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二次接线图初学

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好的,理解你是初学者!学习二次接线图(也称为二次回路图)是理解电力系统控制、保护、测量和信号逻辑的关键一步。它描绘了低压(通常为直流110V/220V或交流220V/380V及以下)控制、保护、测量、信号等设备的相互连接关系和工作原理。

下面我们用中文,从基础概念开始,逐步解释:

核心概念:

  1. 一次系统 vs. 二次系统:

    • 一次系统 (一次回路): 直接承担电能生产、传输、分配和消耗的高电压、大电流部分。主要设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、输电线路、电动机等。电压通常在10kV以上,电流可达数千安培。
    • 二次系统 (二次回路): 对一次系统进行监视、测量、控制、保护和调节的低电压、小电流部分。它是确保一次系统安全、可靠、经济运行的“神经系统”和“大脑”。主要设备包括各种继电器、测量仪表、控制开关、信号灯、操作把手、指示灯、控制电缆、端子排、熔断器、小开关等。
  2. 二次接线图的作用:

    • 描述逻辑关系: 清晰地展示二次设备(继电器、仪表、开关)之间是如何通过导线(或光纤等)连接起来,以及它们之间动作的逻辑顺序。
    • 理解工作原理: 通过看图,可以理解保护是如何动作跳闸的、断路器是如何被合闸或分闸的、信号是如何发出的、电量是如何被测量的。
    • 指导安装接线: 是现场安装接线工人依据的蓝图,告诉他们每根线从哪里接到哪里。
    • 故障诊断与维护: 当系统出现问题时(如保护误动/拒动、信号不对、控制失灵),工程师需要依据二次图来分析查找故障点。
    • 设计基础: 是设计整个二次系统的基础图纸。

二次接线图的种类:

主要有四种,每种侧重不同,需要结合着看:

  1. 原理图 (Principle Diagram / Elementary Diagram / Schematic Diagram):

    • 特点: 最重要、最基础的图。它展示的是二次回路的工作原理,不考虑设备的实际安装位置和具体接线方式
    • 元件符号: 使用标准的图形符号(如继电器线圈、触点、开关按钮、指示灯、仪表线圈、熔断器等)。
    • 回路绘制: 按功能划分清晰的独立回路(如电流回路、电压回路、控制回路、信号回路、保护回路等)。同一个元件的不同部分(如继电器线圈和其触点)会根据逻辑需要绘制在不同的回路中。
    • 目的: 清晰、直观地展示整个二次系统的动作逻辑。是学习和分析的起点
    • 看图关键: 忽略具体位置和接线细节,专注于理解电流/信号的流向和逻辑关系。
  2. 展开图 (Developed Diagram / Outspread Diagram):

    • 特点: 由原理图演化而来,保持了原理图的逻辑清晰性,但按照交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路、信号回路等分别展开绘制
    • 优点:
      • 回路更清晰独立,不易混淆。
      • 更容易看清回路中元件的动作顺序和时间关系(按电流方向从左到右绘制)。
      • 方便分析复杂逻辑。
    • 目的: 深入分析特定回路的工作原理和动作过程。常用于继电保护调试分析。
  3. 安装接线图 (Wiring Diagram / Connection Diagram):

    • 特点: 指导实际安装的图纸。它基于屏柜(保护屏、控制屏、端子箱)的实际布置结构来绘制。
    • 内容:
      • 屏柜正面的设备布置(如继电器、仪表、按钮、指示灯等的实际位置和标签)。
      • 屏柜背面的端子排布置(端子排编号、每个端子的用途)。
      • 设备背部接线端子的编号(或接线柱号)。
      • 连接设备端子与端子排、端子排与端子排、端子排与外部电缆之间的具体导线(通常用相对编号法标注)。
    • 目的: 告诉接线人员:“这根线(编号A411)从继电器KA1的端子2(KA1:2)连接到端子排的第5号端子(XT:5)”。
    • 看图关键: 需要结合设备布置图和端子排图,找到实际的物理位置和连接点。
  4. 端子排图 (Terminal Block Diagram):

    • 特点: 是安装接线图的一部分或独立图纸,专门展示端子排的详细信息
    • 内容:
      • 端子排的编号(如XT, 1XT)。
      • 每个端子顺序号(1, 2, 3...)。
      • 每个端子的用途(连接哪里来的线,去哪里)。
      • 端子类型(普通端子、试验端子、连接端子、终端端子等)。
      • 连接的电缆编号芯线编号(指向电缆清册)。
    • 目的: 端子排是屏柜内外信号汇集和转接的关键点。端子排图是屏柜接线和对外电缆连接的核心枢纽
    • 看图关键: 理解信号从哪里引入屏柜,在屏内如何分配,处理后又如何引出。

初学者看图步骤与要点:

  1. 明确看图目的: 你是要了解原理?还是要接线?还是要查故障?目的不同,关注点不同。
  2. 从原理图/展开图入手:
    • 先找到直流电源的正负极(+KM, -KM)或交流电源(L, N)。这是整个二次系统的“能源”。
    • 识别主要功能回路:控制回路(合闸、分闸)、保护回路(电流保护、电压保护等)、信号回路(位置信号、告警信号)、测量回路(电流、电压测量)。
    • “化整为零”: 不要被整张图吓到,聚焦于一个回路(比如最简单的断路器分闸回路)。
    • “跟踪回路”: 选定一个回路后,从电源正极出发(或信号源出发),顺着线条走,看电流/信号流经哪些元件(开关、继电器触点、线圈、按钮触点、指示灯等),遇到元件时思考它的状态(常开/常闭?受控还是手动?),最终流向电源负极(或目的地)。理解这个回路是如何被“导通”或“断开”的。
    • 注意符号: 熟练掌握常用元件的图形符号(国家标准 GB/T 4728 或行业常用符号)。
    • 理解“触点归属”: 原理图中,同一个继电器的线圈和触点会用同一个文字符号(如 KA1, KV1)标注,但位置可能分散在不同回路。看到继电器触点动作,要想到是它的线圈在另一个回路被励磁了。
  3. 结合展开图深入分析: 展开图有助于更清晰地理解特定回路的动作序列。
  4. 需要接线时,结合安装图和端子排图:
    • 在原理图/展开图上找到你要接线的元件和回路。
    • 根据原理图上的设备代号(如 1KA, 1HQ),在设备布置图上找到这个设备在屏柜上的实际安装位置
    • 在该设备的背部接线图或安装接线图的对应部分,找到它的接线端子编号(如端子 1, 2, 3...)。
    • 根据原理图/展开图,该端子应该连接到哪里(比如另一个设备的端子 XX,或者端子排的某个端子)。
    • 端子排图上找到对应的端子排和端子号,确认其用途和连接关系(屏内设备连接还是屏外电缆连接)。
    • 根据端子排图电缆清册,确认连接到屏外的电缆编号和芯线编号。
  5. 善用图例和说明: 图纸首页或边缘通常有图例(符号说明)和文字说明,务必查看。
  6. 多练习: 找一些简单的图纸开始练习(比如一个电动机的启停控制回路图),逐步过渡到复杂的保护回路图。

学习建议:

  1. 打好基础:
    • 电路基础: 熟练掌握欧姆定律、串并联、直流/交流电路基本概念。
    • 元器件知识: 深刻理解常用二次设备的工作原理(继电器 - 电流/电压/时间/中间/信号继电器;接触器;按钮开关;转换开关;指示灯;熔断器;互感器 - CT/PT)。
    • 标准符号: 熟记常用元器件的标准图形符号和文字符号。
  2. 由简入繁: 从最简单的控制回路(如灯开关、电动机启停)开始看,理解基本逻辑。再逐步学习基本的保护回路(如过电流保护)。
  3. 理论结合实际:
    • 如果条件允许,去变电站、配电室或实验室观察实际的保护屏、控制柜,对照实物看图纸,理解设备、端子排、电缆的实际样子。
    • 了解一些常见的继电保护原理(如过流、速断、差动等),这样看保护图纸时更容易理解其逻辑。
  4. 勤于思考多问: 看图时多问“为什么”:为什么这里要用常开触点?为什么这个继电器动作会导致那个断路器跳闸?这个信号灯点亮意味着什么状态?
  5. 利用资源: 参考相关的电工手册、继电保护教材、设计手册。网上也有很多教学视频和论坛可以交流学习。

总结关键点:

学习二次接线图需要耐心和实践,不要怕复杂,从一个小回路开始,逐步拓展,你会越来越熟练!祝你学习顺利!

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