保護(hù)及綜自設(shè)備二次回路基礎(chǔ)

1、繼電保護(hù)及其二次回路基礎(chǔ)1、 概述1、 二次設(shè)備之間的相互連接的回路統(tǒng)稱為二次回路，通常包括交流電壓回路、交流電流回路、控制回路、信號回路以及電源回路等。2、 常用的電氣編號（回路標(biāo)號）1) 交流電流回路：400599，如A411，B411，C411，N411；2) 交流電壓回路：600799，如母電壓A630、B630、C630、L630、N600，母電壓A640、B640、C640、L640、N600，切換后電壓A710、B710、C710等；3) 控制回路：常用固定的數(shù)字標(biāo)號，如正電源1、101、201、301，負(fù)電源2、102、202、302，合閘3、7，跳閘33、37等；4) 信號回

2、路：801999，一般信號公共端為801。5) 電源回路：常用固定的數(shù)字標(biāo)號，如控制電源+KM、-KM，保護(hù)裝置電源+BM、-BM，交流電源A、N等。3、 關(guān)于保護(hù)的分類1) 主保護(hù)：能以最快速度、有選擇性地切除保護(hù)設(shè)備與線路故障，如電流差動保護(hù)、高頻距離保護(hù)、工頻變化量阻抗保護(hù)等；2) 后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動時，用來切除故障，如距離保護(hù)、零序保護(hù)、失靈保護(hù)等。2、 線路保護(hù)1、 保護(hù)屏配置220kV及以上的線路保護(hù)一般采用雙重化配置，包括兩套線路保護(hù)、操作箱、通道接口裝置等。110kV及以下的線路則按單套保護(hù)裝置配置。2、 交流電流回路一條線路的線路保護(hù)1、2的交流電流分別取自CT的第

3、1、第2個二次繞組，經(jīng)過保護(hù)裝置的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集等處理后供線路保護(hù)使用。如圖2的線路保護(hù)2的電流末端還串接給故障錄波裝置使用。圖1 一次接線圖圖2 線路保護(hù)交流電流回路3、 交流電壓回路1) 電壓切換：段母線電壓A630、B630、C630、N600以及段母線電壓A640、B640、C640、N600引自屏頂小母線或公用測控屏，利用所掛母線刀閘的輔助接點(diǎn)，經(jīng)過操作箱（或操作插件）的電壓切換繼電器1YQJ、2YQJ實(shí)現(xiàn)、段母線電壓的切換。圖3 交流電壓切換回路2) 電壓輸入：切換后的電壓A720、B720、C720經(jīng)過保護(hù)屏的電壓空開ZKK引入保護(hù)裝置。線路電壓A603不經(jīng)過電壓切換直接引入

4、保護(hù)裝置。圖4 交流電壓輸入回路4、 直流電源回路保護(hù)裝置、操作箱以及通道接口裝置的直流電源，包括控制電源、裝置電源，取自直流饋線屏或屏頂直流控制小母線（一般為10kV保護(hù)以及老站保護(hù)設(shè)備），經(jīng)直流電源空開引入保護(hù)裝置。圖5 保護(hù)裝置電源回路圖6 控制電源回路5、 控制回路220kV線路保護(hù)配置一組合閘出口回路，兩組跳閘出口回路，合閘回路對應(yīng)第組控制電源，兩組跳閘回路分別對應(yīng)第、組控制電源；110kV及以下線路保護(hù)一般只配置1組合閘出口回路，1組跳閘出口回路。220kV線路斷路器機(jī)構(gòu)一般為分相或三相聯(lián)動機(jī)構(gòu)，110kV及以下線路斷路器機(jī)構(gòu)一般為三相聯(lián)動機(jī)構(gòu)。以下以220kV分相操作斷路器機(jī)構(gòu)為

5、例，分析220kV線路保護(hù)的控制回路。圖7 保護(hù)裝置開出回路1) 合閘回路當(dāng)遇到瞬時性故障后，保護(hù)裝置動作，驅(qū)動內(nèi)部重合閘出口繼電器，其動合接點(diǎn)HJ-1閉合，經(jīng)重合閘出口壓板1LP4后輸出合閘命令（J3）。J3啟動操作箱的重合閘重動繼電器ZHJ，輸出合閘出口7A、7B、7C。圖8 A相合閘回路2) 分相跳閘回路分相跳閘回路有兩組，第組跳閘回路標(biāo)號分別為K101（第組控制電源正端）、137A（A相跳閘出口）、137B（B相跳閘出口）、137C（C相跳閘出口）、K102（第組控制電源負(fù)端），第組跳閘回路標(biāo)號分別為K201（第組控制電源正端）、137A（A相跳閘出口）、137B（B相跳閘出口）、13

6、7C（C相跳閘出口）、K202（第組控制電源負(fù)端）。以第組A相跳閘回路為例，當(dāng)保護(hù)裝置動作后，需要單相跳閘出口時，保護(hù)裝置驅(qū)動內(nèi)部第組分相跳閘出口繼電器，其動合觸點(diǎn)TJA-1閉合，經(jīng)1LP1跳閘壓板后輸出跳閘指令J133A。J133A啟動操作箱的跳閘保持繼電器11TBIJa、12TBIJa，輸出跳閘出口137A。圖9 第組A相跳閘回路3) 三相跳閘回路三相跳閘回路也有兩組，第組三跳回路標(biāo)號分別為K101、J133Q（三跳起動重合閘）、J133R（三跳不起動重合閘）、K102，第組三跳回路標(biāo)號分別為K201、J233Q（三跳起動重合閘）、J233R（三跳不起動重合閘）、K202。以第組三相跳閘回

7、路為例，當(dāng)保護(hù)裝置動作后，需要三相跳閘出口時，保護(hù)裝置驅(qū)動內(nèi)部第組三相跳閘出口繼電器，其動合觸點(diǎn)1CKJQ1、1CKJR1閉合，經(jīng)1LP4、1LP5跳閘壓板后輸出跳閘指令J133Q、J133R。J133Q、J133R啟動操作箱的第組跳閘回路，輸出跳閘出口137A、137B、137C。圖10 PSL-603開出回路圖11 第組三相跳閘回路6、 信號回路線路保護(hù)的信號回路的電源由測控裝置的遙信電源提供，保護(hù)裝置、操作箱以及通道接口裝置等提供空的信號接點(diǎn)。圖12 RCS-902C信號開出接點(diǎn)3、 主變保護(hù)主變保護(hù)包括電量保護(hù)和非電量保護(hù)，220kV主變保護(hù)要求雙重化配置，含大、小套保護(hù)（第、套）、三

8、側(cè)操作箱；110kV及以下主變保護(hù)采用單套配置，但要求主保護(hù)和后備保護(hù)分開配置。1、 交流電流回路220kV主變的220kV、110kV側(cè)的CT包括開關(guān)CT、開關(guān)CT、中性點(diǎn)CT（零序CT）以及中性點(diǎn)放電間隙CT，10kV側(cè)包括開關(guān)CT、電抗器CT（不一定有），分別提供給主變的各種保護(hù)使用。2、 交流電壓回路220kV主變的220kV、110kV側(cè)保護(hù)交流電壓，由各自側(cè)的母線電壓經(jīng)操作箱切換后接入保護(hù)裝置，10kV側(cè)引自公用測控的該側(cè)母線電壓。3、 非電量開入回路主變非電量保護(hù)，將主變本體的非電量信號，包括有載重瓦斯、本體重瓦斯、開關(guān)壓力釋放、油溫高跳閘、本體輕瓦斯、油位異常等信號引入，經(jīng)過保

9、護(hù)裝置跳閘或報(bào)警。非電量投跳閘，如本體重瓦斯、有載重瓦斯等，需經(jīng)本體重瓦斯、有載重瓦斯等功能壓板。圖13 主變非電量開入回路4、 控制回路主變?nèi)齻?cè)斷路器均有獨(dú)立的控制回路，一般高壓側(cè)配置單獨(dú)的操作箱，中低壓側(cè)的操作箱與非電量保護(hù)組合為一臺裝置。主變220kV側(cè)斷路器一般為三相聯(lián)動機(jī)構(gòu)，配置一組三相合閘、兩組三跳線圈；中低壓側(cè)斷路器一般為三相聯(lián)動機(jī)構(gòu)，配置一組三相合閘、一組三跳線圈。非電量保護(hù)與電量保護(hù)的跳閘出口不同，配置單獨(dú)的跳閘出口壓板。圖14 主變高壓側(cè)跳閘出口回路圖15 主變中低壓側(cè)跳閘出口回路主變保護(hù)無重合閘功能，通過測控裝置的KK把手實(shí)現(xiàn)手動合閘。5、 信號回路非電量信號為自保持信號

10、，需通過非電量保護(hù)裝置的復(fù)歸按鈕手動復(fù)歸。4、 母差保護(hù)220kV母差保護(hù)采用雙重化配置，每套保護(hù)配置差動及失靈保護(hù)。110kV母差保護(hù)采用單套配置，且僅配置差動保護(hù)。差動保護(hù)利用接于母線上各支路的A、B、C三相電流差構(gòu)成，其中大差取所有支路的電流向量和，不含母聯(lián)電流；小差取接于該段母線上的各支路的電流向量和，含母聯(lián)電流。大差判斷區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，小差選擇故障母線。1、 交流電流回路母差保護(hù)的交流電流取自各支路的CT，各組CT的接地點(diǎn)設(shè)在各支路斷路器端子箱。2、 交流電壓回路交流電壓用作差動及失靈保護(hù)的復(fù)壓閉鎖判據(jù)，引自屏頂小母線或公用測控屏的兩段母線電壓。TV斷線將開放差動保護(hù)、失靈保護(hù)，裝置

11、發(fā)告警信號，有可能造成保護(hù)誤動。3、 母聯(lián)斷路器、刀閘開入回路母差保護(hù)取母聯(lián)斷路器的常開、常閉輔助接點(diǎn)作為母線并列、分列運(yùn)行的判據(jù)，無斷路器位置開入的情況下，裝置默認(rèn)取母聯(lián)斷路器合位，但裝置發(fā)告警信號。圖16 母聯(lián)斷路器位置開入各支路刀閘開入取母刀閘、母刀閘的常開輔助接點(diǎn)，當(dāng)裝置開入位置與現(xiàn)場實(shí)際位置不符時，發(fā)“開入異常”告警信號。刀閘開入電源斷電后，裝置的刀閘位置會保持?jǐn)嚯娗暗奈恢?，防止誤動。圖17 刀閘位置開入4、 主變復(fù)壓解閉鎖、啟動失靈開入回路當(dāng)母線所連的某斷路器失靈時，由該支路提供三跳、單跳失靈啟動接點(diǎn)給母差保護(hù)裝置，經(jīng)失靈復(fù)合電壓閉鎖，跳開該母線連線的所有斷路器。圖18 母差失靈開

12、入不同于其它支路，主變支路設(shè)置“主變失靈解閉鎖”的開入接點(diǎn)，當(dāng)該支路啟動失靈開入接點(diǎn)與“主變失靈解閉鎖”開入接點(diǎn)同時動作，實(shí)現(xiàn)解除該支路所在母線的失靈保護(hù)電壓閉鎖。圖19 主變失靈解復(fù)壓閉鎖開入5、 二次工作安措執(zhí)行的注意事項(xiàng)在二次設(shè)備上工作時，應(yīng)執(zhí)行二次工作安全措施票，與有電的聯(lián)系的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行隔離，遵循防三誤的原則（誤碰、誤整定、誤接線）。1、 交流電流回路隔離應(yīng)先短接CT二次回路，確認(rèn)無流后，斷開電流中間連接片，與CT二次外回路進(jìn)行隔離。執(zhí)行過程中應(yīng)防止CT二次回路開路。2、 交流電壓回路隔離應(yīng)斷開母線電壓源頭，若端子排有中間連接片的，可打開連接片，并用紅色絕緣膠布封住外側(cè)端子，防止誤碰

13、；若無中間聯(lián)接片的，遇有電壓切換的，應(yīng)拔出電壓切換插件，無電壓切換的，應(yīng)斷開交流電壓空開。執(zhí)行過程中應(yīng)防止PT二次回路短路。3、 線路、主變、母聯(lián)保護(hù)與母差保護(hù)的隔離應(yīng)解除本屏三跳、單跳啟動失靈壓板，主變保護(hù)還應(yīng)解除主變失靈解復(fù)壓閉鎖壓板，同時母差保護(hù)屏解除該間隔的啟動失靈壓板，用紅色絕緣膠布封住，防止誤投。本屏端子排的啟動失靈二次接線應(yīng)用紅色絕緣膠布封住，防止誤碰。4、 與故障錄波裝置的隔離解除故障錄波裝置的信號公共端（G01），防止故障錄波裝置頻繁起動。5、 與故障信息系統(tǒng)的隔離在故障信息系統(tǒng)上將檢修的保護(hù)裝置置于調(diào)試狀態(tài)，避免檢修時大量的信息進(jìn)入故障信息系統(tǒng)。6、 保護(hù)反措要點(diǎn)1、 CT

14、二次回路一點(diǎn)接地CT二次回路一般在斷路器端子箱進(jìn)行一點(diǎn)接地，差電流取和電流的，如橋式接線的主變保護(hù)，接地點(diǎn)應(yīng)選擇在和電流處（一般為保護(hù)屏）。2、 PT二次回路一點(diǎn)接地經(jīng)控制室零相小母線（N600）連通的幾組電壓互感器二次回路，變電站的N600小母線應(yīng)通過電纜（至少4平方以上多股黃綠線）在控制室內(nèi)可靠一點(diǎn)直接接地并嚴(yán)禁解開，一般接地點(diǎn)設(shè)在公用測控屏，在接地點(diǎn)應(yīng)懸掛明顯標(biāo)示牌。為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線N600不得接有可能斷開的斷路器或接觸器等。3、 雙重化配置的保護(hù)，每套保護(hù)裝置的裝置電源應(yīng)取自不同的直流母線段；兩組控制電源也應(yīng)取自不同的直流母線段。4、 新建、技改的雙母差雙失靈保護(hù)，

15、其失靈啟動應(yīng)采用間隔保護(hù)單對單啟動對應(yīng)失靈保護(hù)方式，并嚴(yán)格核查線路（元件）保護(hù)、母差失靈保護(hù)直流對應(yīng)關(guān)系。5、 新建、改造工程，斷路器三相不一致保護(hù)、斷路器防跳回路由斷路器機(jī)構(gòu)本體實(shí)現(xiàn)。應(yīng)解除操作箱的防跳功能。6、 防止交流串直流的措施1) 防止交直流電纜混用，交直流回路不得共用一根電纜。2) 防止交直流輔節(jié)點(diǎn)混用，規(guī)范刀閘、斷路器輔助接點(diǎn)的使用，刀閘控制箱、匯控箱不同功能（如電氣防誤與母差、線路保護(hù)切換回路）輔助觸點(diǎn)應(yīng)以空端子或絕緣隔板隔離。3) 加強(qiáng)保護(hù)用光耦的配置和非電量、三跳永跳繼電器動作功率的校驗(yàn)，避免交流串入后保護(hù)誤動。4) 廠站內(nèi)遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳回路、保護(hù)發(fā)信收信回路不得采用100米以上長電纜啟動光耦方式。5) 變壓器直接作用于跳閘的非電量保護(hù)，母差跳主變、主變跳母聯(lián)、