繼電保護回路

1、第一章 繼電保護工作基本知識第一節(jié) 電流互感器電流互感器（CT）是電力系統(tǒng)中很重要的電力元件，作用是將一次高壓側(cè)的大電流通過交變磁通轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娏鞴┙o保護、測量、錄波、計度等使用，本局所用電流互感器二次額定電流均為5A，也就是銘牌上標(biāo)注為100/5，200/5等，表示一次側(cè)如果有100A或者200A電流，轉(zhuǎn)換到二次側(cè)電流就是5A。電流互感器在二次側(cè)必須有一點接地，目的是防止兩側(cè)繞組的絕緣擊穿后一次高電壓引入二次回路造成設(shè)備與人身傷害。同時，電流互感器也只能有一點接地，如果有兩點接地，電網(wǎng)之間可能存在的潛電流會引起保護等設(shè)備的不正確動作。如圖1.1，由于潛電流IX的存在，所以流入保護裝置的電流I

2、YI，當(dāng)取消多點接地后IX0，則IYI。IYIIX保護裝置CT繞組 在一般的電流回路中都是選擇在該電流回路所在的端子箱接地。但是，如果差動回路的各個比較電流都在各自的端子箱接地，有可能由于地網(wǎng)的分流從而影響保護的工作。所以對于差動保護，規(guī)定所有電流回路都在差動保護屏一點接地。圖1.1電流互感器實驗1、極性實驗功率方向保護及距離保護，高頻方向保護等裝置對電流方向有嚴(yán)格要求，所以CT必2、變比實驗須做極性試驗，以保證二次回路能以CT的減極性方式接線，從而一次電流與二次電流的方向能夠一致，規(guī)定電流的方向以母線流向線路為正方向，在CT本體上標(biāo)注有L1、L2，接線盒樁頭標(biāo)注有K1、K2，試驗時通過反復(fù)開

3、斷的直流電流從L1到L2，用直流毫安表檢查二次電流是否從K1流向K2。線路CT本體的L1端一般安裝在母線側(cè)，母聯(lián)和分段間隔的CT本體的L1端一般都安裝在I母或者分段的I段側(cè)。接線時要檢查L1安裝的方向，如果不是按照上面一般情況下安裝，二次回路就要按交換頭尾的方式接線。CT需要將一次側(cè)電流按線性比例轉(zhuǎn)變到二次側(cè)，所以必須做變比試驗，試驗時的標(biāo)準(zhǔn)CT是一穿心CT，其變比為（600/N）/5，N為升流器穿心次數(shù)，如果穿一次，為600/5。對于二次是多繞組的CT，有時測得的二次電流誤差較大，是因為其他二次回路開路，是CT磁通飽和，大部分一次電流轉(zhuǎn)化為勵磁涌流，此時應(yīng)當(dāng)把其他未測的二次繞組短接即可。同理

4、在安裝時候，未使用的繞組也應(yīng)該全部短接，但是要注意，有些繞組屬于同一繞組上有幾個變比不同的抽頭，只要使用了一個抽頭，其他抽頭就不應(yīng)該短接，如果該繞組未使用，只短接最大線圈抽頭就可以。變比試驗測試點為標(biāo)準(zhǔn)CT二次電流分別為0.5A，1A，3A，5A，10A，15A時CT的二次電流。3、繞組的伏安特性理想狀態(tài)下的CT就是內(nèi)阻無窮大的電流源，不因為外界負(fù)荷大小改變電流大小，實際中的CT只能在一定的負(fù)載范圍內(nèi)保持固定的電流值，伏安特性就是測量CT在不同的電流值時允許承受的最大負(fù)載，即10%誤差曲線的繪制。伏安特性試驗時特別注意電壓應(yīng)由零逐漸上升，不可中途降低電壓再升高，以免因磁滯回線關(guān)系使伏安特性曲線

5、不平滑，對于二次側(cè)是多繞組的CT，在做伏安特性試驗時也應(yīng)將其他二次繞組短接。ZfhI1eERxm0I1 10%誤差曲線通常以曲線形式由廠家提供，如圖1.2，橫坐標(biāo)表示二次負(fù)荷，縱坐標(biāo)為CT一次電流對其額定一次電流的倍數(shù)。圖1.2 根據(jù)所測得U，I2值得到RX1，Rx1U/ I2，找出與二次回路負(fù)載Rx最接近的值，在圖上找到該負(fù)荷對應(yīng)的m0，該條線路有可能承受的最大負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)倍數(shù)m，比較m 和m0的大小，如果mm0，則該CT不滿足回路需求，如果mm0，該CT可以使用。伏安特性測試點為I2在0.5A，1A，3A，5A，10A，15A時的二次繞組電壓值。第二節(jié) 電壓互感器電壓互感器（PT）的作用是將

6、高電壓成比例的變換為較低（一般為57V或者100V）的低電壓，母線PT的電壓采用星形接法，一般采用57V繞組，母線PT零序電壓一般采用100V繞組三相串接成開口三角形。線路PT一般裝設(shè)在線路A相，采用100V繞組。若有些線路PT只有57V繞組也可以，只是需要在DISA系統(tǒng)中將手動同期合閘參數(shù)中的100V改為57V。PT變比測試由高壓專業(yè)試驗。PT的一、二次也必須有一個接地點，以保護二次回路不受高電壓的侵害，二次接地點選在主控室母線電壓電纜引入點，由YMN小母線專門引一條半徑至少2.5mm永久接地線至接地銅排。PT二次只能有這一個接地點（嚴(yán)禁在PT端子箱接地），如果有多個接地點，由于地網(wǎng)中電壓壓

7、差的存在將使PT二次電壓發(fā)生變化，這在電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答（以下簡稱技術(shù)問答）上有詳細(xì)分析。電流互感器二次繞組不允許開路。電壓互感器二次繞組不允許短路。CT與PT工作時產(chǎn)生的磁通機理是不同的。CT磁通是由與之串聯(lián)的高壓回路電流通過其一次繞組產(chǎn)生的。此時二次回路開路時，其一次電流均成為勵磁電流，使鐵芯的磁通密度急劇上升， 從爾在二次繞組感應(yīng)出高達(dá)數(shù)千伏的感應(yīng)電勢。PT磁通是由與PT并聯(lián)的交流電壓產(chǎn)生的電流建立的，PT二次回路開路，只有一次電壓極小的電流產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的二次電壓，若PT二次回路短路則相當(dāng)于一次電壓全部轉(zhuǎn)化為極大的電流而產(chǎn)生極大磁通，PT二次回路會因電流極大而燒毀。第三節(jié) 瓦

8、斯繼電器瓦斯繼電器是變壓器重要的主保護，安裝在變壓器油枕下的油管中。 輕瓦斯主要反映在運行或者輕微故障時由油分解的氣體上升入瓦斯繼電器，氣壓使油面下降，繼電器的開口杯隨油面落下，輕瓦斯干簧觸點接通發(fā)出信號，當(dāng)輕瓦斯內(nèi)氣體過多時，可以由瓦斯繼電器的氣嘴將氣體放出。 重瓦斯主要反映在變壓器嚴(yán)重內(nèi)部故障（特別是匝間短路等其他變壓器保護不能快速動作的故障）產(chǎn)生的強烈氣體推動油流沖擊擋板，擋板上的磁鐵吸引重瓦斯干簧觸點，使觸點接通而跳閘。我局用瓦斯繼電器分有載瓦斯繼電器，油管半徑一般為50mm或者80mm,本體瓦斯繼電器，油管半徑一般80mm。瓦斯試驗1、 輕瓦斯試驗33將瓦斯繼電器放在實驗臺上固定，（

9、繼電器上標(biāo)注箭頭指向油枕），打開實驗臺上部閥門，從實驗臺下面氣孔打氣至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)閉閥門，放平實驗臺，打開閥門，觀察油面降低到何處刻度線時輕瓦斯觸點導(dǎo)通，我局輕瓦斯定值一般為250mm 350mm ，若輕瓦斯不滿足要求，可以調(diào)節(jié)開口杯背后的重錘改變開口杯的平衡來滿足需求。2、 重瓦斯試驗（流速實驗）從實驗臺氣孔打入氣體至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，打開實驗臺表計電源，選擇表計上的瓦斯孔徑檔位，測量方式選在“流速”，再繼續(xù)打入氣體，觀察表計顯示的流速值為整定值止，快速打開閥門，此時油流應(yīng)能推動檔板將重瓦斯觸點導(dǎo)通。重瓦斯定值一般為1.01.2m/s，若重瓦斯不滿足要求

10、，可以通過調(diào)節(jié)指針彈簧改變檔板的強度來滿足需求。3、 密閉試驗同上面的方法將起內(nèi)部充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，將表計測量方式選在“壓力”，打入氣體，觀察表計顯示的壓力值數(shù)值為0.25MPa，保持該壓力40分鐘，檢查繼電器表面的樁頭跟部是否有油滲漏。第四節(jié) 二次回路的標(biāo)號為了便于二次回路的施工與日常維護，根據(jù)“四統(tǒng)一”的原則，必須對電纜和電纜所用芯進行編號，編號應(yīng)該做到使用者能根據(jù)編號了解回路用途，能正確接線。 二次編號應(yīng)根據(jù)等電位的原則進行，就是電氣回路中遇于一點的導(dǎo)線都用同一個數(shù)碼表示，當(dāng)回路經(jīng)過接點或者開關(guān)等隔離后，因為隔離點兩端已不是等電位，所以應(yīng)給予不同的編號，下面將具體的解釋些常用

11、編號一、 電纜的編號本間隔電纜的編號 該電纜所在一次間隔的種類該電纜所在一次間隔的調(diào)度編號尾數(shù)本間隔電纜的編號：通常從101開始編號，以先間隔各個電氣設(shè)備至端子箱電纜，再端子箱至主控室電纜，先電流回路，后控制回路，再信號回路，最后其他回路（如電氣聯(lián)鎖回路，電源回路）的順序，逐條編號，同一間隔電纜編號不允許重復(fù)。該電纜所在一次間隔的種類：采用英文大寫字母表示，220KV出線間隔E，母聯(lián)EM，旁路EP，110KV出線間隔Y，母聯(lián)YM，旁路YP，分段YF，35KV出線間隔U，分段UF，10KV出線間隔S，分段SF，電容器C，主變及主變各側(cè)開關(guān)B，220KVPT：EYH，110KVPT：YYH，35K

12、VPT：UYH，10KVPT：SYH。該電纜所在一次間隔的調(diào)度編號尾數(shù)：如白沙變電站的豆沙線調(diào)度編號261，這里就編1，1#主變編1，1母PT編1，依此類推，如果該變電站只有一路旁路，或者一個母聯(lián)或者分段開關(guān)，不需要編號。各個安控裝置如備自投，故障解列，低周減載等的電纜不單獨編號，統(tǒng)一將電纜歸于裝置所控制的間隔依照上面的原則編號。電源電纜編號電源種類電纜號數(shù)電纜號數(shù)：電源電纜聯(lián)系全站同一一次電壓等級的所有間隔，所以應(yīng)該單獨統(tǒng)一編號，一般從01開始依順序編號電源種類：交流電源編JL，直流電源編ZL。由上面可知，所有相同間隔的相同功能電纜除了首位數(shù)有區(qū)別，其他數(shù)字應(yīng)該是一樣的。 二、 號頭的編號電

13、流回路編號電流流入裝置的順序相別電流流入裝置的順序：流入第一個裝置為1，流出后進入下一個裝置為2，依次類推。編號：一般的CT有四組繞組，保護用的編號41，遙測、錄波用42，計度用44，留一組備用。相別：A、B、C、N，N為接地端。比較特殊的電流回路：220KV母差：A320、B320、C320、N320；110KV母差：A310、B310、C310、N310；主變中性點零序電流：L401，N401；主變中性點間歇零序電流：L402，N402。PT所在位置電壓等級相別電壓回路電壓等級：本變電站一次電壓等級，由羅馬數(shù)值表示，高壓側(cè)，中壓側(cè)，低壓側(cè)，零序電壓不標(biāo)。PT所在位置：PT在I母或者母線I段

14、上，保護遙測等標(biāo)630，計度用標(biāo)630，PT在II母或者母線II段上，則分別標(biāo)640與640。相別：A、B、C為三相電壓，L為零序電壓。線路電壓編號A609。電壓回路接地端都統(tǒng)一編號N600，但是開口三角形接地端編N600或者N600以示區(qū)別。傳統(tǒng)的同期回路需要引入母線開口三角形電壓回路的100V抽頭用來與線路電壓做同期比較，該抽頭編號Sa630或者a630?？刂苹芈菲胀ㄩ_關(guān)主變高壓側(cè)開關(guān)主變中壓側(cè)開關(guān)主變低壓側(cè)開關(guān)控制正電源1101201301控制負(fù)電源2102202302合閘3或7103或107203或207303或307跳閘33或37133或137233或237333或337對于分相操作

15、的220KV線路開關(guān)，在上面的編號前還要加A、B、C相名加以區(qū)分。R3333白沙等非綜合自動化站手動跳閘： 或者綜合自動化手動遙控正電源L1，合閘L3，跳閘L33。母差跳閘R33。對于雙跳圈的220KV以上開關(guān)，母差跳閘編R033與R133，跳閘回路編37與37以示區(qū)別，這些方法也同樣適用與其他雙跳圈回路。主變非電量保護：正電源01，本體重瓦斯03，有載重瓦斯05，壓力釋放07等（輕瓦斯屬于信號回路）。信號回路：701999范圍的奇數(shù)編號，一般信號正電源701，信號負(fù)電源702，801899之間為遙測信號，901999之間為光字牌信號。但在本局綜合自動化站也有用801表示正電源，803899為

16、遙測信號的。電壓切換回路：731、733、735、737，白沙站也有用61、63代替731和733。電壓并列回路：890、892、894、896。母差刀閘信號：01、71、73。電源回路：直流儲能電源+HM，HM，交流電源A，B、C、N。以上編號是工作中常用的編號，在下一章介紹二次回路時會做進一步的標(biāo)注。第二章 基本二次回路第一節(jié) 電流與電壓回路一 電流回路1A21A11B11C11B21C2第一個裝置A411B411C411N411第二個裝置A412B412C412N412圖2.1端子箱端子排 以一組保護用電流回路（圖2.1）為例，結(jié)合上一章的編號，A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1，1A2

17、，如果是第二個繞組則用2A1，2A2，其他同理。二、電壓回路母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組，星形接線也叫做中性點接地電壓接線。以變變電站高壓側(cè)母線電壓接線為例，如圖2.2YHaYHbYHc1JBA601B601C601N6001ZK2ZK3ZKGA602B602C602A630IB630IC630I1YMa1YMb1YMcYMNJDC圖2.2（1）為了保證PT二次回路在莫端發(fā)生短路時也能迅速將故障切除，采用了快速動作自動開關(guān)ZK替代保險。（2）采用了PT刀閘輔助接點G來切換電壓。當(dāng)PT停用時G打開，自動斷開電壓回路，防止PT停用時由二次側(cè)向一次側(cè)反饋電壓造成人身和設(shè)備事

18、故，N600不經(jīng)過ZK和G切換，是為了N600有永久接地點，防止PT運行時因為ZK或者G接觸不良， PT二次側(cè)失去接地點。（3）1JB是擊穿保險，擊穿保險實際上是一個放電間隙，正常時不放電，當(dāng)加在其上的電壓超過一定數(shù)值后，放電間隙被擊穿而接地，起到保護接地的作用，這樣萬一中性點接地不良，高電壓侵入二次回路也有保護接地點。（4）傳統(tǒng)回路中，為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因為無電源拒絕動作，必須在其中一相上并聯(lián)一個電容器C，在三相斷線時候電容器放電，供給斷線裝置一個不對稱的電源。（5）因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的，為了減少電纜聯(lián)系，設(shè)計了電壓小母線1YMa,1YMb,1YMc,YMN

19、（前面數(shù)值“1”代表I母PT。）PT的中性點接地JD選在主控制室小母線引入處。（6）在220KV變電站，PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點G來切換，而是由G去啟動一個中間繼電器，通過這個中間繼電器的常開接點來同時切換三相電壓，該中間繼電器起重動作用，裝設(shè)在主控制室的輔助繼電器屏上。 對于雙57V繞組的PT，另一組用于表計計度，接線方式與上面完全一致，公用一個擊穿保險1JB，只是編號略有不同，可以參見上一章的講解。母線零序電壓按照開口三角形方式接線，采用單相額定二次電壓100V繞組。如圖2.3。YHaYHbYHcSa601L602L601N600G4ZK2JBSa602L630ISa630

20、IYMn1SaYmAa1YML圖2.3（1）開口三角形是按照繞組相反的極性端由C相到A相依次頭尾相連。（2）零序電壓L630不經(jīng)過快速動作開關(guān)ZK，因為正常運行時U0無電壓，此時若ZK斷開不能及時發(fā)覺，一旦電網(wǎng)發(fā)生事故時保護就無法正確動作。（3）零序電壓尾端N600按照反措要求應(yīng)與星形的N600分開，各自引入主控制室的同一小母線YMn，同樣，放電間隙也應(yīng)該分開，用2JB。（4）同期抽頭Sa630的電壓為Ua，即100V，經(jīng)過ZK和G切換后引入小母線SaYm。補充知識：開口三角形為什么要接成相反的極性？ 在圖2.4中，電網(wǎng)D點發(fā)生不對稱故障，故障點D出現(xiàn)零序電動勢E0，零序電流I0從線路流向母線

21、，母線零序電壓U0卻是規(guī)定由母線指向系統(tǒng)，所以必須將零序電壓按照相反方向接線才能使零序功率方向是由母線指向系統(tǒng)。這是傳統(tǒng)接線方式，在保護實現(xiàn)微機化后，零序電壓由保護計算三相電壓矢量和來自產(chǎn)，不再采用母線零序繞組，這樣接線是為了備用。圖2.4MJI0U0E0D線路電壓的接法線路PT一般安裝在線路的A相， 采用100V繞組。A601N600A609ZKYHx （1）線路電壓的ZK裝在各自的端子箱。圖2.5保護裝置 （2）線路電壓采用反極性接法，U x=100V，與零序電壓的抽頭Usa比較進行同期合閘。 （3）線路電壓的尾端N600在保護屏的端子上通過短接線與小母線的下引線YMn端子相連。

22、第二節(jié) 電壓操作系統(tǒng)一、 輔助繼電器屏前面介紹了在220KV變電站中，母線電壓引入時，并不是直接由PT刀閘輔助接點來切換，而是通過輔助接點啟動輔助繼電器屏上的中間繼電器，用中間繼電器的常開接點進行切換，該回路如圖2.61GWJ2GWJ3GWJ4GWJ1QJ2QJ13BK890892894896105103102101+KMKM1RD2RD5ZK5ZK1151171QJ2GWJ4GWJIGIIGI母PT端子箱ZKII母PT端子箱ZKI母PT刀閘輔助接點II母PT刀閘輔助接點母聯(lián)或分段的刀閘與開關(guān)輔助接點串聯(lián)圖2.61GQM2GQM731733MDL2G1GA609A609（1）PT刀閘輔助接點I

23、G和IIG去啟動中間繼電器1GWJ，2GWJ，3GWJ，4GWJ，利用1GWJ與3GWJ的常開接點去代替圖2.2與圖2.3的G，為了防止輔助接點接觸不良，需要兩對接點并接。（2）1GQM和2GQM是電壓切換小母線，電壓切換用于雙母線接線方式，1GQM和2GQM分別是間隔運行于I母和II母的切換電源，由圖2.6可知，在該母線PT運行時（IG或IIG合上），電壓切換小母線才能帶電（2GWJ與4GWJ合上），要么是在電壓并列時，1QJ合上勾通1GQM和2GQM。5ZK開關(guān)在端子箱，可以根據(jù)需要人工切斷該小母線電源。（3）BK是電壓并列把手開關(guān)，電壓并列是指雙母線其中一條母線的PT退出運行，但是該母線

24、仍然在運行中，將另外一條母線上的PT二次電壓自動切換到停運PT的電壓小母線上。二次電壓要并列，必須要求兩條母線的一次電壓是同期電壓，因此引入母聯(lián)的刀閘和開關(guān)的輔助接點。同時，即便兩條母線同期但分列運行，如果II母采用了I母的電壓，當(dāng)連接在II母上的線路有故障時，I母電壓卻無變化，這樣II母線路的保護就可能拒動。所以只有母聯(lián)開關(guān)在運行時候才允許二次電壓并列。電壓并列回路由圖2.7表示。圖中只畫出A相電壓的并列，需要并列的有YMa,YMb,YMc,YML,SaYM。單母線分段接線的電壓并列同理。2QJ1YMa2YMa圖2.7（4）信號2GWJ4GWJIGIIG1QJ701901903切換電源消失電

25、壓并列動作圖2.8隨著繼電保護技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在有些220KV間隔回路沒有采用1GQM和2GQM小母線的731和733電源，而是直接采用該間隔保護的第三組操作電源（下一節(jié)將講述）來當(dāng)該間隔的731和733。白沙變電站290開關(guān)既是。因此在白沙站工作要注意這兩種不同的方式。計度表屏 二、電壓切換回路（以CZX-12型為代表）1021ZZJ2ZZJ7317331G1G4G4G2G2G7357377317331YQJ2YQJ4D1694D1704D1714D171CZX-12CZX-12旁路保護裝置計度表屏 圖2.9（1）圖2.9是線路或主變間隔的切換圖，旁路開關(guān)間隔沒有4G回路（結(jié)合一次系統(tǒng)圖2.1

26、1）。線路運行在某一母線，該母線刀閘合上，導(dǎo)通電源，4D169或4D170和1ZZJ或2ZZJ動作。1ZZJ與2ZZJ是普通電磁型繼電器，裝設(shè)在計度屏上，一般用型號DZY-207，用于計度電壓的切換（圖2.13），計度只切換A、B、C三相電壓，圖中只畫出A相。（2）當(dāng)旁路帶路時，本線的4G合上，而旁路開關(guān)同樣要選擇是運行在I母還是II母，旁路的1YQJ1與2YQJ1同樣需要動作，所以，本線的1ZZJ和2ZZJ也可以動作，該線路表計仍可以繼續(xù)計度。II I （3）圖2.10是CZX-12型操作箱內(nèi)部回路，1YQJ1與2YQJ1是自保持型繼電器， 是動作線圈， 是返回線圈，運行于I母時，1YQJ1

27、動作，2YQJ1返回，運行于II母時，2YQJ1動作，1YQJ1返回，這樣母線電壓如圖2.12就切換進保護裝置。自保持繼電器動作后必須要返回線圈通電才能返回，可以防止運行中刀閘輔助接點斷開導(dǎo)致電壓消失，保護誤動。1YQJ2與2YQJ2是普通繼電器用于信號回路，如圖2.14。4D1694D1704D171IIIIII2YQJ12YQJ11YQJ11YQJ12YQJ21YQJ2圖2.10 保護裝置1YQJ12YQJ1A630IA640IA720I圖2.12I母II母1G2GDL3G4G旁母1G2GDL3G線路或主變間隔旁路間隔圖2.11保護裝置1ZZJ2ZZJA630IA720I圖2.13A640

28、I701 1YQJ2 1YQJ2 2YQJ2 2YQJ2 DL 901 903 切換繼電器同時動作信號交流失壓信號（母線PT失壓）本間隔開關(guān)輔助接點圖2.14 這里要注意，交流失壓不但用了1YQJ2和2YQJ2的閉接點，還串聯(lián)了開關(guān)的常開接點，也就是說只有開關(guān)在運行時候才有必要發(fā)交流失壓信號。（4）圖2.12只畫出A相電壓的切換，現(xiàn)在保護一般需要A、B、C三相與Sa電壓的切換。切記注意N600不經(jīng)過該切換，是因為萬一該切換接點接觸不良，將使保護內(nèi)部電壓回路失去接地點，而保護內(nèi)部相電壓也會不正確。同時，所有PT的N600是同一母線YMn,也不需要切換。但是圖2.12也有缺陷，例如該裝置原運行在I

29、母后轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，因其II母刀閘此時未合上，1YQJ1不能返回，保護內(nèi)仍有I母電壓，所以該保護不能算是徹底轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。因此，現(xiàn)在的操作箱又做出了一點改動，示意圖2.15（未畫出旁路4G回路）。1027317351G7357372G737733圖2.151YQJ1II1YQJ1I1YQJ22YQJ12YQJ2I2YQJ1II 該回路不再由另一把母線刀閘動作來返回本母線刀閘動作的繼電器，而是選用本刀閘的輔助常閉接點來返回繼電器，這樣就能解決上面的缺陷。在上了母差保護之后，圖2.9的電纜設(shè)計同樣遇到缺陷，比如在旁路帶路時候，旁路運行在I母，那么4G，1YQJ接通操作箱，本線的1YQJ1動作，那么在

30、旁路倒母線刀閘時候，旁路兩把刀閘都合上，即4G，1YQJ，2YQJ都接通，這樣本線的1YQJ1，2YQJ1全部動作，這與本線實際情況不一致，母差保護報警“刀閘異常”。因此在龍頭1#主變已經(jīng)取消了旁路刀閘和4G回路，在旁路帶路時候改由把手開關(guān)直接選擇那段母線電壓直接引進保護。（母差刀閘位置接線參見圖2.21）第三節(jié) 保護操作回路繼電保護操作回路是二次回路的基本回路，110KV操作回路構(gòu)成該回路的基本結(jié)構(gòu)，220KV操作回路也是在該回路上發(fā)展而來，同時保護的微機化也是將傳統(tǒng)保護的電氣量、開關(guān)量進行邏輯計算后交由操作回路，因此微機保護僅僅是將傳統(tǒng)的操作回路小型化，板塊化。下面就講解110KV的操作回

31、路。圖2.16。LD 綠燈，表示分閘狀態(tài) HD 紅燈，表示合閘狀態(tài)TWJ 跳閘位置繼電器 HWJ 合閘位置繼電器HBJI 合閘保持繼電器，電流線圈啟動TBJI 跳閘保持繼電器，電流線圈啟動 TBJV 跳閘保持繼電器，電壓線圈保持KK 手動跳合閘把手開關(guān) DL1 斷路器輔助常開接點 DL2 斷路器輔助常閉接點KM+KM2RD1RDD3812LDD31D53TWJ開關(guān)機構(gòu)合圈7DL1TBJVHBJIHQHBJID41保護重合閘出口TBJVLP2HJTBJITBJVD74HYJKKTBJVKK21KKD44L356D1遠(yuǎn)方遙控跳合閘L1KKJKKD42L3378D212KKTYJD71D46機構(gòu)氣壓

32、接點D4711D40DL2LP1TJ37TQTBJI保護跳閘出口開關(guān)機構(gòu)跳圈TBJIHDHWJ251J1HYJ253TYJJ2圖2.16（1）當(dāng)開關(guān)運行時，DL1斷開，DL2閉合。HD，HWJ，TBJI線圈，TQ構(gòu)成回路，HD亮，HWJ動作，但是由于各個線圈有較大阻值，使得TQ上分的電壓不至于讓其動作，保護調(diào)閘出口時，TJ，TYJ，TBJI線圈，TQ直接勾通，TQ上分到較大電壓而動作，同時TBJI接點動作自保持TBJI線圈一直將斷路器斷開才返回（即DL2斷開）。（2）合閘回路原理與跳閘回路回路相同。（3）在合閘線圈上并聯(lián)了TBJV線圈回路，這個回路是為了防止在跳閘過程中又有合閘命令而損壞機構(gòu)。

33、例如合閘后合閘接點HJ或者KK的5，8粘連，開關(guān)在跳閘過程中TBJI閉合，HJ，TBJV線圈，TBJI勾通，TBJV動作時TBJV線圈自保持，相當(dāng)于將合圈短接了（同時TBJV閉接點斷開，合閘線圈被隔離）。這個回路叫防躍回路，防止開關(guān)跳躍的意思，簡稱防躍。（4）KKJ是合后繼電器，通過D1、D2兩個二極管的單相導(dǎo)通性能來保證只有手動合閘才能讓其動作，手動跳閘才能讓其復(fù)歸，KKJ是磁保持繼電器，動作后不自動返回，KKJ又稱手合繼電器，其接點可以用于“備自投”、“重合閘”，“不對應(yīng)”等。（5）HYJ與TYJ是合閘和跳閘壓力繼電器，接入斷路器機構(gòu)的氣壓接點，在以SF6為滅弧絕緣介質(zhì)的開關(guān)中，如果SF6

34、氣體有泄露，則當(dāng)氣體壓力降至危及滅弧時該接點J1和J2導(dǎo)通，將操作回路斷開，禁止操作。這里應(yīng)該注意是當(dāng)氣壓低閉鎖電氣操作時候，不應(yīng)該在現(xiàn)場用機械方式打跳開關(guān)，氣壓低閉鎖是因為氣壓已不能滅弧，此時任何將開關(guān)斷開的方法性質(zhì)是一樣的，容易讓滅弧室炸裂，正確的方法是先把該斷路器的負(fù)荷去掉之后，再手動打跳開關(guān)。（6）位置繼電器HWJ，TWJ的作用有兩個，一是顯示當(dāng)前開關(guān)位置，二是監(jiān)視跳、合線圈，例如，在運行時，只有TQ完好，TWJ才動作。前面講了，在開關(guān)運行時，TQ上有分壓，在開關(guān)斷開時，HQ上有電壓。若跳、合圈的動作電壓低于所分到的電壓開關(guān)會誤動。根據(jù)規(guī)定，線圈電壓應(yīng)為直流全電壓的35%70%，即77

35、V154V。這就是跳、合閘實驗。注意做實驗時候應(yīng)該讀取線圈動作時候的負(fù)載電壓。隨著斷路器技術(shù)水平的發(fā)展，機構(gòu)內(nèi)部的二次回路已發(fā)生極大的變化，不再是單一斷路器的輔助接點DL，加入了彈簧儲能接點，氣壓接點等（當(dāng)然，它們的邏輯圖仍然可以簡化成圖2.16所示）。有時該二次回路與操作回路有不兼容的情況，以西安高壓開關(guān)廠的LW25-126型號開關(guān)為例，這個合閘回路可以由圖2.17簡單表示。CN 合閘彈簧儲能接點，儲能完畢后接點閉合 QY 開關(guān)內(nèi)部氣壓常開接點，充氣完畢后接點閉合KM+KMD381LD2TWJQYCN52YKKHQDL1785D41DL2RTQ52Y52Y圖2.17當(dāng)手動合閘時KK動作，合閘

36、過程中DL1斷開，DL2閉合，整個回路由KK、DL2、R、52Y線圈勾通，52Y線圈動作，52Y開接點閉合，合閘后回路LD、TWJ、52Y開接點、并聯(lián)的R和52Y時間接點、52Y線圈勾通（雖然52Y時間接點延時斷開，但不影響回路邏輯）。盡管這個回路阻值較大，不能讓LD亮，不能讓TWJ動作，但是足以讓52Y線圈一直保持動作狀態(tài)，所有52Y閉接點一直斷開，HQ被隔離。即使是斷路器跳開，52Y閉接點也不會返回，影響了下一次合閘，此時就必須將操作電源斷開一下讓52Y復(fù)歸。該52Y回路設(shè)計是斷路器廠家機構(gòu)內(nèi)部的防躍功能，但是由于52Y與保護元件TWJ等的電氣參數(shù)不匹配，52Y線圈動作電壓過小所致。為此，

37、采用以下辦法解決此弊端：斷開D11和D12的短接線，D11直接接在斷路器輔助閉接點上，回路命名7，如圖2.18簡示。這種接線的缺點是TWJ和LD不再監(jiān)視合圈HQ是否完好。KM+KMD387DL121LDTWJDL17KKHQ85D41圖2.18操作回路最重要的也是最常見的故障信號是“控制回路斷線”，控制回路斷線原理如圖2.19控制回路斷線TWJHWJ901701圖2.19當(dāng)HWJ與TWJ都不動作時發(fā)“控制回路斷線”，現(xiàn)象是開關(guān)位置信號消失， 位置指示燈熄滅，光字牌或者后臺機發(fā)信號，保護報“THWJ”信號等?？刂苹芈窋嗑€故障原因一般有：（1）控制保險損壞； （2）開關(guān)斷開狀態(tài)下未儲能；（3）氣壓

38、低機構(gòu)內(nèi)部氣壓接點斷開操作回路；（4）跳、合線圈有燒壞；（5）斷路器輔助接點接觸不良；（6）電纜芯37或7（7）接線不穩(wěn)固；（7）TWJ或HWJ線圈被燒壞等。在用M2000調(diào)試臺做重合閘實驗需要取外部接點信號，一般取開關(guān)的合位接點信號。結(jié)合圖2.17，如果取跳位，在開關(guān)合閘之后，彈簧需要一段時間重新儲能，也就是說跳位信號不能及時動作（此時保護應(yīng)短時發(fā)“控制回路斷線”信號，這是正常的），調(diào)試臺也就不能準(zhǔn)確模擬實際故障情況。這里簡單介紹一下220KV線路等保護操作回路的問題。220KV等級保護屬于雙操作電源配置，在第二章第二節(jié)切換電源中講到了第三組電源，其實第三組電源不是獨立的電源，如圖2.20所

39、示，第三組電源在第一組電源有電時自動切換至第一組電源，當(dāng)?shù)谝唤M電源消失時自動切換到第二組電源。第三組電源主要用于壓力監(jiān)視回路，中間備用繼電器，主變風(fēng)機控制回路等。11JJ11JJ11JJ11JJ11JJ+KM1+KM2+KM3KM3KM2KM11RD3RD4RD2RD圖2.20所有保護及安控裝置作用于該斷路器的出口接點都必須通過該斷路器的操作系統(tǒng)，不允許出口接點直接接入斷路器。第四節(jié) 其他回路1母差保護上線路刀閘位置信號回路母差保護需要判斷該間隔運行在哪段母線上，一般采用該間隔的刀閘位置繼電器，結(jié)合圖2.9有圖2.21。圖2.21母差保護信號公共端I母刀閘位置II母刀閘位置0171731YQJ

40、12YQJ1圖2.10的刀閘輔助接點2 失靈啟動母差回路在220KV線路等保護中，還專門裝設(shè)有失靈保護，失靈保護最核心的功能是提供一組過流動作接點。在間隔發(fā)生故障時候本保護跳閘出口接點TJ2動作，故障電流同時使失靈保護的LJ也動作，這樣失靈啟動母差。若本保護在母差動作之前把故障切除，則TJ、LJ都返回，母差復(fù)歸，否則，母差保護將延時出口對應(yīng)該間隔的母差跳閘接點對其跟跳。若跟跳后該故障還存在，則母差上所有間隔的出口接點全部動作（有些母差保護沒有跟跳功能）。在220KV系統(tǒng)中，由于是分相操作，分別提供三相接點，使用時應(yīng)將三相接點并聯(lián)，如圖2.2301母差保護信號公共端TJ2失靈啟動母差03LJ本間

41、隔保護跳閘出口接點本間隔失靈保護過流接點圖2.22 LJaTJa0301LJbTJbTJcLJc圖2.233 不一致保護在有些失靈保護中還提供了不一致保護功能，不一致又叫非全相，反應(yīng)在斷路器處于單相或兩相運行的情況下是否要把運行相跳開。如圖2.24只要斷路器三相不全在跳閘位置或者合閘位置，非全相保護都要啟動，經(jīng)定值整定是否跳閘。圖2.24TwJaTwJbTwJcHwJa失靈保護信號公共端失靈保護開關(guān)位置HwJbHwJc結(jié)合圖2.16，本間隔保護的開關(guān)位置信號4 綜合重合閘回路220KV斷路器屬于分相操作機構(gòu)，因此重合閘就分停用、單相重合閘，三相重合閘和綜合重合閘四種方式，由裝設(shè)在保護屏的重合閘

42、把手開關(guān)人工切換。這四種方式的動作特征如下：單重：單相故障單跳單重，多相故障三跳不重。三重：任何故障都三跳三重。綜重：單相故障單跳單重，多相故障三跳三重。停用：單相故障單跳不重，多相故障三跳不重。注意，選擇停用方式時，僅僅是將該保護的重合閘功能閉鎖，而不是三跳，這是因為220KV線路是雙保護配置，一套重合閘停用，另一套重合閘可能是在單重方式下運行，所以本保護不能夠三跳。如果重合閘全部停用，為了保證在任何故障情況下都三跳，必須把“勾通三跳壓板”投上（對于220KV旁路開關(guān)只有一套保護，所以要停用重合閘就必須先將“勾三壓板”投入）。整個回路如圖2.25本保護信號輸入公共端勾通三跳壓板勾通三跳GST

43、1QKTwJcTwJbTwJa單重方式65圖2.16中的跳位綜重方式43三重方式21圖2.25勾通三跳信號閉鎖了重合閘，相當(dāng)與把重合閘放電，切換在單重方式時引入斷路器跳位接點是為了當(dāng)斷路器三跳時也能閉鎖重合。在220KV斷路器的操作回路中，還設(shè)有跳閘R端子和跳閘Q端子。它們是為外部其它保護對本斷路器跳閘出口接點而設(shè)計。跳閘后要啟動重合閘的其他保護出口接點接Q端子，跳閘后將重合閘閉鎖的接R端子（如母差跳閘）。在110KV斷路器操作回路中與其對應(yīng)的是保護跳閘和手動跳閘端子。5 斷路器位置信號分相操作機構(gòu)斷路器必須三相都合上才能算是處于合閘位置，只要有一相斷路器跳開就屬于分閘狀態(tài)，因此HWJ是串聯(lián)，

44、TWJ是并聯(lián)方式來發(fā)信號。TwJbTwJcHwJaHwJbHwJcTwJa701901903斷路器合閘位置斷路器分閘位置圖2.266 復(fù)合電壓并聯(lián)啟動復(fù)合電壓是指不對稱故障時的負(fù)序電壓和三相故障時的低電壓。在運行中，若負(fù)序電壓大于整定值或低電壓低于整定值，復(fù)壓元件UB啟動。復(fù)合電壓主要用于主變的后備保護。復(fù)壓并聯(lián)啟動是指人工投入壓板或由主變其它側(cè)的復(fù)壓元件來滿足本側(cè)的復(fù)壓條件，如圖2.27，以主變高壓側(cè)后備保護為例。中壓側(cè)復(fù)壓元件保護信號公共端31LP14本側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動中壓側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動高壓側(cè)UB32LP9UB低壓側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動高壓側(cè)33LP7圖2.27低壓側(cè)復(fù)壓元件復(fù)壓并聯(lián)主要是考慮到在容

45、量比較大的變壓器一側(cè)發(fā)生故障，其他側(cè)的電壓變化不大，此時其它側(cè)后備保護可能因為復(fù)壓條件不滿足而復(fù)合電壓過流元件不能動作。7 主變風(fēng)機回路圖2.28所示了主變風(fēng)機控制的一般回路。ZK是選擇“自動”/“手動”把手開關(guān)，C是交流接觸器，BK是單組風(fēng)機的電源開關(guān)，RT是風(fēng)機的熱耦，WJ是主變溫度計，一般設(shè)計為兩個值45和55，55時風(fēng)機啟動，45時風(fēng)機返回。GFL是主變后備保護提供的過負(fù)荷接點，作過負(fù)荷啟動風(fēng)機用（可以將三側(cè)后備保護的GFL接點并聯(lián)使用）。因此風(fēng)機啟動方式有三種：（1）手動啟動方式 ZK的2、4直接啟動ZJ，ZJ啟動C（2）溫度啟動方式 ZK的1、3接通，溫度超過45時1ZJ動作，超過

46、55時ZJ動作，1ZJ與ZJ的接點對ZJ線圈自保持，一直需要溫度下降到45以下，1ZJ斷開時才返回。（3）過負(fù)荷啟動方式 主變過負(fù)荷時，啟動時間繼電器1SJ，延時啟動ZJ。2SJ作用是延時報風(fēng)機故障信號。如圖2.29補充：220KV主變風(fēng)機啟動方式與110KV主變原理完全一致。主要區(qū)別有兩點（1）220KV主變溫度計提供兩組溫度啟動接點，各個風(fēng)機可以根據(jù)事先把手開關(guān)設(shè)定的“溫度I”或“溫度II”在不同的溫度逐一投入。（2）把手開關(guān)還設(shè)有“輔助”檔，當(dāng)運行的風(fēng)機因故停止工作時，把手開關(guān)在輔助擋風(fēng)機將自動投入運行。因為220KV主變風(fēng)機控制二次回路比較復(fù)雜，這里就不再畫出，需要時可以參考廠家提供圖

47、紙。圖2.28FCC1SJRTZJGFHWJ55°1SJ2SJWJ45°1ZJZJZJ1ZJ其它風(fēng)機ZK2413BKZJABCNA12A13A14N12N14CRD圖2.292SJ701C901通風(fēng)故障8 主變測溫回路主變測溫常用的是Pt100電阻，測溫原理如圖2.30 這種方式測溫對Pt100電阻的精確度要求較高，就是導(dǎo)線上的電阻r影響也必須考慮，所以設(shè)計了T05+的補償回路，根據(jù)補償，就能夠獲得Pt上的壓降，再計算出Pt的電阻，最后對照Pt100的溫度和電阻的特性就能夠得到主變的溫度。測溫裝置rT05 rT05+rPtT05溫度計內(nèi)部圖2.30 9 有載調(diào)壓機構(gòu)S6“1

48、N”升壓極限位置開關(guān)，在最高檔斷開；S7“N1”降壓極限位置開關(guān)，在1檔斷開；圖2.31是有載調(diào)壓機構(gòu)的示意簡圖。升壓時按鈕S1動作，K1閉合，電機M正相序轉(zhuǎn)動，調(diào)壓機構(gòu)升檔，降壓時S2動作，K2閉合，電機M反相序轉(zhuǎn)動，調(diào)壓機構(gòu)降檔。緊急停止時S3閉合，Q1動作斷開操作回路。主變后備保護保護在過流時候，BTYJ動作，閉鎖調(diào)壓。圖2.31L1L2L3ABCNRDK1K2MBTYJLPQ1S1S2S3K2K1S6S7K1K2Q1L81L31L41L91021023過負(fù)荷閉鎖有栽調(diào)壓有載機構(gòu)的檔位顯示一般有三種，一種是一一對應(yīng)方式，如圖2.32，當(dāng)前在哪個檔位就哪個檔位帶電，另一種是BCD碼方式，按

49、照8421記數(shù)方法，如圖2.33，在1檔時M1通，在2檔時M2通，在3檔時M1和M2都導(dǎo)通，在4檔時M3導(dǎo)通等等，還有一種是位數(shù)方法，如圖2.34，M11表示十位數(shù)，帶電表示1，不帶電表示0，后面的M1M10表示個位的010數(shù)字。M2M802801M1M801M2M3M803M811M11801M801M1M802M3M803M80n801M801M1M2M802M3M4M803M804圖2.32圖2.33圖2.3410 交直流電源回路 斷路器需要交流電源柜內(nèi)照明，加熱，需要直流電源電機儲能（220V）或者作合閘電源（240V）。電源回路比較簡單，這里只簡單介紹一下。2#直流屏1#直流屏2RD

50、1RD54321圖2.35至機構(gòu)5至機構(gòu)1至機構(gòu)4至機構(gòu)3至機構(gòu)2每個一次電源等級相同的間隔用一條主線路，主線路把所有該等級間隔的端子箱串聯(lián)起來，圖2.34表示出了直流回路是一個手拉手的合環(huán)回路，每個端子箱都有一個開環(huán)的刀閘，這樣某個機構(gòu)要停止供電時只需要斷開它自己和旁邊某一側(cè)端子箱的刀閘即可，而不影響其他機構(gòu)的正常供電，在主線路上已經(jīng)有直流屏的出線保險（1RD、2RD）所以只能是安裝刀閘不能是可熔保險或者空氣開關(guān)。但是在到機構(gòu)箱去的分支線路中還必須有可熔保險或者空氣開關(guān)。 這里要說明一下合閘電源和儲能電源的不同點，在以往的開關(guān)中，多是由操作電源動作接觸器，接觸器的大容量接點接通合閘電源，開關(guān)

51、的合閘線圈瞬間通過沖擊大電流產(chǎn)生巨大磁場，線圈中的鐵芯動作帶動開關(guān)動觸頭連桿，把開關(guān)合上，所以合閘電纜都比較粗，用2×30以上的鋁芯電纜，在合閘瞬間直流屏受到的沖擊影響也比較大?，F(xiàn)在的彈簧操作機構(gòu)開關(guān)，都是事先由儲能電源將合閘彈簧儲能，合閘時操作電源通過合圈，合圈中的鐵芯頂開固定彈簧的棘爪，彈簧瞬間釋放能量，由這個彈簧的彈性勢能能去推動連桿將動觸頭合上。 通過比較合閘電源和儲能電源的不同，因工作需要斷開運行開關(guān)的合閘電源必須經(jīng)過調(diào)度部門的同意，因為合閘電源一旦斷開，開關(guān)重合閘就不起作用了。儲能電源不存在這個缺陷。 交流回路與直流回路的結(jié)構(gòu)完全一致。第五節(jié) 變電站的音響信號回路自從變電站實現(xiàn)綜合自動化后，已徹底取消了原有的中央信號和音響系統(tǒng)。但是在宜賓局白沙和龍頭變電站等非綜合自動化站仍在運行，因其設(shè)計巧妙，物美價廉在許多用戶站中也得到了大量使用。同時該回路是一個比較完善的系統(tǒng)圖，所以需要對其有比較清楚的認(rèn)識。一 閃光系統(tǒng) 閃光回路的繼電器1ZJ、2ZJ都是直流屏本身自帶繼電器，閃光小母線（+）SM編號100裝設(shè)在直流屏和控制屏，再用電纜連接兩塊屏的小母線（在直流屏上均能看見以三個端子為一組的端子排，分別為+KM，KM和SM）。