二次回路电气设计
电气二次回路基本知识教学课件
重要性及应用
重要性
电气二次回路是电力系统的重要组成部分，其正常运 行对电力系统的稳定运行和安全控制至关重要。电气 二次回路的故障可能会导致一次设备的损坏、电力系 统的崩溃甚至造成严重的安全事故。
应用
电气二次回路广泛应用于电力系统的各个环节，如发 电厂、变电站、输电线路和用户终端等。在发电厂中 ，电气二次回路用于控制锅炉、汽轮机等设备的正常 运行；在变电站中，电气二次回路用于控制开关设备 、变压器等设备的正常运行；在输电线路中，电气二 次回路用于监测线路状态和控制线路的运行；在用户 终端，电气二次回路用于控制和调节用户的用电设备 和需求。
03
电气二次回路的工作原理
电流互感器与电压互感器
01
电流互感器
将大电流转换为小电流，为测量和保护装置提供 电流信号。
02
电压互感器
将高电压转换为低电压，为测量和保护装置提供 电压信号。
控制开关与测量仪表
控制开关
用于控制电路的通断，如断路器、隔离开关等。
测量仪表
用于监测电气参数，如电流表、电压表、功率表 等。
02
电气二次回路基础知识
电气元件与设备
电气元件与设备是构成电气二次回路的基本单元 。
电气元件与设备包括各种开关、继电器、接触器 、变压器、互感器等，它们在电气二次回路中起 着控制、保护、测量和信号传递等作用。
控制电路与信号电路
控制电路用于控制电气设备的启动、停止和运行状态 ，信号电路则用于传输设备状态和故障信息。
电气二次回路基本知 识教学课件
目录
• 电气二次回路概述 • 电气二次回路基础知识 • 电气二次回路的工作原理 • 电气二次回路的故障诊断与处理 • 电气二次回路的设计与优化 • 实践操作与案例分析
Q／GDW-11-220-2009：浙江电网220kV继电保护标准化设计典型二次回路规范
对断路器的要求
6.10
a)三相不一致保护功能应由断路器本体机构实现。
b)断路器防跳功能应由断路器本体机构实现。
c)断路器跳、合闸压力异常闭锁功能应由断路器本体机构实现，应能提供两组完全独立的压力闭锁触点。
附录
（规范性附录）
两套母线保护各提供一路跳闸输出，分别与线路、主变间隔操作箱的两组跳闸回路一一对应，作用于断路器的两个跳闸线圈。
合闸回路
6.7
两面线路保护柜各配置1个操作箱，每套操作箱设置一组合闸回路。
若断路器具备两组合闸线圈，则每个操作箱分别对应一组合闸线圈。若只有一组合闸线圈，则固定由第一组操作箱进行合闸，第二组操作箱内的合闸回路备用（其跳位监视回路通过接入断路器常闭辅助接点来解决）。两套线路保护各提供一路重合闸输出，接入第一组操作箱。计算机监控系统则需提供两付手跳、手合接点，需分别接至两组操作箱的分合闸回路，用于启动、返回合后继电器及断路器操作。
4.2
继电保护双重化遵循
4.3
合理分配保护所接电流互感器二次绕组，对确无办法解决的保护动作死区，采取启动失灵及远方跳闸等措施加以解决。
4.4
本标准强调了标准化设计保护典型二次回路的原则和重点要求，但并未涵盖全部技术要
4.5
依据主接线和附录图纸内容
5
依据主接线
5.1
本标准中典型二次回路设计依据浙江省电力公司220kV标准配送式变电站通用设计的主接线。
DL/T 5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T 5218-2005220kV～500kV变电所设计技术规程
Q/GDW 161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范
电气二次接线原理图(详细介绍“回路”共10张)
（1）图中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为保护回路展开图。 第三列是信号回路，M703、M716为“掉牌未复归”光字牌小母线。 （2）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。 闭合的动合触点经一定时限后闭合，接通断路器跳闸回路（断路器动合辅助触点在断路器QF合闸时是闭合的），断路器跳闸线圈YT和 信号继电器KS线圈中有电流流过， 图1－1 10kV线路过电流保护原理接线图 （2）在交流回路中，电流互感器TA1的二次统组为该回路的电源，在A、C相各接入一只电流继电器线圈KA1、KA2，由公共线N411连 成交流回路，构成不完全星形接线。 其上为交流回路，下为直流操作回路和信号回路。 图1－1 10kV线路过电流保护原理接线图 由图1－l可见，电流继电器KA经电流互感器TA的二次统组接入系统的A、C相线路，当A相或C相发生短路时，电流互感器一次绕组流过 短路电流I1，其二次绕组感应出I2流经电流继电器KA线圈，KA起动，其动合触点闭合，将直流操作电源正母线经时间继电器KT线圈接至 负母线，KT起动，经一定时限后其延时动合触点闭合，正电源经KT触点、信号继电器KS的线圈、断路器的动合辅助触点QF以及断路器 的跳闸线圈YT接至负电源。 在直流回路中，短路相电流继电器KA1或KA2的动合触点闭合，接通时间继电器KT的线圈回路，KT延时 （2）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称、用途等），便于读图和分析。 （1）按不同电源回路划分成多个独立回路。 左列上端为电流图继1电－1器的1动0kV合线触路过点电K流A保1护、原K理A接2，线图两者并接起动下端的时间继电器KT的线圈。
左列上❖ 端为展和电开 检接 修流线 的继图 重电是 要器根 技的据术动原图理纸合接，触线也点图是K绘绘A制制1、的安K。装A展接2开线，接图两线的者图主并是要接将依二据起次。动设下备端按的其时线圈间和继触电点器的K接T线的回线路圈展。开分别画出，组成多个独立回路，是安装、调试 （3）❖在直展流开回接路线中图，的正特电点源如在下上：，负电源在下，其回路分别用101和102标出。
110KV变电站电气二次部分设计
**大学毕业设计（论文）110KV变电站电气二次部分设计完成日期 2013年 6 月 5 日摘要本次设计任务旨在把大学所学各科专业知识的结合到一起，整体的了解电力系统等方面的知识。
首先根据任务书上所给相关资料，分析负荷发展趋势。
然后通过对拟建变电站的概况以及出线方面来考虑，并对负荷资料的分析，以及从安全、经济及可靠性等方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV输电线路及母线的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数及型号。
最后，根据短路计算结果，确定线路保护、变压器保护、母线保护、防雷保护的保护方案，根据保护方案对保护进行整定计算，确定设计之后再对保护的总体进行分析论证，检验二次回路的设计是否合格，从而完成了110kV电气二次部分的设计。
关键词：变电站, 继电保护, 保护整定目录摘要.................................................................... - 1 -1 原始资料分析........................................................... - 4 -2 一次部分的相关设计..................................................... - 6 -２.１主变压器的选择极其参数 (6)２.２电气主接线设计 (7)3 短路电流计算........................................................... - 8 -３.１概述 (8)3.1.1 短路的原因....................................................... - 8 -3.1.2 计算短路电流的目的............................................... - 8 -３.２短路计算 (8)3.2.1 计算系统电抗..................................................... - 8 -4 线路保护.............................................................. - 11 -4.1电力系统继电保护的作用 (11)4.2输配电线保护 (12)4.3线路末端短路电流 (13)4.4线路保护整定 (14)4.4.1 35kv侧线路保护整定........................................... - 14 -4.4.2 10kv侧线路保护整定........................................... - 15 -5 变压器的保护.......................................................... - 16 -5.1变压器装设的保护 (16)5.2变压器保护的整定方法 (16)5.2.1 变压器电流速断保护.............................................. - 16 -5.2.2 变压器纵联差动保护.............................................. - 16 -5.2.3 变压器后备保护.................................................. - 17 -5.2.4 变压器过负荷保护................................................ - 17 -致谢.................................................................... - 18 -参考文献.................................................................. - 19 -1 原始资料分析为了计算用电负荷情况，据原始资料中最大有功及功率因数，算出最大无功，得出以下数据:对待建变电站的总体负荷分析，按系统最大运行方式分析情况如下：48(MW)87410595P 35=++++++=∑11(MW)20.60.511.20.732P 10=+++++++=∑)30.12(MV Ar 4.964.342.846.203.105.583.10Q 35=++++++=∑)7.19(MV A 1.240.370.380.750.740.492.250.97Q 10r =+++++++=∑59(MW)P P P 1035110=+=∑)37.31(MV A Q Q Q 1035110r =+=∑由以上式子可以得出：)(67.5612.304812.3048S 2235MW j =+=+=)(14.1319.71119.711S 2210MW j =+=+=69.81(MW)S S S 1035110=+=2 一次部分的相关设计设计中的一次部分设备选择来自于耀伟同学的《焦作市群英110KV 变电站电气（一次部分）设计》，本设计中不详细写出选择设备的相关过程，这里直接写出型号和相关参数。
变电所二次回路方案选择及继电保护的整定
变电所二次回路方案选择及继电保护的整定在各级电压等级的变电所中，使用各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、补偿电容器等，这些设备的任务是保证变电所安全、可靠的供电，因为选择电气设备时，必须虑及电力系统在正常和故障时的工作情况。
所谓电气设备的选择，则是根据电气设备在系统中所处的地理位置和完成的任务来确定它们的型号和参数。
电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的前提下，适当留有裕度，力求在经济上进行节约。
1 二次回路的定义和分类二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护装置、自动装置和运动装置等。
根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。
按二次接线的性质来分，有交流回路和直流回路，按二次接线的用途来分，有操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路等。
2 二次回路操作电源的选择操作电源按其性质分，有直流操作电源和交流操作电源两大类。
蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险：有整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。
考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。
因此这里采用交流操作电源，并且从电流互感器取得电流源。
3 二次回路的接线要求继电保护装置即各种不同类型的继电器，以一定的方式连结与组合，在系统发生故障时，继电保护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号，以达到对系统进行保护的目的。
继电保护的设计应以合理的运行方式和故障类型作为依据，并应满足速动性、选择性、可靠性和灵敏性四项基本要求：1.选择性：当供电系统发生故障时，要求只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行。
2.速动性：为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，保护装置应尽快动作，切除故障。
电工必须知道的30个电气二次回路图
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。
高压电气二次回路原理图及讲解
目 录直流母线电压监视装置原理图------------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------2 不同点接地危害图----------------------------------------------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------------------4 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)--------------------------------7 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------------------8 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)--------------------------------------9 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)------------------------------------------10 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图------------------------------------11 预告信号装置原理图--------------------------------------------------------12 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------------14 线路方向过电流保护原理图--------------------------------------------------15 线路三段式电流保护原理图--------------------------------------------------16 线路三段式零序电流保护原理图----------------------------------------------17 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------------18 双回线电流平衡保护原理图--------------------------------------------------19 变压器瓦斯保护原理图------------------------------------------------------20 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------------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------------------------25 线路三相一次重合闸装置原理图----------------------------------------------26 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--------------------------------------------32 10KV线路保护原理图-------------------------------------------------------33 直流回路展开图说明--------------------------------------------------------34 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------------35 自动按频率减负荷装置(LALF)原理图------------------------------------------361、直流母线电压监视装置原理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。
220kv变电站二次回路 220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计
220kv变电站二次回路 220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计220kv变电站二次回路220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计第一章原始资料及设计任务 (2)第一节原始资料 (2)第二节设计任务 (4)第二章主变台数、容量及型号的选择 (5)第三章电气主接线的选择确定 (6)第四章有关参数及短路电流计算 (14)第五章设备选择及校验计算 (21)第二节110KV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验 (24)第三节10KV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验 (28)第六章防雷接地保护 (34)第七章配电装置设计和平面布置 (38)龙网WWW筑.Z第一节220KV线路侧断路器、隔离开关等设备的选择及校验........21 HULO第二节短路电流计算........................................15 NG第一节有关参数计算........................................14 .COM第三章短路电流计算成果. (9)第一章原始资料及设计任务第一节原始资料1、系统接线如图所示B系统：S=1500MV A,X=0.42 C系统：S=4000MV A,X=0.30A—B线路长为50km,线型为LGJQ—400 B—C线路长为100km,线型为LGJQ—400 B—D线路长为100km,线型为LGJQ—400 A—D线路长为120km,线型为LGJQ—400 C—D线路长为80km,线型为LGJQ—400二、待设变电站负荷情况：1、110kV负荷情况2 筑龙.CO一、系统情况M110kV城区变电站电气一次回路用电单位最大负荷（MW）功率因数回路数供电方式距离（km）J厂架空K厂架空L厂架空钢铁厂南配电站北配电站架空备用负荷同时率：0.8，一级负荷38％，二级负荷50％，三级负荷15％2、10kV负荷情况用电单位最大负荷（MW）功率因数.Z3HULO回路数供电方式距离（km）架空电缆电缆电缆电缆架空电缆厂无线电厂汽制厂配电变压器A 配电变压器B其他筑塑料厂龙自来水厂网仪表厂架空架空电缆备用WWWNG.COM架空架空负荷同时率：0.68，一级负荷30％，二级负荷40％，三级负荷30％3、所用负荷总负荷：2500kV A，其中：一级负荷：20％，二级负荷：30％，三级负荷：50％。
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二次回路电气设计（4）配电箱设计
1、简介
什么是配电箱？所有用户用电的总的一个电路分配箱.
2、工作原理
配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电装置。
正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。
故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。
借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。
常用于各发、配、变电所中。
3、用途
便于管理，当发生电路故障时有利于检修。
配电箱和配电柜配电盘配电凭等，是集中安装开关、仪表等设备的成套装置。
常用的配电箱有木制和铁板制两种，现在哪儿的用电量都挺大的，所以还是铁的用的比较多。
配电箱的用途：当然是方便停、送电，起到计量和判断停、送电的作用。
4、分类
按结构特征和用途分类：
（1）固定面板式开关柜，常称开关板或配电屏。
它是一种有面板遮拦的开启式开关柜，正面有防护作用，背面和侧面仍能触和带电部分，防护等级低，只能用于对供电连续性和可靠性要求较低的工矿企业，作变电室集中供电用。
（2）防护式（即封闭式）开关柜，指除安装面外，其它所有侧面都被封闭起来的一种低压开关柜。
这种柜子的开关、保护和监测控制等电气元件，均安装在一个用钢或绝缘材料制成的封闭外壳内，可靠墙或离墙安装。
柜内每条回路之间可以不加隔离措施，也可以采用接地的金属板或绝缘板进行隔离。
通常门与主开关操作有机械联锁。
另外还有防护式台型开关柜（即控制台），面板上装有控制、测量、信号等电器。
防护式开关柜主要用作工艺现场的配电装置。
（3）抽屉式开关柜。
这类开关柜采用钢板制成封闭外壳，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元。
功能单元与母线或电缆之间，用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开，形成母线、功能单元和电缆三个区域。
每个功能单元之间也有隔离措施。
抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，是比较先进的开关柜，目前生产的开关柜，多数是抽屉式开关柜。
它们适用于要求供电可靠性较高的工矿企业、高层建筑，作为集中控制的配电中心。
（4）动力、照明配电控制箱。
多为封闭式垂直安装。
因使用场合不同，外壳防护等级也不同。
它们主要作为工矿企业生产现场的配电
装置。
5、专业术语知多少
（1）各类符号标注
根据图纸《配电箱系统图》中标注
NPX630/3P 400A中:NPX630是断电器的型号，3P是三极，400A指最大断路电流为400A。
NPX160/3P 160A WL1 YJV-4*70+1*35-SC80 FC 58.8W AP3配电箱：NPX160是断电器的型号
3P指三极，额定频率为50Hz,额定绝缘电压为690V，脱扣器电流40-160A。
WL1：指回路1。
后面还有回路2等。
YJV:铜芯交联聚乙烯电缆。
NHYJV:耐火铜芯交联聚乙烯电缆
4*70+1*35：指4根线芯截面70mm2加一根线芯截面35的中性线芯。
SC80:指穿直径为80的焊接钢管（俗称黑铁管）。
FC:指暗敷在地面内。
（2）命名规范
C65N-C10/1P WL1 BV-3*2.5-SC15 CC 0.78KW 照明：
C65N为断电器型号
C10/1P：断电器最大断路电流为10A，极数为一极。
BV:铜芯聚氯乙烯绝缘电缆
3*2.5：3根线芯截面面积4mm2的
SC15:穿直径15mm的钢管
CC:暗敷设在屋面或顶板内。
C65N-C16/3P WL5 BV-4*4-SC20 FC WC 3.7KW 380V空调插座：
回路5中，断电器型号为C65N，最大断路电流为16A，采用4根线芯截面4mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘电缆，穿直接20mm的钢管，暗敷设在地面内、墙内。
（3）各种敷设方式：
AB-沿或跨梁（屋架）敷设
BC-暗敷设在梁内
AC-沿或跨柱敷设
CLC-暗敷设在柱内
WS-沿墙面敷设
WC-暗敷设在墙内
CE-沿天棚或顶板面敷设
CC-暗敷设在屋面或顶板内
SCE-吊顶内敷设
FC-地板或地面下敷设
SC-穿焊接钢管敷设
MT-穿电线管敷设
PC-穿硬塑料管敷设
FPC-穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷设
CT-电缆桥架敷设
MR-金属线槽敷设
M-用钢索敷设
KPC-穿聚氯乙烯塑料波纹电线管敷设CP-穿金属软管敷设
DB-直接埋设
TC-电缆沟敷设
CE-混凝土排管敷设。
（4）脱扣方式：
MA-磁脱扣
TM-热磁脱扣
MIC-电子脱扣
分断能力：
分断能力分5个等级：
F:36KA N:50KA H:70KA S:100KA L:150KA。