發(fā)電廠的二次系統(tǒng)一 概述發(fā)電廠直接與生產(chǎn)和輸配電能有關(guān)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，包括：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離刀閘、母線、互感器、電抗器、移相電容器、避雷器、 輸配電線路等，習慣上稱為一次設(shè)備由一次設(shè)備連接成的系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)對一次電氣設(shè)備進行監(jiān)視、測量、操縱、控制和起保護作用的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備，如：各種繼電器、信號裝置、測量儀表、控制開關(guān)、控制電纜、操作電源和小母線等由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路，或二次系統(tǒng)二次系統(tǒng)的任務(wù)是放映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制一次系統(tǒng)，并在一次系統(tǒng)發(fā)生事故時，能使事故部分退出工作二 二次回路按照二次設(shè)備的用途來分，則可分為繼電保護二次回路、自動裝置二次回路、控制系統(tǒng)二次回路、測量儀表二次回路、信號裝置二次回路和直流操作電源二次回路等要了解二次回路，首先要知道二次設(shè)備的符號和圖形而要想完整地表示清楚一個電廠的二次回路接線，一般要應(yīng)用下列各種二次回路接線圖和布置圖，即原理接線圖、展開式接線圖、屏面布置和屏后安裝接線圖2.1 二次回路接線圖（1）原理接線圖原理接線圖是將繼電器及各種電器以集合整體的形式表示，用直線畫出它們之間的相互關(guān)系，因而清楚、形象地表明了繼電保護、信號系統(tǒng)和操作控制等的接線和動作原理。

在原理圖中各開關(guān)電器和繼電器觸點都是按照它們的正常狀態(tài)表示的所謂正常狀態(tài)是指開關(guān)電器在斷開位置和繼電器線圈中沒有電流時的狀態(tài)閱讀原理接線圖的順序是從一次接線看電流的來源；從電流互感器的二次側(cè)看短路電流出現(xiàn)后，能是哪個電流繼電器動作，該繼電器的觸點閉合（或斷開后），又使哪個繼電器起動2）展開接線圖展開接線圖由交流回路、直流操作回路和信號回路三部分組成每一回路的右側(cè)通常有文字說明，以表明回路的作用閱讀展開接線圖的順序是：a.先讀交流電路后讀直流電路；b.直流電流的流通方向是從左到右；c.元件的動作順序：從上到下，從左到右3）安裝接線圖安裝接線圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖繼電保護一、概述1. 繼電保護包括繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置繼電保護技術(shù)是一個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)、繼電保護配置設(shè)計、繼電保護運行及維護等技術(shù)構(gòu)成繼電保護裝置是完成繼電保護功能的核心繼電保護裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置2. 電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)電氣設(shè)備在運行中，由于外力破壞，內(nèi)部絕緣擊穿以及誤操作等原因，可能造成電氣設(shè)備故障或異常工作狀態(tài)。

電氣設(shè)備故障最多見的是短路，其中包括三相短路、兩項短路、大電流接地系統(tǒng)的單相接地短路及電氣設(shè)備內(nèi)部線圈的匝間短路在大電流接地系統(tǒng)中，電氣設(shè)備短路故障，以單相接地短路的機會最多不正常運行狀態(tài)：電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)如：過負荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等電氣設(shè)備短路故障所引起的后果是多方面的，主要有：（1）發(fā)生短路故障時，產(chǎn)生一個很大的短路電流，引起強電弧或?qū)щ娀芈返膰乐剡^熱，可能燒壞電氣設(shè)備；（2）發(fā)生短路時，通過故障設(shè)備的短路電流會產(chǎn)生一個很大的電動力，使電氣設(shè)備遭受機械力破壞；（3）發(fā)生短路故障時，電力系統(tǒng)電壓急劇下降，使用戶正常生產(chǎn)用電遭到破壞，還會造成設(shè)備停電、停產(chǎn)；（4）發(fā)生嚴重短路故障時，若處理不當，會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使并網(wǎng)發(fā)電廠解列，甚至造成整個電力系統(tǒng)瓦解；二、對繼電保護的基本要求對動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性，即保護四性一） 選擇性： 選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍例：當d1短路時，保護1、2動→跳1DL、2DL，有選擇性當d2短路時，保護5、6動→跳5DL、6DL，有選擇性當d3短路時，保護7、8動→跳7DL、8DL，有選擇性若保護7拒動或7DL拒動，保護5動→跳5DL（有選擇性）若保護7和7DL正確動作于跳閘，保護5動→跳5DL，則越級跳閘（非選擇性）小結(jié)：選擇性就是故障點在區(qū)內(nèi)就動作，區(qū)外不動作。

當主保護未動作時，由近后備或遠后備切除故障，使停電面積最小因遠后備保護比較完善（對保護裝置DL、二次回路和直流電源等故障所引起的拒絕動作均起后備作用）且實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，應(yīng)優(yōu)先采用二） 速動性：快速切除故障提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；減少用戶在低電壓下的動作時間；減少故障元件的損壞程度 ，避免故障進一步擴大 ；t－故障切除時間；tbh-保護動作時間；tDL-斷路器動作時間；一般的快速保護動作時間為0.06～0.12s，最快的可達0.01～0.04s一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s靈敏性（三） 靈敏性：指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)，對故障情況的反應(yīng)能力滿足靈敏性要求的保護裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來四） 可靠性：指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作（拒動）；而在不該動作時，他能可靠不動，即不發(fā)生錯誤動作（簡稱誤動）影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素：內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡明，觸點多少等；外在的：運行維護水平、調(diào)試是否正確、正確安裝三、繼電保護的基本原理、構(gòu)成與分類：1.基本原理：為區(qū)分系統(tǒng)正常運行狀態(tài)與故障或不正常運行狀態(tài)——找差別：特征。

原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可找出一種原理，且差別越明顯，保護性能越好① I增加 故障點與電源間 —>過電流保護② U降低 —>低電壓保護③ 變化； 正常：20°左右 —>短路：60°～85°—>方向保護.④ Z= 模值減少 —>阻抗保護⑤ —> —>電流差動保護⑥ I2 、I0 序分量保護等2.構(gòu)成以過電流保護為例：正常運行：Ir=If LJ不動故障時：Ir=Id>Idz LJ動—>SJ動（延時）—>XJ動—>信號 TQ動—>跳閘一般由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成1） 測量元件作用：測量從被保護對象輸入的有關(guān)物理量（如電流、電壓、阻抗、功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護是否應(yīng)該啟動下面簡要介紹下常見的電流互感器和電壓互感器兩種測量元件。

電流互感器電流互感器的原理：將線路中的大電流變成1A或者2A的小電流　 為互感器一二次繞組匝數(shù)　 電流互感器的等值電路及相量圖電壓互感器電磁式電壓互感器的原理：與變壓器原理相似，其等值電路如下（2） 邏輯元件作用：根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件 邏輯回路有：或、與、非、延時啟動、延時返回、記憶等3） 執(zhí)行元件： 作用；根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務(wù)如：故障時→跳閘；不正常運行時→發(fā)信號；正常運行時→不動作下邊主要介紹下常見的執(zhí)行元件--繼電器1.2 繼電器的作用和分類繼電器是組成繼電保護裝置的基本元件，當輸入繼電器的物理量達到一定數(shù)值時，繼電器就動作，通過執(zhí)行元件發(fā)出信號，或動作于跳閘按照繼電器的結(jié)構(gòu)原理可分為電磁型、感應(yīng)型、磁電型、整流型、極化型、半導(dǎo)體型和其他類型1.3 繼電器的動作原理常見的繼電器有：電磁型電流繼電器、電磁型電壓繼電器、GL系列感應(yīng)型過電流繼電器、電磁型時間繼電器、電磁型中間繼電器、電磁型信號繼電器、瓦斯繼電器、BCH-2型差動繼電器、自動重合閘繼電器。

下面以電磁型中間繼電器為例，談?wù)劺^電器的動作原理1.3.1 電磁型中間繼電器中間繼電器在繼電保護裝置中，用以增加觸點數(shù)量和觸點容量，也可使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時（0.4~0.8s），或者通過繼電器的自保持，以適應(yīng)保護裝置的需要當線圈2加上工作電壓后，電磁鐵1就產(chǎn)生電磁力，將銜鐵3吸合而帶動觸點5，使其中的常開觸點閉合，常開觸點斷開當外施電壓消失后，銜鐵3受反作用彈簧6的拉力而返回原來的位置具有自保持線圈的中間繼電器有多種，例如電壓起動、電流保持的中間繼電器，一般除了有一個工作的電壓線圈外，還有一到二個電流自保持線圈只要中間繼電器動作后電流自保持線圈中存在直流電流，中間繼電器將一直自保持3.分類： 幾種方法如下：（1） 按被保護的對象分類：輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、電動機保護、母線保護等；（2） 按保護原理分類：電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護、方向保護、零序保護等；（3） 按保護所反應(yīng)故障類型分類：相間短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、斷線保護、失步保護、失磁保護及過勵磁保護等；（4） 按繼電保護裝置的實現(xiàn)技術(shù)分類：機電型保護（如電磁型保護和感應(yīng)型保護）、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護及微機型保護等；（5） 按保護所起的作用分類：主保護、后備保護、輔助保護等；主保護— 滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備和線路故障的保護。

后備保護 主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護又分為遠后備保護和近后備保護兩種①遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護②近后備保護：當主保護拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護四、常見的各種繼電保護的簡要介紹中小型發(fā)電廠常見的繼電保護中小型發(fā)電廠涉及到的繼電保護主要分為以下四類：發(fā)電機的繼電保護、變壓器的繼電保護、母線的繼電保護、線路的繼電保護下面就這四類繼電保護分別進行介紹4.1 發(fā)電機的繼電保護發(fā)電機的安全運行對保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時發(fā)電機本身也是一個十分貴重的電器元件，因此，應(yīng)該針對各種不同的故障和不正常運行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護裝置一、故障類型及不正常運行狀態(tài)：1． 故障類型1) 定子繞組相間短路：危害最大2) 定子繞組一相的匝間短路：可能發(fā)展為單相接地短路和相間短路3) 定子繞組單相接地：較常見，可造成鐵芯燒傷或局部融化4) 轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地：一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，因破壞了轉(zhuǎn)子磁通的平衡，可能引起發(fā)電機的強烈震動或?qū)⑥D(zhuǎn)子繞組燒損。

5) 轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：從系統(tǒng)吸收無功功率，造成失步，從而引起系統(tǒng)電壓下降，甚至可使系統(tǒng)崩潰2． 不正常運行狀態(tài)1）由于外部短路引起的定子繞組過電流：溫度升高，絕緣老化2）由于負荷等超過發(fā)電機額定容量而引起的三相對稱過負荷：溫度升高，絕緣老化3)由于外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷：在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出100hz的倍頻電流，可使轉(zhuǎn)子。