变电站常见二次原理图
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直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1 不同点接地危害图----------------------------------------------------------2 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图-------------------------9 预告信号装置原理图------------------------------------------------------11 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12 线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13 线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14 线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------16 双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18 变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21 变压器复合电压启动的过电流保护原理图---------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23 变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24 变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保------24线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29储能电容器组接线图------------------------------------------------------29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32直流回路展开图说明------------------------------------------------------331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图,请说明其作用。
110kV变电站典型二次回路图解作者:蒋剑2008-12-01前言一目前,在针对电力系统职工和电力专业学生的培训教材中,关于二次接线的内容仍然主要以电磁式继电器回路为讲解示例。
在微机保护已经普遍应用的今天,这种模式在很大程度上已经脱离了电力生产的实际情况,造成了理论与实践的脱节,尤其不利于基层技术人员的培养。
形成这种局面的原因是多方面的。
首先,在教学中,继电器回路它具有接线简明、原理清晰、易于理解的优点,便于学生理解,而微机保护装置由于采用了微型计算机作为核心,许多功能都由芯片运算完成,在保护原理的算法和实现上进行了很大的改进,对高等数学及计算机等专业知识水平要求较高,不利于讲解和普及。
其次,电磁式继电器保护装置的定型化程度很高,各项技术条件在电力系统内得到了高度的认同。
微机保护则是由不同厂商根据继电保护的基本原理独立开发的,各套产品之间在配置原则、保护算法等方面存在较大差异,尽管经过一定时间的运行实践,我们总结出了一定的经验,但是仍然很难确定地将某一种产品作为范例进行推广,这也导致了在教学中对微机保护二次接线提及较少。
在微机型继电保护和自动装置的二次接线方面,由于实际工作情况的不同,各供电公司的相关部门目前采用最多的仍然是“师傅—徒弟”言传身教和班组学习的模式。
这种各自为战的模式不利于技术的交流与推广,也不利于电力系统人才的培养。
鉴于此,针对110kV变电站主要继电保护和自动装置的二次回路接线,笔者结合本单位的生产实践编制了本文。
本文以国内各大微机保护厂商设备为例,结合图纸讲解二次回路的工作方式,较少涉及继电保护原理,主要面对电力系统中刚参加工作的大中专学生编写,力求浅显易懂又不失专业性,使他们能尽快完成理论与实践的结合,投入工作中去。
前言二我一直有一个想法,那就是二次接线必须与继电保护作为两个专业分开。
虽然两者有着千丝万缕的联系,但是我认为——至少在教学上——应该予以更大程度的独立化,就如同我制作此文的目的:进行二次接线的学习,或者说尽快的学会看二次图纸,不涉及较深的继电保护原理。
高压电气二次回路原理图及讲解直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。
KV1是低电压监视继电器,正常电压KV1励磁,其常闭触点断开,当电压降低到整定值时,KV1失磁,其常闭触点闭合,HP1光字牌亮,发出音响信号。
KV2是过电压继电器,正常电压时KV2失磁,其常开触点在断开位置,当电压过高超过整定值时KV2励磁,其常开触点闭合,HP2光字牌亮,发出音响信号。
图2是常用的绝缘监察装置接线图,正常时,电压表1PV开路,而使ST1的触点5-7、9-11与ST2的触点9-11接通,投入接地继电器KA。
当正极或负极绝缘下降到一定值时,电桥不平衡使KA动作,经KM而发出信号。
此时,可用2PV进行检查,确定是哪一极的绝缘下降,若正极对地绝缘下降,则投ST1 I档,其触点1-3、13-14接通,调节R3至电桥平衡电压表1PV指示为零伏;再将ST1投至II档,此时其触点2-4、14-15接通,即可从1PV上读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
若为负极对地绝缘下降,则先将ST1放在II档,调节3R至电桥平衡,再将ST1投至I档,读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
假如正极发生接地,则正极对地电压等于零。
而负极对地指示为220V,反之当负极发生接地时,情况与之相反。
电压表1PV用作测量直流系统的总绝缘电阻,盘面上画有电阻刻度。
由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点,为防其它继电器误动,要求电流继电器KA有足够大的电阻值,一般选30kΩ,而其启动电流为,当任一极绝缘电阻下降到20 kΩ时,即能发出信号。
对地绝缘下降和发生接地是两种情况。
直流系统在变电站中具有重要的位置。
要保证一个变电站长期安全运行,其因素是多方面的,其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的。
变电站的直流系统比较复杂,通过电缆沟与室外配电装置的端子排、端子箱、操作机构箱等相连接,因电缆破损、绝缘老化、受潮等原因发生接地的可能性较多,发生一极接地时,由于没有短路电流,熔断器不会熔断,仍可继续运行,但也必须及时发现、及时消除。
电工必须知道的30个电气二次回路图1、直流母线电压监视装置电路图直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。
KV1是低电压监视继电器,正常电压KV1励磁,其常闭触点断开,当电压降低到整定值时, KV1失磁,其常闭触点闭合, HP1光字牌亮,发出音响信号。
KV2是过电压继电器,正常电压时KV2失磁,其常开触点在断开位置,当电压过高超过整定值时KV2励磁,其常开触点闭合, HP2光字牌亮,发出音响信号。
图1直流母线电压监视装置电路图2、直流绝缘监视装置接线图图2是常用的绝缘监察装置接线图,正常时,电压表1PV开路,而使ST1的触点5-7、9-11( ST1的1-3、2-4断开)与ST2的触点9-11接通,投入接地继电器KA。
当正极或负极绝缘下降到一定值时,电桥不平衡使KA动作,经KM 而发出信号(若正、负极对地的绝缘电阻相等时,不管绝缘下降多少,KA不可能动作,就不能发出信号,这是其缺点)。
此时,可用2PV进行检查,确定是哪一极的绝缘下降(测“+”对地时,ST2的2-1、6-5接通;测“-”对地时,ST2的1-4、5-8接通。
正常时,母线电压表转换开关ST2的2-1、5-8、9-11接通,电压表2PV可测正、负母线间电压,指示为220V),若正极对地绝缘下降,则投ST1 I档,其触点1-3、13-14接通,调节R3至电桥平衡电压表1PV指示为零伏;再将ST1投至II档,此时其触点2-4、14-15接通,即可从1PV上读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
若为负极对地绝缘下降,则先将ST1放在II档,调节3R至电桥平衡,再将ST1投至I档,读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
假如正极发生接地,则正极对地电压等于零。
而负极对地指示为220V,反之当负极发生接地时,情况与之相反。
电压表1PV用作测量直流系统的总绝缘电阻,盘面上画有电阻刻度。
由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点,为防其它继电器误动,要求电流继电器KA有足够大的电阻值,一般选30kΩ,而其启动电流为1.4mA,当任一极绝缘电阻下降到20 kΩ时,即能发出信号。
典型电气二次回路识图 The manuscript was revised on the evening of 2021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。
图5-2
图5-3
1
2
3
4
图5-4-1
图5-4-2
对任何一个微机操作箱,我们都可以用“4个点”、“6个点”、“8个点”、“9个点”这四种方法来分析,以完成接线,并搞清楚回路走向。
4个点:1(正电源,空开下端)、2(负电源,空开下端)、7(操作箱合闸回路出口端)、7(操作箱跳闸回路出口端); 6个点:在4个点的基础上,增加3(手动合闸输入端)、33(手动跳闸输入端); 8个点:在6个点的基础上,增加6(红灯)、36(绿灯); 9个点:在8个点的基础上,增加R133(外部保护跳闸输入端)。
这一点留待后文再详细讲解。
我们可以随便找一套110kV 线路保护或者变压器保护的二次图纸,看一下操作回路相关的原理图和端子排图,找一找从微机保护屏外引的是不是这8个点,这8个点中是否1、3、33、6、36与微机测控屏相联系,1、2、7、37与断路器机构箱相联系。
补记:这其实也是看二次图纸的一个好方法,首先确定这个回路涉及到哪几个设备,原理图中这些设备之间的联系必然通过控制电缆完成,那么端子排的接线也就明了了。
7.2.4.2隔离开关电动机构控制回路
图7-7中下半部分就是CSI-200E 中针对隔离开关电动机构的控
制接点。
就控制回路整体而言,隔离开关与断路器的最大区别就是:隔离开关的控制回路没有操作箱。
5
7-
图
I1I3I2I4I5I4I3
图8-2
I2I1
图8-10
①图
8-12
②
图9-1
①②③④
图9-2-2。
直流母线电压监视装置原理图---------------------------- 1直流绝缘监视装置--------------------------------------- 1不同点接地危害图-------------------------------------- 2带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构) ----------- 3带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)------------ 5带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)------------ 6闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)---------------------------- 8闪光装置接线图(由闪光继电器构成)---------------------------------- 9中央复归能重复动作的事故信号装置原理图----------------- 9预告信号装置原理图------------------------------------ 11线路定时限过电流保护原理图-------------------------- 12线路方向过电流保护原理图------------------------------ 13线路三段式电流保护原理图------------------------------ 14线路三段式零序电流保护原理图-------------------------- 15双回线的横联差动保护原理图-------------------------- 16双回线电流平衡保护原理图------------------------------ 18变压器瓦斯保护原理图---------------------------------- 19双绕组变压器纵差保护原理图----------------------------- 20三绕组变压器差动保护原理图-------------------------- 21变压器复合电压启动的过电流保护原理图-- ---------------- 22单电源三绕组变压器过电流保护原理图-------------------- 23变压器过零序电流保护原理图-------------------------- 24变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保24线路三相一次重合闸装置原理图--------------------------- 26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图-------------------- 29储能电容器组接线图------------------------------------ 29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图------------------ 29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图------------------------------ 31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------ 31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图) -------------------- 32直流回路展开图说明------------------------------------ 331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图,请说明其作用。
答:直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。
KV1是低电压监视继电器,正常电压KV1励磁,其常闭触点断开,当电压降低到整定值时,KV1 失磁,其常闭触点闭合,HP1光字牌亮,发出音响信号。
KV2是过电压继电器,正常电压时KV2失磁,其常开触点在断开位置,当电压过高超过整定值时KV2励磁,其常开触点闭合,HP2光字牌亮,发出音响信号。
图E-103直流母线电压监视装置接线图2.说明图E-104直流绝缘监视装置接线图各元件的作用。
答:图E-108是常用的绝缘监察装置接线图,正常时,电压表1PV开路,而使ST1的触点5-7、9-11 (ST1的1-3、2-4断开)与ST2的触点9-11接通,投入接地继电器KA.当正极或负极绝缘下降到一定值时,电桥不平衡使KA动作,经KM而发出信号(若正、负极对地的绝缘电阻相等时,不管绝缘下降多少,KA不可能动作,就不能发出信号,这是其缺点)。
此时,可用2PV进行检查,确定是哪一极的绝缘下降(测“+”对地时,ST2的2-1、6-5接通;测“-”对地时,ST2的1-4、5-8接通。
正常时,母线电压表转换开关ST2的2-1、5-8、9-11接通,电压表2PV可测正、负母线间电压,指示为220V。
),若正极对地绝缘下降,则投ST1 I档,其触点1-3、13-14接通,调节R3至电桥平衡电压表1PV指示为零伏;再将ST1投至II档,此时其触点2-4、14-15 接通,即可从1PV上读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
若为负极对地绝缘下降,则先将ST1放在II档,调节3R至电桥平衡,再将ST1投至I档,读出直流系统的对地总绝缘电阻值。
假如正极发生接地,贝S正极对地电压等于零。
而负极对地指示为220V,反之当负极发生接地时,情况与之相反。
电压表1PV用作测量直流系统的总绝缘电阻,盘面上画有电阻刻度。
由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点,为防其它继电器误动,要求电流继电器KA有足够大的电阻值,一般选30k Q,而其启动电流为1.4mA, 当任一极绝缘电阻下降到20 k Q时,即能发出信号。
对地绝缘下降和发生接地是两种情况。
I ------------ @ -------------KA n图E-104直流绝缘监视装置接线图3、根据图E-105分别说明A点与C点;B点与C点;A点与B点或A点与D点同时发生接地时有什么危害。
答:直流系统在变电站中具有重要的位置。
要保证一个变电站长期安全运行,其因素是多方面的,其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的。
变电站的直流系统比较复杂,通过电缆沟与室外配电装置的端子排、端子箱、操作机构箱等相连接,因电缆破损、绝缘老化、受潮等原因发生接地的可能性较多,发生一极 接地时,由于没有短路电流,熔断器不会熔断,仍可继续运行,但也必须及时 发现、及时消除。
通常,要求直流系统的各种小母线、端子回路、二次电缆对 地的绝缘电阻值,用500V 摇表测量其值不得小于0.5M Q 。
直流回路绝缘的好 坏必须经常地进行监视。
否则,会给运行带来许多不安全因素。
现以图E-105为例说明直流接地的危害。
当图中 A 点与C 点同时有接地出 现时,等于+WC -WC S 过大地形成短路回路,可能会使熔断器 FU1和FU2熔断 而失去保护电源;当B 点与C 点同时有接地出现时,等于将跳闸线圈短路,即 使保护正常动作,YT 跳闸线圈短路,即使保护正常动作,YT 跳闸线圈也不会起 动,断路器就不会跳闸,因此在有故障的情况下就要越级跳闸;当 A 点与B 点 或A 点与D 点,同时接地时,就会使保护误动作而造成断路器跳闸。
直流接地 的危害不仅仅是以上所谈的几点,还有许多,在此不一一作介 绍了。
因为发生直流接地将产生许多害处,所以对直流系统专门设计一套监视其绝缘状况的装置,让它及时地将直流系统的故障提示给值班人员,以便迅速 检 查处理。
图E-105直流接地示意图 4、据图E-106具有灯光监视的断路器控制回路图(电磁操动机构)说明 各元件的名称,动作过程。
答:图中:+WC -WC — 控制母线; FU1、FU2-熔断器,R1-10/6型,250V ; SA — 控制开关,LW2-1a46a.40.20.20/F8 型;HG — 绿色信号灯具,XD2 型,附2500Q 电阻;HR — 红色信号灯具,XD2型,附2500Q 电阻;KL —中间继电器,DZB-115/220V 型;KM —接触器;KOM — 保护出口继电 器; QF-断路器辅助开关;WC —合闸小母线;WS —事故跳闸小母线; WS —信号小母线;YT —断路器跳闸线圈;YC-断路器合闸线圈,FU1 FU2-熔断 器,RM10-60/25 250V; R1—附加电阻,ZG11-25型,1Q; R2-附加电阻,ZG11-25 型,1000Q; (+) WT —闪光小母线。
(一) “跳闸后”位置当SA 的手柄在“跳闸后”位置,断路器在跳闸位置时,其常闭触点闭合, +WC 经FU1—SA11-10 HG 及附加电阻 —QF (常闭)一 MC 线圈 FU2一WC 。
此时,绿色信号灯回路接通,绿灯亮,它表示断路器正处于跳闸 后位置,同时表示电源、熔断器、辅助触点及合闸回路完好,可以进行合闸操 作。
但KMC 不会动作,因电压主要降在 HG 及附加电阻上。
③仁」⑦⑨SAE3ASASA K(二)“预备合闸”位置当SA的手柄顺时针方向旋转90o至“预备合闸”位置,SA9-10接通,绿灯HG回路由(+)WTW^SA9-10 ~HG QF (常闭)一MC -FU2—WC导通,绿灯闪光,发出预备合闸信号,但KMC仍不会启动,因回路中串有HG和R。
(三)“合闸”位置当SA的手柄再顺时针方向旋转45o至“合闸”位置时,SA5-8触点接通,接触器KMC回路由+WC 一SA5-8 -KL2 (常闭)― F (常闭)KMC线圈_^WC 导通而启动,闭合其在合闸线圈回路中的触点,使断路器合闸。
断路器合闸后,QF常闭触点打开、常开触点闭合。
(四)“合闸后”位置松手后,SA的手柄自动反时针方向转动45o,复归至垂直(即“合闸后”)位置,SA16-13触点接通。
此时,红灯HR回路由FU1 -SA16-13—HR K^ 线圈一F (常开)一YT 线一U2 ―►—,-WC导通,红灯亮,指示断路器处于合闸位置,同时表示跳闸回路完好,可以进行跳闸。
(五)“预备跳闸”位置SA手柄在“预备跳闸”位置时,SA13-14导通,经(+)WTW—>HR ―KL — F 常开触点TT -WC 回路,红灯闪光,发出预备合闸信号。
(六)“跳闸”位置将SA手柄反时针方向转45o至“跳闸”位置,SA6-7导通,HR及R被短接,经+WC― A6-7 QF 常开触点一WC,使YT励磁,断路器跳闸。
断路器跳闸后,其常开触点断开,常闭触点闭合,绿灯亮,指示断路器已跳闸完毕,放开手柄后,SA复位至“跳闸后”位置。
当断路器手动或自动重合在故障线路上时,保护装置将动作跳闸,此时如果运行人员仍将控制开关放在“合闸”位置(SA5-8触点接通),或自动装置触点KM1未复归,断路器SA5-8将再合闸。
因为线路有故障,保护又动作跳闸,从而出现多次“跳一合”现象。
此种现象称为“跳跃”。
断路器若发生跳跃不仅会引起断路器毁坏,而且还将扩大事故,所谓“防跳”措施,就是利用操作机构本身机械上具有的“防跳”闭锁装置或控制回路中所具有的电气“防跳”接线,来防止断路器发生“防跳”的措施。