电气二次回路基础讲解13

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