有关保护间二次回路连接

1、有关保护间二次回路连接 第四篇 电气二次回路 第十六章 有关保护间的二次回路连接 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（1） 在电网中，220kV及以上联络线保护、 220kV及以上微机型主变压器保护、以及 大型发变组保护均采用双重化配置，即 每个设备安装两套功能完备的主保护与 后备保护。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（2） 保护装置双重化的前提是高性能的微机保护得 到大量应用，使一套微机保护中集成了全部的 主保护与后备保护功能，使二次回路接线得以 大大简化。双重化配置的两套保护可以采用不 同厂家或不同原理的设备，在原理及

2、性能形成 互补，对可靠切除故障有利。在运行中如其中 一套发生故障或因故退出，一次设备仍可以由 另一套保护装置继续维持运行，提高了电网的 可靠性。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（3） 保护双重化后，二次回路的连接需要作相应的 配置。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（4） 一、线路保护一、线路保护 对电流回路，为保证两套保护的相对独立，应 该接入电流互感器的两个次级。对于电压回路， 不同的电压等级及不同的主接线有所不同，在 双母线等主接线的220kV保护上，由于电压需 要进行正、副母切换，双重化后电压回路的接 线过于复杂

3、，加上现在该电压等级及一下的电 压互感器一般未配置两个主次级，所以现在 220kV及一下的保护还是用同一组电压互感器 次级。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（4） 从这一点上讲，该保护还不是真正意义上的双 重化。330kV及以上电压等级的系统，常采用 3/2断路器的主接线，保护用接在线路则的电压 互感器，一组电压互感器只供本单元及与本单 元有关的设备使用，没有电压联络与正、副母 切换问题，而且这一电压等级的电网更为主要， 对保护装置的可靠性要求更高，一般都有两个 主次级线圈，每套分别接一个次级，即电压的 二次回路也是双重化的。 图161 双套保护公用一个电

4、压互感器次级的接线图 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（5） 保护跳闸回路，如果使用的是双跳圈的断路器， 则应该将两个跳闸回路完全独立，分别使用单 独的控制电源，每套保护可以通过操作相分别 跳两个跳圈，为简化接线，在正常运行时如没 有单套保护的运行方式，也可以每套保护分别 跳一个跳圈。当断路器为单跳圈时，则两套保 护通过操作箱共同经该跳圈去跳断路器，但是 每套保护有独立的压板，可以单独投退，这时 每套保护的电源是独立的，单断路器的控制电 源则公用一组。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（6） 3/2接线的开关保护一般是按断

5、路器配置的，每 个断路器只有一套。220kV及以下系统的断路 器保护（如重合闸）一般按保护配置，两套保 护装置就配有两套重合闸。在现场运行中，为 防止断路器出现多次重合，一般只投入一套重 合闸的合闸压板，而将另一套停用。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（7） 变电所的旁路断路器是用来供其它断路器检修、 故障退出代路或做新设备起动时调整特殊方式 的，平时运行在对旁路母线充电状态，为了简 化接线、节约投资，旁路断路器一般只配置一 套的没有收发讯机或光电接口设备的主保护及 完备的后备保护。在代出线断路器时，一般将 一套保护的收发讯机或光电接口切至旁路保护， 对侧

6、的一套保护停用。见图162。 图162 高频保护在旁路代线路时的切换 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（8） 二、主变与发变组保护二、主变与发变组保护 只设一套主保护与后备保护时，主变、发变组 保护是由多套不同保护功能的保护装置来组成 的，双重化的保护则将相对完备的主保护与后 备保护功能集中在一套装置中。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（9） 主变及发变组保护的电压回路、跳闸回路的接 线方式与线路保护接入方式一样，由于主变与 发变组有差动保护，在旁路断路器代路时，旁 路的保护无法满足主变与发变组保护的要求， 一般停用或只

7、作为后备保护，这时需要将旁路 的电流二次回路切入主变或发变组保护，以满 足其保护范围及功能的要求。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（10） 在主保护、后备保护使用相对独立装置时，常 常主保护与后备保护分别接一组电流互感器的 次级，一般为差动保护接独立电流互感器，后 备保护接主变压器套管电流互感器的次级，在 双母带旁路主接线方式下，旁路开关代主变压 器开关时，差动保护的电流回路进行相应切换， 后备保护的电流回路不用切换。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（11） 如图163为220kV主变保护接入各则电流互感 器位置图。其

8、中差动保护的保护范围包括主变 独立电流互感器至套管的引线，当旁代时则包 括旁路母线。 图163 主变保护电流互感器二次线圈配置图 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（12） 保护双重化后一般将第一套保护接原差动保护 电流互感器次级，即独立电流互感器，旁代时 需切换；第二套保护接原后备保护电流互感器 次级，即套管电流互感器，旁代时不需要切换， 但对降压变的高压侧来说，无论是差动保护还 是该侧的后备保护，其保护范围不包括开关电 流互感器到变压器套管的引线，对低压侧来说， 应其后备保护的保护范围指向非电源侧，所以 引线故障将由后备保护切除。两套保护电流接 入的具体位

9、置如图163括内所表示的名称。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（13） 在独立电流互感器次级足够时，可以将第二保 护也接入独立电流互感器，旁代时切套管电流 互感器，这样可以确保正常运行时两套保护均 有足够的保护范围，当第一保护因故退出时， 不至于因第二套保护存在死区而影响主变的正 常运行。但现场进行电流二次回路的切换较麻 烦，因操作不当引起差动保护误动的情况时有 发生，所以在保护方式满足要求时，不建议过 多进行电流回路的切换。 有关保护间二次回路连接 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（14） 为了避免电流回路的切换，也可以两套保护均 使用套管电

10、流互感器，在降压变的高压侧增设 简单电流保护，接独立电流互感器作为引线的 保护，当旁代时停用该保护，起用旁路保护作 引线及旁路母线的保护，这样保护配置较复杂， 该电流保护与旁路保护整定时要考虑励磁涌流 的影响。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（1） 保护装置动作以后都要经专门的跳闸回路去对 断路器进行跳闸，为了提高跳闸回路的可靠性， 在回路设计、调试及运行操作中，对跳闸回路 有一些具体的要求。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（2） 1）用于跳闸的继电器为防止其线圈回路断线， 电压为220V的直流中间继电器线圈线径不宜小 于。如线径小于时，其线

11、圈须密封处理。当采 用110V中间继电器串联电阻方式时，串联电阻 的一端应接于电源的负极。串联防跳继电器的 电压保持线圈回路的保持触点也应接到负极， 防止因电蚀使线圈断线。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（3） 2）各种保护的跳闸出口继电器和控制回路的 跳闸继电器的起动电压不宜低于直流额定电压 的50，以防止继电器线圈正极接地时，因直 流系统过大的对地电容放电引起误动作。但也 不应高于直流额定电压的65，以保证满足直 流电源降低时的可靠动作和正常情下的快速动 作的要求。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（4） 2）保护对于动作功率较大的中间继电

12、器（动 作功率大于5W），因快速动作的要求，允许动 作电压略低于额定电压的50，但此时必须采 取措施保证继电器的线圈正极回路有足够的绝 缘强度，杜绝可能发生的接地故障。如果提高 起动电压还不能满足防止误动作的要求，可以 考虑在继电器的线圈两端并联适当的电阻、增 加动作功率以作补充。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（5） 3）当有一组保护去端子几组断路器跳闸的情 况下，例如，母线保护、断路器失灵保护、变 压器差动保护、3/2断路器接线、双断路器接 线、角型接线的主保护等等，保护装置应由专 用的熔断器供电。而每一组熔断器的控制回路 也由专用熔断器供电。不允许将保护与断路器

13、 的控制回路合用熔断器或几组断路器的控制回 路合用熔断器。在配有双重化主保护的线路、 变压器、母线等，每一套主保护应由专用的熔 断器供电。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（6） 3）后备保护的直流回路可单独设熔断器，也 可将后备保护适当的分配到两套主保护的直流 供电回路中。在主设备只要一套主保护和一套 后备保护的情况下，主保护和后备保护应分别 由不同的熔断器供电，以防止保护回路的熔断 器熔断时，主设备失去保护。保护跳闸信号有 空接点送断路器控制回路。有两组跳闸线圈的 断路器，每一跳闸线圈的控制回路应由专用的 熔断器供电。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护

14、的跳闸回路（7） 4）在由一组熔断器供电给几组保护的情况下， 在保护屏的接线上应对每一组不（包括跳闸出 口继电器线圈回路），由端子排上单独引正负 电源。不允许一组电流保护的任一直流回路， 包括跳闸继电器，接到另一组独立保护的直流 回路。当一组独立保护的直流回路需延伸到另 一保护屏上时，延伸部分的直流电源也来自同 一端子排。这样接线可以作到，只要在端子排 上将某一部分的直流电源断开，该组保护就能 真正作到断开直流。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（8） 5）在查找直流接地需要断开保护直流电源时， 应首先断开保护的出口压板，再断开保护的直 流电源。需恢复时，应首先恢复直流

15、电源，在 接通保护出口压板。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（9） 6）除公用综合重合闸的出口跳闸回路外，其 它直接控制跳闸线圈的出口继电器触点，其跳 闸压板应装在跳闸线圈与出口继电器的触点之 间。经由共用重合闸的选项元件的220kV线路 的各套保护回路的跳闸压板，应分别经切换压 板接到各自起动重合闸的选相跳闸回路不重合 的端子上。综合重合闸中三相电流速断共用跳 闸压板，但应在各分相回路中串入隔离二极管。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（10） 3跳闸压板的开口端应装在上方，接到断路器 的跳闸回路，压板在落下时不应和相邻板相碰。 关于压板的接

16、入点及间距要求见图164。 穿过保护屏的压板导杆必须有绝缘套，防止压 板接地。 图164跳闸回路有关压板的连接图 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（11） 7）在变压器、电抗器瓦斯保护的动作不应经 微机保护等处理后再跳闸，而应直接跳闸或经 中间继电器重动后直接跳闸。因瓦斯继电器触 点至中间继电器间的连接电量很长，电缆的电 容值大，为避免电源正极接地引起误动作，应 采取动作功率较大的延时返回中间继电器，不 引起快速动作。瓦斯继电器应有独立的投退压 板，与差动保护能分别投退。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（12） 8）端子排宜布置在屏柜的两侧。端

17、子排中跳 （合）引出端子与正电源间应至少隔开一个空 端子。强电回路与弱电回路之间、交流回路与 直流回路之间、各套独立保护的交直流回路之 间都应用空端子隔开。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（13） 9）断路器跳（合）闸回路的控制电缆截面选 择，要注意校验包括各串联保持线圈、控制电 缆在内的电压降。在跳（合）闸回路操作时， 控制母线至跳（合）闸线圈的总电压降不应超 过额定电压的10。断路器的跳闸线圈、继电 保护按双重化设置时，两系统的电缆回路、电 压回路、直流电源、控制回路的电缆也应分开， 而不应合用一根多芯电缆。 有关保护间二次回路连接 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回

18、路（14） 9）为满足电源降要求，需增大电缆截面时， 首先应选择大截面的控制电缆。一般不采用多 芯并联的方式。当采用多芯并联时，要采取有 效措施防止并联中的部分电缆芯断开。 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（1） 失灵保护的作用：在电力系统发生故障时，相 应的保护装置将动作跳开断路器，如果该断路 器因故不能跳闸，故障将不能切除，这时将有 远后备保护来切除故障，但远后备保护的动作 时间较长，这对系统的安全稳定运行带来不利 影响。所以在220kV及以上系统中配置失灵保 护在断路器拒动时快速切除故障。 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（

19、2） 失灵保护的起动回路一般对于断路器设置，当 具备起动条件时经延时通过母差保护的出口回 路跳闸。图165是常规接线的双母线接线的 断路器失灵保护起动回路图，其中虚线框内为 各线路保护装置提供的起动回路。 图165 失灵起动回路接线图 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（3） LJA、LJB、LJC是鉴定是否有故障电流的电流继 电器接点，一般按对系统最小故障电流有灵敏 度整定，当系统故障未切除时，该继电器处于 动作状态。TJA、TJB、TJC为该线路的分相跳闸 继电器，TJQ、TJR为三相跳闸继电器。 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回

20、路（4） 从图中可以看出，当保护发出跳闸信号而故障 相电流仍然存在时，起动回路接通，经正、副 母切换继电器接点起动对应的失灵延时动作继 电器1SJ或2SJ，时间继电器动作后通过母差保 护的跳闸回路跳开该单元所运行母线上的全部 断路器，从而切除故障电流。 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（5） 图166为微机型失灵起动装置的逻辑图，其 判断失灵基本判据与图165相同，差别主要 是增加了零序启动元件与突变量元件作为辅助 判据。在出现跳闸信号存在而相应电流为消失 时，首先发重跳信号对该相断路器再跳一次， 这对于双跳圈断路器因跳闸回路故障而造成的 失灵极为有用，如果重跳

21、成功将有效避免失灵 保护跳开整个母线上的其它元件，防止跳闸范 围的扩大。 图166 微机失灵起动装置逻辑图 有关保护间二次回路连接 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（6） 由于变压器的短路阻抗较大，当主变低压侧故 障而主变断路器失灵时，母差保护的复压元件 可能因灵敏度不够而不动作，失灵起动后无法 跳闸，所以主变断路器失灵起动前，首先要提 供一对接点解除母差保护中的复压闭锁，只要 失灵起动时间一到，即使母差保护中复压闭锁 元件不动作，出口跳闸。 有关保护间二次回路连接 四、母差保护的跳闸回路（1） 在变电所中，母差是一套极其重要的保护装置， 它能以极快的速度有选择性地切除母线故障， 减小

22、母线故障对设备及系统的影响，防止系统 稳定破坏，这一定对220kV及以上的枢纽变电 所尤其重要。母差保护不能拒动，但一旦误动 后果也是非常严重的，特别对220kV及以下主 接线为单母线或双母线的系统，误动时将切除 一条母线甚至一个电压等级母线上的全部断路 器，这往往就意味着全所停电。所以确保不误 动是母差保护中考虑的一个重要问题。 有关保护间二次回路连接 四、母差保护的跳闸回路（2） 采用复合电压闭锁母差保护出口是防止误动的 一个有效办法。在母差保护中除电流差动继电 器外，还设有测量母线电压的电压元件。为了 确保足够的灵敏度，常常同时采用低电压元件 及负序电压元件，无论哪个电压元件动作，就 开

23、放母差保护的出口回路，这时如果差动继电 器同时动作来，母差保护将出口跳闸。 有关保护间二次回路连接 四、母差保护的跳闸回路（3） 当母差保护的电流二次回路开路或短接等引起 差流，造成差动继电器动作时，由于系统电压 无异常，复合电压元件不会动作，差动保护只 会发信号而不会出口跳闸。图167为常用母 差保护的出口回路接线图。 图16-7 常用差动保护出口回路接线图 有关保护间二次回路连接 四、母差保护的跳闸回路（4） 为提高母差保护的可靠性，微机型母差中常将 差动元件与复合电压元件做在不同的机箱中， 其使用的CPU及逆变电源都相对独立，两者的 接点与电磁型母线差动保护一样，串联后出口 跳闸。也有微

24、机型母线差动保护装置参照线路 保护的做法，将电压元件与差动元件做在一起， 经与门判断后直接出口跳闸的。 其原理接线见图168 图16-8 直接跳闸的差动保护出口回路接线图 有关保护间二次回路连接 四、母差保护的跳闸回路（5） 母差至各断路器的跳闸回路中应有单独的压板， 各断路器的跳闸回路可以单独停用。母差保护 动作跳闸后，不允许线路开关的重合闸动作， 因此母差保护的跳闸回路必须接入不起动重合 闸的跳闸端子。如果所用保护没有专用的不起 动重合闸跳闸端子，则应该有母差保护在跳闸 的同时，给出一个闭锁重合闸的接点，图16 9为其原理接线图。 图16-9差动保护出口闭锁重合闸回路接线图 有关保护间二次

25、回路连接 五、三相不一致保护的回路（1） 断路器一相跳开，而其它两项仍在合闸位置， 我们称之为非全相运行，是一种非正常的运行 方式。当系统发生非全相异常运行时，会产生 零序分量和负序分量，它们会对发电机、电动 机造成危害，对通讯系统产生干扰，同时也影 响系统保护装置的正确动作，所以电力系统不 允许常时间地非全相运行。为此在分相操作的 断路器安装有非全相保护，当系统出现非全相 达到一定时间就跳开其它两相。 有关保护间二次回路连接 五、三相不一致保护的回路（2） 非全相保护也称为三相不一致保护，实现三相 不一致保护有两种方式。一种是由断路器自身 实现，一种是安装单独的三相不一致保护装置。 有关保护

26、间二次回路连接 五、三相不一致保护的回路（3） 由断路器自身实现的接线如图1610，它由断 路器的一组A、B、C三相常开接点并联，另一 组A、B、C三相常闭接点并联，再将两者串联 后起动一只带延时的继电器K16来判断是否出 现非全相运行。当三相均在合闸位置或分闸位 置时，总有一组辅助接点处于分开位置，继电 器K16不动作。当三相断路器不一致，有一相 或两相处于分闸位置时，两组辅助接点中总有 接点处于接通状态，K16继电器动作，到整定 延时其接点接通，使继电器K61动作。 有关保护间二次回路连接 五、三相不一致保护的回路（4） K61一方面去断路器跳闸回路跳开三相断路器， 有一付接点进行自保持，

27、需要通过按钮S4才能 复归。自保持是因为出现非全相情况一般为断 路器操作机构或其二次控制回路出现了故障， 需要查明原因才能进行再次操作。 图16-10断路器中的三相不一致保护 有关保护间二次回路连接 五、三相不一致保护的回路（5） 当断路器中没有三相不一致保护时，也可以安 装独立的三相不一致保护装置来实现这一功能。 独立的三相不一致保护除了用断路器辅助接点 或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外， 还可以用零序电流与负序电流闭锁回路，用以 提高该回路的可靠性。当出现三相不一致的异 常运行情况时，只要有电流，就一定会出现零 序电流或负序电流，当三相不一致起动回来沟 通，同时又有零序电流或负序电流时，经过一 定延时才发三相不一致的跳闸命令。 有关保护间二次回路连接 五、三相不一致保护的回路（6） 图16-11为经零序或负序电流闭锁的三相不一 致保护原理接线图，图中在判断三相位置不对 应回路后串入了负序及零序电流继电器的接点， 这时只有负序或零序继电