电气二次回路基础讲解5

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一、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。一、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。一、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。一、保护装置双重化的接线（4）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，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。

一、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16－1双套保护公用一个电压互感器次级的接线图一、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。

一、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。

一、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，对侧的一套保护停用。见图16－2。图16－2高频保护在旁路代线路时的切换一、保护装置双重化的接线（8）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。

一、保护装置置双重化化的接线线（9）主变及发发变组保保护的电电压回路路、跳闸闸回路的的接线方方式与线线路保护护接入方方式一样样，由于于主变与与发变组组有差动动保护，，在旁路路断路器器代路时时，旁路路的保护护无法满满足主变变与发变变组保护护的要求求，一般般停用或或只作为为后备保保护，这这时需要要将旁路路的电流流二次回回路切入入主变或或发变组组保护，，以满足足其保护护范围及及功能的的要求。。一、保护装置置双重化化的接线线（10）在主保护护、后备备保护使使用相对对独立装装置时，，常常主主保护与与后备保保护分别别接一组组电流互互感器的的次级，，一般为为差动保保护接独独立电流流互感器器，后备备保护接接主变压压器套管管电流互互感器的的次级，，在双母母带旁路路主接线线方式下下，旁路路开关代代主变压压器开关关时，差差动保护护的电流流回路进进行相应应切换，，后备保保护的电电流回路路不用切切换。一、保护装置置双重化化的接线线（11）如图16－3为220kV主变保护护接入各各则电流流互感器器位置图图。其中中差动保保护的保保护范围围包括主主变独立立电流互互感器至至套管的的引线，，当旁代代时则包包括旁路路母线。。图16－3主变保护护电流互互感器二二次线圈圈配置图图一、保护装置置双重化化的接线线（12）保护双重重化后一一般将第第一套保保护接原原差动保保护电流流互感器器次级，，即独立立电流互互感器，，旁代时时需切换换；第二二套保护护接原后后备保护护电流互互感器次次级，即即套管电电流互感感器，旁旁代时不不需要切切换，但但对降压压变的高高压侧来来说，无无论是差差动保护护还是该该侧的后后备保护护，其保保护范围围不包括括开关电电流互感感器到变变压器套套管的引引线，对对低压侧侧来说，，应其后后备保护护的保护护范围指指向非电电源侧，，所以引引线故障障将由后后备保护护切除。。两套保保护电流流接入的的具体位位置如图图16－3括内所表表示的名名称。一、保护装置置双重化化的接线线（13）在独立电电流互感感器次级级足够时时，可以以将第二二保护也也接入独独立电流流互感器器，旁代代时切套套管电流流互感器器，这样样可以确确保正常常运行时时两套保保护均有有足够的的保护范范围，当当第一保保护因故故退出时时，不至至于因第第二套保保护存在在死区而而影响主主变的正正常运行行。但现现场进行行电流二二次回路路的切换换较麻烦烦，因操操作不当当引起差差动保护护误动的的情况时时有发生生，所以以在保护护方式满满足要求求时，不不建议过过多进行行电流回回路的切切换。一、保护装置置双重化化的接线线（14）为了避免免电流回回路的切切换，也也可以两两套保护护均使用用套管电电流互感感器，在在降压变变的高压压侧增设设简单电电流保护护，接独独立电流流互感器器作为引引线的保保护，当当旁代时时停用该该保护，，起用旁旁路保护护作引线线及旁路路母线的的保护，，这样保保护配置置较复杂杂，该电电流保护护与旁路路保护整整定时要要考虑励励磁涌流流的影响响。二、保护的跳跳闸回路路（1）保护装置置动作以以后都要要经专门门的跳闸闸回路去去对断路路器进行行跳闸，，为了提提高跳闸闸回路的的可靠性性，在回回路设计计、调试试及运行行操作中中，对跳跳闸回路路有一些些具体的的要求。。二、保护的跳跳闸回路路（2）1）用于跳跳闸的继继电器为为防止其其线圈回回路断线线，电压压为220V的直流中中间继电电器线圈圈线径不不宜小于于0.09mm。如线径小小于0.09mm时，其线线圈须密密封处理理。当采采用110V中间继电电器串联联电阻方方式时，，串联电电阻的一一端应接接于电源源的负极极。串联联防跳继继电器的的电压保保持线圈圈回路的的保持触触点也应应接到负负极，防防止因电电蚀使线线圈断线线。二、保护的跳跳闸回路路（3）2）各种保保护的跳跳闸出口口继电器器和控制制回路的的跳闸继继电器的的起动电电压不宜宜低于直直流额定定电压的的50％，以防防止继电电器线圈圈正极接接地时，，因直流流系统过过大的对对地电容容放电引引起误动动作。但但也不应应高于直直流额定定电压的的65％，以保保证满足足直流电电源降低低时的可可靠动作作和正常常情下的的快速动动作的要要求。二、保护的跳跳闸回路路（4）2）保护对对于动作作功率较较大的中中间继电电器（动动作功率率大于5W），因快速动动作的要要求，允允许动作作电压略略低于额额定电压压的50％，但此此时必须须采取措措施保证证继电器器的线圈圈正极回回路有足足够的绝绝缘强度度，杜绝绝可能发发生的接接地故障障。如果果提高起起动电压压还不能能满足防防止误动动作的要要求，可可以考虑虑在继电电器的线线圈两端端并联适适当的电电阻、增增加动作作功率以以作补充充。二、保护的跳跳闸回路路（5）3）当有一一组保护护去端子子几组断断路器跳跳闸的情情况下，，例如，，母线保保护、断断路器失失灵保护护、变压压器差动动保护、、3/2断路器接接线、双双断路器器接线、、角型接接线的主主保护等等等，保保护装置置应由专专用的熔熔断器供供电。而而每一组组熔断器器的控制制回路也也由专用用熔断器器供电。。不允许许将保护护与断路路器的控控制回路路合用熔熔断器或或几组断断路器的的控制回回路合用用熔断器器。在配配有双重重化主保保护的线线路、变变压器、、母线等等，每一一套主保保护应由由专用的的熔断器器供电。。二、保护的跳闸闸回路（6）3）后备保护护的直流回回路可单独独设熔断器器，也可将将后备保护护适当的分分配到两套套主保护的的直流供电电回路中。。在主设备备只要一套套主保护和和一套后备备保护的情情况下，主主保护和后后备保护应应分别由不不同的熔断断器供电，，以防止保保护回路的的熔断器熔熔断时，主主设备失去去保护。保保护跳闸信信号有空接接点送断路路器控制回回路。有两两组跳闸线线圈的断路路器，每一一跳闸线圈圈的控制回回路应由专专用的熔断断器供电。。二、保护的跳闸闸回路（7）4）在由一组组熔断器供供电给几组组保护的情情况下，在在保护屏的的接线上应应对每一组组不（包括括跳闸出口口继电器线线圈回路）），由端子子排上单独独引正负电电源。不允允许一组电电流保护的的任一直流流回路，包包括跳闸继继电器，接接到另一组组独立保护护的直流回回路。当一一组独立保保护的直流流回路需延延伸到另一一保护屏上上时，延伸伸部分的直直流电源也也来自同一一端子排。。这样接线线可以作到到，只要在在端子排上上将某一部部分的直流流电源断开开，该组保保护就能真真正作到断断开直流。。二、保护的跳闸闸回路（8）5）在查找直直流接地需需要断开保保护直流电电源时，应应首先断开开保护的出出口压板，，再断开保保护的直流流电源。需需恢复时，，应首先恢恢复直流电电源，在接接通保护出出口压板。。二、保护的跳闸闸回路（9）6）除公用综综合重合闸闸的出口跳跳闸回路外外，其它直直接控制跳跳闸线圈的的出口继电电器触点，，其跳闸压压板应装在在跳闸线圈圈与出口继继电器的触触点之间。。经由共用用重合闸的的选项元件件的220kV线路的各套套保护回路路的跳闸压压板，应分分别经切换换压板接到到各自起动动重合闸的的选相跳闸闸回路不重重合的端子子上。综合合重合闸中中三相电流流速断共用用跳闸压板板，但应在在各分相回回路中串入入隔离二极极管。二、保护的跳闸闸回路（10）3跳闸压板的的开口端应应装在上方方，接到断断路器的跳跳闸回路，，压板在落落下时不应应和相邻板板相碰。关关于压板的的接入点及及间距要求求见图16－4。穿过保护屏屏的压板导导杆必须有有绝缘套，，防止压板板接地。图16－4跳闸回路有有关压板的的连接图二、保护的跳闸闸回路（11）7）在变压器器、电抗器器瓦斯保护护的动作不不应经微机机保护等处处理后再跳跳闸，而应应直接跳闸闸或经中间间继电器重重动后直接接跳闸。因因瓦斯继电电器触点至至中间继电电器间的连连接电量很很长，电缆缆的电容值值大，为避避免电源正正极接地引引起误动作作，应采取取动作功率率较大的延延时返回中中间继电器器，不引起起快速动作作。瓦斯继继电器应有有独立的投投退压板，，与差动保保护能分别别投退。二、保护的跳闸闸回路（12）8）端子排宜宜布置在屏屏柜的两侧侧。端子排排中跳（合合）引出端端子与正电电源间应至至少隔开一一个空端子子。强电回回路与弱电电回路之间间、交流回回路与直流流回路之间间、各套独独立保护的的交直流回回路之间都都应用空端端子隔开。。二、保护的跳闸闸回路（13）9）断路器跳跳（合）闸闸回路的控控制电缆截截面选择，，要注意校校验包括各各串联保持持线圈、控控制电缆在在内的电压压降。在跳跳（合）闸闸回路操作作时，控制制母线至跳跳（合）闸闸线圈的总总电压降不不应超过额额定电压的的10％。断路器器的跳闸线线圈、继电电保护按双双重化设置置时，两系系统的电缆缆回路、电电压回路、、直流电源源、控制回回路的电缆缆也应分开开，而不应应合用一根根多芯电缆缆。二、保护的跳闸闸回路（14）9）为满足电电源降要求求，需增大大电缆截面面时，首先先应选择大大截面的控控制电缆。。一般不采采用多芯并并联的方式式。当采用用多芯并联联时，要采采取有效措措施防止并并联中的部部分电缆芯芯断开。三、断路器失灵灵保护回路路（1）失灵保护的的作用：在在电力系统统发生故障障时，相应应的保护装装置将动作作跳开断路路器，如果果该断路器器因故不能能跳闸，故故障将不能能切除，这这时将有远远后备保护护来切除故故障，但远远后备保护护的动作时时间较长，，这对系统统的安全稳稳定运行带带来不利影影响。所以以在220kV及以上系统统中配置失失灵保护在在断路器拒拒动时快速速切除故障障。三、断路器失灵灵保护回路路（2）失灵保护的的起动回路路一般对于于断路器设设置，当具具备起动条条件时经延延时通过母母差保护的的出口回路路跳闸。图图16－5是常规接线线的双母线线接线的断断路器失灵灵保护起动动回路图，，其中虚线线框内为各各线路保护护装置提供供的起动回回路。图16－5失灵起动回回路接线图图三、、断路路器器失失灵灵保保护护回回路路（3）LJA、LJB、LJC是鉴鉴定定是是否否有有故故障障电电流流的的电电流流继继电电器器接接点点，，一一般般按按对对系系统统最最小小故故障障电电流流有有灵灵敏敏度度整整定定，，当当系系统统故故障障未未切切除除时时，，该该继继电电器器处处于于动动作作状状态态。。TJA、TJB、TJC为该该线线路路的的分分相相跳跳闸闸继继电电器器，，TJQ、TJR为三三相相跳跳闸闸继继电电器器。。三、、断路路器器失失灵灵保保护护回回路路（4）从图图中中可可以以看看出出，，当当保保护护发发出出跳跳闸闸信信号号而而故故障障相相电电流流仍仍然然存存在在时时，，起起动动回回路路接接通通，，经经正正、、副副母母切切换换继继电电器器接接点点起起动动对对应应的的失失灵灵延延时时动动作作继继电电器器1SJ或2SJ，时间间继继电电器器动动作作后后通通过过母母差差保保护护的的跳跳闸闸回回路路跳跳开开该该单单元元所所运运行行母母线线上上的的全全部部断断路路器器，，从从而而切切除除故故障障电电流流。。三、、断路路器器失失灵灵保保护护回回路路（5）图16－6为微微机机型型失失灵灵起起动动装装置置的的逻逻辑辑图图，，其其判判断断失失灵灵基基本本判判据据与与图图16－5相同同，，差差别别主主要要是是增增加加了了零零序序启启动动元元件件与与突突变变量量元元件件作作为为辅辅助助判判据据。。在在出出现现跳跳闸闸信信号号存存在在而而相相应应电电流流为为消消失失时时，，首首先先发发重重跳跳信信号号对对该该相相断断路路器器再再跳跳一一次次，，这这对对于于双双跳跳圈圈断断路路器器因因跳跳闸闸回回路路故故障障而而造造成成的的失失灵灵极极为为有有用用，，如如果果重重跳跳成成功功将将有有效效避避免免失失灵灵保保护护跳跳开开整整个个母母线线上上的的其其它它元元件件，，防防止止跳跳闸闸范范围围的的扩扩大大。。图16－6微机机失失灵灵起起动动装装置置逻逻辑辑图图三、、断路路器器失失灵灵保保护护回回路路（6）由于变压器的的短路阻抗较较大，当主变变低压侧故障障而主变断路路器失灵时，，母差保护的的复压元件可可能因灵敏度度不够而不动动作，失灵起起动后无法跳跳闸，所以主主变断路器失失灵起动前，，首先要提供供一对接点解解除母差保护护中的复压闭闭锁，只要失失灵起动时间间一到，即使使母差保护中中复压闭锁元元件不动作，，出口跳闸。。四、母差保护的跳跳闸回路（1）在变电所中，，母差是一套套极其重要的的保护装置，，它能以极快快的速度有选选择性地切除除母线故障，，减小母线故故障对设备及及系统的影响响，防止系统统稳定破坏，，这一定对220kV及以上的枢纽纽变电所尤其其重要。母差差保护不能拒拒动，但一旦旦误动后果也也是非常严重重的，特别对对220kV及以下主接线线为单母线或或双母线的系系统，误动时时将切除一条条母线甚至一一个电压等级级母线上的全全部断路器，，这往往就意意味着全所停停电。所以确确保不误动是是母差保护中中考虑的一个个重要问题。。四、母差保护的跳跳闸回路（2）采用复合电压压闭锁母差保保护出口是防防止误动的一一个有效办法法。在母差保保护中除电流流差动继电器器外，还设有有测量母线电电压的电压元元件。为了确确保足够的灵灵敏度，常常常同时采用低低电压元件及及负序电压元元件，无论哪哪个电压元件件动作，就开开放母差保护护的出口回路路，这时如果果差动继电器器同时动作来来，母差保护护将出口跳闸闸。四、母差保护的跳跳闸回路（3）当母差保护的的电流二次回回路开路或短短接等引起差差流，造成差差动继电器动动作时，由于于系统电压无无异常，复合合电压元件不不会动作，差差动保护只会会发信号而不不会出口跳闸闸。图16－7为常用母差保保护的出口回回路接线图。。图16-7常用差动保护护出口回路接接线图四、母差保护的跳跳闸回路（4）为提高母差保保护的可靠性性，微机型母母差中常将差差动元件与复复合电压元件件做在不同的的机箱中，其其使用的CPU及逆变电源都都相对独立，，两者的接点点与电磁型母母线差动保护护一样，串联联后出口跳闸闸。也有微机机型母线差动动保护装置参参照线路保护护的做法，将将电压元件与与差动元件做做在一起，经经与门判断后后直接出口跳跳闸的。其原理接线见见图16－8图16-8直接跳闸的差差动保护出口口回路接线图图四、母差保护的跳跳闸回路（5）母差至各断路路器的跳闸回回路中应有单单独的压板，，各断路器的的跳闸回路可可以单独停用用。母差保护护动作跳闸后后，不允许线线路开关的重重合闸动作，，因此母差保保护的跳闸回回路必须接入入不起动重合合闸的跳闸端端子。如果所所用保护没有有专用的不起起动重合闸跳跳闸端子，则则应该有母差差保护在跳闸闸的同时，给给出一个闭锁锁重合闸的接接点，图16－9为其原理接线线图。图16-9差动保护出口口闭锁重合闸闸回路接线图图五、三相不一致保保护的回路（1）断路器一相跳跳开，而其它它两项仍在合合闸位置，我我们称之为非非全相运行，，是一种非正正常的运行方方式。当系统统发生非全相相异常运行时时，会产生零零序分量和负负序分量，它它们会对发电电机、电动机机造成危害，，对通讯系统统产生干扰，，同时也影响响系统保护装装置的正确动动作，所以电电力系统不允允许常时间地地非全相运行行。为此在分分相操作的断断路器安装有有非全相保护护，当系统出出现非全相达达到一定时间间就跳开其它它两相。五、三相不一致保保护的回路（2）非全相保护也也称为三相不不一致保护，，实现三相不不一致保护有有两种方式。。一种是由断断路器自身实实现，一种是是安装单独的的三相不一致致保护装置。。五、三相不一致保保护的回路（3）由断路器自身身实现的接线线如图16－10，它由断路器器的一组A、B、C三相常开接点点并联，另一一组A、B、C三相常闭接点点并联，再将将两者串联后后起动一只带带延时的继电电器K16来判断是否出出现非全相运运行。当三相相均在合闸位位置或分闸位位置时，总有有一组辅助接接点处于分开开位置，继电电器K16不动作。当三三相断路器不不一致，有一一相或两相处处于分闸位置置时，两组辅辅助接点中总总有接点处于于接通状态，，K16继电器动作，，到整定延时时其接点接通通，使继电器器K61动作。五、三相不一致保保护的回路（4）K61一方面去断路路器跳闸回路路跳开三相断断路器，有一一付接点进行行自保持，需需要通过按钮钮S4才能复归。自自保持是因为为出现非全相相情况一般为为断路器操作作机构或其二二次控制回路路出现了故障障，需要查明明原因才能进进行再次操作作。图16-10断路器中的三三相不一致保保护五、三相不一致保保护的回路（5）当断路器中没没有三相不一一致保护时，，也可以安装装独立的三相相不一致保护护装置来实现现这一功能。。独立的三相相不一致保护护除了用断路路器辅助接点点或位置接点点构成判断三三相不一致的的起动回路外外，还可以用用零序电流与与负序电流闭闭锁回路，用用以提高该回回路的可靠性性。当出现三三相不一致的的异常运行情情况时，只要要有电流，就就一定会出现现零序电流或或负序电流，，当三相不一一致起动回来来沟通，同时时又有零序电电流或负序电电流时，经过过一定延时才才发三相不一一致的跳闸命命令。五、三相不一致保保护的回路（6）图16-11为经零序或负负序电流闭锁锁的三相不一一致保护原理理接线图，图图中在判断三三相位置不对对应回路后串串入了负序及及零序电流继继电器的接点点，这时只有有负序或零序序继电器同时时动作才能起起动跳闸继电电器CKJ。零序与负序闭闭锁电流的整整定要有足够够的灵敏度，，一般考虑躲躲过可能出现现的最大不平平衡电流即可可。图16-11经零序序或负负序电电流闭闭锁的的三相相不一一致保保护原原理接接线图图五、三相不不一致致保护护的回回路（7）为了防防止三三相不不一致致保护护误动动作，，当通通过断断路器器辅助助接点点判断断出现现三相相不一一致后后，要要经过过一个个延时时才出出口跳跳闸。。该时时间一一般整整定0.6s，对于有有单相相重合合闸的的线路路断路路器，，要比比单相相重合合闸的的时间间增加加一定定裕度度，一一般该该时间间约2s左右，，在3/2断路器器主接接线时时，由由于中中间断断路器器与母母线断断路器器的单单相重重合闸闸时间间不同同，该该差异异也应应考虑虑到断断路器器三相相不一一致保保护动动作时时间的的整定定中去去。五、三相不不一致致保护护的回回路（8）按技术术规程程，对对采用用单相相重合合闸的的3/2断路器器接线线，母母线断断路器器的重重合闸闸时间间较短短，断断路器器三相相不一一致保保护的的动作作时间间整定定为2s，中间断断路器器的单单相重重合闸闸时间间整定定较长长，断断路器器三相相不一一致保保护的的动作作时间间整定定为3.5s。六、纵联保保护的的切换换回路路（1）目前，，常用用分相相电流流差动动与纵纵联保保护作作为线线路全全线速速动的的主保保护，，纵联联保护护的常常用高高频通通道与与光纤纤通道道。在在设旁旁路母母线的的变电电所，，为了了在旁旁路代代线路路断路路器时时仍有有全线线速动动保护护，常常将一一套纵纵联保保护切切至旁旁路保保护回回路。。六、、纵联联保保护护的的切切换换回回路路（2）实现现的的方方法法有有两两种种，，一一是是在在旁旁路路保保护护中中安安装装时时高高频频收收发发讯讯机机或或光光电电转转换换装装置置，，在在旁旁路路