1. 二次回路的接线原理和安装图
(1) 二次回路的定义及分类
1) 按二次回路电源的性质来分: 交流电流回路、 交流电压回路和直流回路。
2) 按二次回路的用途来分: 测量回路、 继电保护和自动装置回路、 开关控制和信号回路、 断路器和隔离开关的电气闭锁回路和操作电源回路。
(2) 二次回路接线图及其表示方法 二次回路接线图是用来表达二次回路各设备之间电气连接关系的图样。 因为这种图样不仅可以用来说明其工作原理,而且它的接线方式也可以画得非常具体, 并且可以按照各二次设备端子上的连接顺序, 逐一地把它按实际排列顺序画出来。 二次回路接线图按用途通常可分为原理图、 展开图、 安装图 3 种。
1) 原理图: 是表示二次回路构成原理的最基本的图样, 能表达出一个简单的总体概念, 在图样上所有的二次回路设备都用整体的图形表示, 并和一次回路画在一起。
2) 展开图: 展开图与原理图的表达方式不同, 虽然也是用来表达二次回路构成的基本原理, 但是它的特点是把二次回路设备展开表示, 即把线圈和触头按交流电流回路、 交流电压回路和直流回路为单位分开表示, 同时为了避免回路的混淆, 对属于同一线圈作用的触头或同元件的端子, 用相同字母号表示。 此外回路的排列还按动作次序由左到右, 由上到下顺序地排列, 并在每一回路的右边列表说明该回路的用途。 因此, 回路次序明显, 阅读和查对回路比原理图来得方便, 所以在现场生产运行中往往用此图来核对回路或查找故障。
3) 安装图: 安装图是作具体二次回路施工用的。 安装图通常包括盘面布置图和盘后接线图两部分。 盘面布置图是用来决定各元件在盘上的排列和安装位置, 因此要注有各元件相互间距离尺寸, 以便于在盘上安装设备; 而盘后接线图则是安装配线的依据, 除了回路及元件编号必须与展开图完全对应一致外, 对各接线端子也要有更具体的端子编号, 说明端子上的接线从哪里来到哪里去。 此外, 为了便于配电盘外的接线, 还需要在端子排外引线侧, 画出至各安装单位的控制电缆方向。
接线端子编号采用 “对应标号法”。 所谓 “对应标号法” 可以这样理解: 如果有甲、 乙两个设备要连接起来, 可以在甲设备的端子上写出乙设备的端子编号, 同时在乙设备的该端子上又写出甲设备的端子编号, 即两个端子上的编号相对应。 这样在实际配线时, 可根据端子编号马上找到与它连接的对象。 因此, 这种标号方法, 在目前的二次回路接线图上应用得比较广泛。
2. 二次接线的检查和实验方法
(1) 二次回路的巡视检查 二次回路的巡视检查往往会被值班人员忽视。运行经验证明, 所有二次回路在系统运行中都必须处于完好状态, 应能随时对系统中发生的各种故障或异常运行状态作出正确的反应, 否则造成的后果是严重的。 各类二次回路的特殊检查项目都在专业技术规程或现场运行规程中做了详细规定, 这里不再逐项列出。
(2) 二次回路综合检查项目 检查二次设备应无尘土, 以保证其绝缘良好,应定期对二次线、 端子排、 控制仪表和继电器等进行清扫, 清扫时要谨慎, 严防触电或引起误动; 检查表针指示是否正确, 有无异常; 检查监视灯、 指示灯是否正确, 光字牌是否良好, 保护压板是否在要求的投、 切位置; 检查信号继电器是否掉牌; 检查警铃、 蜂鸣器是否良好; 检查继电器的触头、 线圈外观是否正常,继电器运行是否有异常现象; 检查保护的操作部件, 如熔断器、 电源小刀开关、保护方式切换开关、 连接片、 电流和电压回路的试验部件是否处在正确位置并接触良好; 检查各类保护的工作电源是否正常可靠。
(3) 继电保护和自动装置投停操作的有关规定 正常情况下, 继电保护和自动装置投入运行或退出运行的操作, 应遵照值班调度员或值班长的命令执行。在投入运行前必须对其回路进行周密检查。 检查的内容包括: 该回路无人工作,工作票已经结束、 收回; 继电器外壳盖好, 全部铅封; 保护定值符合规定数值;二次回路拆开的线头已恢复等。
值班人员若需投入继电保护和自动装置时, 应先投入交流电源 (如电压或电流回路等), 后送上直流电源。 此后应检查继电器触头位置是否正常, 信号灯及表计指示是否正确, 然后加入信号连接片。 若需将保护投入跳闸位置或将自动装置投入运行位置时, 必须用高内阻直流电压表或万用表测定连接片两端无电压后, 方能投入连接片。 继电保护和自动装置退出时的操作顺序与此相反。
(4) 带电清扫二次线时的注意事项 值班员带电清扫二次线时, 使用的清扫工具应干燥, 金属部分应包好、 绝缘, 工作时应将手表摘下 (特别是金属表带的手表), 清扫工作人员应穿长袖工作服, 戴棉线手套, 工作时必须小心谨慎, 不应用力抽打, 以免损坏设备元件或弄断线头及防止因继电器振动而产生误动作。 不允许采用压缩空气吹尘的方法, 以免灰尘吹进仪器仪表或其他设备内部, 或将灰尘吹落到已清洁的设备上。
3. 二次回路异常运行及分析
(1) 继电保护装置异常
1) 保护拒动。 设备发生故障后, 由于继电保护的原因使断路器不能动作跳闸, 称为保护拒动。 拒动的原因有: 继电器故障; 保护回路不通, 如电流回路开路, 保护连接片、 断路器辅助触头、 继电器触头等接触不良及回路断线; 电流互感器电流比选择不当, 故障时电流互感器严重饱和, 不能正确反应故障电流的变化; 保护整定值计算及调试中发生错误, 造成故障时保护不能起动; 直流系统多点接地, 使得中间继电器或跳闸线圈短路。
2) 保护误动。 保护装置误动的原因主要有: 直流系统多点接地, 使得中间继电器或跳闸线圈励磁动作; 运行中保护定值变化, 使保护失去选择性; 保护接线错误, 或极性接反; 保护整定值计数或调试不正确, 如整定值过小, 用户负载增大过多; 双回路供电线路某一回路断电, 另一条线路运行保护未按规定增大整定值等造成误跳闸; 回路保护工作的安全措施不当, 如未断开应拆开的接线端子和连接片, 发生误碰、 误触及、 误接线等, 使断路器误跳闸; 电压互感器二次断线, 如电压互感器的熔断器熔断, 有些断线闭锁不可靠的保护可能误动, 在此情况下, 一般会有 “电压回路断线” 信号、 电压表指示不正确。
(2) 制动装置异常 重合闸拒动, 其原因主要有: 重合闸失掉电源; 断路器合闸回路接触不良; 重合闸装置内部时间继电器或中间继电器线圈断线或接触不良; 重合闸装置内部电容器或充电回路故障; 重合闸连接片接触不良; 防跳跃中间继电器的常闭触头接触不良; 合闸熔断器熔断或合闸接触器损坏。
(3) 继电保护回路异常 继电保护回路常见的异常有: 继电器故障, 线圈冒烟, 回路断线; 继电器触头粘连分不开或接触不良; 保护连接片未投、 误投、误切; 继电器触头振动较大或位置不正确。 继电保护回路出现异常后, 应立即停用有关保护及自动装置, 并尽快报告调度员及保护专责人员, 以便进行处理。
(4) 中央信号装置异常 中央信号运行中的异常主要有以下两种:
1) 事故音响信号不响。 断路器自动跳闸后, 蜂鸣器不能发出音响, 其原因有: 蜂鸣器损坏; 冲击继电器发生故障; 跳闸断路器的事故音响回路发生故障,如信号电源的负极熔断器熔断, 断路器辅助触头、 控制开关触头接触不良; 直流母线电压太低。
2) 预告信号不动作。 电气设备发生异常时, 相应的预告信号不动作, 其原因有: 警铃故障; 冲击继电器故障; 预告信号回路不通等。
4. 二次回路查找故障的一般步骤和方法
(1) 二次回路查找故障应注意的问题 在二次回路中查找故障工作时, 必须遵守 《电业安全工作规程》 和现场规程中有关规定, 同时应注意以下问题:
1) 必须按符合实际的图样进行工作。
2) 在电压互感器二次回路上查找故障时, 必须考虑对继电保护及自动装置的影响, 防止因失去交流电压而使保护误动作, 拔掉直流电源熔断器时, 应同时拔掉正负极熔断器, 以利于分析查找。
3) 带电测量与查找回路故障时, 必须使用高内阻电压表 (如万用表), 防止误动跳闸, 禁止使用灯泡查找故障; 防止电流互感器二次开路和电压互感器二次短路及接地; 不许触动继电器的机械部分。
4) 拆动二次接线端子, 应先核对图样及端子标号, 作好记录和明显标记,及时恢复所拆接线并核对无误, 检查接触是否良好。
5) 使用工具应合格且绝缘良好, 尽量使必须外露的金属部分减少 (可包绝缘), 防止发生接地或短路及人身触电。
(2) 二次回路查找故障的一般步骤 二次回路故障的查找重在分析判断,只有经过正确的分析判断, 才能正确进行处理。 首先应根据接线情况、 故障特征、 设备状态及信号等情况分析判断可能出现故障的范围, 然后再用正确的方法、 步骤进行检查, 以缩小查找范围。 检查、 测量过程中根据其结果和现象进行再分析判断, 并以恰当的方法检查与测量或采用其他手段证实判断, 从而能准确无误地查找出故障点。
确定检查顺序时, 先查发生故障可能性大的、 较容易出问题的部分, 如回路不通时, 先查电源熔断器是否熔断或接触不良, 可动部分经常动作的元器件及薄弱点等。
经上述检查未查出问题, 应缩小检查范围, 再继续检查直至查明故障点。 因此, 二次回路查故障的一般步骤如下:
1) 根据故障现象分析判断故障原因。
2) 保持原状进行外部检查和观察。
3) 检查故障可能性大的、 易出问题、 常出问题的部分和元器件。
4) 用 “缩小范围法” 查明具体故障点并消除故障。
(3) 二次回路查找故障的一般方法
1) 二次回路断路的检查方法:
① 导通法。 此法是用万用表的欧姆挡测量电阻的方法。 不能使用绝缘电阻表, 因为绝缘电阻表对回路中各元器件接触不良或电阻元件变值的故障测不出来。 用 “导通法” 测量检查时, 必须先断开被测回路的电源, 否则会烧坏仪表。“导通法” 查找回路不通的原理, 是通过测某两点之间电阻值的变化来判别故障。 对于接触良好的接触点, 电阻应为零, 严重接触不良时有一定的阻值, 未接通的触头其两端电阻非常大; 对于电流线圈, 其电阻应很小 (近于零); 对于电压线圈和电阻元件, 其阻值应与标称值相近。
② 测量电压降法。 “测量电压降法” 是用万用表的直流电压挡, 测回路中各元器件上的电压降。 查找回路不通故障无需断开电源, 且测量时所选用仪表量程应稍大于电源电压。 这种检查方法的原理是: 在回路接通的情况下, 接触良好的接点两端电压应等于零, 若不等于零 (有一定值) 或为全电压 (电源电压), 则说明回路其他元器件良好而该接点接触不良或未接触。 电流线圈两端电压应近于零, 过大则有问题, 电阻元件及电压线圈两端则应有一定的电压, 回路中仅有一个电压线圈且无串联电阻时, 线圈两端电压不应比电源电压低很多。 线圈两端电压正常而其触头不动, 说明线圈断路。
③ 对地 (零) 电位法。 用这种方法查找二次回路不通故障, 也无需断开电源。 测量前应先分析回路各点的对地电位, 再测量检查, 将分析结果和所测值及极性相比较。 若所测值和极性与分析相同, 误差不大, 表明各元器件良好; 若相反或相差很大, 表明该部分有问题。 测量各 点对地电位, 应使用万用表直流电压挡 (量 程应大于电源电压), 如图 1⁃1 所示,
1-1
将一 支表笔接地 (金属外壳), 另一表笔接被测 点。 若被测点带正电, 则应将正表笔接被测 点, 负表笔接地; 反之, 将负表笔接被测点, 正表笔接地。 若表计指示为直流电源电压的 1 / 2 左右 (电源电压 220V 时约为 110V), 则表明该点到电源正极或电源负极之间是相通的。
测对地 (零) 电位时, 读数为电源电压的 1 / 2 左右, 是因为受到变电所直流系统中绝缘监察装置的影响。 用测对地 (零) 电位法检查回路不通的故障,方便、 准确, 且不受各元器件和端子安装地点的影响, 回路中有两个不通点也能准确查出 (两断开点之间对地电位是零)。 为了更有效地检查回路不通点或接触不良问题, 可以用测对地 (零) 电位法和测电压降法配合使用, 这样更便于判别和查找。
2) 二次回路短路的检查方法: 二次回路发生短路时, 电路熔断器熔断, 某 些熔断器 (如控制回路熔断器、 事故信号熔断器、 电压互感器熔断器等) 熔断 后将发出信号, 如未排除故障点, 熔断器更换后会再次熔断。 触头通过短路电流 时会烧熔损坏, 短路点会有电弧损伤现象。 若触头有烧伤痕迹, 说明该触头所控 制的回路内可能有短路。 通常情况下, 冒烟的线圈或烧坏的部件也可能是短路 点。 还要查回路中各元器件的接线端子、 接线柱等有无明显相碰, 有无异物落上 造成短路及碰金属外壳现象。
经上述检查未发现明显问题, 或是需查找的范围较大 (回路分布较广), 应采取措施缩小范围。
所采用的方法有以下几种:
1⁃2
① 拆开每一分支回路, 逐一回路试投入。 如图1⁃2 所示,可以将每一回路的正极或负极拆开, 依次逐个测回路电阻值, 正常后接入所拆接线, 装上熔断器试送一次。 对回路电阻小于正常值较多的或试送上后熔断器再次熔断的回路, 故障点多在该回路内, 可进一步具体检查出故障点。 用表计测量回路电阻, 只靠测量不能完全准确地发现故障, 可能因万用表电压低或短路点经一定的电阻值, 也可能因短路点在一个回路的一点与另一个回路的另一点之间, 故测量不能发现问题。
② 逐一回路测量电压。 以图 1⁃2 为例, 先将每一分支回路正极或负极拆开。 然后装上一只熔断器 (不使之再形成短路), 如装上正极熔断器, 若熔断器投入即熔断说明此回路和电源负极形成短路的可能性很大 (若第一次也只是正极熔断)。 若装上正极熔断器正常, 可将其拔下, 换装上负极熔断器试一下。 再设正极熔断器装上后正常, 可在断开的负极熔断器两端测有无电压, 或在负极熔断器下边测对地是否有正电, 若有, 说明故障点在两熔断器以下 (或指示很低)。 可依次逐个将分支回路拆下, 正极接入后, 再进行与上述相同的测量。 最后, 当某一分支回路正极接入, 测量负极熔断器两端有电压或负极熔断器对地带正电, 说明故障点即在该回路内, 应进一步查明故障元件。
③ 逐级分段 (分网) 测量电压。 对于分布范围大的二次回路中的短路故障,可采用逐级分段 (分网) 测量电压的方法, 即: 先装上一只熔断器后, 测另一熔断器座 (未装上熔断器) 两端有无电压或测熔断器下面对地电位, 再逐级用拉开隔离开关或拆开接线的方法分段 (分网) 后, 仍进行上述测量以逐级逐段缩小范围。 若测量结果无电压指示, 说明故障点仍在被断开的以下网络之内, 反之, 说明故障在电源熔断器至被断开部分以前的范围以内。 缩小范围后, 可仍用前述方法检查具体的故障点。 必要时应进一步地缩小范围。