变电站交流回路、直流回路

变电站交流回路、直流回路主要内容1交流回路、直流回路的作用2交流电流回路3交流电压回路直流回路5不间断电源系统（UPS）6合闸网络及380V配电系统1、交流回路、直流回路作用1.1交流回路

（1）交流回路包括：交流电流回路、交流电压回路。（2）交流回路作用：将高电压、大电流（通过电压互感器PT、电流互感器CT）转换为低压（100/57.7V）、小电流（5A），供保护、测量、计量等使用。1.3CT回路常用的准确等级

直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、储能回路、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，它还为操作提供可靠的操作电源。1.2直流回路

测量：0.5

保护：5P30

计量：0.2S

电流互感器（CT）的准确等级就是说的它的测量误差（精度），一般有0.2，0.5，1.0，0.2S，0.5S，5P，10P等。带S的是特殊电流互感器，要求在1％－120％负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围；0.2，0.5等一般就是测量线圈，要求误差20％－120％负荷范围内精度足够高，一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差），而5P，10P的电流互感器一般用于接继电器保护用，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％；所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度，也就是不同电流范围内的误差精度。

保护用电流互感器的准确级，以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。5P10后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤5%。国标对测量和保护用CT的误差规范是不同的，例如0.5级在额定一次电流时误差不能超过±0.5%，而5P10级在额定一次电流时的误差不超过±1%就行了。两者的差别很大。小知识：准确等级的划分及定义2、交流电流回路2.1交流电流回路图（以220kV线路为例）

常用的电流互感器提供不同准确等级的二次端子，交流电流由开关或套管CT的二次端子引出，分别接入保护装置、测控装置、电能表，供保护、测量、计量使用。根据需要选择不同准确等级的二次端子，其中：测量用0.5级、保护用5P30级、计量用0.2S级。2.2注意：CT二次侧不能开路运行！电流互感器一次电流的大小与二次负载的电流大小无关，在正常工作时，由于二次负载阻抗很小，接近短路状态，一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿，总磁通密度不大所以二次线圈电势也不大。一但开路时二次侧阻抗无限增大二次电流等于零，副磁化等于零，总磁化力等于原绕组磁化力，也就是一次电流完全变成了激磁电流，将在二次线圈产生很高的电势其峰值可达几千伏，严重威胁人身安全，或造成仪表保护装置的绝缘损坏，原绕组磁化力使磁通密度增加也可能使铁芯过热损坏。2.3特殊：GIS开关两侧都有CT其中母线保护接的是线路侧CT，线路保护接的是母线侧CT，保护范围有部分是重叠的，这样可以避免死区故障。回路说明：3、交流电压回路（以220kV为例）3.1保护、测量电压回路1从PT保护及测量绕组二次端子出来后，经过二次空开，再经PT并列装置后接至保护及测量电压小母线1YMa/b/cⅠ、2YMa/b/cⅠ。保护、测量电压回路2从测量及保护电压小母线1YMa/b/cⅠ、2YMa/b/cⅠ经电压切换（由FCX-12HP装置实现）后进入保护装置及测控装置。3.2计量电压回路1从PT计量绕组二次端子出来后，经过二次空开，再经PT并列装置后接至计量电压小母线1YMa/b/cⅠ’、2YMa/b/cⅠ’。计量电压回路2从计量电压小母线1YMa/b/cⅠ’、2YMa/b/cⅠ’经电压切换（由刀闸辅助接点及中间继电器1ZJ1、1ZJ2实现）后接至接线盒，再接入电能表DNB。3.3电压小母线的编号原则电压小母线的编号原则：第一位：A,B，C指相别。第一位：6指电压回路。第二位：3指I号（段）母线，4指II号（段）母线。第三位：I指220kV，II指110kV，III指35kV（或10kV）例如：A630I就是指220kVI号母线A相二次电压。3.4PT并列回路PT并列用于变电站母线是双母线或者单母分段的结构，当其中一段母线PT检修需要退出运行时，时为了保证二次保护、计量、测量电压的持续接入，需采用PT并列，即将另外一段母线PT的二次电压并列到该PT所连接的小母线。当电压并列切换把手7QK切至“并列”位置时，回路＋电源接通，此时只要母联开关及其两侧刀闸在合上位置，其辅助接点DL、1G、2G闭合，1GZJ、2GZJ线圈励磁，其常开接点闭合，使并列继电器BLJ线圈励磁。BLJ线圈励磁后，其常开接点闭合，I、II母二次电压实现并列。PT并列的原则必须一次并列后才能进行二次并列。就是说在PT二次并列前，必须保证母联开关在合闸位置，I、II段母线处于并列运行状态。一般通过在回路中接入母联开关及母联两侧刀闸位置的辅助接点来确保两段母线都在运行状态，只有当母联开关及其两侧刀闸都在合位时，才能并列成功。两种常用的PT并列装置国电南自YQX-12P南瑞继保RCS-9663D3.5PT电压切换回路

根据线路或变压器运行方式的变化（有时候挂I母运行、有时候挂II运行），需要接入相应的母线PT二次电压，这就需要进行PT电压切换。一般220kV的操作继电器箱里面带有电压切换回路，而110kV则是在线路保护装置里集成有电压切换插件。

通过线路（或主变）挂不同母线时，其1、2号刀闸常开辅助接点1G、2G接通中间继电器1ZJ1、1ZJ2来实现两段母线电压切换。220kV电压切换回路110kV电压切换回路（说明见下页）

交流电压切换回路由1YQJ和2YQJ两组切换继电器组成。其中1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3,2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3为单位置继电器，1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7、1YQJ8,2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7、2YQJ8为双位置继电器。1YQJ由隔离开关1G的辅助接点（常开）启动，由隔离开关1G的辅助接点（常闭）来复归；2YQJ由隔离开关2G的辅助接点（常开）启动，由隔离开关2G的辅助接点（常闭）来复归。当1YQJ动作时，第一组母线的电压互感器1PT的二次电压经闭合的1YQJ接点接入保护装置，同时送出必要的配合接点；当2YQJ动作时，第二组母线的电压互感器2PT的二次电压经闭合的2YQJ接点接入保护装置，同时送出必要的配合接点。注意：PT并列与PT电压切换本质不同！通过前面分析，我们知道，PT二次并列与PT电压切换是完全不一样的概念，应注意区分二者的区别。4、直流系统回路直流系统充电柜直流系统馈线柜直流系统一般按双电双充配置，母线电压为220V，设置两段直流母线，两段母线之间设置联络开关。蓄电池采用两组全密封阀控式铅酸蓄电池（300Ah、104只/组、2V/只）。直流柜通常包括两面高频开关电源充电柜和两面馈线柜。每面充电屏装设220V/10A充电模块7只，按N+1热备用方式运行，馈线屏内共装设若干路16A馈线和若干路40A馈线。直流系统配置两套分布式多功能微机监控装置。直流监控装置通过通讯口与站内的微机监控系统通讯，同时，直流系统信息也通过硬接点方式上传给变电站微机监控系统。直流系统一般配置两台微机直流系统绝缘监测装置。安装在馈线屏上，该装置能在线实时监测直流系统正负母线及各馈线的正负对地绝缘电阻和绝缘故障。此外，直流一般还配置智能蓄电池巡检仪，对每只蓄电池进行电量检测，并通过通讯口接入充电柜监控装置。4.1直流系统说明4.2直流系统原理图系统工作原理交流输入正常时 系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流测控模块选择其中一路输入，给各个充电模块供电。充电模块将输入的三相交流电轮换为220V的直流电源，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给动力负载供电或提供控制母线电源。系统中的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过各个采集模块处理后，再由监控模块统一管理，在监控模块的显示屏上提供人机操作界面，并接入到远程监控系统。系统还配置绝缘监测仪，监测母线绝缘情况或支路绝缘情况。当其中一路交流发生故障时，系统会自动切换到另一路交流输入电源。当主回路恢复正常供电时，系统又自动切换回到第一路。交流输入停电或异常时 当两路交流同时发生故障或停电时，充电模块停止工作，由蓄电池组供电，同时监控模块会发出交流故障告警信号，发出声光报警。监控模块监测电池电压、放电时间、当电池放电到一定程度时，监控模块会发出蓄电池故障告警，此时应停止放电。交流输入恢复正常以后，充电模块恢复对电池充电（严格按充电曲线充电，即：主充电、均充、浮充）。直流系统运行注意事项

蓄电池的容量按发生全站失压后，可正常供给控制、信号、继电保护及自动装置、事故照明等设备正常运行12小时的容量来设计的，发生全站失压后，必须迅速恢复站用电的供给，主控室应保留1排事故照明灯亮，并切断多余的事故照明。防止直流系统因蓄电池过放电而发生崩溃现象。直流回路是绝缘系统，交流回路是接地系统。开工作票时应注明防止交流电串入直流系统内。并采取相应的防范安全措施。严禁共用一条电缆。直流回路的接线原则为：环路设计、开环运行、独立工作、短时并列。直流系统内两套绝缘监察装置不允许并列运行。当直流系统需要短时并列运行时，必须先退出某一段直流系统的绝缘监察装置。方可短时并列运行。在直流回路上测量直流电压时，必须使用高阻电压表。在直流回路上工作，必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套，防止误碰直流带电体。运行中的直流系统必须连有至少一组蓄电池，严禁使用充电机直接带负荷运行；运行人员应定期检查充电装置的自检信息是否正常。4.3直流回路操作注意事项

直流系统有两段母线，分别由两套独立的蓄电池及充电机供电。有的出线虽然接至不同的母线，但是都接去同一个负荷，使得两段直流母线存在并列点。在正常情况下，两套蓄电池是禁止并列的，这就要求我们注意，对于有可能存在并列点的出线，只能有一个空开在合位。（具体的并列点，可查现场接线）知识点：为什么两套蓄电池不允许并列运行？一般厂家要求不是同批次出厂的电池不可以组成同一电池组，是为了让同组电池的特性尽量一致，降低电池的自放电。直流系统分段运行的目的就是为了保证直流系统的可靠性，正常运行时两组电池不应该并列，因为两组电池的特性不一致，自放电情况不一样，容易出现一组欠充，一组过充的情况。特殊情况下需要短时间并列，应调整两段母线电压（调整浮充柜）在压差尽量小的范围（减小环流）才能并列，但是此方式不能长期运行。两组或两组以上的蓄电池长期并联，不但会造成电池的充电不足，还会造成电池内耗的增加。直流系统接地故障及处理

直流系统发生接地时，绝缘检测仪能自动显示接地主回路号及接地电阻值；直流系统电压高于上限值或低于下限值均会发出报警信号，根据绝缘检测仪液晶显示器显示的接地回路号，进一步确定准确的接地点；当系统发出接地告警后，禁止在直流回路上进行与查找接地无关的工作。直流系统设备故障处理1直流系统设备事故处理的规定1.1发生直流接地信号后(直流屏上出现“绝缘降低”信号，后台机上发出接地告警信号)，查看正、负极的对地电压，记录正、负对地电压值，汇报调度及变电专责。1.2如果直流接地发生在某一回路正进行操作或工作时，应首先停止该回路上的操作或工作并在该回路上寻找接地点。1.3查找直流接地故障的规定：查找和处理直流系统接地故障工作必须两人进行，处理时不得造成短路或另一点接地。查找直流系统接地故障，可以使用仪表检查，所用仪表为高阻仪表（内阻不应低于2000欧／伏），禁止使用灯炮法查找直流系统接地。经调度同意后按以下顺序查找直流系统接地故障（拉开时间不超过3秒）：

----临时接出的直流工作电源

----事故照明切换装置和经常使用的直流照明

----直流馈电屏及直流充电机上电压表电源

----35kVPT直流电源

----110kVPT直流电源

----220kVPT直流电源

----35kV开关合闸电源

----110kV开关合闸电源

----220kV开关合闸电源

----UPS直流电源直流系统设备故障处理（续）经调度同意并退出保护出口压板后，进行以下的操作：

----退出35kV控制、保护电源

----退出110kV控制、保护电源

----退出220kV控制、保护电源不允许采用退出保护及控制电源的方法来查找直流接地，而应使用查找直流接地装置进行查找。若查找直流接地装置不能使用，需要查找直流接地的，应向调度申请，采用停运一次设备的方法进行查找。若一次设备无法停运，则采用分别退出保护等方法，尽量避免和缩短无保护运行的时间。在采用拉路寻找直流接地点，断开各专用直流回路后，不管该回路是否接地，均应尽快合上。如果该回路存在接地点，并且又不重要时，可暂时放在断开位置。在拉路前应采取必要措施，防止直流失压引起保护误动。无论是哪极发生接地，在退出各专用直流回路保险时，均应先退正极保险，后退负极保险，投入保险的顺序与此相反。1.4直流系统正极接地电压不得超过额定母线电压的50％，负极接地电压不得超过额定母线电压的65％。6、不间断电源系统（UPS）6.1UPS系统简述UPS不间断电源与直流系统一起组成变电站的专用不间断电源，向微机、通讯、自动化设备、事故照明及其他不能停电交流用电设备供电，其特点交直流供电、保证供电可靠性；零切换不间断供电；配合自动化设备使用，对UPS直流状态、交流状态、故障状态、逆变状态、旁路状态进行监控。6.2UPS回路接线图6.3UPS的工作原理

当市电正常时，交流输入经过UPS滤波后输出50HZ±0.5%，AC220V±1%，相位与输入端同步的纯正正统波。如果交流输入异常，单片机立即唤醒直流系统工作。经过UPS高频变压器隔离整流后产生正负总线均为350V的总线电压，可保证在满载输出时，交、直流在线切换输出零中断。当交流恢复正常，自动零切换到交流工作。双机热备份的原理： 为了提高安全性和可靠性，本系统采用两台UPS进行主、备份使用，当其中一台出现故障时，另一台则负责供电。在主机的交流旁路接入一台UPS，正常情况下，主机旁路开关断开，逆变开关闭合，由主机向负载供电；当主机因温度过高、逆变失败、主机电池损坏等原因发生故障，或主机因电池电压过低而关机时，备份机会无中断地投入，向负载供电。6.4UPS操作注意事项1、开启UPS前，将所带负载关掉，待UPS转逆变工作后再开启负载电源。关掉UPS前，也关掉所有负载电源，再关UPS。2、对UPS的交流、直流供电输入的开关时间必须大于10秒，不可连续开关输入交流或者直流；否则易损坏机器！6、交、直流合