二次原理图的形式
1.集中式
集中式原理图中的各个元件都是集中绘制的，如图2-54(a)为10kV线路的定时限过电流保护集中式原理图。
图2-54定时限过电流保护装置接线图
(a)集中式原理图;(b)展开式原理图
集中式原理图的特点。
(1)集中式二次原理图是以器件、元件为中心绘制的，图中器件、元件都以集中的形式表示，例如，图2-54(a)中的线圈与触点绘制在一起。设备和元件之间的连接关系比较形象直观，使看图者对二次系统有一个明确的整体概念。
(2)在绘制二次线路时，要将有关的一次线路、一次设备绘出，一般一次线路用粗实线表示，二次线路用细实线表示。
(3)所用器件和元件都要用统一的图形符号表示，并标注统一的文字符号说明。所用电气的触点均以原始状态绘出。
(4)引出线的编号和接线端子的编号可以省略，控制电源只标出“+”、“—”极性，没有具体表示从何引来，信号部分也没有画出具体接线。
集中式原理图不具备完整的使用功能，尤其不能按这样的图来接线，特别是对于复杂的二次系统，设备、元件的连接线很多，用集中式表示，对绘制和阅读都比较困难，所以，在二次原理图的绘制中，很少采用集中表示法，而是用展开法来绘制。
2.展开式原理图
展开式原理图一般将电器的各元件按分开式方法表示，每个元件分别绘制在所属电路中，并可按回路的作用，电压性质、高低等组成各个回路。图2-54(b)为10kV线路的定时限过电流保护展开式原理图。
展开式原理图的特点。
(1)展开式原理图是以回路为中心，同一电器的各个元件按作用分别绘制在不同的回路中。如图2-54(b)中电流继电器KA1和KA2的线圈均串联在电流回路，其触点KA1和KA2绘制在时间继电器回路(定时限回路)。
(2)同一个电器的各个元件应标注同一文字符号，对于同一个电器的各个触点也可用与元件对应的文字符号标注。
(3)展开式原理图可按不同功能、作用、电压高低等划分为各个独立回路，并在每个回路的右侧注有简单文字说明。
(4)线路可按动作顺序，从上到下，从左到右平行排列。线路可以编号，用数字或文字符号加数字表示，变配电系统中线路有专用的数字符号表示。
二次原理图的分析方法
二次原理图是电气工程图中较难分析的，在分析时可按下列要点参照进行。
(1)首先要了解每套原理图的作用，抓住原理图所表现的主题。
(2)熟悉国家规定的图形符号和文字符号，了解这些符号所代表的具体意义。
(3)原理图中各个触点都是按原始状态(如线圈未通电、手柄置零位、开关未合闸、按钮未按下)绘出的，看图时要选择某一状态来分析。
(4)电器的各个元件在线路中是按动作顺序从上到下，从左到右布置的，分析时可按这一顺序进行。
(5)任何一个复杂线路都是由若干个基本电路、基本环节组成的。看图时应将复杂电路分成若干个环节，一个环节一个环节地分析，最后结合各个环节的作用，综合起来分析整个电路的作用。
分析电路时，可先看简单回路，再看复杂回路。如先看主电路，再看控制回路、信号回路、保护回路等。
测量电路图
1.电流测量回路
在6～10kV高压变配电线路、/V低压线路中测量电流，一般要安装电流互感器。常用的测量方法如图2-55所示。
(1)一相电流测量线路。当线路电流比较小时，可将电流表直接串入电路，如图2-55(a)所示;当线路电流较大时，一般在线路B相安装一只电流互感器，电流表串接在电流互感器的二次侧，通过电流互感器测量线路电流，适用于三相负荷平衡系统，如图2-55(b)所示。
(2)两相式接线测量线路。这种接线也叫不完全星形接线，在A、C相中个各接入一只电流互感器TA1和TA2，电流互感器TA1和TA2的二次侧接有三只电流表，两只电流表与电流互感器二次侧连接，测量A、C相电流，另一电流表所测的电流是两个电流互感器二次侧电流之和，正好是未接入电流互感器的B相电流值，此种接线适用于三相负荷平衡系统，如图2-55(c)所示。
(3)三相星形接线。由于每相均装有电流互感器，每只电流互感器二次侧都装有电流表，故能测量各相电流，广泛用于三相负荷不平衡系统中，如图2-55(d)所示。
图2-55电流测量线路
(a)一相电流较小时测量线路;(b)一相电流较大时测量线路;(c)两相式接线测量线路;(d)三相星形接线
2.电压测量线路
(1)直接测量线路。当测量低压线路电压时，可将电压表直接并接在线路中，如图2-56(a)所示。
(2)一相式接线。采用一个单相电压互感器如图2-56(b)所示，用来接电压表测量一线电压。
(3)两相式接线。采用两个单相电压互感器如图2-56(c)所示，用以测量三个线电压。
图2-56 电压测量线路
(a)直接测量线路;(b)一相式接线;(c)两相式接线;(d)Y0/Y0接线
(4)Y0/Y0形接线。采用三个单相电压互感器如图2-56(d)所示，用以测量三个线电压或三个相电压。
3.电测量线路
(1)高压线路电测量。在电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电能表和无功电能表，而且宜采用全国统一标准的电能计量柜。同时为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。图2-57(a)是6～10kV高压线路电测量仪表接线图，此接线图中，装设有电流表PA，有功电能表PJ1和无功电能表PJ2各一只。有功电能表PJ1的电流线圈①—③和无功电能表PJ2的电流线圈①—③串联后经电流表PA的线圈②—①与A相电流互感器TA1的二次侧连接，形成闭合回路;有功电能表PJ1的另一电流线圈⑥—⑧和无功电能表PJ2的另一电流线圈⑥—⑧串联后经电流表PA的线圈②—①与C相电流互感器TA2的二次侧连接，形成闭合回路。
有功电能表PJ1的电压线圈②④⑦和无功电能表PJ2的电压线圈②④⑦分别与来自电压互感器TV二次侧的WV(A)、WV(B)和WV(C)相连接。图2-57(b)是6～10kV高压线路电测量仪表展开图，在此图中，电流互感器TA1、TA2、有功电能表PJ1、无功电能表PJ2和电流表PA的接法比图2-57(a)更直观。图2-57(a)适合工程接线使用，图2-57(b)能更直接地说明各仪表间的逻辑关系，在实际工程中，可根据情况两图结合使用。
图2-57
图2-57 6～10kV高压线路电测量仪表电路图
(a)接线图;(b)展开图
(2)低压线路电测量。在低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电能表。对负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电能表，实际电能按其计量的3倍计。图2-58是低压/V照明线路上装设的电测量仪表电路图，主要用于测量/V照明线路的电量和每相电流。此图中，装设有三只电流表和一只三相四线有功电能表PJ。电流表PA1的线圈①—②与三相四线有功电能表的电流线圈①—③串联后经公共线与电流互感器TA1的二次侧K2、K1连接后形成一个闭合回路。
电流表PA2的线圈①—②与三相四线有功电能表的电流线圈④—⑥串联后经公共线与电流互感器TA2的二次侧K2、K1连接后形成一个闭合回路。电流表PA3的线圈①—②与三相四线有功电能表的电流线圈⑦—⑨串联后经公共线与电流互感器TA3的二次侧K2、K1连接后形成一个闭合回路。三相四线有功电能表的电压线圈②、⑤、⑧分别与主电路A相、B相和C相连接，电能表的10、11端子与中性线相连接。
图2-58
图2-58 /V照明线路电测量仪表电路图
4.绝缘监视装置
绝缘监视装置用于小电流接地(6～35kV)系统，以便及时发现单相接地故障。图2-59是6～10kV母线的电压测量和绝缘监视电路图，图中电压互感器可采用三个单相三绕组或者一个三相五芯柱三绕组。图2-59中的电压互感器TV一次绕组侧接成Y0形，二次侧共两套绕组，其中一套绕组接成Y0形，三只电压表分别接在此套绕组的每相上，用以测量对应相的相电压。电压互感器二次侧的另一套辅助绕组接成开口三角，并与电压继电器KV的线圈和高压隔离开关QS的一个辅助触点串联，构成零序电压过滤器。在系统正常运行时，开口三角的开口处电压接近0，电压继电器KV不动作。当一次电路发生单相接地故障时，将在开口三角的开口处出现近V的零序电压，使电压继电器KV动作，发出报警的灯光信号和音响信号。
图2-59
图2-59 10kV母线的电压测量和绝缘监视电路
TV—电压互感器;QS—高压隔离开关及其辅助触点;SA—电压转换开关;PV—电压表;KV—电压继电器;KS—信号继电器;WC—控制小母线;WS—信号小母线;WFS—预告信号小母线
继电保护电路图
1.定时限过电流保护
定时限过电流保护主要由电磁式电流继电器等构成，如图2-60所示是定时限过电流保护装置的原理图和展开图。在图2-60(a)中，所有元件的组成部分都集中表示;在图2-60(b)中，所有元件的组成部分按所属回路分开表示。展开图简明清晰，广泛应用于二次回路图中。
图2-60
图2-60 定时限过电流保护装置接线图
(a)集中式原理图;(b)展开式原理图
当线路发生短路时，通过线路的电流使流经继电器的电流大于继电器的动作电流，电流继电器KA瞬时动作，其动合触点闭合，时间继电器KT线圈得电，其触点经一定延时后闭合，使中间继电器KM和信号继电器KS动作。中间继电器KM的动合触点闭合，接通断路器跳闸线圈YR回路，断路器QF跳闸，切除短路故障电流。信号继电器KS动作，其指示牌掉下，同时其动合触点闭合，启动信号回路，发出灯光和音响信号。
2.反时限过电流保护
反时限过电流保护主要由GL型感应式电流继电器构成，如图2-61所示是反时限过电流保护装置的原理图和展开图。在图2-61(a)中，所有元件的组成部分都集中表示;在图2-61(b)中，所有元件的组成部分按所属回路分开表示。该继电器具有反时限特性，动作时限与短路电流大小有关，短路电流越大，动作时限越短。
图2-61 反时限过电流保护装置
(a)集中式原理图;(b)展开式原理图
如图2-61所示的反时限过电流保护采用交流操作的“去分流跳闸”原理。正常运行时，跳闸线圈被继电器的动断触点短路，电流互感器二次侧电流经继电器线圈及动断触点构成回路，保护不动作。
当线路发生短路时，继电器动作，其动断触点打开，电流互感器二次侧电流流经跳闸线圈，断路器QF跳闸，切断故障线路。
3.电流速断保护
图2-62
图2-62 线路定时限过电流保护和电流速断保护电路图
(a)集中式原理图;(b)展开式原理图
电流速断保护是一种瞬时动作的过电流保护，其动作时限仅为继电器本身固有的动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来解决，在实际中电流速断保护常与过电流保护配合使用。图2-62所示是定时限过电流保护和电流速断保护的接线图。定时限过电流保护和电流速断保护共用一套电流互感器和中间继电器，电流速断保护还单独使用电流继电器KA3和KA4，信号继电器KS2。
当线路发生短路时，流经继电器电流大于电流速断的动作电流时，电流继电器动作，其动合触点闭合，接通信号继电器KS2和中间继电器KM回路，中间继电器KM动作使断路器跳闸，KS2动作表示电流速断保护动作，并启动信号回路发出灯光和音响信号。
4.单相接地保护
单相接地保护接线图如图2-63所示。图2-63(a)为架空线路单相接地保护，用三只电流互感器构成零序电流互感器;图2-63(b)为电缆线路单相接地保护，它是利用线路单相接地时的零序电流较系统其他线路单相接地时的零序电流大的特点，实现有选择性的单相接地保护，又称零序电流保护。该保护一般用于变电所出线较多或不允许停电的系统中。当线路发生单相接地故障时，该线路的电流继电器动作，发出信号，以便及时处理。
图2-63 单相接地保护原理接线图
(a)架空线路;(b)电缆线路
实例分析
图2-64为某变电所干式变压器二次回路原理图。由图可知，其二次回路分为控制回路、保护回路、电流测量回路和信号回路等。
控制回路中有试验分合闸回路、分合闸回路及分合闸指示回路。
保护回路主要包括过电流保护、电流速断保护和超高温保护等。过电流保护动作过程：当电流过大时，过流继电器KA1、KA2动作，使时间继电器KT通电动作，其触点延时闭合，使跳闸线圈TQ得电，将断路器跳闸，同时信号继电器KS1线圈得电动作，向信号屏发出动作信号;电流速断保护通过继电器KA3、KA4动作，使中间继电器BCJ1线圈得电动作，迅速断开供电回路，同时信号继电器KS2也得电动作，向信号屏发出动作信号;当变压器过温时，KG2闭合，信号继电器KS5线圈得电动作，同时向信号屏发出变压器过温报警信号;当变压器高温时，KG1闭合，中间继电器BCJ2和信号继电器KS4线圈同时得电动作，KS4向信号屏发出变压器高温报警信号，同时中间继电器BCJ2触点接通跳闸线圈TQ和跳闸信号继电器KS3，在断开主电路的同时向信号屏发出变压器高温跳闸信号。
电流测量回路主要通过电流互感器1TA1采集电流信号，接至柜面上的电流表。
信号回路主要包括掉牌未复位、速断动作、过电流动作、变压器过温报警及高温跳闸信号等，主要是采集各控制回路及保护回路信号，并反馈至信号屏，使值班人员能够及时监控和管理。
图2-64 10KV变电所变压器柜二次原理图
