二次回路设计

二次回路设计（通用10篇）

二次回路设计 篇1

概述

高压开关柜广泛应用在变电站、工矿企业、居民小区配电室等场所, 其二次回路的设计是否正确合理, 安装是否可靠, 对开关柜的安全运行有着十分密切的关系。通过对高压开关柜二次回路工程验收及运行中发现的问题进行分析, 发现一些二次回路的缺陷, 在安装调试阶段要花费很大的精力去整改, 甚至会遗留先天性缺陷, 而这些问题可以在制造阶段通过优化设计而避免。

电流回路常见问题及解决措施

电流互感器二次绕组不得开路, 二次绕组必须一点接地, 其变比、极性应符合相关要求, 二次回路连接可靠, 易于进行相关检查、调整, 利于后期运行维护。

电流互感器二次回路反措执行存在问题及解决措施

常见问题

电流互感器二次绕组不得开路, 二次绕组必须一点接地。常见的问题是由于配件、材料选型及接线问题造成二次回路开路, 部分绕组失去接地点等问题。

解决措施

在防止电流互感器二次绕组开路方面, 一是电流回路一般采用试验端子, 检修时需要打开连片, 接线端子必须使用质量较好的试验端子;二是所有电流互感器二次绕组都接到开关柜端子排, 便于带负荷进行回路相量测试, 备用绕组不宜在互感器接线盒端子处短接;三是由于开关柜内配线一般采用多股软铜线, 接线压接线鼻子, 互感器侧及保护装置背板接线端子采用圆形端子, 不采用叉形端子, 防止螺丝松动时二次线脱落。

在二次绕组一点接地方面, 一是每个开关柜设置专用的接地铜排, 确保接地点良好;二是每一组二次绕组用4平方毫米黄绿接地线单独接到开关柜专用的接地铜排上, 不得将多个接地点短接后用一根接地线接到接地铜排上, 防止短接线接触不良, 造成部分二次绕组失去接地点。

电流互感器极性调整引发的问题及解决措施

常见问题

电流互感器的极性一般要求为从母线到出线为正方向, 由于一次接线不同, 二次不能简单的从K1或K2引出, 要根据电流互感器一次接线确定。

调整极性需要改变二次接线, 由于二次回路编号一般采用相对编号法, 就是在每个接线端子处标明它所连结对象的编号, 以表明二者之间相互连接关系。改变极性需要调整端子接线, 接线调整后回路编号发生变化, 相应的标号头就不正确了。如果更换标号头需要将原先压接的线鼻子剪掉, 更换标号头后重新压接线鼻子, 而如果手工涂改标号头不仅影响美观, 而且容易时间久了字迹不容易辨认, 以上两种解决方式给现场带来很大的工作量。同时由于调整接线需要改变短接线, 可能会出现二次回路编号混乱、相序不正确等问题。

解决措施

电流互感器到端子排接线标号头采用“相别+接线端子标识”方法, 同一根二次线两头标号一致, 调整接线不需要修改标号, 而且标号比较直观。

接线方面, 电流互感器二次绕组头尾全部引到端子排, 便于进行接线调整, 同时可以采用彩色线, 以明确区分相序, 避免接线错误。

电流互感器变比调整存在的问题及解决措施

常见问题

继电保护对电流互感器的要求为故障情况下不饱和, 能正确反应一次电流的大小;而计量对电流互感器的要求为故障情况下饱和, 正常情况二次电流不能太小, 以保证计量精度要求。

解决措施

为兼顾保护和计量需求, 电流互感器计量绕组一般带中间抽头, 有两个变比。在设计时因注意将电流互感器绕组所有端子都接到端子排, 改变电流互感器变比只需调整端子排接线, 而不需要打开开关柜后柜门, 在电流互感器本体二次接线端子处调整接线。

电压互感器常见问题及解决措施

电压互感器相关反措执行

常见问题

电压互感器二次绕组不得短路, 二次绕组必须一点接地。

为防止电压二次回路短路时损坏电压互感器, 一般在电压二次回路装设空开, 常见的问题是空开不满足级差配合关系, 空开和保险混用。

对于变电站而言, 高低压侧电压互感器二次回路接地点一般设置在控制室公用屏, 常见的问题是开关柜和主控室同时接地, 造成电压回路两点接地。

解决措施

电压互感器二次回路装设空开, 且PT柜空开和出线开关柜空开必须满足级差配合关系。一般PT柜二次空开使用单相6A的空开, 且配置OFF接点, 将接点接入综自系统, 在PT柜空开跳开后发告警信号;出线间隔保护电压回路可使用三相1A的空开, 计量电压回路不再安装空开。

电压二次回路接地点应根据开关柜的应用场合确定, 变电站开关柜一般接地点设置在控制室, 开关柜不设置接地点, 而单独安装在配电室的开关柜, 则需要在开关柜设置电压回路接地点。

电压切换回路

常见问题

为保证一、二次电压同步, 电压二次回路中串入PT隔离开关位置节点, 由于PT隔离开关位置节点数量不够, 一般采用重动继电器, 有些开关柜在设计时选用交流继电器, 一旦站用电源失电, 将造成电压二次回路断电。

解决措施

重动继电器一般采用直流继电器, 直流电源取自PT柜控制电源。

控制、信号回路常见问题及解决措施

控制回路常见问题及解决措施

常见问题

开关柜控制回路常见的问题是断路器防跳回路及闭锁回路设置不合理。

断路器防跳就是防止断路器在合闸过程中, 发生连续跳闸、合闸的跳跃现象。部分断路器无防跳回路, 远控操作时可以用保护装置防跳回路, 而在就地操作时无防跳功能, 或者断路器防跳和保护装置防跳回路同时存在, 相互影响。

开关小车在进车时进行合闸, 相当于用开关触头去接通电气回路, 此时将产生电弧, 严重时会烧伤设备, 部分开关柜没有设置闭锁回路, 仅靠操作人员判断设备是否操作到位, 存在一定的安全隐患。

解决措施

开关柜断路器应选用带防跳功能得产品, 保护装置跳位监视TWJ-单独接断路器常闭接点, 优先选用断路器防跳回路, 现场对防跳回路进行试验, 确保断路器防跳回路正常、可靠。

开关柜应合理设置电气闭锁回路, 在设备操作不到位或操作错误时闭锁相关回路, 从技术上减少设备隐患, 提高反措能力。

信号回路常见问题及解决措施

常见问题

开关柜信号回路常见问题主要有信号设置不全, 给运行维护带来一定的困难, 信号接入错误, 使保护装置频繁告警。

遥信设置不全, 如保护装置失电和交换机故障都会报装置通信异常, 无法快速分析判断设备异常原因;就地信号不全, 给操作带来一定的困难, 如断路器小车的工作位置没有设置就地指示灯, 无法判断操作后的位置, 如果操作不到位, 断路器无法合闸, 造成运行人员误判断。

保护装置预定义遥信接入普通信号, 造成装置运行时告警, 如闭锁重合闸、弹簧未储能、远方位置等厂家预定义的遥信, 一旦接入开关位置等

普通遥信, 装置正常运行时产生告警信息。

解决措施

信号回路的设置应满足实际运行操作需求, 设备操作后的位置判断必须设置就地信号, 装置断电告警信息必须接入公用测控, 防止装置失电或交换机故障时通信中断。

设计遥信回路时要对保护装置说明书进行认真学习, 厂家预定义遥信必须接入专用信号, 不得接入普通信号。

结语

高压开关柜二次回路的设计对开关柜后期运行维护起着关键性作用, 只有加强二次回路设计, 从制造环节入手, 提高产品质量和适应性, 才能在工程验收及运行中不出问题, 保障设备及电网安全稳定运行。

二次回路设计 篇2

如果电气二次回路故障是由电子元件出现故障导致的，维修方法只有一个，就是更换元件。这种情况在实际的故障分析中比较好解决，在二次回路故障分析中也比较好鉴别，但在更换过程中，操作人员要注意保证两个电子元件型号相同。

3.2 直流电路出现接地故障

如果在直流电路中出现接地故障，工作人员首先要做的就是拆分并检查电源的熔断器，如果不是熔断器出现问题，工作人员就应逐一排查室外的变压器等部件，发现故障及时维修。

3.3 互感器二次回路出现故障

互感器二次回路出现故障常常是由于工作人员的工作失误导致的，在电压互感器发生高压触电的维修时就应按时检查其保险丝，首先要明确电压互感器的电源来源，用辅助的一些电熔丝和接地线直接测量电压，并在电压的互感器之间安装电闸，通电后观察二次回路是否正常。

3.4 交流回路出现断线故障

在交流回路中出现短线故障一般是由于工作人员的操作失误造成的，相关部门要严格要求工作人员按照操作规范执行操作，并督促工作人员定期检查电路，防止在交流回路中再次出现交流回路断线故障。

3.5 断路器跳闸

当断路器跳闸时，维修措施一般是更换继电器，或在原来的接线方式上进行改进，以保护电气二次回路。

4 结 语

电气二次回路的故障检修策略 篇3

在我国电力工业发展中，电气二次回路是很重要的组成部分。二次设备在电力系统中指的是对其一次设备所进行的监测、控制、调节、保护等行为的具体施加者。比如在日常生活中常见的熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等都属于这个范畴。由二次设备相关连接、进而构成对其他设备的检测、控制、调节电气回路就被称之为二次回路。电气二次回路对于电力正常生产而言有着重要的保障性作用。

电气二次回路标号基本安装方法、基本原则

电气二次回路的标号工作是其整体工作的基础，也是故障经常出现的环节。对其基本安装方法和基本原则进行说明可以为下文论证打下基础。

电气二次回路标号基本安装方法。电气二次回路往往都是用3位或者3位以下的数字组成的，不会出现其他各类数字；需要标明回路的相别或者某些主要的特征时，则必须在数字标号的前方或者后面增加上相应的文字符号。具体安装的过程必须按照等电位的原则进行标注，否则将会产生很多的实际方面问题。所谓等电位标注原则，指的是在电气回路中，被连接到一个点的所有导线必须标以相同的回路标号。在电气设备的触点、线圈、电阻、电容等元器件中的线段常给予差异化方面标号，对于在实际接线图中不经过段子而在屏幕中显示的回路则不标号。

电气二次回路标号基本原则。为了方便安装和运输维护，电气二次回路中所有的设备都必须进行标号，一般采用文字与数字的组合形式，其基本原则包括，首先凡是各设备间控制电缆经端子排进行联系，都必须结合原路设计进行标号。其次在某些装在屏顶的设备与屏内连接时必须要按同样的顺序给与标号。再次对直流回路和交流回路也应当采用不同的标号方式。

电气二次回路的常见故障

分析常见的故障

开路。电气二次回路的开路分析故障法，首先需要将整体的电路一一进行开路的实际性检测，将其中所存在的故障线路找出来，做好相关的数据汇总和记录工作；其次要结合万用表使用，对整体线路的电压进行监测，对整体电压的数据进行测试，如果元器件两端的电压是在正常的范围，那故障基本就是不存在的；但如果处在不正常的范围，则可以看出元器件中确实存在故障。对于存在故障的设备，应当立刻对其进行更换处理。

替换。电气二次回路的替换分析故障法，首先需要对整体电气二次回路中的各类别电子元器件来开展具体的统计工作，将可以工作的整套元器件准备出来；其次，是将需要修理的电子元器件进行替换，整体的检查元器件，一一的排除相关的问题，直到找到有问题的元器件为止，将正常元器件换上代替其作用，在进行实际的检测，看其兼容情况如何。如果可以很好通过测试，则整体的替换工作就是有效的。

电流测量。在实际工作中，电气二次回路被应用到各类电网、尤其是农业电网中，常会出现波动的情况，电压的波动偶尔会非常大，会在其断路器中出现熔断的情况，在这类情况发生时就必须结合电流测量法来对其电流进行实际的检测；整体的检测过程必须严格按照逐步的顺序进行推进，在任何的地方发现问题都要记录和解决；如果某地在解决之后电流仍然在不正常的范围，则可以看出该地存在故障。

结合电阻和开路。对于一些特别复杂的情况来说，故障出现的问题很有可能是发生在电气二次回路的短路所致。在这类情况发生时，可以结合实际电阻和开路的两类方法进行解决，即在某部分的线路上用万用表对其两端的电阻进行测量，如果发现比正常的值数低了很多，则可看出该地存在着短路的情况，需要进行合理的调整。该类问题出的频率很高，相关工作人员必须提起较高注意。

电位测量。所谓电位测量指的是在电气二次回路出现故障时、使用替换的做法。这就对工作人员的业务能力要求较高，需要其熟知各类的电子元件属性和规格。电位测量可以辅助相关人员的工作，在实际的电气二次回路中可以测量每部分的数据，如果出现异常则可以证明其存在着问题。电位测量方法和上文所述的方法使用的设备都是相同的，即使用万用表。该方法使用的具体效率相对较高。

电气二次回路故障的解决措施

元器件。结合上述办法，在确定了具体电气二次回路元器件故障后，需要对具体的元器件来进行更换和调整。在实际工作当中，笔者发现遇到电气二次回路的故障，大多数都是因为元器件的损坏而造成的，大多数元器件损坏都会造成电路无法正常工作。在具体的替换过程中必须注意各类的元器件型号，结合具体的型号来进行更换。任何型号不匹配的情况都会造成新的故障。

互感二次回路。在具體的电气二次回路中，如果出现互感二次回路故障出现，需要首先对互感器的保险丝进行仔细的核查，将互感器电源的来源进行明确和审核，结合备用保险丝的盒和线，接到地板上，对其电压进行测量，在临时的电气二次回路和互感器之间建立一个实体开关，对实际的电气二次回路在接通电流之后的工作情况进行观察，看是否能满足工作实际需求。如果所有项目都正常，则可认定修复是有效的；如果在其中出现任何的问题，都要随时进行调整。

交流回路接地。开路故障时电气二次回路中交流电非常容易出现的一类故障的情况，一般指的是在电流运转过程中，发出了各类的电气二次回路断线信号，仪器的整体显示其中电流为零值，也就是说没有电流通过；电流互感器有很大的响声发出来，在具体接触导线出可能还有火花出现。如果是由其设备所产生的问题，首先需要对互感器的保险丝进行检查，将其具体的电源来源寻求到，用备用保险丝的盒，接上各类的线，再对其电压进行测量，看是否符合实际的要求；也可用临时的设备线路进行对比操作，在临时的电气二次回路和互感器之间接上一个开关，将实际的电气二次回路中的电流通过前后情况在临时点进行对比测试，然后检查是否存在着问题。如果确实是电气二次交流回路操作引起的问题，那需要将开路的那组互感器立刻进行二次的实际侧短接工作。在具体的处理过程中，需要带上绝缘的高压手套和靴子，在确保整体安全的实际前提下，做好故障的处理工作。

直流电路断路。在具体的电气二次回路中，如果出现了直流电路接地的情况，首先应当对直流的电路进行拆分，其次对其所有的熔断器进行检查，对可能存在的部件进行重点的检查，如果确实存在问题必须立刻更换，不可以继续拖延；熔断器如果可以正常的工作，那就要对其变压器进行部件的检查，所采取的力度需要和熔断器检查力度同样大；对于其中存在的问题也要进行修复。

断路器跳闸。该问题也是电气二次回路故障常见问题之一。一般情况下，如果出现该类的问题，就需要对其断路器进行更换，更换后再进行通电的测试；如果更换后的测试依旧出现了跳闸现象，就要考虑把原本的断路器更换为大型的断路器装置。在整个的安装和修复过程，必须保证其整体工作的安全性。

电气二次回路故障检修和处理时的安全事项

对于任何的工作而言，安全都是最重要的，如果安全得不到保障，那所有的都将成为没有作用的空谈。对于本文的研究对象、电气二次回路故障而言，其修理过程涉及到了非常多各类带电的工作，具有比较高的危险性，所以相关人员在实际操作时，必须把自己实际安全摆在最重要的位置。整体来看在故障修理的过程中，最可能出现安全事故的点在于漏电以及触电两个具体的方面。漏电方面主要指的是电气二次设备因为故障而导致外部漏电的情况。大部分的电气二次回路设备都是金属外壳的制品，一旦出现漏电情况，这些金属外壳将会立刻传导其中所含的电，接触就会对身体造成严重伤害，所以相关的工作人员必须注意。

其次，在实际操作过程中，也会出现触电情况，相比于上类漏电的情况，该类情况出现的可能性较低，但实际影响伤害程度则是更大。在具体工作开展之前，必须严格的穿戴各类的保护措施，在专业人士的帮助和指导下开展工作，不可粗心大意，要将整体工作的安全性摆在最重要的位置。在修理过程中，必须由具有专业资质的人来开展工作，不可随意聘请社会上的施工团队，保证整体修理工作的安全性。

二次回路设计 篇4

电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备, 它的安全运行是电力系统可靠工作的必要条件。虽然它无旋转部件, 结构简单, 运行可靠性高, 但在实际运行中仍然会发生故障和不正常工作状态[1]。

电力变压器是电力系统中的重要设备, 其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定地工作。而随着电力系统的发展, 特别是现代新材料、新工艺的发展, 变压器容量不断增大, 对变压器保护的快速性和可靠性也提出了更高的要求。它的主保护主要包括瓦斯保护、纵差动保护。瓦斯保护主要保护变压器内部各种故障。纵联差动保护主要是对变压器的绕组, 套管及引出线上的故障。

二次回路是电力系统安全、经济、稳定运行的重要保障, 是变配电所电气系统的重要组成部分。二次回路是一个具有多种功能的复杂网络, 其内容包括高压电气设备和输电线路的控制、调节、信号、测量与监察、继电保护与自动装置、操作电源等系统。

1 变压器接地方式

高压侧或中压侧的额定电压大于或等于110k V的变压器, 其中性点有接地及不接地运行两种方式, 而对额定电压在66k V以下的变压器, 其高压侧中性点的运行方式有三种, 即不接地, 经消弧线圈接地或经小电阻接地[2]。

2 电力变压器的故障、不正常运行状态

2.1 变压器的故障

变压器故障可分为内部故障和外部故障。

变压器内部故障指的是箱壳内发生的故障, 有绕组的相间短路故障、绕组的匝间短路故障、绕组和铁心间的短路故障、变压器绕组引线与外壳发生的单相接地短路。此外, 还有绕组的断线故障。

变压器外部故障指的是箱壳外部引出线间的各种相间短路故障和引出线因绝缘套管闪络或破碎通过箱壳发生的单相接地短路[3]。

2.2 变压器不正常运行状态

变压器不正常运行状态有过负荷;由外部短路引起的过电流;油箱漏油引起的油位下降;外部接地短路引起的中性点过电压;绕组过电压或频率低引起的过励磁;变压器油温升高和冷却系统故障等。

3 变压器保护配置

DL400-1991《继电保护和安全自动装置技术规程》规定[4], 变压器应装设如下保护:

为反应油箱内部各种短路故障和油面降低, 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器应装设气体保护。

为反应变压器绕组和引出线的相间短路, 以及中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路, 应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器, 以及6.3MVA及以上的厂用变压器, 应装设纵差保护;对于10MVA以下变压器且过电流时限大于0.5s时, 应装设电流速断保护;对于2MVA以上变压器, 当电流速断保护的灵敏系数不满足要求时, 则宜于装设纵差动保护。

为反应外部相间短路引起的过电流和作为气体、纵差保护 (或电流速断保护) 的后备保护, 应装设过流保护。

4 国网“六统一”标准化设计原则

(1) 功能配置统一的原则

解决各地区保护配置和组屏方式的差异造成的保护不统一。

(2) 回路设计统一的原则

解决各地区运行习惯和设计原则不同造成的二次回路差异。

(3) 端子排布置统一的原则

按照“功能分区, 端子分段”的原则, 解决交直流回路、输入输出回路在端子排上排列位置不规范的问题。

(4) 接口标准统一的原则

对继电保护装置接口的数量、类型等配置原则进行规范, 避免出现不同时期、不同厂家保护装置接口杂乱无序的问题。

(5) 屏柜压板统一的原则

对继电保护压板数量、颜色进行规范, 对压板进行优化设计, 减少不必要的压板, 以方便现场运行。

(6) 保护定值、报告格式统一的原则

提出标准的保护定值和打印报告格式, 为现场运行维护创造条件。

5 典型35k V变压器保护二次配置

现以某35k V新建变电站为例, 变电站接线方式为单母线分段, 变压器为两卷变, 且主变容量2×63MVA, 采用普通YD11变压器 (不带有载调压功能) , 电压等级为35/10k V, 综合自动化系统技术协议中要求:主变压器保护测控屏共两面, 每面屏含:差动保护装置1台、高后备保护装置1台, 低后备保护装置1台, 主变本体保护装置1台, 主变测控装置1台。

根据规程规定:6.3MVA及以上并列运行变压器应装设纵差保护, 此项目我们采用CSCL2000系列装置进行配置。配置原则如下:

1) 差动保护配置:CSCL2000系列装置有两种类型的差动保护装置, CSF206TA和CSF306TA, 两者的主要区别是:CSF206TA适用于两卷变差动保护, 而CSF306TA适用于三卷变差动保护或内桥型接线方式, 且适用多种变压器接线组别。

由于此35k V新建变电站, 采用单母线分段, 且为两卷变压器, 故采用CSF206TA差动保护装置可以满足配置需求。且差动保护装置可以通过后备保护装置进行断路器跳合闸操作, 故CSF206TA不需要配置跳闸插件, 只需将跳合闸出口引出至后备保护装置即可。

2) 高后备保护配置:由于差动保护配置CSF206TA, 高后备保护配置其配套装置CSF206TB, 由于此变电站35k V侧采用SF6断路器, 故高后备需要配置有压力闭锁功能的跳闸插件。

3) 低后备保护配置:由于差动保护配置CSF206TA, 低后备保护配置其配套装置CSF206TB, 由于此变电站10k V侧采用真空断路器, 故低后备只需配置普通功能的跳闸插件。高后备和低后备跳闸插件不同, 二次回路设计时要多加注意, 另外低后备保护也可配置有压力闭锁功能的跳闸插件, 二次设计时可不进行接线, 不使用此功能。

4) 主变本体保护配置:采用本体保护装置HNCSR。

5) 主变测控配置:采用测控装置CSF202B, 共计模拟量8U/6I, 开入遥信38个, 遥控开出7组, 可满足此变电站需求。

6 典型35k V变压器保护测控屏二次回路设计

根据国网“六统一”标准化设计原则, 本次所有装置均采用以太网进行通讯;装置电源, 操作电源DC220V;出口压板为红色, 功能类压板为黄色, 备用为本色。

装置端子排按回路分段标号, 参见下表[5]。

以下进行二次回路的设计:

6.1 交流回路设计

交流回路设计包括:交流电流设计和交流电压设计。如图1所示。

1) 变压器高低压侧差动CT (TA1和TA7) 电流经1ID端子排接至差动保护装置高低压侧差动电流输入。

2) 变压器高低后备保护CT (TA2和TA6) 电流分别经1-1ID和2-1ID分别接至后备保护装置保护电流输入, 因为有单独的测控装置, 故后备保护装置的测量电流输入不接线。

3) 变压器零序CT电流经1-1ID端子排接至高后备保护零序电流输入。由于是YD11变压器, 所以低后备没有零序电流输入。

4) 高低压侧测量电流TA3和TA5电流分别经32ID接至测控装置的电流输入。

5) 高压侧PT电压经过UD端子排后经空开接至高后备和测控装置的模拟量板的电压输入, 低压侧PT电压经UD端子排再经空开接至低后备和测控装置的模拟量板电压输入。

6) 高低压侧零序电压直接接至高低后备装置及测控装置。

6.2 直流回路设计

直流电源分两路:一路DC220V分别经ZD再经空开接至各装置电源, 另一路DC220V经ZD再经空开分别接至高低后备的操作电源。根据实际电流功耗情况, 装置电源采用3A空开, 操作电源采用6A空开。

6.3 差动保护装置二次回路图设计

差动保护装置的差动跳高压侧出口、差动跳低压侧出口、过负荷启动通风出口及过流闭锁调压出口均经压板接出, 其中差动跳高压侧出口接至高后备保护操作回路, 差动跳低压侧出口接至低后备保护操作回路中。

装置失电信号引出接至SD端子排。

6.4 本体保护装置二次回路设计

本体保护装置的跳高压侧出口、跳低压侧出口均经压板接出, 其中本体跳高压侧出口接至高后备保护操作回路, 本体跳低压侧出口接至低后备保护操作回路中。

变压器本体开入信号接至本体保护装置, 本体信号可经三联压板进行选择跳闸或者发信。

本体远动信号接至变压器测控装置。

6.5 高后备保护装置二次回路设计

高后备保护装置的跳低压侧出口压板接出至低后备保护操作回路中。

高后备接收来自于低后备的负压开入信号, 高后备的负压开出信号可经压板接至低后备负压开入。

高后备保护操作回路如图2所示。

(1) 手动操作, 遥控操作

手动操作通过操作转换把手1KK进入断路器跳合闸回路。

遥控操作通过变压器测控装置开出节点进入断路器跳合闸回路。

跳闸操作:当手跳或遥跳节点闭合时, STJ继电器带电, 其辅助接点2, 3闭合通过2ZJ1-1和跳闸保持继电器至3J12进入断路器操作机构进行跳闸。

合闸操作:当手合或遥合节点闭合时, 信号经过3J10、1ZJ1-1、TBJ2、HJ和3J11进入断路器操作机构进行合闸。

(2) 差动保护、本体保护、低 (高) 后备保护操作回路差动保护、本体保护、低 (高) 后备保护跳闸出口经压板接至高 (低) 后备保护跳闸回路经3J7、2ZJ1-1和跳闸保持继电器至3J12进入断路器操作机构进行跳闸。

(3) 高 (低) 后备保护跳闸

高 (低) 后备保护跳闸出口经压板接至高 (低) 后备保护跳闸回路经3J7、2ZJ1-1和跳闸保持继电器至3J12进入断路器操作机构进行跳闸。

(4) 断路器压力闭锁回路

断路器压力信号开入接至高后备保护装置, 进行闭锁断路器操作。

(5) 指示灯回路

红、绿灯分别接至跳合闸回路, 用于指示断路器状态。

6.6 低后备保护装置二次回路设计

低后备保护装置二次回路设计类似于高后备保护装置二次回路设计, 只是缺少断路器压力闭锁回路, 此处不再赘述。

6.7 变压器测控装置二次回路设计

将测控装置的开入信号和开出信号分别引出即可, 供设计院进行实际分配。

以此完成变压器保护测控屏的二次回路设计。

7 结束语

通过对35k V典型变压器保护二次设计原则及设计流程的介绍, 并举例说明, 可以提高变压器二次设计效率, 对于有特殊要求的变压器保护二次设计, 例如有载调压变压器有很好的参考价值。

参考文献

[1]刘学军.继电保护原理[M].第2版.北京:中国电力出版社, 2007.

[2]中国华电集团公司电气及热控技术研究中心, 编.电力主设备继电保护的理论实践及运行案例[M].北京:中国水力出版社, 2009.

[3]高中德, 舒治淮, 等, 国家电网公司继电保护培训教材[M].北京:中国水力出版社, 2009.

[4]DL400-1991.继电保护和安全自动装置技术规程[S].

二次回路设计 篇5

继电保护及二次回路学习讲解

继电保护工作基本知识

电流互感器

电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A电流，转换到二次侧电流就是5A。

电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。如图1.1，由于潜电流IX的存在，所以流入保护装置的电流IY≠I，当取消多点接地后IX＝0，则IY＝I。

在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。

电流互感器实验

1、极性实验

功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以CT必须做极性试验，以保证二次回路能以CT的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2，试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。线路CT本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。接线时要检查L1安装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路

就要按交换头尾的方式接线。

2、变比实验

CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准CT是一穿心CT，其变比为（600/N）/5，N为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。对于二次是多绕组的CT，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是CT磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。同理在安装时候，未使用的绕组也应该全部短接，但是要注意，有些绕组属于同一绕组上有几个变比不同的抽头，只要使用了一个抽头，其他抽头就不应该短接，如果该绕组未使用，只短接最大线圈抽头就可以。变比试验测试点为标准CT二次电流分别为0.5A，1A，3A，5A，10A，15A时CT的二次电流。

3、绕组的伏安特性

理想状态下的CT就是内阻无穷大的电流源，不因为外界负荷大小改变电流大小，实际中的CT只能在一定的负载范围内保持固定的电流值，伏安特性就是测量CT在不同的电流值时允许承受的最大负载，即10%误差曲线的绘制。伏安特性试验时特别注意电压应由零逐渐上升，不可中途降低电压再升高，以免因

磁滞回线关系使伏安特性曲线不平滑，对于二次侧是多绕组的CT，在做伏安特性试验时也应将其他二次绕组短接。

10%误差曲线通常以曲线形式由厂家提供，如图1.2，横坐标表示二次负荷，纵坐

标为CT一次电流对其额定一次电流的倍数。

根据所测得U，I2值得到RX1，Rx1＝U/ I2，找出与二次回路负载Rx最接近的值，在图上找到该负荷对应的m0，该条线路有可能承受的最大负载的标准倍数m，比较m 和m0的大小，如果m＞m0，则该CT不满足回路需求，如果m≤m0，该CT可以使用。伏安特性测试点为I2在0.5A，1A，3A，5A，10A，15A时的二次绕组电压值。

电压互感器

电压互感器（PT）的作用是将高电压成比例的变换为较低（一般为57V或者100V）的低电压，母线PT的电压采用星形接法，一般采用57V绕组，母线PT零序电压一般采用100V绕组三相串接成开口三角

形。线路PT一般装设在线路A相，采用100V绕组。若有些线路PT只有57V绕组也可以，只是需要在DISA系统中将手动同期合闸参数中的100V改为57V。

PT变比测试由高压专业试验。

PT的一、二次也必须有一个接地点，以保护二次回路不受高电压的侵害，二次接地点选在主控室母线电压电缆引入点，由YMN小母线专门引一条半径至少

2.5mm永久接地线至接地铜排。PT二次只能有这一个接地点（严禁在PT端子箱接地），如果有多个接地点，由于地网中电压压差的存在将使PT二次电压发生变化，这在《电力系统继电保护实用技术问答》（以下简称《技术问答》）上有详细分析。

电流互感器二次绕组不允许开路。

电压互感器二次绕组不允许短路。

CT与PT工作时产生的磁通机理是不同的。CT磁通是由与之串联的高压回路电流通过其一次绕组产生的。此时二次回路开路时，其一次电流均成为励磁电流，使铁芯的磁通密度急剧上升，从尔在二次绕组感应出高达数千伏的感应电势。PT磁通是由与PT并联的交流电压产生的电流建立的，PT二次回路开路，只

二次回路设计 篇6

当前, 由于电压互感器二次并列回路设计没有统一规范, 种类繁多, 部分设计可能存在安全隐患, 容易出现由于设计原因导致的PT反充电事故。因此, 掌握防止反充电的设计要点意义非常重大。

1 电压互感器反充电情况分析

在正常运行的情况下, PT是一个内阻非常小的电压源, 且PT二次侧负载如表计及继电保护等的线圈阻抗很大, 此时的电流很小。另外, 若两组PT一次侧正常并列, 不存在电压差 (或很小) , 虽然PT内阻非常小, 此时也不会造成二次并列后大的环流, 不会反充电。

若一次侧没有正常并列, 直接将PT二次并列, 则由于存在较大的电压差, 且PT内阻非常小, 导致二次回路产生非常大的环路电流, 会熔断二次保险或者使二次空开跳闸, 继电保护装置失去电压, 让距离、零序、纵联距离等电压相关的保护误动, 甚至烧毁设备及威胁人身安全, 发生反充电事故。因此, 电压互感器反充电的情况主要为:一次侧未并列, 而将二次侧并列;二次侧已经并列, 一次侧解列。

2 防止反充电的PT二次并列回路分析

2.1 双位置继电器安全隐患分析

某A变电站为单母带分段接线, 正常情况下电压互感器PT1及母联断路器MDL在运行状态, 电压互感器PT2在备用状态, PT1及PT2二次侧在并列运行状态。

对应该变电站某厂家设计的电压互感器二次并列回路如图1所示。

该厂家设计的PT二次并列回路图中, MDL为母联断路器动合触点, 1QK为转换开关, 对应有 (1, 2) 手动并列位置, (3, 4) 手动解列位置, (5-6, 7-8) 远方控制位置, 在远方控制位置分别对应有远方并列和远方分列接点, J8为具有自保持功能的双位置继电器, YQJ为中间继电器, 满足起动条件后其接点闭合将二次回路并列。分析此设计图, 对于双位置继电器J8, 存在安全隐患。若A变电站需要将母联开关MDL检修, 正常的倒闸操作顺序是将备用电压互感器PT2转为运行, 然后将PT1与PT2二次侧由并列运行切换为分列运行, 最后再断开母联开关并将母联开关转检修。若操作人员将PT2转为运行后, 先断开母联开关 (中间继电器YQJ失电, PT二次分列) , 再将1QK切换为分列位置。这种情况下, 双位置继电器J8由于自保持功能仍然保持在并列位置, 当检修过程需要合上母联开关试验时, 将使PT1与PT2异常并列 (一次侧未并列, 二次侧直接并列) , 这会导致PT二次回路产生很大的环路电流, 发生反充电。若母联开关因故障跳闸, 排除故障后合上母联开关同样会由于双位置继电器J8的自保持功能造成PT二次异常并列, 发生反充电事故。

2.2 母联位置接点设计不完善的分析

分析图1, 仍存不足的地方:PT并列的条件不够充分, 即母联位置接点不够完善。图1中, 该厂家只以母联开关MDL的动合触点作为PT二次并列起动的条件, 这与现场实际明显不相符。以图1的设计回路, 非常容易造成PT一次侧未并列, 直接将PT二次侧并列的情况, 从而使PT二次回路出现极大的环流, 熔断二次保险或跳开二次空开, 继电保护失压, 让距离、零序、纵联距离等电压相关的保护误动, 若空开未跳开, 则会烧毁设备及威胁人身安全, 发生反充电事故。仅由母联断路器的位置不能确保PT一次侧已经并列, 而需要在母联开关动合触点中串入母联开关两侧隔离刀闸的辅助触点M1G和M2G, 改进后的PT二次并列回路必须满足MDL、M1G、M2G同时在合位, 其相应辅助触点在合位后才满足防止反充电的二次并列起动条件。

2.3 缺少重动回路的分析

该设计缺少重动回路, 没有PT隔离开关的辅助触点串联的重动回路。若A变电站需要将其中一组PT检修, 其操作顺序为:将两组PT一次侧正常并列, 1QK转换开关切换至二次侧并列位置, 然后将待检修PT二次空开及保险断开, 最后拉开PT一次刀闸将PT转为检修。此时, 若待检修的PT空开或保险未可靠断开, 环流反送至另一组运行PT将其空开或保险熔断, 使母线二次失压, 保护装置失压误动;若另一组运行PT空开或保险未断开, 则正常运行PT的电压将通过电压二次并列回路反送至带检修PT, 造成设备烧毁甚至危害人身安全的反充电事故。

3 防止反充电的设计

综合上述分析, 具有防止反充电的电压互感器二次并列回路需要考虑:双位置继电器的安全隐患;完善母联位置接点;增加重动回路。改善后的防止反充电的设计如图2所示。

从图2中可以看出, 母联开关位置接点进行了前移, 将并列、分列控制回路直接接到正电源处, 这样双位置继电器J8将始终处于正确的位置, 母联开关分、合后, 可以通过并列、分列控制回路将双位置继电器J8置于正确的位置;另外, 母联位置接点进行了完善, 将母联开关两侧隔离刀闸动合触点串入母联位置接点, 能够确保一次并列的情况下, 二次侧才能并列;最后增加了重动环节, 将PT隔离刀闸的辅助接点作为重动继电器启动的条件, 防止因PT空开或保险未可靠断开造成的反充电, 加入重动环节后, 由于PT电压二次回路随PT隔离刀闸的断开而可靠断开, 不会因为PT空开或保险的不可靠断开而造成反充电, PT电压二次并列回路如图3所示。

从图3可以看出, PT电压二次并列回路加入了重动继电器的辅助触点, PT二次电压不会直接送至小母线1YM、2YM, 而是经过PT隔离刀闸1G、2G起动的重动继电器的辅助触点1GWJ、2GWJ送至小母线1YM、2YM, 即PT的二次电压回路随PT一次隔离刀闸的状态而改变。当待检修PT刀闸拉开后, 该PT对应二次电压回路被可靠断开, 防止环流的产生以及反充电造成的设备和人身伤害。

结语

本文通过探讨分析电压互感器二次并列回路的设计, 总结出防止反充电的二次并列回路的设计要点: (1) 要避免双位置继电器带来的安全隐患, 将并列、分列控制回路直接接正、负电源; (2) 母联位置接点设计要完善, 避免一次未并列, 直接并列二次造成的反充电; (3) 应加入重动环节, 使PT二次并列回路及电压二次并列回路随PT一次状态改变而相应改变, 防止环流及反充电事故的发生。

摘要：根据电压互感器倒闸操作中容易出现二次侧向一次侧反充电的情况, 本文结合相关厂家设计的案例, 分析防止反充电的电压互感器二次并列回路的特点, 指出电压互感器二次并列回路防止反充电的设计要点。

关键词：防止反充电,电压互感器,二次并列回路,设计要点

参考文献

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[2]李丹.PT并列回路二次设计的事故预防思路[J].华中电力, 2009, 22 (03) .

[3]张耀洪, 袁锋, 岑林, 袁明旭.考虑PT二次电压及刀闸辅助触点的电压并列判据[J].电力系统保护与控制, 2011, 39 (15) .

二次回路设计 篇7

电气主接线是由电气设备通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电路图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分,直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此,主接线的正确合理设计,必须综合处理各个方面的因素,经过技术、经济论证比较后方可确定。

1.1 设计主接线的原则

采用分段单母线或双母线的110-220k V配电装置,当断路点不允许停电检修时,一般需设置旁路母线。对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路一变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时,也可采用线路分支接线。

1.2 主接线方案选择

根据具体的负荷及变压器等相关设备的参数,确定该变电所高压采用单母线、低压采用单母线分段的主接线方式。

2 低压配电屏的确定

2.1 低压电器的选择条件

低压断路器的选择:(1)按工作环境选择。根据使用地点的条件选择,如户内式、户外式,若工作条件特殊,尚需选择特殊型式(如隔爆型)。(2)按额定电压选择。低压断路器的额定电压,应等开或大于所在电网的额定电压。(3)按额定电流选择。低压断路器的额定电流,应等于或大于负载的长时最大工作电流。

2.2 电压互感器的选择

一次额定电压的选择,电压互感器一次额定电压应与接人电网的电压U1相适应。

2.3 低压隔离开关的选择

它的主要用途是隔离电源,保证电气设备与线路在检修时与电源有明显的断口。隔离开关无灭弧装置,和熔断器配合使用。隔离开关按电网电压,长时最大工作电流及环境条件选择,按短路电流校验其动、热稳定性。

3 继电保护的选择

对于高压侧为6-10k V的变电所主变压器来说,通常装设有带时限的过电流保护;如过电流保护动作时间大于0.5-0.7s时,还应装设电流速断保护。容量在800k V·A及以上的油浸式变压器和400k V·A及以上的车间内油浸式变压器,按规定应装设瓦斯保护(又称气体继电保护)。容量在400k V·A及以上的变压器,当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时(通称“轻瓦斯”),动作于信号,而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时(通称“重瓦斯”),一般均动作于跳闸。

在本设计中,根据要求装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护。对于由外部相问短路引起的过电流,保护应装于下列各侧:

(1)对于双线圈变压器,装于主电源侧。(2)除主电源侧外,其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护,而不要求作为变压器内部故障的后备保护。(3)保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时,一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时,一般动作于断开的各侧断路器。

4 二次回路设计、施工中容易忽视的问题

纵观近几年来的继电保护事故,其中有相当大一部分是二次回路上出的问题。深入分析这些事故后都可以发现,如果设计或施工阶段对这些二次回路略作优化,那么这些继电保护事故是可以防止的。

4.1 二次接线及相关设备的布置

二次回路的隔离点起着控制二次设备的投、退的作用,在必要时可以实现二次回路的可靠隔离。对于一些重要的回路,如保护的闭锁量输入、开关失灵保护启动母差、开关失灵保护启动远跳(或跳相邻开关)、集中式低周减载装置的跳闸出口、线路(主变)过载联切负荷装置的跳闸出口等,应在输入端设置一个隔离点。合理设置二次回路的隔离点有利于提高二次设备运行、检修工作的安全性。端子排是二次回路中重要的一环。端子排的配置和布置也应满足运行、检修、调试的要求。

二次回路是通过二次电缆连接的,二次电缆布置对二次回路安全性也有重要影响。双重化保护的两套保护是两个互相独立的保护单元,它们的电流回路、电压回路、直流电源、控制回路都应独立,两套保护不应共用二次电缆。在二次接线设计中应尽量避免电缆的转接,以简化电缆的连接。不同类型的继电器(如出口中间继电器、信号继电器等)在保护屏上应集中布置,一些需要经常检查、检修的继电器应尽量布置在屏的中部。出口中间继电器应有醒目的标志与其它继电器区分。

4.2 二次回路中设备的选择

二次回路中设备的选择对二次回路的安全性也有很大的影响。二次回路中设备的选择应该注意两点:(1)所选设备的质量是否可靠;(2)所选设备的参数是否合适。

出口中间继电器应选用不易“误碰”的继电器,不宜选用带试验按钮的继电器,并且应与同屏其他继电器明显区别。跳、合闸继电器、电流启动电压保持的防跳继电器以及自动重合闸出口中间继电器和其串联的信号继电器的选择应满足:(1)电压线圈的额定电压可等于供电母线额定电压;如用较低电压的继电器串接电阻降压时,继电器线圈上的压降应等于继电器电压线圈的额定电压;串联电阻的一端应接负电源。(2)额定电压工况下,电流线圈的额定电流的选择,应与跳合闸线圈或合闸接触器线圈的额定电流相配合,继电器电流自保持线圈的额定电流不宜大于跳、合闸线圈额定电流的50%,电流启动电压保持“防跳”继电器的电流启动线圈的电压降应不大于额定电压的10%。其中第二条最容易被忽视,尤其在一些技改工程中。330-500k V变电所的控制电缆宜采用0.63/1k V级的绝缘水平。用于集成电路型、微机型保护的电流、电压和信号接点引入线,应采用屏蔽电缆,屏蔽层在开关场与控制室同时接地。作者认为与继电保护相关的通信系统的电缆和屏、柜也应可靠接地(如500k V线路保护的专用载波机与保护装置之间的连接电缆)。由于通信和继电保护属于不同的专业,这点在施工和竣工验收中很容易被忽略,应当引起足够的重视。

TV二次回路操作 篇8

电压互感器二次侧接有距离保护、高频保护、方向保护、低电压闭锁或复合电压闭锁装置、低频减负荷或低电压减负荷装置、自投装置、同期重合闸或无压重合闸、故障录波器等。一旦二次电压失去将可能引起这些保护和自动装置误动或拒动。生产中由于接线的原因与切换的需要,TV二次回路非常复杂,其接线影响到一次设备的操作顺序。

1 母线TV采用线路TV替代的TV二次回路操作

母线TV采用线路TV替代的内桥接线变电站一次接线如图1所示。内桥接线是110kV终端变电站常采用的一种接线方式,为了节约投资,减少占地面积,线路TV常代替其所在母线的母线TV采集电压数据,这将导致TV二次切换回路非常复杂;同时为避免二次回路失去交流电压值,操作中还有许多特殊之处。线路TV二次线圈示意图如图2所示。

QS、QSF、QF分别为隔离刀闸和开关的常开触点,与刀闸和开关的位置一致;F1是TV二次小开关,其常开辅助接点串接于接地刀闸QSE的闭锁回路;KX为线路带电闭锁继电器,为电压继电器,其常闭接点串接于QSE的闭锁回路。3QF为TV并列把手。

(1)线路地刀的操作。为实现对QSE的带电闭锁,防止带负荷装设接地线,内桥接线方式的QSE操作回路中串有F1的常开辅助接点、KX的常闭辅助接点、QSF的常开辅助触点,因此与常规安措先将TV解备不同,须在QSE合上后才能将线路TV解备,即拉开QSF刀闸。同时,拆除安措前须将线路TV恢备(包括一次与二次均恢备,即合二次小开关F1、合TV刀闸QSF)。

(2)线路(假设线路一)拆除安措,恢复备用,转入运行。送电前母联间隔运行,图3中,1(2)GWJ相当于传统母线TV二次回路中的TV刀闸位置重动继电器,只有其励磁时其常开接点才能将相应母线电压引至对应的电压小母线;YQJ为TV并列继电器,只有其励磁时2个TV才能实现并列;3QF间隔的QF、QS1、QS2(对应图1中的3QF、3QS1、3QS2)常开接点闭合,3QF打至Ⅰ、Ⅱ母TV并列运行位置,接点1、2接通,YQJ励磁,因此Ⅰ母的电压小母线引自2TV(如图4所示)。送电前,拆除线路安措时,为了操作地刀需先将线路TV恢备(此时需合上二次小开关F1);而在恢备时,须再将TV二次小开关断开,以防止可能出现的开关、刀闸一次与二次辅助触点动作不一致,二次先于一次并列,引起二次系统向一次系统反送电,待线路带电正常后再合上二次电压小开关,断开TV并列把手3QF。

(3)线路(假设线路一)停运,解除备用,做安措。该线路停电前,母联间隔运行,3QF打至Ⅰ、Ⅱ母TV并列运行位置,接点1、2接通,YQJ励磁,因此Ⅰ、Ⅱ母电压小母线并列运行。断开线路开关1QF前先断开TV二次小开关F1,以防止可能出现的开关、刀闸一次与二次辅助触点动作不一致,一次先于二次辅助接点断开,引起二次系统向一次系统反送电的情况。线路做安措前再将TV二次小开关F1送上,满足KX正常工作条件,接通线路地刀操作回路。

(4)备自投与TV并列。为了保证供电可靠性,内桥接线终端变电站装设了分段备自投装置。为了防止备自投动作后故障线路所在母线失去二次电压,造成变压器保护等误动,在备自投投入时应将TV并列把手3QF打至TV并列位置。

2 双母线接线方式的变电站TV二次回路操作

双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便的特点,是变电站中较常见的一种接线方式,其TV二次并列回路同内桥接线方式——将桥间隔更换为母联间隔,且I(2)GWJ由TV隔离开关的辅助常开接点启动。这里要讨论的有两点。

(1)倒母线操作。倒母线操作是双母线接线方式中较为常见和复杂的操作。母线侧隔离开关的操作方法有两种:方法一,合上一组备用母线隔离开关后就立刻拉开相应的母线隔离开关;方法二,合上全部备用母线隔离开关后再拉开全部运行的母线隔离开关。倒母线过程中,当一个间隔的2条母线隔离开关均在合位时,2条母线TV的二次回路通过刀闸辅助接点启动YQJ并列,如图5、图6所示。因此在倒母线时应注意:先并列2条母线TV的二次回路,以防线路YQJ接点容量及断流能力不足而烧毁其接点(线路的电压切换继电器接点容量较大且断流能力强时可忽略该操作);每个间隔倒母线结束时一定要确保隔离开关的辅助触点切换良好且切换继电器动作信号同时消失,以防二次接点粘连引起二次回路并列,造成一条母线停运后通过二次回路向一次侧反充电;由于倒母线过程中2条母线TV的二次回路会并列,因此在某条母线的TV二次回路故障时要禁止倒送母线,以防故障扩大波及正常运行母线的TV二次回路。

(2)当双母线中某条母线的TV不能加入运行但该条母线需要加入运行时,有2个问题需要讨论。①母线充电时的操作。在确定故障TV的二次小开关在断开位置(以避免一、二次回路动作不同期而造成二次向一次反送电)时,可先将TV二次并列把手打至并列位置,再合上母联开关。这样,即使TV二次并列继电器接点先于一次触头合闸,也不会引起TV反充电。②2条母线并列运行,一条母线没有TV时,应将TV并列把手打至并列位置,使2条母线采用同一条母线的TV。通常,采用这种运行方式时,当无TV母线上运行的间隔发生故障且该间隔断路器拒动时,失灵保护或主变带方向后备保护应在第一时限跳母联,而此时因TV正常的母线与故障系统隔离,该段母线与故障间隔联系不紧密,其电压正常,会造成失灵保护无法出口或复合电压闭锁不动作,从而使复压闭锁过流保护无法动作,因此应取下母联操作保险,保证母联不跳闸,以使其感应到故障电压。但通过分析TV二次并联回路可知,由于TV二次并联回路的TV并列继电器YQJ是由母联间隔两侧刀闸及母联开关的常开接点与TV二次并列把手串联启动的,因此当失灵保护或主变带方向后备保护动作,跳开母联开关时,其常开接点断开,造成YQJ失磁,无TV母线的二次电压采样值应为零,因此低电压条件满足,所以不需取下操作保险也可以使保护正确动作。而如果取下母联操作保险会造成事故扩大。

(3)TV停、送电的操作。TV停电时应先操作二次回路后操作一次回路,送电时与此相反。TV停电时,如果先停一次回路再停二次回路,虽然TV二次回路中串接有TV一次隔离刀闸的常开辅助接点,但是在TV一次隔离开关拉开时,一次与二次回路动作的不一致可能造成一次先于二次断开,从而引起二次向一次反充电,烧毁TV二次保险;送电时同停电。

3 结束语

电力系统一次接线方式影响二次回路,而二次回路的结构又反过来影响电力系统的倒闸操作,因此要深入了解电力系统的倒闸操作,就必须结合一、二次系统来分析。只有深入理解倒闸操作,在事故及异常处理等紧急时刻才能正确操作,将电网损失降到最小。

摘要：分析TV二次回路结构与操作顺序,指出需结合一、二次系统来分析倒闸操作。

二次回路设计 篇9

在综合自动化变电站中, 断路器控制回路作为控制器, 是自动化系统中十分重要的环节, 是连接一、二次设备的桥梁, 是实现弱电控制强电的关键。控制回路中央信号是运行人员处理断路器控制回路故障的重要依据; 数据的正确性、准确性十分重要。由于设计、安装、接线等原因, 在某些场合下, 控制回路发信与正常逻辑不一致, 需要运行人员加以区分, 防止误判断。

1断路器控制回路原理

本文以110 k V母联110断路器为例, 在SF6断路器, 弹簧操作机构的前提下分析一般非数字化变电站的断路器控制回路的二次接线情况。

1. 1合闸回路

手动合闸时, 合闸启动回路瞬时接通, 通过自保持继电器HBJ、防跳及外部闭锁常闭触点后, 进入操作机构, 经远/ 近控切换开关S04、机构防跳触点K3、SF6继电器触点4YJJ ( 压力正常时继电器不励磁) 、储能继电器触点K13、断路器位置辅助触点BG, 使合闸线圈Y2励磁, 合闸弹簧释放能量, 使断路器合闸, 如图1所示。

合闸回路监视主要由跳位继电器TWJ和合闸回路操作机构接线部分组成。

电源监视继电器1JJ用于监视控制回路电源。

1. 2跳闸回路

手动跳闸或保护跳闸时, 跳闸启动回路瞬时接通, 通过外部闭锁分闸触点后, 进入操作机构, 经远/近控切换开关S04、 SF6继电器触点4YJJ ( 压力正常时继电器不励磁) 、断路器位置辅助触点BG, 使分闸线圈Y1励磁, 分闸弹簧释放能量, 使断路器分闸, 如图2所示。

分闸回路监视主要由合位继电器HWJ和分闸回路操作机构接线部分组成。

1. 3 “控制回路断线”信号回路

根据综合自动化变电站信号接线方式, 一般在信号回路短接信号出口, 仅发信“控制回路断线”, 如图3所示。

引起“控制回路断线”发信的因素: 1电源监视继电器1JJ失磁。2跳位继电器TWJ失磁。3合位继电器HWJ失磁。

1. 4SF6压力监视回路及其信号回路

由于使用的是SF6断路器, 预留的3组继电器1YJJ、2YJJ、 3YJJ无必要使用, 一般在压力监视回路短接端子使1YJJ、2YJJ、 3YJJ作用变为电源监视; 在信号回路短接信号出口, 仅发信 “SF6压力低闭锁”, 如图4、图5所示。

引起“SF6压力低闭锁”发信因素: SF6压力继电器4YJJ励磁; 继电器1YJJ、2YJJ、3YJJ失磁。

2断路器合闸时发信情况

110 k V母联110断路器在合闸操作时, 监控机信号如下: 1110 k V母联110断路器遥控合闸。2110 k V母联110断路器弹簧未储能。3110 k V母联110断路器控制回路断线。 4110 k V母联110断路器合位。5110 k V母联110断路器弹簧未储能复归。6110 k V母联110断路器控制回路断线复归。 根据以上信号, 结合合闸回路、信号回路可发现: 在合闸弹簧释放完能量开始重新储能到储能完成过程中, 储能继电器触点K13打开, 跳位继电器TWJ失磁, “控制回路断线”发信。

储能时间一般为15 s ( 实际参见相应断路器说明书) , 在合闸弹簧储能完成后, 储能继电器K13重新励磁, 跳位继电器TWJ励磁, “控制回路断线”发信复归。

3断路器操作电源掉电时发信情况

110 k V母联110断路器在操作电源掉电时, 监控机信号如下: 1110 k V母联110断路器控制回路断线。2110 k V母联110断路器SF6压力低闭锁分合闸。

根据以上信号, 结合相关信号回路可发现: 在断路器操作电源掉电后, 电源监视继电器1JJ、跳位继电器TWJ、位继电器HWJ均失磁, “控制回路断线”发信。此外, 由于SF6压力监视回路中继电器1YJJ、2YJJ、3YJJ失磁, 使得“SF6压力低闭锁” 发信。

4运行操作注意事项

结合前面讲述, 在运行操作中必须对断路器控制回路发信的各种情况区别对待, 应注意以下几点。

1) “弹簧未储能”和“控制回路断线”同时发信时, 正常情况下, 完成储能后, 两个信号均应返回。若等待1 min甚至更长时间信号未返回, 应首先判断为合闸弹簧无法储能引起的, 检查断路器操作机构。

2) “SF6压力低闭锁”和“控制回路断线”同时发信时, 有SF6压力低和控制回路断线引起两种可能性, 不能单纯判断为SF6压力低。

这一技术缺陷可在“SF6压力低闭锁”信号回路接线时, 不短接相关端子消除。

3) 在倒母线操作时, 合上母联断路器控制电源后, 应及时检查“控制回路断线”、“SF6压力低闭锁”信号是否复归, 确保断路器控制回路、SF6压力是正常的。

5结语

断路器控制回路及其信号回路归口责任管理, 包括开关班、继电保护班、自动化班, 而运行维护归口运行班组, 欠缺管理和知识连贯性。本文旨在综合断路器控制回路及其信号回路各方数据后, 展示完整二次接线逻辑, 为运行人员分析断路器控制回路故障提供帮助。更希望通过这种综合数据方式, 为整体掌握变电站设备运行情况提供一种有效方法。

参考文献

[1]熊启新, 汪旭峰, 彭淑明, 等.变电站二次回路识图与分析[M].北京:中国电力出版社, 2010.

[2]郑新才, 陈国永.220k V变电站典型二次回路详解[M].北京:中国电力出版社, 2011.

[3]张群辉.断路器控制回路断线浅析[J].电气开关, 2014 (3) :3-7.

[4]程诗, 李思逸.浅析断路器控制回路断线处理[J].油田、矿山、电力设备管理与技术, 2013 (23) :166.

水电站二次回路探讨 篇10

发电机、变压器、断路器等发、变电设备, 电力部门习惯称为电气一次装置, 它一般是由高压或强电设备组成的。对一次装置进行监视、控制和保护的装置, 习惯上称为电气二次装置, 它一般是由低压或弱电设备组成的。在水电站里二次装置不仅是对一次设备, 而且还包括对水力机械设备、水工设施及其它机械设备等进行监视、控制和保护的装置。可以这样说, 水电站的二次装置是对整个水电站进行控制、保护和监视的装置。水电站的二次装置及其组成的系统, 即为二次回路。

2 水电站二次回路的内容

2.1 自动装置和控制系统

它包括机组和公用设备部分, 以及变电和配电系统部分的控制和自动操作。水电站按自动化程度不同, 分为下面四种类型:

1) 分散控制手动操作的水电站。

这类电站控制系统的各个分部操作, 大多由人来完成, 例如通过手轮、控制开关, 也可以通过电气器具来操作。如开、停机操作, 它通常分成很多顺序, 每个顺序都由人手动或通过按钮电动操作来完成。

2) 中控室集中控制的自动化水电站。

水电站的主要控制由中控室值班人员操作组态软件来进行, 在程序执行过程中不需要工作人员参与。例如开机操作, 在中控室点击一下开机指令, 它便可以按顺序完成下面的任务:开启蝶阀, 开启冷却水, 驱动转速调整机构, 驱动开度限制机构至空载位置, 导水叶开至空载开度, 机组转动转速到达95%额定转速时启动励磁装置, 自动同期装置通过比较发电机电压和网上电压等来确定是否做发电机出口断路器合闸动作, 合闸后开度限制机构打至全开, 机组可以带负荷。

3) 远方操作的水电站。

水电站的操作命令是由电站范围外的远方发出的, 电站的信号和运行参数也能及时反应到远方操作的地方。传送信息要设专用的通道。这类电站只留很少的值班人员, 他们主要负责维护设备的工作。

4) 具有自动操作器的水电站。

这类电站的操作靠自动装置来自动进行, 一般不需工作人员参与。例如水电站按上游流量变化或给定的负荷曲线, 自动开、停机或调整负荷等。在调度端值班人员也可以参与操作。

2.2 继电保护装置

水电站继电保护的主要功能即是水电站电气设备发生短路事故, 断路器应及时将它从电网中切除, 否则将会烧毁设备和危及电网运行安全;电气设备出现危险的不正常情况, 应及时发出信号通知值班人员, 以采取对策。它是由各种功能的继电器组成的装置, 所以称为继电保护装置。在20世纪开始建立发电厂时, 保护是由熔断器来实现的, 熔断器串接在被保护的电路内, 当电路发生短路或过载时, 电流过大, 熔件发热后自动熔断, 从而起到了避免由于过载或短路对设备的危害。这样一个简单的熔断器, 起到了感应和执行两大技能。后来出现的自动空气开关亦有相似的功用, 它们都属于一次设备的范畴。随着电站容量的增大, 电网结线的复杂, 以及短路电流的加大, 要求保护有更高的速动性、灵敏度和可靠性, 以及很好的选择性, 熔断器和自动空气开关不能满足这些要求, 因此继电保护装置得到很大的发展。继电保护装置采集二次电压和电流等, 并对采集的参数进行判断分析后做出是否分段断路器的指令, 执行的机能就由断路器和其它回路代替了。

2.3 直流系统

自动装置和控制系统以及继电保护装置等是保证电站主电源安全可靠工作的装置。供给这些装置的工作电源, 一般不应取自主电源, 而应另设独立电源, 独立电源通常是蓄电池组, 因此控制保护的工作电源系统, 称为直流系统。直流输出通常分为控制电源和合闸电源两种。

水电站通常采用从主电源取得电源, 经过整流, 加一些措施后作为电站的工作电源, 或设其它独立电源, 在这方面目前应用较多, 经济效益也较大。整流电源怎样能更好地满足小型水电站的要求, 是水电二次设计的一项重要任务。

2.4 测量仪表装置

为了可靠经济的运行, 水电站必须装设相应的仪表来反映有关的量, 以便值班人员进行监视。为了测量高压回路的参数, 还需装设相应的电流互感器和电压互感器。

2.5 信号系统

水电站的信号系统是反映设备运行状态、发出事故和故障信号的系统。事故和故障信号可以做成重复动作冲击复归的, 也可不重复;动作和不冲击复归的。

2.6 通信系统

电站为了生产调度和进行行政联系工作, 需要装设通信设备, 尤其接入系统或和几个电站联合运行的小水电站, 要求统一的调度和管理, 及时地传送信息, 因此通信设备是小水电不可缺少的组成部分。

2.7 升船机和船闸的控制及拖动装置

船只过坝一般用升船机或者船闸, 升船机形式很多, 各种形式的升船机对控制和拖动的要求也不同。关于升船机和船闸的控制及拖动的内容较多, 本文限于篇幅不作叙述, 设计者可参阅电力拖动的有关书籍和资料。

2.8 水工设施的控制和监视系统

水工建筑设施控制的对象主要有:大坝溢洪门、底孔和冲刷闸门、压力前池闸门、水轮机进水口快速闸门等。大坝溢洪门、底孔和冲刷闸门, 它们操作的机会较少, 一般是就地操作。也有装设根据上游水位按程序自动开启或关闭溢洪闸门的装置。但是闸门操作受自然的因素影响较大, 又事关重要, 所以为慎重起见, 一般都是身临现场就地操作。进水口快速门, 主要用来保护机组防止飞逸用的, 它由保护启动而自动关闭。压力前池闸门如要求保护压力水管, 则应由保护启动使其自动关闭。

参考文献