源

铅酸蓄电池容量大、冲击放电电流大、端电压也相对较高，但其寿命较短、充电时会逸出有害的硫酸气体、需要专用房间、维护工作量大。

现有一种新型免维护的阀控密封铅酸蓄电池，克服了老式铅酸蓄电池的缺点，在电力系统中正逐步扩大其应用范围。

镉镍蓄电池组具有大电流放电性能好、比功率大、使用寿命长、腐蚀性小、无需专用房间等优点，在用户供电系统中比较常用。

蓄电池直流系统的运行方式、充电－放电运行方式、浮充电运行方式。

目前，多数直流系统都采用浮充电运行方式。

浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池组与浮充电整流器并联工作，平时由整流器供给直流负荷用电，并以不大的电流向蓄电池组浮充电（以补充电池因有漏电而使其电压下降的缺陷），使蓄电池处于满充电状态。

浮充电运行的蓄电池组能承担短时冲击负荷（如断路器合闸电流）和事故负荷。

2、硅整流电容储能式整流电源

在供电系统正常运行时，通过硅整流器供给直流操作电源，同时通过电容器储能，在交流供电系统电压降低或消失时，由储能电容器对继电器和跳闸回路放电，使其正常动作。

复式整流：

复式整流是指供直流操作电压的整流器电源有两个；①电压源-由所用变压器或电压互感器供电，经铁磁谐振稳压器（当稳压要求较高时装设）和硅整流器供电给控制等二次回路；②电流源-由电流互感器供电，同样经铁磁谐振稳压器（当稳压要求较高时装设）和硅整流器供电给控制等二次回路。

复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统在正常和事故情况下直流系统均能可靠地供电。

与上述电容储能式相比，复式整流装置能输出较大功率，电压稳定性更好。

3、高频开关直流操作电源

高频开关直流操作电源系统一般由交流输入、充电模块、蓄电池组、直流馈电和监控系统等组成。

交流输入是将交流电源引入分配给各个充电模块，并实现互为备用的两路交流输入的自动切换，充电模块完成AC/DC变换，再由DC/AC高频转换电路把所得的直流输出电源分配到每一路输出，监控系统是整个直流系统的控制、管理中心，但对交流输入、直流馈电、充电模块、蓄电池组和系统绝缘状况等实施全方位的监测、控制和报警。

2.2交流操作电源

对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，相应地，所有保护继电器、控制设备、信号装置及其它二次元件均采用交流型式。

分电流源和电压源两种：

电流源取自电流互感器，主要供电给继电保护和跳闸回路。

通常前者作为正常工作电源

电压源取自变配电所的所用变压器或电压互感器。

只作为保护油浸式变压器内部故障的瓦斯保护的交流操作电源。

采用交流操作电源，可使二次回路大大简化，投资大大减小，工作可靠，维护方便，但是它不适用于比较复杂的继电保护、自动装置及其它二次回路。

交流操作电源广泛应用于中小型变电所中断路器采用手动操作和继电保护采用交流操作的场合。

3、高压断路器控制和信号回路

3.1概述

高压断路器控制回路，是指控制（操作）高压断路器跳、合闸的回路。

信号回路是用来指示一次电路设备运行状态的二次回路。

位置信号:

用来显示断路器正常工作的位置状态。

红灯亮,表示断路器处在合闸位置；

绿灯亮,表示断路器处在跳闸位置。

事故信号:

用来显示断路器在事故情况下的工作状态。

红灯闪光，表示断路器自动合闸；

绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。

此外还有事故音响信号和光字牌等。

预告信号:

在一次设备出现不正常状态时或故障初期发出报警信号。

例如：

变压器过负荷或者轻瓦斯动作时，就发出区别于上述事故音响信号的另一种预告音响信号，同时光字牌亮，指示出事故的性质和地点，值班人员可根据预告信号及时处理。

高压断路器的控制和信号回路要求

应能监视控制回路保护装置（如熔断器）及其跳、合闸回路的完好性，以保证断路器的正常工作，通常采用灯光监视的方式。

合闸和跳闸完成后，应能使命令脉冲解除，即能切断合闸或跳闸的电源。

应能指示断路器正常合闸和跳闸的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号。

如前所述，通常用红、绿灯的平光来指示断路器的位置状态，而用其闪光来指示断路器的自动跳、合闸。

断路器的事故跳闸信号回路，应按“不对应原理”接线。

对有可能出现不正常工作状态或故障设备的设备，应装设预告信号。

预告信号应能使控制室或值班室的中央信号装置发出音响和灯光信号，并能指示故障地点和性质。

通常预告音响信号用电铃，而事故音响信号用电笛。

3.2电磁操动机构的断路器控制回路

合闸操作：

SA手柄顺时针扳转45°→触点SA1-2接通→合闸接触器KO通电→其主触点闭合→合闸线圈YO通电→断路器合闸。

合闸完成后，SA自动返回→触点SA1-2断开→切断合闸回路，同时QF3-4闭合→红灯RD亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸线圈YR回路的完好性。

跳闸操作：

SA手柄反时针扳转45°→触点SA7-8接通→跳闸线圈YR通电→断路器跳闸。

跳闸完成后，SA自动返回→触点SA7-8断开→切断合闸回路，QF3-4断开，SA3-4闭合→绿灯GN亮，指示断路器已跳闸，并监视着合闸的完好性。

短路故障时：

短路故障时→继电保护动作，触点KA闭合→接通跳闸线圈YR回路→断路器跳闸→QF3-4断开，红灯RD灭，并切断跳闸回路，同时QF1-2闭合，而SA在合闸位置，其触点SA5-6也闭合，接通闪光电源WF（+）→使绿灯GN闪光，表示断路器自动跳闸。

由于断路器自动跳闸，SA在合闸位置，其触点SA9-10闭合，而断路器已跳闸，其触点QF5-6也闭合，因此事故音响信号回路接通，又发出音响信号。

当值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关SA的操作手柄扳向跳闸位置（反向扳转后松开），使SA的触点与QF的辅助触点恢复对应关系，全部事故信号立即消除。

4、测量和绝缘监视回路

为了监视、分析和记录供配电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供配电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，供配电系统的电力装置中必须装设一定数量的测量仪表：

在电能用户的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电度表和无功电度表，而且宜采用全国统一标准的电能计量柜。

为了解负荷电流，进线上还需要装设电流表。

变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。

在小接地电流的中，各段母线上还装设绝缘监测装置。

35～110/6～10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表和无功电度表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。

6～10/0.4kV的电力变压器，在高压侧装设电流表和有功电度表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电度表.

3～10kV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电度表各一只。

如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电度表。

为了监视、分析和记录供配电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供配电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，供配电系统的电力装置中必须装设一定数量的测量仪表：

380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。

如果变压器高压侧未装电度表时，低压侧还应装设有功电度表一只。

低压动力线路上，应装设一只电流表。

低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。

如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电度表。

并联电力电容器组的总回路上，应装设三只电流表和一只无功电度表。

6～10kV高压线路上装设的电测量仪表电路图：

低压220/380V照明线路上装设的电测量仪表电路图：

总结

对于电气设备，如发电机、电动机、变压器、断路器、隔离开关、接触器、电动机起动装置等，都同时具有两种接线，一种是与电源连接的主回路，它是把电网的电流接到设备上做功的主体元件，输送的是大电流；另一种是主体元件的辅助电路，如监察测量仪表、控制及信号装置、继电保护装置、自动控制及监测或反馈装置、远动装置等，这些装置一般是由互感器、蓄电池组、低压电源继电器、插件、供电装置等组成，它们的工作状态及逻辑功能决定着主体元件的工作状态并监控主体元件，这些装置使用低电压、小电流却控制着主回路的高电压、大电流。

我们把这些装置的接线称为二次接线或二次回路、辅助回路，而把主体元件的主回路称为一次接线或一次回路、主回路。

二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测量和计量、监视和保护。

参考文献

【】供配电系统徐滤非主编，北京：

机械工业出版社，2007.9

【】供配电技术夏国民主编，北京：

中国电力出版社，2004

【】工厂供配电技术陈小虎主编，北京：

高等教育出版社，2001