电气二次回路基础知识讲解
电力行业内外的电气工作人员，需要掌握电气二次回路方面的实用知识，特别是具体“回路”与接线方面的实用技术，下面就介绍一下电气二次回路的基础知识。
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什么是电气系统的一次部分和二次部分？
电力工程的电气部分（电力工程还包括土建、构架等部分）可划分为一次部分和二次部分。
（1）电气一次部分也称为电气一次系统、电气一次回路或主回路，是电气系统中输送电能的回路。它包括发电机、变压器及所有用电设备（如电动机）等，还包括把这些设备连接在一起的线路、断路器、隔离开关、熔断器、避雷器、刀开关和电力电容器、电抗器等。
（2）电气二次部分也称为电气二次系统，是指对电气一次系统进行测量、控制和保护的电路，如断路器、接触器的控制电路，控制晶闸管触发导通或截止的电路，连接电流互感器二次绕组和电压互感器二次绕组的保护元件和测量仪表的电路，备用电源自动投入装置（备自投）的电路和同期并列装置的电路，以及上述二次回路的电源设备等。电气二次部分不直接用于输送电能。
（3）只有符合“二次式”原则的控制、保护、测量回路和调节系统才属于电气二次系统的范围。直接连接在主回路中的控制、保护、测量和调节元件及回路都不属于电气二次系统，例如，连接在主回路中的熔断器、控制开关、短路保护元件、热继电器、电流表、调压器等。
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什么是回路？什么是电气二次回路？
回路可理解为一个通道或路径。电气回路就是电流流通的路径，电流在流通的过程中完成必要的任务后回到初点形成的闭合路径即为电气回路。
电气二次回路的构成形式是：把电源通过导线与负载连接成闭合的电流流通的回路，有时还需要在通路中加入控制器件，该形式适用于交、直流二次回路、逻辑回路、测量回路。直流回路电流从正电源流出，经过负载元件回到负电源侧。交流回路电流从电压高的一端流出，经过负载元件后流回到该电源的另一端。
例如，电流互感器或电压互感器的每个二次绕组都可看作一个电源，该电源的两个端头之间有电位差，两个端头与外部电路通过负载元件连接成闭合的回路，就有电流通过。对于回路接地的，要分清是工作接地还是保护接地，若是工作接地，则应把大地作为连接导线构成电流通路。
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电气二次回路和电气二次系统有什么区别？
在实际应用中，电气二次回路有时不仅指有形的连接电路，也用来代指整个电气二次系统，此时电气二次回路包括电气二次部分的所有工作内容，所以也把电气二次系统统称为电气二次回路。
但严格地讲，电气二次系统和电气二次回路还是有区别的，电气二次系统范围比电气二次回路更广，例如，为电气控制和保护等二次回路提供电源的直流蓄电池及其他交、直流电源系统，不停电电源等都属于电气二次系统的设备范畴，但不属于典型的电气二次回路。
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怎样理解电力工程电气二次回路和其他电气二次回路？
在实际应用中，起控制功能的电路可分为电力工程二次回路和其他电气二次回路两大类。
（1）电力工程二次回路。电力工程电气二次回路是指电力工程中应用的电气二次回路。电力工程包括电力系统的发电厂、变电站，工矿企业、民用及其他按电力工程的标准施工的电气设备和系统等，其应采用电力工程电气二次回路的设计标准和施工标准，如电气图采用统一的图形符号和文字符号、回路标号等。这类电气二次回路的划分比较清楚，所以也称为典型的电气二次回路。
（2）其他电气二次回路。电气二次回路的定义是除一次电气回路外的其他电路，因此，所有采用电气回路的控制系统都可以认为是电气二次回路。有些电路虽然最终控制的不是电气设备，但如果电路采用的是电气二次回路的构成方式，并且电路控制的执行元件是电气元件（如电磁阀、电磁铁），也可认为属于电气二次回路的范围。例如，建筑电气工程中的电气设备（如电梯）、机床设备、液压传动设备的控制电路，部分热控系统的自动控制电路等。它们与电力工程的电气二次回路不完全相同，在其专业中可能不称为二次回路，但与电气二次回路有许多相似之处，相对于电力工程的电气二次回路而言，也可以称为非典型的电气二次回路。它们都可以用分析电气二次回路的方法进行分析。
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电力工程的典型电气二次回路有什么特点？
电力工程的典型电气二次回路一般都具有以下特点：
（1）电气二次回路与电气主回路之间无电气接线上的联接。二次回路中的交流回路通过电流互感器、电压互感器与一次系统隔离。二次回路采用蓄电池或其他与主回路隔离的电源。
（2）电气控制回路与电气主回路之间是相对独立的系统，一次系统的运行方式不影响控制回路的工作。因此，控制回路采用专用的能保证在一次系统发生故障时继续可靠工作的电源设备，一般多采用直流蓄电池或其他能保证二次回路独立性的电源。
（3）电气二次回路的电压等级都不高，直流或交流控制回路的电压一般不超过220V。
（4）电气二次回路的测量元件（互感器、测量继电器和仪表）能正确反映一次系统的运行状况，为一次系统服务。所以说电气二次回路是与电气一次系统即无联接又有紧密联系的回路。
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非电力工程的电气控制回路有什么特点？
非电力工程常见的电气控制回路有机床控制电路、液压传动设备的电气控制电路、建筑电气控制电路等，其特点是：
（1）许多控制回路与主电路之间不是完全独立的，即控制回路要受主电路运行状况的影响。例如，一般的由接触器控制的电动机，虽然有的控制电路经控制变压器与主电路在电气上隔离开，但主电路的电源失电时控制回路也无法工作。对于直接与主电路连接的控制回路，则更属于非典型的二次回路了。
（2）许多电路的控制部分和其他部分并没有明确界限。如采用伺服驱动器的电机控制电路、控制部分电路和执行部分电路必须整体分析，而无法像典型电气二次回路那样完全分离开来。
（3）发电厂的热控系统也采用许多电气自动控制电路，它们不是典型的电气二次回路，又与前述的非电力工程的电气控制回路有较大区别，但其对安全性的要求与电力工程的电气二次回路是一样的。许多热控回路的最终执行部分都是由继电器控制电磁元件的电气回路，所以可认为热控回路是部分应用电气二次回路的系统。
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怎样理解电气二次回路的“硬件”与“软件”？
电气二次回路可以看作由“硬件”和“软件”两部分组成。由各种有形的元件组成的电路和装置可以认为是电气二次回路的“硬件”；“软件”则属于无形的部分，例如，短路电流的计算、继电保护和自动装置的整定、继电保护和自动装置的运行规定、控制回路逻辑设计、保护与二次回路的调试工作等，这些都是电气二次回路工作中的重要组成部分，如果不完成上述工作，也就是说没有这些“软件”，电气二次回路是不能正常工作的。
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怎样按电路形态划分电气二次回路？
同其他电路一样，电气二次回路也有不同的划分方法：按用途可分为操作控制回路、继电保护回路、自动装置回路、信号回路、测量仪表回路、调节回路等；按电路形态可分为测量电路、逻辑电路、变换电路、叠加电路、桥式检流电路、充放电电路、电子电路、调节电路等。各种不同用途的二次回路都是由以上几种基本电路组合而成的。
（1）电参数测量电路。指未经叠加的测量各种独立形态的电气量数值的纯电流或纯电压电路。如用于保护和测量表计的电流二次回路、电压二次回路，其回路中的电参数量（如电流、电压）都是单一性质的，即使在测量功率、阻抗等的电气元件中，电流回路和电压回路也都是各自独立的回路。再如测量频率的电路，实际是电压回路。直流电路中也有测量参数的电路。
（2）逻辑电路。指所有按逻辑动作关系构成的电路，包括交流逻辑回路和直流逻辑回路。逻辑回路的特点是：由触点的接通和断开来控制元件（继电器或其他电磁铁线圈、指示灯等）的动作和释放，即回路中必然有通断控制点，而测量回路是没有通断控制点的。
（3）变换电路。指将一种形态的电气量变换为另一种形态的电气量的电路，这类电路主要有：
1）各种整流电路、逆变电路。是指把直流电变为交流电或者把交流电变为直流电的电路。
2）采用电抗变压器或电流变换器将电流互感器的二次电流变换成低电压的电路。采用电压变换器将电压互感器的二次电压变换成低电压的电路。
3）直流电流互感器的电路。
4）电流互感器和电压互感器的一次、二次之间也可认为属于变换电路。
（4）叠加电路和叠加电路是把两种电气量叠加在一起的电路，包括交流电压与交流电流叠加、交流电压与电压叠加、交流电流与电流叠加等。
（5）充放电电路。充放电电路是利用电容器的充放电特性实现的，具体电路有多种。如利用电容器的充放电启动中间继电器，实现继电器延时，消除反电动势等，多用于逻辑回路。
（6）桥式检流电路。检流电路是不同于其他电路形态的电路，它实际是电容和电阻构成的电桥电路，测量电容器的电容量使用的电容电桥就是采用这个原理，因为电桥中使用的灵敏度很高的指示表计称为检流计，所以桥式检流电路也称为检流电路。
桥式检流电路（电容电桥）
（7）微机和其他电子电路。包括电气二次回路中应用的晶体管电路、集成元件电路、微机装置、可编程控制器（PLC）及数控设备电路、伺服驱动器电路等。微机和其他电子电路知识属于另一个技术范畴，本书只介绍其与电气二次回路相关的外部接线和应用。
（8）调节电路。是一种连续变化的电路，如励磁调节回路。
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怎样通过分析传统电路较快掌握电气二次回路？
目前采用传统元件和采用微机的电气二次回路都在大量使用，两者在回路连接和构成原理上有许多相同或相似之处。由于习惯的原因，也由于传统元件构成的电路能直观地在电路图上和具体设备上进行分析，所以传统元件构成的电路更易理解记忆。电子元件构成的二次回路包括集成电路、微机装置和可编程控制器等，其只通过电路接线不容易进行回路分析，且微机装置只是整个回路的中间部分，微机装置的头尾即整个回路的开始部分和后面执行部分还都是由传统元件构成的电路。所以，分析电路采用先传统后微机的方法和传统与微机结合的方法最有利于掌握电气二次回路的知识。
节选自《电气二次回路识图400例》
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审核： 银河铁道
