典型二次回路讲解
- 格式:doc
- 大小:4.34 MB
- 文档页数:19
二次回路的作用及工作原理二次回路(Secondary Loop)是一种电气控制系统,常用于自动控制和反馈控制中。
它的作用是在主回路(Primary Loop)的基础上对系统的输出进行监测和调节,以实现系统的稳定性、可靠性和精确性。
在一个典型的二次回路中,通常由三个基本组件组成:传感器、控制器和执行器。
传感器用于检测系统的输出或参数,控制器根据传感器的反馈信号做出决策,并通过执行器来调节系统的输出。
二次回路的工作原理可以描述为以下几个步骤:1. 传感器检测:传感器通常用于监测系统的输出或参数,例如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
传感器将检测到的信号转化为电信号,并发送给控制器。
2. 控制器决策:控制器接收来自传感器的反馈信号,并根据预先设定的控制算法做出决策。
这些算法可以是简单的比例、积分、微分(PID)控制算法,也可以是更复杂的模糊逻辑控制、自适应控制等。
3. 控制信号输出:根据控制器的决策,控制信号会被发送到执行器。
执行器可以是电磁阀、电动机、电炉等,它们通过改变系统的输出来实现控制目标。
4. 系统反馈:执行器改变系统的输出后,传感器会再次检测新的输出或参数,并将反馈信号发送给控制器。
这一过程形成了一个闭环,使控制器能够持续地对系统进行调节。
通过以上这个循环过程,二次回路能够实现对系统的稳定性和精确性的控制。
它们可以根据不同的需求实现自动调节和反馈控制,例如温度控制器可以根据实际温度与设定温度的差异进行调节,使得系统保持在目标温度附近。
二次回路的应用非常广泛。
在工业中,它们可以应用于控制电梯、机器人、机械加工等各种系统;在家庭中,它们可以应用于空调、洗衣机、冰箱等电器设备中。
通过二次回路的控制,这些系统能够更加稳定、可靠地工作,提高效率和性能。
总结起来,二次回路的作用是对系统的输出进行监测和调节,以实现系统的稳定性、可靠性和精确性。
它通过传感器获取反馈信号,控制器根据这些信号做出决策,并通过执行器控制系统的输出。
各种二次回路图及其讲解(精)在电子电路设计中,二次回路图是非常常见的一种电路图形式。
本文旨在介绍常见的几种二次回路图,并讲解其工作原理和应用。
频率响应电路频率响应电路主要用于调节电路的频率响应,可以用于增强或削减电路的某一频率范围的信号。
其典型的二次回路图如下所示:+-------- R2 --------+| || C2 ||-----\\/\\/\\/\\/------|| |Vin| +-----+ |-----|------| R1 |-------+-- Vout| +-----+ || |GND GND其中,R1为电阻,C2为电容器,R2为可变电阻。
当加上输入信号Vin时,电路响应的特性会随着不同的频率而变化。
其工作原理可简述为:当有输入信号Vin的时候,经过C2的滤波作用,只有一定范围内的频率信号通过,然后被放大并输出。
由于R2可变,所以可以调节这个频率范围。
频率响应电路广泛应用于各种电子设备,例如播放器、放大器等,常用于滤波、降噪、取消尖峰等。
振荡电路振荡电路是一种产生周期性输出信号的电路,其典型的二次回路图如下所示: +-------- C1 -----+| |Vin--|----/\\/\\/\\/\\----+|---+| R1 | || | || C2 | ||----\\/\\/\\/\\/+---|< || | || | |GND GND || |R2 C3|___||GND其中,C1为电容器,R1为电阻,C2为电容器,R2为可变电阻,C3为电容器。
其工作原理可简述为:当加上输入信号Vin时,经过C1的滤波作用之后,被放大并输出。
同时,输出信号经过C2反馈回到输入端口,形成一个正反馈的闭环,当反馈增益达到一定值时,系统会开始振荡。
由于C3的作用,输出信号的频率是稳定的。
振荡电路应用十分广泛,例如在电子闹钟、无线电收音机、通信设备等方面都有应用。
滤波电路滤波电路常用于滤除噪声、除去直流分量等情况。
各种二次回路图及其讲解二次回路即谐振电路,是一个电路带有一个电容和一个电感器,它可以在某些频率上通过电荷和电报来保持自我振荡。
谐振电路有许多不同类型和变体,本文将重点介绍其中的六个常见的谐振电路图。
1. LC电路LC电路是由一个电感和一个电容器组成的谐振电路。
它是一个简单谐振电路,可以在特定的频率下产生共振。
以下是一个经典的LC电路图:L ----|\\/\\/\\/|---- C ----+| |--- ------ ---| |GND GND在这个电路中,L是电感,C是电容器,和号代表在这个电容器和电感器上连接一个电路 load。
当这个二次回路处于自我共振时,电容器上的电荷和电流在电感上回荡,因此可以在电路的load上达到很高的电压和电流,非常有用。
2. RLC电路RLC电路也是由一个电感、一个电容和一个电阻器组成的简单谐振电路。
与LC电路相比,它包含了一个额外的电阻器。
以下是一个基本的RLC电路图:L ----|\\/\\/\\/|---- C ----+---- R ---+| | |--- --- GND--- ---| |GND GND在这个电路中,L和C之间形成一个谐振电路,而R作为电路中的负载。
这种电路也是自我激励的,因此可以在负载上产生很高的电压和电流,非常有用。
3. 带平移LC电路带平移LC电路与LC电路类似,但它包含了一个平移电容器,使电路可以在其自然频率发生改变。
以下是它的电路图:L ----|\\/\\/\\/|---- C ----+---- C1 ----+| | |--- --- ------ --- ---| | |GND GND GND在这个电路中,L是电感,C是电容器,C1是平移电容器。
该平移电容器的存在导致电路在特定的频率开始自振,该频率由该电容器的值确定。
4. 带平移RLC电路带平移RLC电路在RLC电路的基础上增加了一个平移电容器,从而可以使电路的自然频率发生变化。
如何看二次回路图在电力系统中,二次设备的重要性是不言而喻的。
能快速、有效地将电气二次回路图做到一目了然,是运行人员必备的基本功之一,也是分析二次回路异常或故障的基础能力。
一、二次设备划分原则一次设备是指直接参加发、变、输、配电能的系统中使用的电气设备,如发电机、变压器、电力电缆、输电线、断路器、隔离刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器等。
由这些设备连接在一起构成的电路,称之为一次接线或称主接线。
二次设备是指对一次设备的工况进行监视、控制、调节、保护,为运行人员提供运行工况或生产指挥信号所需要的电气设备,如测量仪表、继电器、控制及信号器具、自动装置等。
这些设备,通常由电流互感器和电压互感器的二次绕组的出线以及直流回路,按着一定的要求连接在一起构成的电路,称之为二次接线或二次回路。
描述二次回路的图纸称为二次接线图或二次回路图。
二、二次回路的分类二次回路一般包括:控制回路、继电保护回路、测量回路、信号回路、自动装置回路。
按交、直流来分,又可分为交流电压和交流电流回路以及直流逻辑回路。
按不同的绘制方法可分为:原理图、展开图、安装图。
根据二次回路图各部分不同的特点和作用,绘制不同的图。
1. 按电源性质区分:1)交流电流回路---由电流互感器(CT)二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。
如:图1为交流电流回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)。
2)交流电压回路---由电压互感器(PT)二次侧供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。
如:图2为交流电压回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)。
图1交流电流回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)图2交流电压回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)3)直流回路---设备控制、操作、保护、信号、事故照明等全部回路。
如:图3为直流回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)。
图3直流回路(厂房6kV馈线保护控制信号图)2. 按用途区分:1)控制回路---由控制开关与控制对象(如断路器、隔离刀闸)的传递机构、执行(或操作)机构组成。
典型电气二次回路识图————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:断路器控制回路图控制回路是二次回路的重要组成部分,电气设备的种类和型号多种多样,控制回路的接线方式也很多,但其基本原理是相似的。
这里以某变电站控制回路图为例,简要说明看图的基本方法。
完整的二次回路原理图一般由四张图构成:原理图—端子图—端子图—原理图。
完整的控制回路图一般包括操作箱接点联系图—保护屏端子图—汇控柜端子图—断路器控制回路图。
按照上述顺序联接。
下面逐一进行说明:1、操作箱接点联系图我们以A相合闸回路为例来简要说明一下识图方法(图1)。
图1 A相合闸回路先来看图上的两种端子:是箱端子,位于保护装置后侧,是屏端子,一般位于保护屏后两侧,固定在保护屏上。
图的左边为装置的逻辑回路,右侧相对于逻辑回路标有继电装置的种类及回路名称。
如图中根据回路名称,我们可以快速找到A相合闸回路,其中包括跳位监视回路、合闸回路、防跳回路。
跳位监视回路从正电源101通过4D62屏端子接至4n76箱端子,通过跳闸位置继电器TWJa接至4n44,并引至屏端子4D168,从屏端子通过电缆连接至断路器操作机构箱。
图中的7A为回路编号(功能相同的回路在不同型号的设备中都有统一编号,比如合闸回路的编号一般为7,跳闸回路编号一般为37)。
合闸回路的启动靠手动合闸继电器SHJ或重合闸继电器ZHJ,手合命令发出后启动SHJ,重合闸命令发出后启动ZHJ,然而合闸命令只是一个脉冲,保证合闸回路导通直至断路器合上的是合闸保持继电器HBJa。
SHJ或ZHJ发出合闸脉冲后,HBJa线圈励磁,启动合闸回路的HBJa长开接点,这时合闸回路靠HBJa接点继续导通,直至A 相合闸成功,机构箱内的合闸回路断开,HBJa线圈失磁,HBJa长开触点才断开,切断合闸回路。
图中1TBJa为跳跃闭锁继电器,它有两个线圈,一个是电流启动线圈,串联在跳闸回路中,以便当继电保护装置动作于跳闸时,使1TBJa可靠的启动。
典型二次回路讲解一、 电流回路1、220kV 典型回路220kV TA 一般有六个二次绕组,分别用于本线路保护(两组)、母差保护(两组)、测量、计量。
以某一220kV 线路保护为例,如图1所示,交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——CSC-122A 断路器保护——CSC-101A 线路保护——录波屏;交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——PSL601G 线路保护。
CSC-101A 1x CSC-122A 3x端子箱A 屏1n PSL601G端子箱B 屏图1 典型电流回路注意事项:1)电流回路严禁开路。
电流互感器的二次回路不允许开路,否则将产生危险的高电压,威胁人身和设备的安全。
因为电流互感器二次回路在运行中开路时,其一次电流均成为励磁电流使铁芯中的磁通密度急剧上升,从而在二次绕组中感应高达数千伏的感应电势,严重威胁设备本身和人身的安全。
这就要求回路各个连接环节的螺丝必须紧固,连接二次线无断线或接触不良,同时回路的末端必须可靠短接好,如上图1中的录波屏处2C2、2C4、2C6、2C7端子和PSL601G 保护屏处1D17、1D18、1D19、1D20端子。
2)每组二次绕组的N 回路有且只能有一点接地,严禁多点接地。
电流互感器的二次回路必须有一点直接接地,这是为了避免当一、二次绕组间绝缘击穿后,使二次绕组对地出现高电压而威胁人身和设备的安全。
同时,二次回路中只允许有一点接地,不能有多点接地,否则会由于地中电流的存在而引起继电保护的误动。
因为一个变电所的接地网并不是一个等电位面,在不同点间会出现电位差。
当大的接地电流注入接地网时,各点的电位差增大。
如果一个电回路在不同的地点接地,地电位差将不可避免地进入这个电回路,造成测量的不准确,严重时,会导致保护误动。
由几组电流互感器二次组合的电流回路,如差动保护、各种双断路器主结线的保护电流回路,其接地点应选在控制室。
典型二次回路讲解一、 电流回路1、220kV 典型回路220kV TA 一般有六个二次绕组,分别用于本线路保护(两组)、母差保护(两组)、测量、计量。
以某一220kV 线路保护为例,如图1所示,交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——CSC-122A 断路器保护——CSC-101A 线路保护——录波屏;交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——PSL601G 线路保护。
CSC-101A 1x CSC-122A 3x端子箱A 屏1n PSL601G端子箱B 屏图1 典型电流回路注意事项:1)电流回路严禁开路。
电流互感器的二次回路不允许开路,否则将产生危险的高电压,威胁人身和设备的安全。
因为电流互感器二次回路在运行中开路时,其一次电流均成为励磁电流使铁芯中的磁通密度急剧上升,从而在二次绕组中感应高达数千伏的感应电势,严重威胁设备本身和人身的安全。
这就要求回路各个连接环节的螺丝必须紧固,连接二次线无断线或接触不良,同时回路的末端必须可靠短接好,如上图1中的录波屏处2C2、2C4、2C6、2C7端子和PSL601G 保护屏处1D17、1D18、1D19、1D20端子。
2)每组二次绕组的N 回路有且只能有一点接地,严禁多点接地。
电流互感器的二次回路必须有一点直接接地,这是为了避免当一、二次绕组间绝缘击穿后,使二次绕组对地出现高电压而威胁人身和设备的安全。
同时,二次回路中只允许有一点接地,不能有多点接地,否则会由于地中电流的存在而引起继电保护的误动。
因为一个变电所的接地网并不是一个等电位面,在不同点间会出现电位差。
当大的接地电流注入接地网时,各点的电位差增大。
如果一个电回路在不同的地点接地,地电位差将不可避免地进入这个电回路,造成测量的不准确,严重时,会导致保护误动。
由几组电流互感器二次组合的电流回路,如差动保护、各种双断路器主结线的保护电流回路,其接地点应选在控制室。
3)二次绕组的极性。
电流互感器的二次引出端,如果接反,二次电流或电压的相位就会发生180度的变化,继电保护装置特性或测量仪表的显示将会随之改变。
为了保证继电保护装置的性能和仪器仪表的准确,电流互感器和电压互感器必须标注明确的极性。
通常采用减极性的标注原则:当从一次侧极性端流人电流时,二次侧感应的电流方向是从极性端流出。
为了准确地判别电流互感器一次电流和二次电流间的相位关系,应确定其一、二次绕组间的极性关系,这对反应方向性一类的继电保护是十分重要的。
如果电流互感器的极性接反,则将导致继电保护拒动或误动。
应结合TA 一次安装情况对二次绕组极性仔细加以判别,务必确保接入线路保护和母差保护极性的正确性4)二次绕组的准确级。
TA 二次的各个绕组有不同的准确级别,分为保护级(P 级、TP 级)及其它。
严禁将其他准确级(如计量、测量级)的二次绕组用于保护,特别注意用于母差保护的所有二次绕组准确级必须一致。
二、 电压回路1、220kV 典型回路电压互感器同样分不同的准确级,一般包括0.2,0.5,1,3,3B 和6B 等各级,保护用电压互感器可采用3级,而3B 和6B 级是继电保护专用的电压互感器。
220KV 及以上的电压互感器或CVT 选用两组二次线圈和一个开口三角线圈,220KV TV 二次一般应有三个二次绕组,其中一组用于接成开口三角,反应零序电压,一组用于保护及测量、另一组用于计量。
以某一220kV 线路保护为例,交流电压回路的连接关系为TV 接线盒——TV 端子箱——TV 测控柜——保护屏,中间经过了两次电压切换,一次是在TV 测控柜(或中央信号继电器屏),另一次由保护屏的电压切换装置完成,为防止隔离开关辅助接点异常造成TV 二次失压,通常采用双位置接点切换。
如图(三)所示,切换前电压回路编号分别为A 、B 、C630及A 、B 、C640,切换后则为A 、B 、C720,切换后电压经交流快分开关后提供给保护装置。
PSL601G8E-1318E-131图2 典型电压回路图注意事项:1、电压互感器在运行中二次侧不能短路,因为这样不仅使二次电压降为零,而且要在一二次绕组中流过很大的短路电流,短路电流会烧毁电压互感器。
2、电压互感器的二次绕组有且只能有一点接地,以保证安全。
其接地点的地方选取应遵守以下原则:1)独立的、与其它互感器没有电的联系的电压互感器二次回路,可以在控制室也可在开关场端子箱实现一点接地。
2)经控制室零相小母线(N600)联通的几组电压互感器二次回路,只应在控制室实现N600一点直接接地,其他地方不能再有第二点直接接地。
3、必须严防二次回路反充电。
通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电称为反充电。
由于反充电电流较大(反充电电流主要决定于电缆电阻及两个电压互感器的漏抗),将造成运行中电压互感器二次侧快分开关跳开或熔断器熔断,使运行中的保护装置失去电压,可能造成保护装置的误动或拒动。
电压互感器二次回路通电试验时,为防止二次侧向一次侧反充电,应将二次回路断开,还应取下一次熔断器(保险)或断开隔离开关。
在设计手动和自动电压切换回路时,都应有效地防止在切换过程中对一次侧停电的电压互感器进行反充电。
2、反充电原理双母线接线方式时,可能会发生带电母线(Ⅱ母)经过运行电压互感器(TV2)、停用电压互感器(TV1)向停电母线(Ⅰ母)反充电的事故,此时的二次电压回路示意图如下:图3 反充电时电压二次回路示意图虽然停电的Ⅰ母无带电设备或负荷,但是由于母线、隔离开关、避雷器、电压互感器等一次设备对地存在电容,所以Ⅰ母的每一相对地均有一等值电容C存在。
其数值一般在2000~15000pF之间。
若取C=2000pF,则折算到停用电压互感器低压侧的容抗值为Xc’(设母线为220kV系统)。
考虑到停用电压互感器总的漏抗Xo,停用电压互感器从二次侧看进去的阻抗故Z的数值非常小。
因此,当发生反充电时,相当于TV2通过自动开关1ZKK、2ZKK二次侧三相短路,不仅1ZKK、2ZKK均有跳闸可能,造成母线电压互感器二次失压,同时还会因为短路电流过大烧毁电压切换装置[1]。
2.3 故障回放在进行此次故障回放前,首先介绍一下电压切换回路。
该回路与外部其他回路联系较少,主要由直流控制回路和各接点回路组成。
如图4所示:1G11G21YQJ1Ⅰ母电压切换Ⅱ母电压切换+KM-KM1YQJ22G22G12YQJ12YQJ2图4 电压切换二次回路220kV系统中Ⅰ母、Ⅱ母的母线电压经过电压切换回路的选择切换以后才能进入保护装置,切换接点为切换继电器的接点,切换继电器由线路间隔相应的母线隔离开关辅助接点控制。
电压切换回路确保二次保护装置所采样的母线电压与一次系统保持一致[2]。
在昆山变运行人员的操作过程中,当合上6122隔离开关,尚未拉开6121隔离开关时,隔离开关的辅助接点(2G1、2G2)动作,使得2YQJ1、2YQJ2励磁,双母线二次电压并列运行。
随后拉开6121隔离开关,由于种种原因,使得该隔离开关的辅助接点(1G1、1G2)没有正确动作,导致1YQJ1未能复归。
造成一次设备挂Ⅱ母运行,而二次电压仍然并列运行。
当运行人员倒闸结束,拉开母联断路器时,Ⅰ母线停电退出运行,而二次电压回路仍然连通,致使Ⅱ母通过电压回路对Ⅰ母反充电,由于电压互感器的二次侧阻抗非常小,充电电流过大,从而烧毁了电压切换回路。
图5为电压互感器A相反充电的二次回路图。
Ⅰ母TV1Ⅱ母TV2图5 电压互感器A 相反充电二次回路图3、电压切换故障的防针对此类电压互感器的反充电现象。
结合现场工作实际,特提出以下几点防措施。
1、 一次隔离开关选择转换可靠的辅助机构。
预试小修时注重其辅助接点的分合情况; 2、 选择适当的交流自动开关(ZKK )。
故障发生时,电压互感器的二次交流自动开关并未跳开,现场条件限制未对自动开关进行分断电流试验,因此不清楚其长期允许通过的电流为多大。
而印制板设计的铜条一般应能耐受7~8安培的电流。
因此,合理地选择母线电压互感器以及线路电压互感器的二次自动开关也是至关重要3、 改造电压切换回路中“切换继电器同时动作”的发信接点。
目前,变电站绝大多数的电压切换继电器都是双位置继电器,既有动作线圈也有复归线圈,但厂家提供的用于“切继电器同时动作”信号的接点取自是单位置继电器(不带复归)线圈继电器 (1YQJ2、2YQJ2 见图4),诸如TCX-12HP(南自)、ZYQ-812(许继)、CZX-12R2(南瑞)等等。
这就造成了当变电站运行人员倒闸操作完成后,若1YQJ1或2YQJ1接点不返回,而发信用的接点1YQJ2、2YQJ2却已返回,不能正确反映二次电压切换的真实情况,此时电压切换箱判别母线PT 并列,但却不能发出“切换继电器同时动作”这一信号。
运行人员根据常规信号指示,认为倒闸操作已经完成。
如果此时拉开母联断路器,带电母线通过电压二次回路向不带电母线进行二次反充电,从而烧坏电压切换插件。
因此,建议在设计施工过程中,“切换继电器同时动作”的信号接点取自带保持的1YQJ1、2YQJ1切换继电器。
从而保证在出现上述问题时,装置能够发出警示信号,避免出现电压二次反充电的故障。
三、 失灵保护1 失灵保护的基本原理失灵保护由电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。
启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一,必须安全可靠,应实现双重判别,防止单一条件判断断路器失灵,以及因保护接点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。
启动回路包括启动元件和判别元件,两个元件构成“与”逻辑。
解除闭锁图6 断路器失灵保护原理框图启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身,可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器接点,也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器接点,接点动作不复归表示断路器失灵。
判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。
现有运行设备采用相电流(线路)、零序电流(变压器)的“有流”判别方式。
保护动作后,回路中仍有电流,说明故障确未消除。
断路器失灵保护装置是以接入电流大小为判据的,因此将TA的二次电流接入断路器失灵保护装置时,应尽量选择靠近断路器处的TA,而且和母线保护用TA进行有效的“交叉”,彻底避免失灵保护死区的存在。
时间元件是断路器失灵保护的中间环节,对于双母线接线的变电站可以每个断路器设一个,也可以几个断路器共设一个。
一般每条母线设一个两段延时的时间元件,以较短延时跳母线联络断路器,以较长时间跳其他有关断路器。
为了防止单一时间元件故障造成失灵保护误动,对时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后,再启动出口继电器。
电压闭锁的引入可以防止因误碰或保护中单一元件异常而造成的失灵保护误动,因此电压闭锁元件提高了防止失灵保护误动的能力。