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 id8468 2018-02-11

一、电流回路

1、标号规则

继电保护的常用二次回路简析

电流流入装置的顺序:流入第一个装置为 1,流出后进入下一个装置为2,依次类推。

编号:一般110kV的 CT有5组绕组,3组保护用,1组测量,1组计量;3组保护绕组分别供线路保护、母差保护、录波器使用。

相别:A、B、C、N,N 为接地端。

比较特殊的电流回路:

220KV 母差:A320、B320、C320、N320;

110KV 母差:A310、B310、C310、N310;

2、电流二次回路

继电保护的常用二次回路简析

二、电压回路

1、标号规则

继电保护的常用二次回路简析

电压等级:本变电站一次电压等级,由罗马数值表示,高压侧Ⅰ,中压侧Ⅱ,低压侧Ⅲ,零序电压不标。

PT 所在位置:PT在 I 母或者母线 I段上,保护用标630B,测量用标 630,计度用标 630J ,PT在 II母或者母线 II 段上,则分别标 640B,640与 640J。

相别:A、B、C 为三相电压,L为零序电压。

线路电压编号A609。

电压回路接地端都统一编号 N600,但是开口三角形接地端编 N600’或者 N600△以示区别。

传统的同期回路需要引入母线开口三角形电压回路的100V抽头用来与线路电压做同期比较,该抽头编号Sa630 。

2、电压二次回路

继电保护的常用二次回路简析

(1)为了保证 PT 二次回路在末端发生短路时也能迅速将故障切除,采用了快速动作自动开关 ZK替代保险。

(2)采用了 PT 刀闸辅助接点 G 来切换电压。当 PT 停用时 G 打开,自动断开电压回路,防止PT停用时由二次侧向一次侧反馈电压造成人身和设备事故,N600 不经过ZK和 G切换,是为了 N600 有永久接地点,防止 PT 运行时因为 ZK 或者 G 接触不良,PT 二次侧失去接地点。

(3)1JB 是击穿保险,击穿保险实际上是一个放电间隙,正常时不放电,当加在其上的电压超过一定数值后,放电间隙被击穿而接地,起到保护接地的作用,这样万一中性点接地不良,高电压侵入二次回路也有保护接地点。

(4)传统回路中,为了防止在三相断线时断线闭锁装置因为无电源拒绝动作,必须在其中一相上并联一个电容器 C,在三相断线时候电容器放电,供给断线装置一个不对称的电源。

(5)因母线 PT 是接在同一母线上所有元件公用的,为了减少电缆联系,设计了电压小母线1YMa,1YMb,1YMc,YMN(前面数值“1”代表 I 母 PT。)PT 的中性点接地 JD 选在主控制室小母线引入处。

(6)在 220KV 变电站,PT二次电压回路并不是直接由刀闸辅助接点G 来切换,而是由 G 去启动一个中间继电器,通过这个中间继电器的常开接点来同时切换三相电压,该中间继电器起重动作用,装设在主控制室的辅助继电器屏上。

三、零序电压回路

母线零序电压按照开口三角形方式接线,采用单相额定二次电压 100V 绕组。

继电保护的常用二次回路简析

(1)开口三角形是按照绕组相反的极性端由 C相到A相依次头尾相连。

(2)零序电压 L630 不经过快速动作开关 ZK,因为正常运行时U0无电压,此时若 ZK断开不能及时发觉,一旦电网发生事故时保护就无法正确动作。

(3)零序电压尾端N600△按照《反措》要求应与星形的 N600分开,各自引入主控制室的同一小母线 YMn,同样,放电间隙也应该分开,用 2JB。

(4) 同期抽头Sa630的电压为-Ua, 即-100V, 经过ZK和 G切换后引入小母线SaYm。

在下图中,电网 D 点发生不对称故障,故障点 D 出现零序电动势E0,零序电流 I0从线路流向母线,母线零序电压 U0却是规定由母线指向系统,所以必须将零序电压按照相反方向接线才能使零序功率方向是由母线指向系统。 这是传统接线方式, 在保护实现微机化后,零序电压由保护计算三相电压矢量和来自产, 不再采用母线零序绕组, 这样接线是为了备用。

继电保护的常用二次回路简析

四、线路电压的接法

继电保护的常用二次回路简析

(1)线路 PT一般安装在线路的 A相。

(2)线路电压的 ZK装在各自的端子箱。

(3)线路电压采用反极性接法,U x=-100V,与零序电压的抽头Usa比较进行同期合闸。

(4)线路电压的尾端 N600 在保护屏的端子上通过短接线与小母线的下引线 YMn 端子相连。

现在保护一般需要 A、B、C 三相与 Sa 电压的切换。

切记注意 N600不经过该切换,是因为万一该切换接点接触不良,将使保护内部电压回路失去接地点,而保护内部相电压也会不正确。

继电保护的常用二次回路简析

BK是电压并列把手开关,电压并列是指双母线其中一条母线的PT 退出运行,但是该母线仍然在运行中,将另外一条母线上的 PT 二次电压自动切换到停运 PT 的电压小母线上。二次电压要并列,必须要求两条母线的一次电压是同期电压,因此引入母联的刀闸和开关的辅助接点。同时,即便两条母线同期但分列运行,如果II 母采用了 I母的电压,当连接在II 母上的线路有故障时,I母电压却无变化,这样 II母线路的保护就可能拒动。所以只有母联开关在运行时候才允许二次电压并列。

五、操作回路

继电保护的常用二次回路简析

其中:HBJI 合闸保持继电器,电流线圈启动

TBJI 跳闸保持继电器,电流线圈启动

TBJV 跳闸保持继电器,电压线圈保持

KK 手动跳合闸把手开关

DL1 断路器辅助常开接点

DL2 断路器辅助常闭接点

LD 绿灯,表示分闸状态

HD 红灯,表示合闸状态

TWJ 跳闸位置继电器

HWJ 合闸位置继电器

(1)当开关运行时,DL1 断开,DL2 闭合。HD,HWJ,TBJI 线圈,TQ 构成回路,HD 亮,HWJ动作,但是由于各个线圈有较大阻值,使得 TQ 上分的电压不至于让其动作,保护调闸出口时,TJ,TYJ,TBJI 线圈,TQ 直接勾通,TQ 上分到较大电压而动作,同时TBJI接点动作自保持TBJI线圈一直将断路器断开才返回(即DL2 断开)。

(2)合闸回路原理与跳闸回路回路相同。

(3)在合闸线圈上并联了 TBJV 线圈回路,这个回路是为了防止在跳闸过程中又有合闸命令而损坏机构。例如合闸后合闸接点 HJ或者KK 的 5,8 粘连,开关在跳闸过程中TBJI闭合,HJ,TBJV 线圈,TBJI 勾通,TBJV 动作时TBJV 线圈自保持,相当于将合圈短接了(同时 TBJV 闭接点断开,合闸线圈被隔离)。这个回路叫防跳回路,防止开关跳跃的意思,

(4)KKJ 是合后继电器,通过 D1、D2 两个二极管的单相导通性能来保证只有手动合闸才能让其动作,手动跳闸才能让其复归,KKJ是磁保持继电器,动作后不自动返回,KKJ又称手合继电器,其接点可以用于“备自投”、“重合闸”,“不对应”等。

(5)HYJ与 TYJ是合闸和跳闸压力继电器,接入断路器机构的气压接点,在以 SF6为灭弧绝缘介质的开关中,如果 SF6气体有泄露,则当气体压力降至危及灭弧时该接点 J1 和J2 导通,将操作回路断开,禁止操作。这里应该注意是当气压低闭锁电气操作时候,不应该在现场用机械方式打跳开关,气压低闭锁是因为气压已不能灭弧,此时任何将开关断开的方法性质是一样的,容易让灭弧室炸裂,正确的方法是先把该断路器的负荷去掉之后,再手动打跳开关。

(6)位置继电器 HWJ,TWJ的作用有两个,一是显示当前开关位置,二是监视跳、合线圈,例如,在运行时,只有TQ 完好,TWJ 才动作。

前面讲了,在开关运行时,TQ 上有分压,在开关断开时,HQ 上有电压。若跳、合圈的动作电压低于所分到的电压开关会误动。根据规定,线圈电压应为直流全电压的 30%—65%,即 66V—143V。这就是跳、合闸实验。

切记,防跳回路只能有一个,一般是采用操作箱的防跳回路,如果开关机构带有防跳回路应拆除。

五、控制断线回路

操作回路最重要的也是最常见的故障信号是“控制回路断线” ,控制回路断线原理如图:

继电保护的常用二次回路简析

当 HWJ 与 TWJ 都不动作时发“控制回路断线” ,控制回路断线故障原因一般有:

(1)控制保险损坏;

(2)开关断开状态下未储能;

(3)气压低机构内部气压接点断开操作回路;

(4)跳、合线圈有烧坏;

(5)断路器辅助接点接触不良;

(6)电缆芯37 或7(7’)接线不稳固;

(7)TWJ 或HWJ线圈被烧坏等。

六、母差保护上线路刀闸位置信号回路

(1)母差保护需要判断该间隔运行在哪段母线上,一般采用该间隔的刀闸位置继电器。

继电保护的常用二次回路简析

(2)失灵保护

在 220KV 线路等保护中,还专门装设有失灵保护,失灵保护最核心的功能是提供一组过流动作接点。在间隔发生故障时候本保护跳闸出口接点TJ2 动作,故障电流同时使失灵保护的 LJ也动作,这样失灵启动母差。若本保护在母差动作之前把故障切除,则 TJ、LJ 都返回,母差复归,否则,母差保护将延时出口对应该间隔的母差跳闸接点对其跟跳。若跟跳后该故障还存在,则母差上所有间隔的出口接点全部动作(有些母差保护没有跟跳功能)。

在 220KV 系统中,由于是分相操作,分别提供三相接点,使用时应将三相接点并联。

继电保护的常用二次回路简析

(3)不一致保护

在有些失灵保护中还提供了不一致保护功能,不一致又叫非全相, 反应在断路器处于单相或两相运行的情况下是否要把运行相跳开。如下图:

继电保护的常用二次回路简析

只要断路器三相不全在跳闸位置或者合闸位置,非全相保护都要启动,经定值整定是否跳闸。

七、控制回路名词解释

⑴综合重合闸

220KV 断路器属于分相操作机构,因此重合闸就分停用、单相重合闸,三相重合闸和综合重合闸四种方式,由装设在保护屏的重合闸把手开关人工切换。这四种方式的动作特征如下:

①单重:单相故障单跳单重,多相故障三跳不重。

②三重:任何故障都三跳三重。

③综重:单相故障单跳单重,多相故障三跳三重。

④停用:单相故障单跳不重,多相故障三跳不重。

重合闸的检定方式:检无压;检同期;不检定;检无压,有压自动转检同期。

⑵断路器位置信号

分相操作机构断路器必须三相都合上才能算是处于合闸位置, 只要有一相断路器跳开就属于分闸状态,因此 HWJ 是串联,TWJ 是并联方式来发信号。

继电保护的常用二次回路简析

⑶复合电压

复合电压是指不对称故障时的负序电压和三相故障时的低电压。在运行中,若负序电压大于整定值或低电压低于整定值,复压元件 UB启动。复合电压主要用于主变的后备保护。

目前,变压器的复压一般都是取得三侧,就是说,任何一侧复合电压动作,复压闭锁就开放,因此,当我们有一侧的PT停止运行时,要退出该侧复压元件,以避免复压闭锁元件失效。

⑷同期回路

注意,这里的同期合闸与保护的同期重合闸是不相同的,前者受人为控制,本质上是手动合闸,后者是保护的自动重合闸。

一般的同期需要满足三个条件:

①电压相等;②频率相等;③相角相同即同步。

同期定值整定一般为【电压:10%;频率:0.5Hz;相角:30°】

目前新型的微机保护的同期重合闸中,使用了很巧妙的办法:只记忆跳闸前线路电压 A609 和母线电压 A630 的相角差, 再与重合闸时两电压的相角差做比较,这就是所说的自适应。

作通道试验时两侧的收发讯机工作情况可以用下图表示。

继电保护的常用二次回路简析

M侧先按下试验按钮,M侧收发讯机发讯200 ms 后停止,N 侧收发讯机收到讯后立刻被M侧远方起讯而发讯 10s,M侧停讯 5s 后再重新发讯 10s。

收发讯机发出的高频讯号电平40dB,这40dB 分以下几个部分:

①对侧收发讯机远方启动所需要的最小灵敏启动电平4 dB。

②收发讯机不确定动作电平6 dB。

③收发讯机正常工作所需要的最小工作电平 9 dB。

④线路传输允许的最大衰耗21 dB。

这里的最小工作电平 9 dB 即通常说的 1 奈倍(NB)(1NB≈8.686 dB) 。两侧通道联调时,本侧收讯回路收到的电平不能小于9dB,最好也不能超过 18 dB,收到电平过大,也不利于收发讯机装置的工作。

收到电平过大,可以人为投入衰耗,在收发讯机上有跳线设计,按照说明书上每个跳线的衰耗根据需要投入。

这里本侧收讯回路收到的电平,并不是是指装置背后端子处的电平,而是指高频波进入装置内部经人为衰耗之后的电平。

电平与频率的概念是不一样的。频率表示高频波振荡周期的快慢,电平是指高频波振荡能量的大小,所以高频波只衰耗电平不改变频率。

⑸3dB告警:

测试到本侧收到对侧高频波电平值后就需要在收发讯机上整定好该电平值, 这是正常时候收讯应该达到的电平,如果今后通道实验时收到的电平比整定值低 3dB,装置发“3dB告警”信号。

3dB 告警是一个很重要的概念,它不是指收到的电平小于 3dB,而是指收到的电平比正常电平要少3个dB以上。此时就应该检查高频通道,找出衰耗增大的原因。

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