第1章　二次回路概述

1.1　二次回路的基本概念

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各个用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。电力系统示意图如图1-1所示。

图1-1　电力系统示意图

电力系统中完成发电、输电、变电、配电功能的设备称为一次设备（或主设备），一次设备有发电机、变压器、母线、输配电线路、断路器、隔离开关、电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、高压熔断器等；完成测量、调节、控制、保护等功能的低压设备称为二次设备（也称辅助设备），二次设备包括测量仪表、控制和信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置、操作电源、控制电缆和熔断器等。

发电厂或变电站内一次设备按照工作关系互相连接而构成的电路称为一次回路（或主回路），而把二次设备相互连接而构成的电路称为二次回路。

二次回路的基本任务是反映一次设备的工作状态、控制和调节一次设备，并且当一次设备发生故障时，能使故障部分迅速退出工作，以保证电力系统正常运行。二次回路是电力系统安全生产、经济运行、可靠供电的重要保障，是发电厂和变电所中不可缺少的重要组成部分。

二次回路由以下六部分组成，即控制回路、信号回路、测量回路、调节回路、继电保护和自动装置回路以及操作电源回路。

（1） 控制回路

由控制开关、控制对象（断路器、隔离开关）的传递机构及操作（或执行）机构组成。其作用是对一次开关设备进行“跳闸”或“合闸”操作。

控制回路按控制距离可分为就地控制和距离控制两种；按自动化程度可分为手动控制和自动控制两种；按控制方式可分为集中控制和分散控制两种，对于集中控制又分为“一对一”控制和“一对N”的选线控制两种，而对于分散控制只有“一对一”；按电源的性质可分为交流操作和直流操作两种；按电源电压和电流的大小可分为强电控制和弱电控制两种，强电控制采用较高电压（直流110V或220V）和较大电流（交流5A），弱电控制采用较低电压（直流60V以下，交流50V以下）和较小电流（交流0.5～1A）。

（2） 信号回路

由信号发送机构、传送机构及信号器具组成。其作用是反映一、二次设备的工作状态。信号回路按信号性质可分为事故信号、预告信号、指挥信号和位置信号；按信号的显示方式可分为灯光信号和音响信号两种；按信号的复归方式可分为手动复归和自动复归两种。

（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的运行参数，方便运行人员掌握一次设备的运行状况。

（4） 继电保护和自动装置回路

由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。作用是自动判别一次设备的运行状态，在系统发生异常运行或故障时，发出异常运行信号或自动跳开断路器（切除故障）。当故障或异常运行状态消失后，快速投入断路器，恢复系统正常运行。

（5） 调节回路

由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。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。

（6） 操作电源系统

由电源设备和供电网络组成，包括直流电源和交流电源系统。作用是供给上述回路工作电源。发电厂和变电站的操作电源多采用直流电源系统（简称直流系统），部分小型变电站也可采用交流电源或整流电源（如硅整流电容储能或电源变换式直流系统）。