二次回路图详解及图例分析

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。

其作用是对一次设备进行“合”、“分”操作。

2)继电保护和自动装置回路---是由测量回路、比较部分、逻辑部分和执行部分等组成。

其作用是根据一次设备和系统的运行状态，判断其发生故障或异常时，自动发出跳闸命令有选择性地切除故障，并发出相应地信号，当故障或异常消失后，快速投入有关断路器（重合闸及备用电源自动投入装置），恢复系统的正常运行。

3)测量回路---由各种测量仪表及其相关回路组成。

其作用是指示或记录一次设备和系统的运行参数，以便运行人员掌握一次系统的运行情况，同时也是分析电能质量、计算经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。

4)信号回路---由信号发送机构和信号继电器等构成。

其作用是反映一、二次设备的工作状态。

包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。

5)调节回路---是指调节型自动装置。

如发电机的励磁调节装置、对电容器进行投切的装置。

它是由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。

其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。

3. 按绘制方法区分：
1)原理接线图---用以表示测量表计、控制信号、保护和自动装置的工作原理。

原理图反映的整个装置（回路）的完整概念，主要用于了解装置、回路的动作原理。

在原理图中，各元件是整块形式，与一次接线有关部分划在一起，并由电流回路或电压回路联系起来。

但图中无端子编号、各回路交叉，实际使用常感不便。

如：图4为原理接线图（厂房6kV馈线保护控制信号图）。

从图4可以看出，一次设备和二次设备都以完整的图形符号标示出来，能使我们对整个6kV 开关的工作原理有一个整体概念，但是这种图存在着许多缺点：
ⅰ）只能标示出主要元件，而对细节之处则无法表示。

ⅱ）不能反应各元件之间连接线的实际位置，不便维护和调式。

ⅲ）没有反应出各元件内部的接线情况，如端子编号、回路编号等。

图4原理接线图（厂房6kV馈线保护控制信号图）
2)展开图---是另一种方式构成的接线图，各元件被分成若干部分。

元件的线圈、触点分散在交流回路和直流回路中。

在展开图中依电流通过的方向，画出按钮、触点、线圈和它们端子编号，由左至右，由上到下排列起来，最后构成完整的展开图。

在图的右侧还有文字说明回路的作用。

特点是条理清晰，非常方便对回路的逐一分析与检查。

常见的展开图有电流、电压回路图，控制及信号回路图。

图1、图2、图3是图4的展开图，是对6kV开关测量回路、速断及过流保护回路、开关控制回路的展开说明。

从图1、图2、图3可知，展开图的接线清晰、易于阅读，便于掌握整个6kV开关的动作过程及工作原理。

3)安装接线图---常见的有屏柜的端子接线图、开关或端子箱的安装接线图。

图中每个设备都有按一定顺序的编号、代号，设备的接线端子（柱）也有标号，此标号完全与产品的实际位置对应。

每个接线端子还注明有连接的去向。

端子排图还有回路编号（与展开图对应），端子连接的电缆去向、电缆的编号。

与现场实际设备的安装情况完全对应。

是安装和核对现场不可缺少的图纸。

平面布置图：反映一个屏（保护屏、控制屏、电度表屏等）上全部设备的安装位置，并指明各设备在整个屏中的设备编号。

用于了解一个屏设备的布置情况（安装位置、设备型号和设备的编号）。

如：图5平面布置图（一副6kV保护屏布置图）。

图5平面布置图（一副6kV保护屏布置图）
三、概念说明
接点的常态---指继电器、接触器或压力等接点的正常状态。

对开关、刀闸、地刀的位置辅助接点，是指开关、刀闸、地刀在断开位置时接点的状态。

对于压力接点、温度接点、热继电器等，指正常压力、正常温度、未发热等情况下的状态。

对于继电器或接触器指它们不励磁时的状态。

励磁与不励磁---对于电压型线圈的继电器或接触器，指在它们的线圈两端施加足够大的电压，能使其接点分、合状态发生改变的状态。

对于电流型线圈的继电器或接触器，指在它们的线圈通过足够大的电流，能使其接点状态发生变化的电压。

接点动作与不动作：接点处于常态，叫不动作。

如因设备的继电器或接触器励磁，或者压力改变、温度改变等，导致接点的分、合状态不同于常态，叫接点动作。

四、看二次回路图的基本方法
二次回路图的逻辑性很强，在绘制时遵循着一定的规律，看图时若能抓住此规律就很容易看懂。

阅图前首先应弄通该张图所绘制装置的动作原理及其功能和图纸上所标符号代表的设备名称，然后再看图纸。

1.“先看一次，后看二次”。

一次：断路器、隔离刀闸、电流、电压互感器、变压器等。

了解这些设备的功能及常用的保护方式，如变压器一般需要装过
电流保护、电流速断保护、过负荷保护等，掌握各种保护的基本原理；再查找一、二次设备的转换、传递元件，一次变化对二次变化的影响等。

2. “先交流、后直流”。

是指先看二次接线图的交流回路，从一个回路的火线A、B、C相开始，按照电流的流动方向，看到中性线（N极）为止。

把交流回路看完弄懂后，根据交流回路的电气量向直流逻辑回路推断，再看直流回路。

直流回路从正极到负极：例如：控制回路、信号回路等。

从一个回路的直流正极开始，按照电流的流动的方向，看到负极为止。

一般说来，交流回路比较简单，容易看懂。

3. “交流看电源，直流找线圈”。

是指交流回路要从电源入手。

交流回路由电流回路和电压回路两部分组成，先找出它们是由哪些电流互感器或哪一组电压互感器来的？在这两种互感器中传变的电流或电压量起什么作用？与直流回路有什么关系？这些电气量是由哪些继电器反应出来的，它们的符号是什么？然后再找与其相应的接点回路。

这样就把每组电流互感器或电压互感器的二次回路中所接的每个继电器一个个的分析完，看它们都用在什么回路？跟哪些回路有关？在头脑中有个轮廓，再往下看就容易看了。

4. “见接点找线圈，见线圈找接点”。

见到接点即要找到控制该接点的继电器或接触器的线圈位置。

线圈所在的回路是接点的控制回路，以分析接点动作的条件。

见线圈找出它的所有接点，以便找出该继电器控制的所有接点（对象）。

5. 看完所有支路：当某一回路，从正极往负极看时，如中间有多个支路连往负极，则每个支路必须看完，否则分析回路就会漏掉部分重要的信息。

6. 用设备的实际状态（现场能看到的设备状态）来描述回路或继电器的动作条件：先以回路的接点分、合状态来描述回路的条件，然后根据接点的分、合状态与设备的状态的对应关系，替换描述（如用“远方/现地”切换把手在“远方”位置来代替在远方控制回路中的接点状态，与运行中设备状态的监视和操作结合起来）。

二次线文字符号和编号一般规定
4 安装单位符号
4.1 定义
划分安装单位的目的是便于在回路上分组，便于设计和运行维护，减少接线错误。

合理划分安装单位，有以下意义：
a）使比较复杂的二次回路在安装单位划分的原则下更加清晰。

b）二次接线内部之间联系密切，由于合理划分安装单位，可防止二次回路中迂回回路的产生。

c）利于维护和检修试验。

4.2 构成
安装单位的符号一般由序号和文字符号组成，格式如下：
表4-2 安装单位文字符号约定字母表
4.3 举例
例如：110kV扩大内桥接线安装单位的划分
#1、#2进线：1Y、2Y；
#1、#2内桥：1YQ、2YQ；
Ⅰ、Ⅱ母电压互感器：1YYH、2YYH；
#1、#2主变高压侧：1BY、2BY。

10kV母分：1SMF、2SMF
5 文字符号
5.1 定义
为了更加清楚、完整地表示电气设备或元件及其主要特征，电气图中经常在图形符号旁加注文字符号。

文字符号是电气图中电气设备或元件的种类代码和功能代码。

5.2 构成
文字符号有新、旧两种符号，新符号的一般形式为：
旧符号的结构与新符号相似，区别在于其字母一般采用设备名称的拼音字母组成。

由于旧符号仍在业内普遍采用，所以两种符号均可选用，不做强制规定。

5.3 举例
例如：1LHa、2LHb
其中：“1”、“2”为数字序号，表示该设备属于同类设备中的第几个
“LH”为文字符号（旧符号），表示该设备属于电流互感器
下标“a”、“b”为附加文字符号，表示该设备装设于A相或B相
6 项目代号
6.1 定义
电气图中每个用图形符号表示的项目，应有能识别其项目种类和提供项目层次关系、实际位置等信息的项目代号。

通过项目代码可以将不同的图或其它技术文件上的图形符号与实
际设备一一对应和联系起来。

6.2构成
项目代号可分为4个代号段，每个代号段应由前缀符号和字符组成，具体构成如下：
a）系统或设备中较高层次项目的代号称为高层代号，高层代号的代码可由字母或数字构成，或由字母加数字组合构成。

字母可按各类系统或成套设备的简化名称或特征选定。

通常相当于原来习惯上的安装单位名称或代号。

b）位置代号的代码可由字母或数字构成，或由字母加数字组合构成。

字母可按项目所在区室的简化名称或代号选定。

c）种类代号是项目代号的核心部分，一般由字母加数字组合构成。

字母代码必须是应符合本规定第5条的基本文字符号。

d）端子代号都采用数字或大写字母表示。

6.3举例
一个项目的完整代号由几个代号段组合而成，组合方式也有多种。

在实际电气工程图中全部完整标注“项目代号”的情况并不多见，现列举一种最常用的组合方式如下：
为了避免图面拥挤，在图形符号附近标注项目代号，可采用下列方法简化
a）高层代号或位置代号可以省略，可在图上或其他文件中加以说明；
b）不属于该图共用高层代号范围内的设备，可用点划线框出，在框外标上高层代号或加注说明。

c）如不致引起混淆，前缀符号可以省略，必要时，可在图中说明。

以110kV变电站#1主变电流回路图为例，阐述项目代号的应用（见附图1）。

7 导线标记
7.1 定义
导线标记即通常所说的回路标号。

电气接线图中连接各设备端子的绝缘导线应有标记。

标记可分为主标记和补充标记。

7.2构成
7.2.1 主标记
主标记有从属标记和独立标记两种方式。

从属标记可采用由数字或字母和数字构成的标记。

此标记由导线所连接的端子代号确定，见图7-2。

从属标记多用于屏（柜）、端子箱等内部连接标记。

图7-2 两根导线采用从属标记的示例
独立标记可采用数字或字母和数字构成的标记，此标记与导线所连接的端子代号无关。

通常用于引出屏（柜）、端子箱的电缆芯线的回路编号。

基本构成为：
导线标记（回路标号）中的文字符号不是必需项，数字标号一般不超过4位。

交流回路标号一般带有文字符号（A、B、C、N）用于表示所属相别。

必要时，可在直流回路标号前加文字符号，常用的文字符号见表7-2。

在保证能表达清楚的情况下，导线标记应力求简单。

表7-2：直流回路号约定字母表
国家相关标准对导线标记（回路标号）制定了统一的标准，对不同性质的回路有不同的标记规则以示区别。

对于比较重要的常见回路（如正、负电源及跳、合闸回路）都给予了固定的标记。

工程实施中应按相关标准执行。

注：变电站有几级电压的小母线时，可用以下标志区分：
110kV系统为A630-Y、B630-Y、C630-Y、L630-Y、N600-Y；
35kV系统为A630-U、B630-U、C630-U、L630-U、N600-U；
10kV系统为A630-S、B630-S、C630-S、L630-S、N600-S。

7.2.2 补充标记
补充标记可作为主标记的补充，用于表明每一导线的电气功能。

在某些情况下，为避免混淆，可用符号（如斜杠“/”）将补充标记和主标记分开。

补充标记可根据需要采用下列各类标记方式：
1）功能标记，可用于分别表示每一导线的功能；
2）相别标记，可用于表明导线连接到交流系统的某一相；
3）极性标记，可用于表明导线连接到直流电路的某一级。

7.3 举例
同一导线两侧的回路号应完全一致，电气图中同一单元中的回路编号不能重复，当不同单元相同回路号的导线接在同一段端子排时，应加补充标记予以区别。

8 电缆编号
8.1 定义
电缆编号是识别电缆的标记，要求全站编号不重复，并具有一定的含义和规律，能表达电缆的特征。

8.2 构成
控制电缆编号由安装单位或安装设备符号及数字组成。

一般格式如下：
电缆编号的原则应力求模式简明统一，避免引起编号混乱和不直观的感觉。

电缆编号宜采用经常用到字母的组合，不宜随意自行编辑新的字母组合，造成名目繁多。

一般能采用安装单位表示的尽量采用安装单位表示（见表4-2），也可采用设备符号表示，常用安装设备符号见表8-1。

表8-2：控制电缆数字划分
8.3 举例
9 条文说明
第4条安装单位的符号系参照《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）第十七章附表，也是业内约定俗成的符号。

同时对旁路、分段、桥路三个安装单位的符号作了统一和补充：1）旁路，手册推荐为PD，我省一直采用P，本规定统一为P；
2）母分，手册推荐为F，我省有F和MF两种做法，本规定统一为MF；
3）桥路，手册无规定，实际工程中随意性较大，如110kV桥间隔有YF、YL、YMF 等等多种编法，本规定统一为Q。

第6条项目代号是本规定引入的重要概念，DL 5028-93《电力工程制图标准》对电气图的项目代号有详尽的说明，本规定只引用其中一部分，旨在用较简洁的文字阐明项目代号在电气二次图中的应用。

例如：110kV扩大内桥接线的变电站，为了使110kV的CT编号不重复，以往工程多采用赋于各个间隔CT绕组不同的数字序号的做法，如：110kV线路的CT编1LH~5LH，#1内桥编11LH~15LH，#2内桥编21LH~25LH。

这种做法虽然解决了在同一原理图、同一端子排上CT编号重复的问题，但是即便如此也无法保证全站的CT有一个唯一的标识，而且随意性大，不同设计单位会编不同的数字序号，同一设计单位的不同工程、不同时期编法也
会不同，给施工、运行带来不便，另一方面缺乏规范性，不直观。

采用项目代号最重要的一个作用就是使电气图中的每一个项目（不仅是CT，可包含站内任一设备），都有一个唯一的标识，并且与实际设备一一对应起来。

另一个作用是项目代号十分直观，不需对应具体图纸，一目了然。

如：=1Y-1LH表示110kV线路一CT的第一个二次绕组；
=2YQ-2LH表示110kV#2内桥CT的第二个二次绕组；
=1B-21LH表示#1主变低压侧CT的第一个二次绕组；
=5S-KK表示10kV馈线5的控制开关。

前缀符号是项目代号的重要组成部分，应严格按表9-1执行。

如：断路器机构内的“－Y1”表示合闸线圈，“－K1：A1”表示继电器K1的A1端子。

实际电气工程图中全部完整标注“项目代号”的情况并不多见，也没有必要，可以适当简化：
a）高层代号或位置代号可以省略，以#1主变电流回路图（见附图1）为例，图名中有明确信息表示本图是属于#1主变这一安装单位，因而图中“=1B-21LH”，可简化为21LH，不会引起混淆，而110kV线路和内桥的CT则应标明高层代码，分别表示为=1Y-3LH和1YQ=3LH。

b）如不致引起混淆，前缀符号可以省略。

如“-1D：34”表示1D端子排的34端子，可直接表示为1D34。

第7条本条文规定了导线标记的两种方式，端子排至外部设备的一侧标明导线标记（回路标号），另一侧标明至单元内部连线的远端标记。

当不同单元相同回路标号的导线接在同一
段端子排时，以往多采用加外框、加上引号等表示法，如：A431A431’，不规范。

应采用加补充标记的做法，A431，A431/1Y，A431/1YQ。

在大部分的标准和规定中，直流回路的标号一般没有文字符号，都是数字符号。

但近年来随着自动化水平提高，二次设备的多样化，许多工程的二次直流回路，特别是遥信回路编号都加上文字符号，用以区分回路的用途和性质。

举例：110kV变电站用一台公用测控装置采集110kV、10kV母线PT的遥信开入量时，回路编号可以如下分配：
1）110kVⅠ母PT：Y810~Y819
2）110kVⅡ母PT：Y820~Y829
3）10kVⅠ母PT：S810~S819
4）10kVⅡ母PT：S820~S829
尽量利用现有已被大家熟悉的字母代码。

不推荐随意根据设备的拼音字母自定义文字符号，因为这样不可避免会出现标记名称相同但其代表的意义却不相同，尤其给运行、检修人员带来不便。

表7-2列举了直流回路标号中最常见的文字符号，推荐在工程中应用。

需要强调的是回路编号中的文字符号不是必需项，能用数字标号予以区分的回路应尽量采用数字标号。

表9-2中推荐一种采用数字标号分段来区分不同遥信回路的做法。

第8条《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）对电缆编号有详尽的规定，本条文表8-1补充了网络设备、五防等安装设备的文字符号。

另外表8-2中控制电缆编号的数字划分系根据我省习惯做法列出，与手册的规定有较大不同。

举例：110kV线路一断路器端子箱至1G~3G机构的电缆编号如下分配：
1）至1G、01G：1Y-190~199；
2）至2G：1Y-290~299；
3）至3G、031G、032G：1Y-390~399。

各种二次回路图及其详解
1、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KV 2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。

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，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。

对地绝缘下降和发生接地是两种情况。

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. 5MΩ。

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通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。