第三章风电场电气二次系统1

后，4和6之间的延时闭合常开触点才闭合，给断路器操作机构
发出跳闸命令。
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（6）中间继电器 中间继电器常用于二次系统中增加某一控制电路触点数量和容量
BM+ KM1+ KM2+ KM3+
KA
2
1
4
3
6
5
8
7
继电器端子接线图
BM-
断路器1操作机构 断路器2操作机构 断路器3操作机构
KM1KM2KM3-
当电流继电器KA触点闭合后，中间继电器的线圈带电，其三 个常开触点闭合，闭合的触点用于触发多个断路器操作机构 的跳闸。通过本例可以看出，使用中间继电器可以方便地实 现将某一控制命令下发到多个控制回路中。
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3.1.1.2 接触器
断路器辅助触点不同于继电器触点，它是位置触点，联动于断 路器位置的变化，当断路器处于分位时，常开触点为分、常闭 触点为合，断路器分闸时则刚好相反。
手柄顺时针旋转45°，SA1和SA2将接通，其它触点断开。 KM触点闭合，导通合闸回路，使得断路器合闸。
合闸后，手柄将自动返回到0°位置。此时断路器QF常开辅 助触点闭合、常闭辅助触点打开。红灯指示回路中WC+、 HD、R、QF3、QF4、YT、WC-形成回路，红灯平光。
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FU1
FU2
熔线 断器
QF
电动合闸回路
QF
SB1
12 KM
绿灯指示
回路
LD R
QF
电动跳闸回路
SB2
34 YT
红灯指示 回路
HD R
+ FU3 KM YC
KM FU4 -
合闸回路
SB1和断路器QF常闭辅助触点（1、2之间）、合闸接触器 KM的线圈形成合闸回路；SB2和断路器QF常开辅助触点（3、 4之间）、跳闸线圈YT形成跳闸回路。
铁片、复位弹簧组成。 当继电器线圈带电后，继电器触点在
可动铁片 可动铁片的带动下位置发生变化，这
线线圈
是线圈中流过电流所产生的电磁力吸
端子
圈 端
触点端子 引可动铁片的结果。
子
触点
i
线圈部分
触点 端子
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1继电器的基本结构和原理 常规的电磁型继电器之外，还有晶体管继电器、静态继电器 及微机型数字继电器等， 线圈可以反映不同的电气量，进而用于实现触点位置的变换 。通常所要反映的电气量有若干种，例如某一特定电压/电流 （可以是交流也可以是直流）的有或无、大或小，等等，以 此来实现对应的各种逻辑。 继电器的触点也 可以有不同的逻辑。根据功能和实际需要， 继电器往往装设多副触点，有时候还包括不同类型的触点。 继电器的线圈和触点可以分别接入不同的电路中，从而实现 由线圈至触点的顺序控制。
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3.1.1.4 小母线
在二次系统中，除了直流电源小母线用于给不同的设备分配电 能，交流电压小母线和辅助小母线主要用于集中和分配信号。
直流电源小母线用于实现直流屏柜向不同的保护装置、测控装 置等设备供电。 交流电压小母线用于TV二次侧电压信号向不同保护测量装置 的分配。
为了显示断路器的当前状态，在电动合闸回路和电动分闸回路 中并联有红绿灯指示回路。
在电力系统中常用红灯表示断路器处于合闸位置，绿灯表示 断路器处于分闸位置； 但电路连接中，却是绿灯串联高电阻接入合闸回路，而红灯 串联高电阻接入分闸回路。
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3.1.1.2 接触器
+
-
控制小母
间，使被控设备或电路按照预定的时间动作。
KM+ KA
KM-
2
1
图为由电流继电器和时间继电器 送去断路器 4
3
组成的带时限过电流逻辑电路 操作机构
6
5
8
7
继电器端子接线图
当电流继电器KA触点闭合后，时间继电器的线圈带电，但接线
Fra Baidu bibliotek
端子4和6之间的延时闭合常开触点并不闭合，只有当KA触点持
续闭合，时间继电器线圈持续带电超过时间继电器整定的时间
当电流和电压的相角差处于某一设定的区间内时，继电器动作
。
常用的采用90°接线的 功率继电器如图所示， 其接线端子5和6之间的 电压线圈接BC相电压， 而接线端子2和4之间的
TV
QF
TA
Ia＇
Ia
A B C N
至其他保护装置 至其他保护装置
*
2
1
I
4
3
*
6U
5
继电器端子接线图
电流线圈接入A相电流。
当电压和电流的相角差落于整定区间内时，继电器接线端子
-220V
-220V 电路1
SB
图中的继电器有8个接线端子，其线圈通过7-8端子与外部电 路连接、1-2端子间为常开触点、4-6端子间接有延时闭合的常 闭触点、5-9端子间为常闭触点、5-3端子间为常开触点，而端 子5是端子3和9的公共端子。
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3.继电器的常见类型 在电气二次系统中常见的继电器有：电流继电器、电压继电器 、时间继电器、中间继电器、功率方向继电器、差动继电器、 冲击继电器、信号继电器，等等。 这些继电器的主要区别在于其控制电路的不同。
故障跳闸 闪光指示 电动跳闸回路 红灯指示
回路 保护跳闸
合闸回路
M708+
SA
9
10
5 QF 6
-700
事故音响回路
应用了控制开关的断路器控制回路简化示意图
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3.1.1.3 控制开关
上图中控制开关的引入不仅实现了断路器的合闸和分闸，还 引入闪光指示回路及事故音响回路作为故障后的灯光和音响 信号指示。
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3.1 二次系统的构成
3.1.1 二次设备 3.1.2 二次回路
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3.1.1 二次设备
对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行 、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设 备，称为二次设备，如熔断器、控制开关、继电器、控制电 缆等。
图中还引入了外部保护电路中保护继电器的触点KA，它接入 断路器控制回路中，当电气设备发生故障时，其对应保护继 电器动作触发故障电气设备相关断路器跳闸，将故障设备从 电力系统中切除出去。
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3.1.1.3 控制开关
断路器合闸过程： 手柄一般处于0°位置，5、6间的触点闭合，此时断路器QF 常开辅助触点在合位，因此WL+、SA5、SA6、LD、R、 QF1、QF2、KM、WC-形成回路。LD会发出闪光。
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3.1.1.2 接触器
当断路器QF为分闸状态时，其常开辅助触点为分位（3、4之 间），常闭辅助触点为合位（1、2之间）。绿灯由于带有电 压发出平光，指示断路器当前处于分闸位置。
当合闸按钮SB1按下时，接触器流过较大电流，其触点闭合， 合闸线圈YC带电，将断路器QF闭合。常开触点闭合（3、4 之间），而常闭触点（1、2之间）打开。触器KM的线圈都不 再带电，其触点打开，合闸线圈也不再带电。红灯则发出平 光，指示断路器处于合闸位置。
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3.1.1.3 控制开关（下面4张是不是要删了）
除了一些简单控制回路以外，常用控制开关来实现电路的复杂
逻辑控制。
所示为LW15型控制开关，其正面有用于人
工控制的手柄，手柄有三个位置，中间位置
可以顺时针和逆时针旋转45°。其后部为接
线端子，用来连接电路，最终实现对于电路
Kre
I re I op
电流继电器的返回系数都小于1，一般为0.85~0.9。
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（1）电流继电器
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QF IC＇
IC
2
1
4
3
6
5
8
7
继电器端子接线图
启动时间继电器或 直接接于控制回路 触发断路器QF跳闸
XX线
继电器接线端子2和8之间的两个线圈串联，2和8端子和继电 器外部的CT交流电路相连，用于判别某线路中C相电流是否超 过继电器的整定值。当电流越限时，继电器接线端子1和3之间 的常开触点闭合，触发保护回路中的时间继电器动作，或直接 用于控制回路中的断路器跳闸。
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第3章 风电场电气二次系统
知识点 ☆电气二次设备和二次回路及其功能； ★继电保护的作用、原理、设计要求及表示方法； ☆各种一次设备的继电保护整定计算方法； ●中央信号系统的构成和作用； ●操作电源、电气设备的控制回路、测量回路； ●升压变电站的综合自动化技术
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第3章 风电场电气二次系统
章节设置 3.1 二次系统的构成 3.2 继电保护的基本知识 3.3 风电场的继电保护配置 3.4 风电厂的二次部分 3.5升压变电站二次部分 3.6升压变电站综合自动化系统 3.7风电场继电保护与综合自动化系统的示例
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第3章 风电场电气二次系统
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（2）电压继电器 电压继电器用于继电保护装置中的过电压保护或欠电压闭锁 其线圈接入PT二次侧的交流电压小母线上，触点用于启动控 制回路跳闸或与其它保护继电器组成相关保护逻辑。
TV
电压继电器引入PT二次交流电压 小母线的A、C相之间的线电压， 用于闭锁其它保护元件。
A B C N
1和3之间的常开触点
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（4）差动继电器：
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用于变压器内部保护的差动继电器KD接线示意图如图所示， 差动继电器KD反应被保护变压器流进、流出电流的差流，当 差流越限时，继电器的常开触点闭合，保护整个变压器和引 线。 。
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（5）时间继电器
常由其它继电器或控制元件启动，用以判别某一状态的持续时
* 2
至其他保护装置 至其他保护装置
1
闭锁其它回路
4
3
6
8 继电器端子接线图
系统正常运行时，接线端子2和8串联的线圈带有100V左右的 电压，其常闭触点此时打开，实现对其它电路的闭锁；当AC 之间的线电压降低到整定值时，触点闭合，将外部电路开放。
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（3）功率继电器：
功率继电器判别某支路上流过的功率的方向，动作限值是一个 角度区间。
由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调 节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。
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3.1.1.1 继电器 1继电器的基本结构和原理
在电路中，继电器控制逻辑的实现依赖于其自身结构，即线圈
和触点的基本设计。
传统的电磁型继电器由线圈、触点以及它们的接线端子和可动
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（1）电流继电器
电流继电器反映一次回路中的电流越限，常用于二次系统的保 护回路，例如用于电机、变压器和输电线路等设备的过负荷及 短路保护。
它的继电器线圈接入CT的二次侧交流电流回路，触点则引出 至直流控制回路，用以启动时间继电器的动作或直接触发断路 器分闸。
定义：使继电器动作的最小电流值称为动作电流（或起动电流 ）Iop。使继电器返回原位的最大电流值称为返回电流Ire。 二 者的比值称为继电器的返回系数，定义为
• 3.1.1.3 控制开关 • 故障跳闸过程：
KA的闭合将直接导致：WC+、KA、QF3、QF4、YT和 WC-之间形成回路，最终WC+和WC-上的电压完全作用于 跳闸线圈YT上，断路器跳闸。
断路器跳闸后其辅助触点的位置发生变化，将导致结果： 1）事故音响回路中的M708+、SA9、SA10（此时手柄位 置未发生变化）、QF5、QF6、-700导通，M708+接入中央 信号回路（上图中未显示）,发出事故音响。 2）WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形 成回路，绿灯闪光指示当前断路器位置异常。
教学目标： 了解风电场电气二次系统的构成，掌握二次设备和二次回 路的基本功能，在对继电保护的作用、原理、要求有一定 认知的基础上，基本掌握电气一次系统各种主要电气设备 的继电保护整定计算方法，对中央信号系统、操作电源与 控制回路、测量回路等二次回路的构成和作用有所了解， 并对我国目前已普遍采用的变电站综合自动化技术有一定 的认知。
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2.继电器的表示符号 在专业研究和工程实践中，往往采用类似于电气主接线（一次系
统）的处理方式，以简化的符号来表示继电器和二次电路。
+220V LD
-220V 电路2 HD +220V
+220V
继电器内部示意
1
2
3
4
9
5
6
7
8
KC
-220V 电路3
+220V
HA
电路4
接线端子 的控制。 手柄位置
触点
45°
0°
45°
1
2
×
手柄
3
4× ×
5
6
××
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7
8×
9
10
×
3.1.1.3 控制开关
风电场电气一次系统
WL+
WC+
FU1
SA
1
2
3
4
LD R
5
6
7
8
HD
R
QF
1
2
QF
3
4
WCFU2
KM
YT
KA
FU3 KM
+
YC
KM
FU4
-
控制小母线 熔断器
电动合闸回路 绿灯指示 回路