kV開關(guān)柜二次回路的分析

1、10kV開關(guān)柜專題-10kV出線柜 二次接線的分析本章主要針對(duì)常用的GZS1開關(guān)柜、XGN開關(guān)柜，對(duì)開關(guān)柜二次接線進(jìn)行分析。1、綜述10kV開關(guān)柜的主要部分包括：真空斷路器、電流互感器、就地安裝的微機(jī)保護(hù)裝置、操作回路附件（把手、指示燈、壓板等等）、各種位置輔助開關(guān)。其中，斷路器與電流互感器安裝在開關(guān)柜內(nèi)部，微機(jī)保護(hù)、附件、電度表安裝在繼電器室（沿用以前的叫法，其實(shí)已經(jīng)沒有繼電器了）的面板上，端子排與各種電源空氣開關(guān)安裝在繼電器室內(nèi)部，端子排通過控制電纜或?qū)Ｓ貌遄c斷路器機(jī)構(gòu)連接。理解開關(guān)柜的二次接線，我們需要找到兩份圖紙：綜自廠家提供的保護(hù)原理圖、接線圖；開關(guān)柜廠家提供的二次原理圖、配線圖、

2、端子排圖、斷路器機(jī)構(gòu)原理圖。綜自廠的圖紙是開關(guān)柜廠家的設(shè)計(jì)原始依據(jù)，也是我們審核開關(guān)柜廠家圖紙的依據(jù)。開關(guān)廠的原理圖一般都是根據(jù)綜自廠的原理圖修改的，再示意性的畫出電流、電壓、信號(hào)量的輸入，控制量的輸出。2、10kV電纜出線中置柜的二次接線KYN28A（GZS1）中置柜是城區(qū)變電站使用最多的10kV開關(guān)柜型式，從正面看，它明顯分成三部分，最上面是繼電器室，中間是斷路器室，下面是空室（什么也沒有），母線等高壓設(shè)備安裝在背面的柜體內(nèi)。如圖8-1-1所示。圖8-1-12.1繼電器室繼電器室的面板上，安裝有微機(jī)保護(hù)裝置、操作把手、保護(hù)出口壓板、指示燈（合位紅燈、分位綠燈、儲(chǔ)能完成黃燈）；繼電器室內(nèi)，安

3、裝有端子排、微機(jī)保護(hù)控制回路直流電源開關(guān)、微機(jī)保護(hù)工作直流電源、儲(chǔ)能電機(jī)工作電源開關(guān)（直流或交流）。圖8-1-1是早期開關(guān)柜的圖片，繼電器室就是安裝電流表和指示燈的位置。2.2斷路器室10kV中置柜最常用的斷路器是VS1真空斷路器，斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的接線通過專用插座與繼電器室的端子排聯(lián)接。插頭的一段與斷路器機(jī)構(gòu)固定連接，另一段是一個(gè)專用插頭，配套的插座安裝在斷路器室的右上方，從插座引出線接至繼電器室端子排。為了搞明白二次回路，我們需要對(duì)操作過程進(jìn)行一定的了解。中置柜斷路器手車有三個(gè)位置：斷開、試驗(yàn)、運(yùn)行（需要注意的是，斷路器手車和斷路器是兩個(gè)概念，斷路器手車其實(shí)就是斷路器和它的座）。正常運(yùn)行時(shí)，斷

4、路器手車在運(yùn)行位置，斷路器在合閘位置，二次線插頭與插座聯(lián)接；手動(dòng)跳閘后，斷路器在分閘狀態(tài)、手車在運(yùn)行位置；用專用搖把將斷路器手車搖出，至試驗(yàn)位置，可以將二次插頭拔下（手車在運(yùn)行位置時(shí)拔不下來(lái)）；繼續(xù)搖，手車退出斷路器室，處于斷開位置。斷開位置：斷路器與一次設(shè)備（母線）沒有聯(lián)系，失去操作電源（二次插頭已經(jīng)拔下），斷路器處于分閘位置；試驗(yàn)位置：二次插頭可以插在插座上，獲得電源。斷路器可以進(jìn)行合閘、分閘操作，對(duì)應(yīng)指示燈亮；斷路器與一次設(shè)備沒有聯(lián)系，可以進(jìn)行各項(xiàng)操作，但是不會(huì)對(duì)負(fù)荷側(cè)有任何影響，所以稱為試驗(yàn)位置。運(yùn)行位置：斷路器與一次設(shè)備有聯(lián)系，合閘后，功率從母線經(jīng)斷路器傳至輸電線路。中置柜沒有傳統(tǒng)意

5、義上隔離開關(guān)的概念，手車在試驗(yàn)位置時(shí)，就相當(dāng)于傳統(tǒng)的隔離開關(guān)斷開，即斷路器與主電路（一次母線）有了明顯斷開點(diǎn)。圖8-1-2、8-1-3所示為VS1真空斷路器、GZS開關(guān)柜內(nèi)部剖面。圖 8-1-2圖 8-1-3圖8-1-2中的就是VS1斷路器手車，它像個(gè)抽屜一樣放在開關(guān)柜里，紫色框內(nèi)就是軌道上的滑輪，紅色框內(nèi)是二次接線插頭（處于拔下狀態(tài)），綠色框內(nèi)是斷路器的動(dòng)觸頭。圖8-1-3中框內(nèi)設(shè)備與8-1-2相同，二次接線插頭處于插上位置。我們選用的模型是：微機(jī)保護(hù)選用南瑞RCS-9611A，開關(guān)柜選用常熟開關(guān)廠KZN1開關(guān)柜。（不同廠家的中置柜有各種各樣稀奇古怪的型號(hào)  ）2.3 R

6、CS-9611ARCS-9611A是南瑞公司用于小電流接地系統(tǒng)線路的微機(jī)保護(hù)裝置，配置三段式過流、三段式零序過流/小電流接地選線、重合閘。其電流電壓回路如圖8-2-1，操作回路如圖8-2-2，開入量回路如圖8-2-3。圖 8-2-1 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-2-1中可以看出，需要接入的模擬量是：母線電壓、線路電壓（幾乎沒有10kV線路會(huì)裝設(shè)線路PT）、保護(hù)電流（三相，實(shí)際工程中10kV線路一般只配置兩相CT）、測(cè)量電流（兩相）、零序電流。圖 8-2-2 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-2-2中可以看出，這個(gè)操作回路比RCS-941的操作回路簡(jiǎn)單了很多。紅色框內(nèi)的設(shè)備（把手、壓板）并不是RCS-9611的一部分

7、，它們由開關(guān)柜廠家提供，安裝在繼電器室面板上。圖 8-2-3 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-2-3為裝置的遙信回路。與110kV電壓等級(jí)設(shè)備的保護(hù)裝置不同，35/10kV設(shè)備的保護(hù)、測(cè)控是一體化設(shè)計(jì)，即整合在一個(gè)裝置中。對(duì)比一下，在RCS-941A中，你肯定找不到測(cè)量電流、開關(guān)量輸入回路，它需要CSI-200E之類的測(cè)控裝置或常規(guī)控制屏與它配合來(lái)提供這些功能。2.4 KZN1-12-04開關(guān)柜10kV線路一次設(shè)備主接線如圖8-3-1所示，與架空線路相比，少了隔離開關(guān)、B相電流互感器，多了零序電流互感器TA。圖 8-3-1 （點(diǎn)擊看大圖）B相電流互感器的作用：在一般書上提到都是只裝A、C相電流互感器，現(xiàn)在

8、為什么裝B相CT呢？這主要是考慮到小電流接地選線功能。10kV架空線路，在單相接地時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，但是需要確定是哪條線路接地，以便盡快查線檢修，即“選線”。選線的依據(jù)是，該線路的零序電流是否為零。零序電流為三相電流的矢量和，正常時(shí)理論值為零，單相接地時(shí)，實(shí)測(cè)零序電流不為零，即可判斷該線路故障，所以，需要配置三相CT來(lái)計(jì)算零序電流。對(duì)于電纜出線而言，在高壓（10kV）電纜上配置了專用的零序電流互感器，不需要再用三相CT之和來(lái)計(jì)算，所以配置A、C兩相CT來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能即可，這與書上的說(shuō)法并不矛盾。10kV開關(guān)柜二次原理圖依照RCS-9611A原理圖繪制，主要也分為電流電壓回路、操作回路、開

9、關(guān)量輸入回路。分別如圖8-3-2、8-3-3、8-3-4、8-3-5所示。圖 8-3-2 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-3-2為電流回路，包括：保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、小電流接地選線，保護(hù)裝置與電度表安裝在開關(guān)柜上，所有接線均為開關(guān)廠接好。小電流接地選線裝置安裝在主控室，需要用控制電纜將零序電流L401、N400接至該裝置。圖 8-3-3 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-3-3為電壓回路，包括：保護(hù)電壓（兼測(cè)量電壓）、計(jì)量電壓，均從柜頂小母線引下來(lái)。保護(hù)電壓在進(jìn)入保護(hù)裝置前，必須經(jīng)過一個(gè)空氣開關(guān)，如圖4QF。計(jì)量電壓則不用。圖 8-3-4 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-3-4為操作回路，主要包括控制把手、微機(jī)操作回路與斷路器機(jī)構(gòu)的

10、配合。圖片有點(diǎn)小，請(qǐng)（點(diǎn)擊看大圖）。在很多簡(jiǎn)化畫法中，斷路器機(jī)構(gòu)的合閘回路往往被畫成圖8-3-5中的樣子：又“彈簧已儲(chǔ)能S1常開”“斷路器分閘DL常閉”“合閘線圈HQ”串聯(lián)組成，或者加上“試驗(yàn)位置SW、運(yùn)行位置YW常開并聯(lián)”，以表示“斷路器手車只有在試驗(yàn)位置和運(yùn)行位置時(shí)才能合閘”。實(shí)際上，VS1斷路器往往配有一個(gè)合閘閉鎖電磁鐵，它有一個(gè)手車行程開關(guān)（類似于一個(gè)繼電器）控制，當(dāng)手車處于試驗(yàn)位置、運(yùn)行位置以外的位置時(shí)，電磁鐵失電，其輔助接點(diǎn)斷開合閘回路，這屬于中置柜的電氣閉鎖（中置柜的電氣閉鎖還有許多，比如帶電不能打開開關(guān)柜后門等）。10kV中置柜具有完善的電氣閉鎖及機(jī)械閉鎖功能，在手車處于非試驗(yàn)

11、/運(yùn)行位置時(shí)，機(jī)械閉鎖功能會(huì)自動(dòng)完成對(duì)合閘操作的閉鎖，所以不需要再在合閘回路里利用SW、YW進(jìn)行閉鎖。（試驗(yàn)位置S8、運(yùn)行位置S9很多時(shí)候也被標(biāo)成SW、YW以便理解）圖 8-3-5 （點(diǎn)擊看大圖）圖 8-3-6 （點(diǎn)擊看大圖）圖8-3-6為開關(guān)量輸入回路，對(duì)中置柜而言，最主要的信號(hào)包括：試驗(yàn)位置（S8常開）、運(yùn)行位置（S9常開）、地刀合位（QE常開）、彈簧未儲(chǔ)能（S1常閉）。斷路器的位置可以不用接入，因?yàn)槲C(jī)保護(hù)可以根據(jù)自身操作回路的HWJ、TWJ判別。綜上所述，對(duì)二次設(shè)計(jì)而言，10kV開關(guān)柜是最省事的，只需要將零序電流引出至小電流接地選線裝置即可，其余的二次接線都由廠家完成。配線圖的看法，在此不再贅述，關(guān)鍵一點(diǎn)就是參照原理圖，然后根據(jù)兩個(gè)安裝單位的編號(hào)互相對(duì)照即可。3、XGN開關(guān)柜的二次接線XGN