保护及综自设备二次回路基础.docx

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保护及综自设备二次回路基础

保护及综自设备二次回路基础

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继电保护及其二次回路基础

1、概述

1、二次设备之间的相互连接的回路统称为二次回路,通常包括交流电压回路、交流电流回路、控制回路、信号回路以及电源回路等。

2、常用的电气编号（回路标号）

1）交流电流回路：

400~5９9，如A411，B４１1,Ｃ411，N４11;

2）交流电压回路：

６00～7９9,如Ⅰ母电压A630、B63０、C６30、Ｌ630、Ｎ600,Ⅱ母电压A64０、Ｂ640、Ｃ640、Ｌ640、N6００，切换后电压A710、Ｂ710、C71０等;

3）控制回路：

常用固定的数字标号,如正电源1、１01、201、30１,负电源2、1０２、2０2、３０2，合闸3、7，跳闸33、37等;

4）信号回路：

8０1~999，一般信号公共端为801。

5）电源回路:

常用固定的数字标号,如控制电源+ＫM、-ＫＭ,保护装置电源+BM、－ＢＭ,交流电源~A、～N等。

3、关于保护的分类

1）主保护：

能以最快速度、有选择性地切除保护设备与线路故障，如电流差动保护、高频距离保护、工频变化量阻抗保护等；

2）后备保护:

主保护或断路器拒动时，用来切除故障，如距离保护、零序保护、失灵保护等。

2、线路保护

1、保护屏配置

220ｋＶ及以上的线路保护一般采用双重化配置,包括两套线路保护、操作箱、通道接口装置等。

110kV及以下的线路则按单套保护装置配置。

2、交流电流回路

一条线路的线路保护1、2的交流电流分别取自CT的第１、第２个二次绕组,经过保护装置的模数转换、数据采集等处理后供线路保护使用。

如图2的线路保护2的电流末端还串接给故障录波装置使用。

图1　一次接线图

图2　线路保护交流电流回路

3、交流电压回路

1）电压切换：

Ⅰ段母线电压A630、B630、C630、N６00以及Ⅱ段母线电压A640、B６4０、Ｃ6４0、Ｎ600引自屏顶小母线或公用测控屏，利用所挂母线刀闸的辅助接点,经过操作箱（或操作插件）的电压切换继电器1YＱJ、2YQＪ实现Ⅰ、Ⅱ段母线电压的切换。

图3交流电压切换回路

2）电压输入：

切换后的电压A7２0、B７20、C7２0经过保护屏的电压空开ＺKK引入保护装置。

线路电压Ａ603不经过电压切换直接引入保护装置。

图4交流电压输入回路

4、直流电源回路

保护装置、操作箱以及通道接口装置的直流电源,包括控制电源、装置电源,取自直流馈线屏或屏顶直流控制小母线（一般为１0kＶ保护以及老站保护设备）,经直流电源空开引入保护装置。

图5保护装置电源回路图6控制电源回路

5、控制回路

220ｋV线路保护配置一组合闸出口回路，两组跳闸出口回路，合闸回路对应第Ⅰ组控制电源,两组跳闸回路分别对应第Ⅰ、Ⅱ组控制电源;１10ｋV及以下线路保护一般只配置1组合闸出口回路，1组跳闸出口回路。

2２0kＶ线路断路器机构一般为分相或三相联动机构，110kV及以下线路断路器机构一般为三相联动机构。

以下以220kV分相操作断路器机构为例,分析２20kV线路保护的控制回路。

图7保护装置开出回路

1）合闸回路

当遇到瞬时性故障后,保护装置动作，驱动内部重合闸出口继电器，其动合接点HＪ-1闭合，经重合闸出口压板１LP4后输出合闸命令（J3）。

Ｊ3启动操作箱的重合闸重动继电器ZHJ,输出合闸出口7Ａ、７Ｂ、7C。

图8A相合闸回路

2）分相跳闸回路

分相跳闸回路有两组,第Ⅰ组跳闸回路标号分别为K１0１（第Ⅰ组控制电源正端）、137Ａ（A相跳闸出口Ⅰ）、137B（Ｂ相跳闸出口Ⅰ）、1３７C（Ｃ相跳闸出口Ⅰ）、Ｋ1０2（第Ⅰ组控制电源负端）,第Ⅱ组跳闸回路标号分别为K２0１（第Ⅱ组控制电源正端）、137A（Ａ相跳闸出口Ⅱ）、137B（B相跳闸出口Ⅱ）、1３７C（C相跳闸出口Ⅱ）、K2０２（第Ⅱ组控制电源负端）。

以第Ⅰ组A相跳闸回路为例,当保护装置动作后，需要单相跳闸出口时，保护装置驱动内部第Ⅰ组分相跳闸出口继电器,其动合触点TJA-1闭合,经1LP1跳闸压板后输出跳闸指令J1３３Ａ。

J１33A启动操作箱的跳闸保持继电器11TBIJａ、12TBIJａ,输出跳闸出口13７A。

图9第Ⅰ组A相跳闸回路

3）三相跳闸回路

三相跳闸回路也有两组，第Ⅰ组三跳回路标号分别为K１01、Ｊ133Q（三跳起动重合闸）、Ｊ１33R（三跳不起动重合闸）、K１０２,第Ⅱ组三跳回路标号分别为K201、J233Q（三跳起动重合闸）、J２33R（三跳不起动重合闸）、K20２。

以第Ⅰ组三相跳闸回路为例，当保护装置动作后,需要三相跳闸出口时，保护装置驱动内部第Ⅰ组三相跳闸出口继电器，其动合触点1CKJQ1、1CＫＪＲ1闭合,经1LP4、１LＰ5跳闸压板后输出跳闸指令J１33Q、J１３３R。

Ｊ133Ｑ、J133R启动操作箱的第Ⅰ组跳闸回路，输出跳闸出口137A、１3７B、1３7Ｃ。

图10PＳL-603开出回路

图１１第Ⅰ组三相跳闸回路

6、信号回路

线路保护的信号回路的电源由测控装置的遥信电源提供，保护装置、操作箱以及通道接口装置等提供空的信号接点。

图12RＣS-9０2C信号开出接点

3、主变保护

主变保护包括电量保护和非电量保护，220kV主变保护要求双重化配置,含大、小套保护（第Ⅰ、Ⅱ套）、三侧操作箱；110kV及以下主变保护采用单套配置,但要求主保护和后备保护分开配置。

1、交流电流回路

220ｋV主变的2２0kＶ、１1０kＶ侧的CT包括开关CＴ、开关CT、中性点CＴ（零序CＴ）以及中性点放电间隙CT,1０kV侧包括开关CＴ、电抗器CT（不一定有），分别提供给主变的各种保护使用。

2、交流电压回路

２20kV主变的220kV、1１0kV侧保护交流电压,由各自侧的母线电压经操作箱切换后接入保护装置，10kＶ侧引自公用测控的该侧母线电压。

3、非电量开入回路

主变非电量保护，将主变本体的非电量信号，包括有载重瓦斯、本体重瓦斯、开关压力释放、油温高跳闸、本体轻瓦斯、油位异常等信号引入,经过保护装置跳闸或报警。

非电量投跳闸,如本体重瓦斯、有载重瓦斯等,需经本体重瓦斯、有载重瓦斯等功能压板。

图1３主变非电量开入回路

4、控制回路

主变三侧断路器均有独立的控制回路，一般高压侧配置单独的操作箱，中低压侧的操作箱与非电量保护组合为一台装置。

主变2２0kV侧断路器一般为三相联动机构，配置一组三相合闸、两组三跳线圈；中低压侧断路器一般为三相联动机构，配置一组三相合闸、一组三跳线圈。

非电量保护与电量保护的跳闸出口不同，配置单独的跳闸出口压板。

图14主变高压侧跳闸出口回路

图1５主变中低压侧跳闸出口回路

主变保护无重合闸功能,通过测控装置的KK把手实现手动合闸。

5、信号回路

非电量信号为自保持信号，需通过非电量保护装置的复归按钮手动复归。

4、母差保护

220kV母差保护采用双重化配置，每套保护配置差动及失灵保护。

1１０kV母差保护采用单套配置,且仅配置差动保护。

差动保护利用接于母线上各支路的Ａ、B、C三相电流差构成，其中大差取所有支路的电流向量和，不含母联电流;小差取接于该段母线上的各支路的电流向量和，含母联电流。

大差判断区内、区外故障,小差选择故障母线。

1、交流电流回路

母差保护的交流电流取自各支路的ＣT,各组CT的接地点设在各支路断路器端子箱。

2、交流电压回路

交流电压用作差动及失灵保护的复压闭锁判据,引自屏顶小母线或公用测控屏的两段母线电压。

ＴV断线将开放差动保护、失灵保护，装置发告警信号,有可能造成保护误动。

3、母联断路器、刀闸开入回路

母差保护取母联断路器的常开、常闭辅助接点作为母线并列、分列运行的判据，无断路器位置开入的情况下,装置默认取母联断路器合位，但装置发告警信号。

图１6母联断路器位置开入

各支路刀闸开入取Ⅰ母刀闸、Ⅱ母刀闸的常开辅助接点,当装置开入位置与现场实际位置不符时，发“开入异常”告警信号。

刀闸开入电源断电后，装置的刀闸位置会保持断电前的位置，防止误动。

图1７刀闸位置开入

4、主变复压解闭锁、启动失灵开入回路

当母线所连的某断路器失灵时,由该支路提供三跳、单跳失灵启动接点给母差保护装置,经失灵复合电压闭锁,跳开该母线连线的所有断路器。

图1８母差失灵开入

不同于其它支路,主变支路设置“主变失灵解闭锁”的开入接点，当该支路启动失灵开入接点与“主变失灵解闭锁”开入接点同时动作,实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。

图19主变失灵解复压闭锁开入

5、二次工作安措执行的注意事项

在二次设备上工作时，应执行二次工作安全措施票，与有电的联系的运行设备进行隔离，遵循防三误的原则（误碰、误整定、误接线）。

1、交流电流回路隔离

应先短接CＴ二次回路,确认无流后，断开电流中间连接片,与CＴ二次外回路进行隔离。

执行过程中应防止CT二次回路开路。

2、交流电压回路隔离

应断开母线电压源头，若端子排有中间连接片的，可打开连接片，并用红色绝缘胶布封住外侧端子，防止误碰;若无中间联接片的,遇有电压切换的,应拔出电压切换插件，无电压切换的,应断开交流电压空开。

执行过程中应防止PT二次回路短路。

3、线路、主变、母联保护与母差保护的隔离

应解除本屏三跳、单跳启动失灵压板，主变保护还应解除主变失灵解复压闭锁压板,同时母差保护屏解除该间隔的启动失灵压板，用红色绝缘胶布封住，防止误投。

本屏端子排的启动失灵二次接线应用红色绝缘胶布封住,防止误碰。

4、与故障录波装置的隔离

解除故障录波装置的信号公共端（G０1）,防止故障录波装置频繁起动。

5、与故障信息系统的隔离

在故障信息系统上将检修的保护装置置于调试状态,避免检修时大量的信息进入故障信息系统。

6、保护反措要点

1、CT二次回路一点接地

CT二次回路一般在断路器端子箱进行一点接地，差电流取和电流的,如桥式接线的主变保护,接地点应选择在和电流处（一般为保护屏）。

2、ＰT二次回路一点接地

经控制室零相小母线（N６00）连通的几组电压互感器二次回路,变电站的Ｎ６00小母线应通过电缆（至少4平方以上多股黄绿线）在控制室内可靠一点直接接地并严禁解开，一般接地点设在公用测控屏，在接地点应悬挂明显标示牌。

为保证接地可靠,各电压互感器的中性线N６00不得接有可能断开的断路器或接触器等。

3、双重化配置的保护，每套保护装置的装置电源应取自不同的直流母线段；两组控制电源也应取自不同的直流母线段。

4、新建、技改的双母差双失灵保护,其失灵启动应采用间隔保护单对单启动对应失灵保护方式，并严格核查线路（元件）保护、母差失灵保护直流对应关系。

5、新建、改造工程，断路器三相不一致保护、断路器防跳回路由断路器机构本体实现。

应解除操作箱的防跳功能。

6、防止交流串直流的措施

4）防止交直流电缆混用，交直流回路不得共用一根电缆。

5）防止交直流辅节点混用，规范刀闸、断路器辅助接点的使用,刀闸控制箱、汇控箱不同功能（如电气防误与母差、线路保护切换回路）辅助触点应以空端子或绝缘隔板隔离。

6）加强保护用光耦的配置和非电量、三跳永跳继电器动作功率的校验,避免交流串入后保护误动。

7）厂站内远跳、远传回路、保护发信收信回路不得采用10０米以上长电缆启动光耦方式。

8）变压器直接作用于跳闸的非电量保护，母差跳主变、主变跳母联、母分等大于１20米启动操作箱的三跳、永跳继电器应严格采用较大动作功率强电继电器（额定电压下动作功率必须大于５瓦），并满足动作时间和可靠动作的要求。

9）距离大于800米以上启动操