摘要：二次回路是發(fā)電廠電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、可靠供電的重要保障，是發(fā)電廠中不可缺少的重要組成部分。二次回路包括控制回路、信號(hào)回路、測(cè)量回路、調(diào)節(jié)回路、繼電保護(hù)及操作性自動(dòng)裝置回路、操作電源系統(tǒng)。從二次回路保護(hù)設(shè)備的選擇、控制和信號(hào)回路設(shè)備的選擇、控制電纜的選擇方面予以論述。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠 ；電力系統(tǒng)；二次設(shè)備；配置與選擇

作者簡(jiǎn)介：劉陽(yáng)（1976-），男，遼寧沈陽(yáng)人，國(guó)電東北（沈陽(yáng)）熱力有限公司皇姑分公司，經(jīng)理，工程師。（遼寧 沈陽(yáng) 110030）

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）15-0237-02

發(fā)電廠的一次設(shè)備也稱為主設(shè)備，是構(gòu)成發(fā)電廠電力系統(tǒng)的主體，是直接生產(chǎn)、輸送、分配電能的電氣設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電力母線、電力電纜和輸電線路等。發(fā)電廠的二次設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣設(shè)備，包括測(cè)量?jī)x表、控制及信號(hào)器具、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等。一次設(shè)備及其相互連接的回路稱為一次回路，又稱為主回路或主系統(tǒng)或主電路，二次設(shè)備及其相互連接的回路稱為二次回路。二次回路是發(fā)電廠電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、可靠供電的重要保障，是發(fā)電廠中不可缺少的重要組成部分。二次回路包括控制回路、信號(hào)回路、測(cè)量回路、調(diào)節(jié)回路、繼電保護(hù)及操作性自動(dòng)裝置回路、操作電源系統(tǒng)。本文分別從三個(gè)方面就發(fā)電廠電力系統(tǒng)二次設(shè)備的選擇進(jìn)行論述。

一、二次回路保護(hù)設(shè)備的選擇

二次回路的保護(hù)設(shè)備用以切除二次回路的短路故障，并作為回路檢修和調(diào)試時(shí)斷開交、直流電源之用。保護(hù)設(shè)備一般采用熔斷器，也可以采用自動(dòng)開關(guān)。本章只論述二次直流回路保護(hù)設(shè)備的配置與選擇。

1.熔斷器的配置

熔斷器配置的一般原則是，二次回路發(fā)生短路故障時(shí)應(yīng)盡量縮小其影響范圍；當(dāng)直流回路發(fā)生接地時(shí)，應(yīng)便于尋找接地點(diǎn)；應(yīng)使接線簡(jiǎn)化，電纜芯數(shù)較少。

控制和保護(hù)回路的控制電源一般是從控制小母線經(jīng)過熔斷器接至二次設(shè)備的?？刂坪捅Ｗo(hù)回路熔斷器的配置，一是同一安裝單位（或同一高層系統(tǒng)）的控制、保護(hù)和自動(dòng)裝置一般合用一組熔斷器。當(dāng)一個(gè)安裝單位（如35kV和110kV饋線）內(nèi)只有一臺(tái)斷路器時(shí)，只裝一組熔斷器；當(dāng)一個(gè)安裝單元（如三繞組變壓器或自耦變壓器）有幾臺(tái)斷路器時(shí)，各側(cè)斷路器的控制回路分別裝設(shè)熔斷器，對(duì)其公用的保護(hù)回路應(yīng)根據(jù)主系統(tǒng)運(yùn)行方式和反事故措施的要求，決定接于電源側(cè)斷路器的熔斷器上或另行設(shè)置熔斷器。二是發(fā)電機(jī)出口斷路器和自動(dòng)滅磁裝置的控制回路一般合用一組熔斷器。但對(duì)于發(fā)電機(jī)三繞組（或自耦）變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口不設(shè)斷路器時(shí)自動(dòng)滅磁裝置的控制回路應(yīng)單獨(dú)設(shè)置熔斷器；三是兩個(gè)及以上安裝單元的公用保護(hù)和自動(dòng)裝置（如母線保護(hù)等）應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的熔斷器。對(duì)于雙回線路的公用保護(hù)也應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的熔斷器。四是控制、保護(hù)和自動(dòng)裝置用的熔斷器均應(yīng)加以監(jiān)視，一般用斷路器控制回路的監(jiān)視裝置來完成。對(duì)于單獨(dú)裝設(shè)熔斷器的回路，一般用繼電器進(jìn)行監(jiān)視，其發(fā)信號(hào)的觸點(diǎn)應(yīng)接至另外的電源。

信號(hào)回路熔斷器的配置。每個(gè)安裝單元的信號(hào)回路（包括隔離開關(guān)的位置信號(hào)、事故和預(yù)告信號(hào)、指揮信號(hào)等）一般用一組熔斷器。公用的信號(hào)回路（如中央信號(hào)等）應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的熔斷器。廠用電源和母線設(shè)備信號(hào)回路一般分別裝設(shè)公用的熔斷器。閃光小母線M100（+）的分支線上一般不裝設(shè)熔斷器。信號(hào)回路用的熔斷器均應(yīng)加以監(jiān)視，一般用隔離開關(guān)的位置指示器進(jìn)行監(jiān)視，也可以用繼電器或信號(hào)燈來監(jiān)視。

2.熔斷器的選擇

熔斷器應(yīng)按二次回路最大負(fù)載電流選擇。控制、信號(hào)和保護(hù)回路熔斷器的選擇，通常根據(jù)所采用的斷路器及操作機(jī)構(gòu)、控制及保護(hù)回路直流電源的電壓等級(jí)來選擇。目前一般選用RM10型和RL1型熔斷器。由于RL1型熔斷器具有熔斷器顯示信號(hào)以及更換操作安全方便等特點(diǎn)，因而得到較多的選用。各級(jí)熔斷器應(yīng)相互配合，要求上一級(jí)熔斷器熔件的額定電流比下一級(jí)熔件電流大2～3倍。

合閘及電動(dòng)機(jī)回路熔斷器的選擇。斷路器合閘回路熔斷器的作用主要是防止合閘線圈因長(zhǎng)時(shí)間帶電而被燒毀。因此，熔斷器的額定電流一般選為合閘電流的0.25～0.3倍，其熔斷時(shí)間應(yīng)大于斷路器固有合閘時(shí)間。對(duì)于彈簧操作的直流電動(dòng)機(jī)回路，其熔斷器的額定電流應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流。

二、控制和信號(hào)回路設(shè)備的選擇

1.控制開關(guān)的選擇

控制開關(guān)應(yīng)根據(jù)回路需要的觸點(diǎn)數(shù)、回路的額定電壓、額定電流和分析容量、操作回路及操作的頻繁程度進(jìn)行選擇。

2.信號(hào)燈及附加電阻的選擇

燈光監(jiān)視控制回路的信號(hào)燈及附加電阻按下列條件進(jìn)行選擇：當(dāng)燈泡引出線上短路時(shí)，通過跳、合閘操作線圈回路的電流，應(yīng)小于其回路最小動(dòng)作電流及長(zhǎng)期熱穩(wěn)定電流，一般不大于操作線圈額定電流的10%；當(dāng)直流母線電壓為其額定電壓的95%時(shí)，加上信號(hào)燈上的電壓不應(yīng)低于信號(hào)燈額定電壓的60%至70%，以保證適當(dāng)?shù)牧炼取?/p>

3.繼電器和接觸器的選擇

其一，跳、合閘回路中的中間繼電器和合閘接觸器的選擇。跳、合閘中間繼電器電流（自保持）線圈的額定電流，按斷路器跳、合閘線圈的額定電流來選擇，并保證靈敏系數(shù)不小于1.5。

用于220kV及以上斷路器的分組控制回路的跳、合閘繼電器通常采用DZB-257、DZB-12B、YZJ1-5、DZB-11B型和DZK-135型等中間繼電器。

對(duì)于電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器，由于合閘電流較大、不能直接由控制開關(guān)或繼電器的觸點(diǎn)接通斷路器的合閘線圈回路，因此，在合閘回路中設(shè)有中間轉(zhuǎn)換設(shè)備——合閘（直流）接觸器。目前主要采用CZ0-40C型（代替CZ9或CZ6）和CZ0-100CX型（代替CZ9-50型）等直流接觸器，它們能與各種信號(hào)燈相配合。當(dāng)控制回路需要接觸器帶有輔助觸電時(shí)則選用CZ0-40CA型或CZ0-100CA型直流接觸器。

其二，跳、合閘位置繼電器的選擇。跳、合閘位置繼電器除按直流額定電壓、所需觸點(diǎn)類型和數(shù)量進(jìn)行選擇外，還應(yīng)滿足以下條件：正常情況下，通過跳、合閘操作線圈的電流不應(yīng)大于操作回路最小動(dòng)作電流及長(zhǎng)期熱穩(wěn)定電流；當(dāng)直流母線電壓為額定電壓的85%時(shí)，繼電器的電壓不應(yīng)小于繼電器額定電壓的70%，以便保證繼電器可靠動(dòng)作。目前，位置繼電器通常采用DZ-300、DZ-31B或DZ-5型中間繼電器。

其三，自動(dòng)重合閘繼電器及其出口繼電器的選擇。自動(dòng)重合閘繼電器及其出口繼電器額定電流應(yīng)與其啟動(dòng)元件的動(dòng)作電流相配合，并保證靈敏系數(shù)不小于1.5。在分相操作電路中，其出口接至合閘繼電器，應(yīng)按合閘繼電器電壓線圈及其并聯(lián)的電阻來選擇。

其四，“防跳”繼電器的選擇。型式的選擇應(yīng)采用啟動(dòng)電壓保持的中間繼電器，動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于斷路器的固有跳閘時(shí)間。對(duì)于35kV及以下的斷路器通常采用DZB-513、DZB-15B和DZB-284型等的中間繼電器。

參數(shù)應(yīng)按以下條件進(jìn)行選擇與整定：電流啟動(dòng)線圈的額定電流按斷路器跳閘線圈額定電流的二分之一來選擇；電壓自保持線圈的額定電壓按直流母線的額定電壓來選擇。

其五，信號(hào)繼電器及附加電阻的選擇。目前較多采用的按電磁原理構(gòu)成的DX型信號(hào)繼電器，它具有機(jī)械摘牌裝置，動(dòng)作后限號(hào)牌落下，需要手動(dòng)復(fù)位。它分為串聯(lián)（或稱電流）型和并聯(lián)（或稱電壓）型兩種。

串聯(lián)信號(hào)繼電器串接在中間繼電器KC線圈回路中，由于KC線圈電阻很大，而串聯(lián)信號(hào)繼電器KS1和KS2內(nèi)阻很小，并要求有一定電流才能動(dòng)作。為保證信號(hào)繼電器和中間繼電器均能正確動(dòng)作，要求在0.8倍額定電壓情況下，由于信號(hào)繼電器的串接而引起的電壓降不應(yīng)大于額定電壓的10%；要求在額定電壓下，信號(hào)繼電器靈敏系數(shù)不小于1.4。并聯(lián)信號(hào)繼電器的選擇條件應(yīng)根據(jù)直流額定電壓來選擇。例如用在直流220V系統(tǒng)中的并聯(lián)信號(hào)繼電器，選DX-11/220型即可。

三、控制電纜的選擇

1.控制電纜型式及芯線的選擇

控制電纜一般選用聚氯乙烯絕緣、護(hù)套銅芯控制電纜（KYV、KVV型），也可以選用橡皮絕緣聚氯乙烯護(hù)套或氯丁護(hù)套銅芯控制電纜（KXV、KXF型）。當(dāng)有特殊要求時(shí)，采用有防護(hù)措施的銅芯電纜。例如：

對(duì)于計(jì)算機(jī)、巡檢及遠(yuǎn)動(dòng)低電平傳輸線路、數(shù)字脈沖傳輸線路和其他有可能受到強(qiáng)烈電磁場(chǎng)干擾的測(cè)量、控制線路，應(yīng)使用屏蔽電纜或鉛包鎧裝電纜，一般可選用聚氯乙烯絕緣、護(hù)套信號(hào)電纜（PVV型）。當(dāng)屏蔽要求較高時(shí)，可選用聚乙烯絕緣鋼帶繞包屏蔽塑料電纜（KYP2-22型），或選用鉛包電纜（KXQ20型），或選用多芯屏蔽電子計(jì)算機(jī)電纜（DJYVP型）。

敏感的低電平線路應(yīng)采取可降低干擾電壓的措施，如絞線穿金屬管道等。對(duì)不耐光照的絕緣電纜（如聚氯乙烯絕緣電纜）應(yīng)采用其他防日照措施，以防老化。在有可能遭受油類污染腐蝕的地方應(yīng)采用耐油電纜或采用其他防油措施。

為了提高直流系統(tǒng)的絕緣水平，強(qiáng)電控制電纜的額定電壓不應(yīng)低于500V，弱電控制電纜的額定電壓不應(yīng)低于250V。

為便于敷設(shè)，力求減少電纜的根數(shù)，控制電纜選用多芯電纜。當(dāng)芯線截面為1.5平方毫米時(shí)，電纜芯數(shù)不宜超過37芯；當(dāng)芯線截面為2.5平方毫米時(shí)，電纜芯數(shù)不宜超過24芯；當(dāng)芯線截面為4～6平方毫米時(shí)，電纜芯數(shù)不宜超過10芯。弱電電纜芯數(shù)不宜超過50芯。

控制電纜應(yīng)留有適當(dāng)?shù)膫溆眯揪€作為設(shè)計(jì)改進(jìn)或芯線拆斷時(shí)用。電纜芯數(shù)及備用芯線應(yīng)按下列因素，并結(jié)合電纜長(zhǎng)度、截面及敷設(shè)條件等綜合考慮：較長(zhǎng)的控制電纜在7芯以上，截面小于4平方毫米時(shí)應(yīng)留有必要的備用芯，但同一安裝單位的同一起止點(diǎn)的控制電纜中每根電纜不必都留有備用芯，可在同類性質(zhì)的一根電纜中留用；對(duì)較長(zhǎng)的控制電纜應(yīng)盡量減少電纜根數(shù)，同時(shí)也應(yīng)避免電纜芯的多次轉(zhuǎn)接；一根電纜中不宜有兩個(gè)安裝單位的電纜芯，并盡量避免一根電纜同時(shí)接至屏的兩側(cè)端子排上。在一個(gè)安裝單位內(nèi)交、直流回路的電纜截面相同時(shí)，必要時(shí)可共用一根電纜；強(qiáng)電回路和弱電回路不應(yīng)共用同一根電纜，以免強(qiáng)電回路對(duì)弱電回路干擾。

2.控制電纜截面的選擇

按機(jī)械強(qiáng)度要求，銅芯控制電纜芯線截面不應(yīng)小于1.5平方毫米。

其一，電流回路控制電纜的選擇。電流回路的控制電纜芯線截面不應(yīng)小于2.5平方毫米，其允許電流為20A，由于電流互感器二次額定電流為5A。因此，不需按額定電流校驗(yàn)電纜芯線截面，也不需要按短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定，只需按電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)所允許的導(dǎo)線阻抗來選擇電纜芯線的截面。

其二，電壓回路控制電纜的選擇。電壓回路用的控制電纜按允許電壓降來選擇電纜芯線截面。確定電壓回路壓降的原則為：對(duì)用戶計(jì)費(fèi)的0.5級(jí)電能表，其電壓回路電壓降不宜大于額定電壓的0.25%；在正常情況下，至測(cè)量?jī)x的電壓降不應(yīng)超過額定電壓的1%～3%；當(dāng)全部保護(hù)裝置和儀表都工作時(shí)，至保護(hù)和自動(dòng)裝置屏的電壓降不應(yīng)超過額定電壓的3%；電壓互感器到自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的連接電纜芯線截面也按允許電壓降選擇，當(dāng)在最大負(fù)載電流時(shí)其電壓降不應(yīng)超過額定電壓的3%。

其三，控制回路與信號(hào)回路控制電纜的選擇?？刂苹芈放c信號(hào)回路用的控制電纜應(yīng)根據(jù)其機(jī)械強(qiáng)度來選擇，銅芯電纜芯線截面不應(yīng)小于1.5平方毫米。

（責(zé)任編輯：王祝萍）