保護及綜自設備二次回路基礎

1、繼電保護及其二次回路基礎1、 概述1、 二次設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)字標號，如正電源1、101、201、301，負電源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)字標號，如控制電源+KM、-KM，保護裝置電源+BM、-BM，交流電源A、N等。3、 關于保護的分類1) 主保護：能以最快速度、有選擇性地切除保護設備與線路故障，如電流差動保護、高頻距離保護、工頻變化量阻抗保護等；2) 后備保護：主保護或斷路器拒動時，用來切除故障，如距離保護、零序保護、失靈保護等。2、 線路保護1、 保護屏配置220kV及以上的線路保護一般采用雙重化配置，包括兩套線路保護、操作箱、通道接口裝置等。110kV及以下的線路則按單套保護裝置配置。2、 交流電流回路一條線路的線路保護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)過保護裝置的模數(shù)轉換、數(shù)據(jù)采集等處理后供線路保護使用。如圖2的線路保護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，經(jīng)過操作箱（或操作插件）的電壓切換繼電器1YQJ、2YQJ實現(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)過保護屏的電壓空開ZKK引入保護裝置。線路電壓A603不經(jīng)過電壓切換直接引入

4、保護裝置。圖4 交流電壓輸入回路4、 直流電源回路保護裝置、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保護以及老站保護設備），經(jīng)直流電源空開引入保護裝置。圖5 保護裝置電源回路圖6 控制電源回路5、 控制回路220kV線路保護配置一組合閘出口回路，兩組跳閘出口回路，合閘回路對應第組控制電源，兩組跳閘回路分別對應第、組控制電源；110kV及以下線路保護一般只配置1組合閘出口回路，1組跳閘出口回路。220kV線路斷路器機構一般為分相或三相聯(lián)動機構，110kV及以下線路斷路器機構一般為三相聯(lián)動機構。以下以220kV分相操作斷路器機構為

5、例，分析220kV線路保護的控制回路。圖7 保護裝置開出回路1) 合閘回路當遇到瞬時性故障后，保護裝置動作，驅(qū)動內(nèi)部重合閘出口繼電器，其動合接點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（第組控制電源負端），第組跳閘回路標號分別為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（第組控制電源負端）。以第組A相跳閘回路為例，當保護裝置動作后，需要單相跳閘出口時，保護裝置驅(qū)動內(nèi)部第組分相跳閘出口繼電器，其動合觸點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，當保護裝置動作后，需要三相跳閘出口時，保護裝置驅(qū)動內(nèi)部第組三相跳閘出口繼電器，其動合觸點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、 信號回路線路保護的信號回路的電源由測控裝置的遙信電源提供，保護裝置、操作箱以及通道接口裝置等提供空的信號接點。圖12 RCS-902C信號開出接點3、 主變保護主變保護包括電量保護和非電量保護，220kV主變保護要求雙重化配置，含大、小套保護（第、套）、三

8、側操作箱；110kV及以下主變保護采用單套配置，但要求主保護和后備保護分開配置。1、 交流電流回路220kV主變的220kV、110kV側的CT包括開關CT、開關CT、中性點CT（零序CT）以及中性點放電間隙CT，10kV側包括開關CT、電抗器CT（不一定有），分別提供給主變的各種保護使用。2、 交流電壓回路220kV主變的220kV、110kV側保護交流電壓，由各自側的母線電壓經(jīng)操作箱切換后接入保護裝置，10kV側引自公用測控的該側母線電壓。3、 非電量開入回路主變非電量保護，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、護裝置跳閘或報警。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)齻葦嗦菲骶歇毩⒌目刂苹芈?，一般高壓側配置單獨的操作箱，中低壓側的操作箱與非電量保護組合為一臺裝置。主變220kV側斷路器一般為三相聯(lián)動機構，配置一組三相合閘、兩組三跳線圈；中低壓側斷路器一般為三相聯(lián)動機構，配置一組三相合閘、一組三跳線圈。非電量保護與電量保護的跳閘出口不同，配置單獨的跳閘出口壓板。圖14 主變高壓側跳閘出口回路圖15 主變中低壓側跳閘出口回路主變保護無重合閘功能，通過測控裝置的KK把手實現(xiàn)手動合閘。5、 信號回路非電量信號為自保持信號

10、，需通過非電量保護裝置的復歸按鈕手動復歸。4、 母差保護220kV母差保護采用雙重化配置，每套保護配置差動及失靈保護。110kV母差保護采用單套配置，且僅配置差動保護。差動保護利用接于母線上各支路的A、B、C三相電流差構成，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的交流電流取自各支路的CT，各組CT的接地點設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的復壓閉鎖判據(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、失靈保護，裝置

11、發(fā)告警信號，有可能造成保護誤動。3、 母聯(lián)斷路器、刀閘開入回路母差保護取母聯(lián)斷路器的常開、常閉輔助接點作為母線并列、分列運行的判據(jù)，無斷路器位置開入的情況下，裝置默認取母聯(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，當裝置開入位置與現(xiàn)場實際位置不符時，發(fā)“開入異?！备婢盘?。刀閘開入電源斷電后，裝置的刀閘位置會保持斷電前的位置，防止誤動。圖17 刀閘位置開入4、 主變復壓解閉鎖、啟動失靈開入回路當母線所連的某斷路器失靈時，由該支路提供三跳、單跳失靈啟動接點給母差保護裝置，經(jīng)失靈復合電壓閉鎖，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，主變支路設置“主變失靈解閉鎖”的開入接點，當該支路啟動失靈開入接點與“主變失靈解閉鎖”開入接點同時動作，實現(xiàn)解除該支路所在母線的失靈保護電壓閉鎖。圖19 主變失靈解復壓閉鎖開入5、 二次工作安措執(zhí)行的注意事項在二次設備上工作時，應執(zhí)行二次工作安全措施票，與有電的聯(lián)系的運行設備進行隔離，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先短接CT二次回路，確認無流后，斷開電流中間連接片，與CT二次外回路進行隔離。執(zhí)行過程中應防止CT二次回路開路。2、 交流電壓回路隔離應斷開母線電壓源頭，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端子，防止誤碰

13、；若無中間聯(lián)接片的，遇有電壓切換的，應拔出電壓切換插件，無電壓切換的，應斷開交流電壓空開。執(zhí)行過程中應防止PT二次回路短路。3、 線路、主變、母聯(lián)保護與母差保護的隔離應解除本屏三跳、單跳啟動失靈壓板，主變保護還應解除主變失靈解復壓閉鎖壓板，同時母差保護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)上將檢修的保護裝置置于調(diào)試狀態(tài)，避免檢修時大量的信息進入故障信息系統(tǒng)。6、 保護反措要點1、 CT

14、二次回路一點接地CT二次回路一般在斷路器端子箱進行一點接地，差電流取和電流的，如橋式接線的主變保護，接地點應選擇在和電流處（一般為保護屏）。2、 PT二次回路一點接地經(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)可靠一點直接接地并嚴禁解開，一般接地點設在公用測控屏，在接地點應懸掛明顯標示牌。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，每套保護裝置的裝置電源應取自不同的直流母線段；兩組控制電源也應取自不同的直流母線段。4、 新建、技改的雙母差雙失靈保護，

15、其失靈啟動應采用間隔保護單對單啟動對應失靈保護方式，并嚴格核查線路（元件）保護、母差失靈保護直流對應關系。5、 新建、改造工程，斷路器三相不一致保護、斷路器防跳回路由斷路器機構本體實現(xiàn)。應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)點混用，規(guī)范刀閘、斷路器輔助接點的使用，刀閘控制箱、匯控箱不同功能（如電氣防誤與母差、線路保護切換回路）輔助觸點應以空端子或絕緣隔板隔離。3) 加強保護用光耦的配置和非電量、三跳永跳繼電器動作功率的校驗，避免交流串入后保護誤動。4) 廠站內(nèi)遠跳、遠傳回路、保護發(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，母差跳主變、主變跳母聯(lián)、