浅谈110kV线路二次接线论文

1、浅谈110kV线路二次接线陈玮玮深圳供电局变电管理一所摘要：在变电站自动化系统中，针对110 线路间隔配置的二次设备主要包括：微机线路保护装置（含操作箱）、微机测控装置、断路器机构箱控制回路。本文选择的模型是RCS941A数字式输电线路成套保护装置。关键字：二次设备，线路间隔，重合闸 1、概述RCS941是南瑞继保公司生产的广泛用于110kV线路的微机保护装置，可作为110kV线路主保护及后备保护。RCS941A配置的三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护和低周保护：配置三相一次重合闸、过负荷告警、频率跟踪采样功能；配置操作箱及交流电压切换回路。 2、主要技术指标1）直流电源：220kV

2、或110kV。直流电源包括保护装置的工作电源及保护电源、操作箱的控制电源及操作电源、电压切换回路的控制电源。110kV变电站多采用220V电压等级。2）交流电压：100/3（额定相电压）。从电压互感器二次侧输入RCS941A用于继电保护功能的交流电压，数值为相电压值。3）交流电流：5A或1A（额定电流）。从电流互感器二次侧输入RCS941A用于继电保护功能的交流电流，110kV变电站多采用5A规格。 4）额定频率：50Hz或60Hz。中国电力系统的交流电压、交流电流的频率为50Hz，国外有工频为60Hz的电力系统。3、电源回路RCS941A的电源回路如图1所示。从同一电源干线经不同空气开关引出

3、的不同电源分支，其开关投退相互独立，可视为来自不同的电源。从图1左侧可以看出，空气开关1Q、2Q的输入端来自同一电源（例如屏顶直流小母线），其输出端分别进入RCS941的两个不同功能模块，则我们即可认为RCS941A的保护电源、操作电源来自不同的电源。图1 RCS-941A电源回路规程要求保护电源与操作电源必须分开，按照上诉的方法可以实现；规程要求一个断路器的操作回路只有一个电源，按照图1右侧所示接线方法可以实现。操作电源从2Q接入RCS-941A的操作回路后，通过控制电缆将控制回路电源正极接至测控装置，通过控制电缆控制回路电源正负极都接至断路器机构箱。图1中虚线框中的空气开关8Q安装在断路器

4、机构箱内，在实际工程中，8Q是不允许投入的。图1中虚线代表的控制电缆实际上也是不存在的。为什么8Q不允许投入？两个有源回路之间是不允许有电气联系的。如果存在浅灰色虚线，在直流电源进入2Q之前将其接入8Q，则在8Q投入运行的情况下，断路器机构箱的控制电源（简称电源3）与RCS941A操作箱的控制电源（简称电源2）就是两个不同的电源。那么，在图1中可以看出，在对断路器进行操作的时候，其实是电源2的正极与电源3的负极组成了回流，这是绝对不允许的。这种接线方式造成的一个最明显的事故情况是：在1Q断开时，从理论上讲RCS-941A的操作箱已经断电，但是如果此时8Q投入，则实际上RCS-941A的操作箱是

5、带电的。所有，一个断路器的操作箱（包括所有的参与设备）只能使用一个电源，即由一个空气开关控制所有相关回路的带点与否，这就解释了为什么浅灰色虚线不存在的问题。在没有浅灰色虚线的情况下，8Q投入还是退出对断路器的控制没有什么实际影响，头8Q只会使其输入端带电（及反送），所以一般在现场拆除8Q。4、电流开入回路110kV电压等级为大电流接地系统，110kV线路发生单相接地故障时微机保护应动作跳闸，所以必须在三相都配电流互感器。RCS-941A的电流开入回路如图2所示。三相电流进入保护装置以后，分别经过采集元件后流出，在1D6端子处汇集在一起得到零序电流Io（正常情况下，Io=0；线路发生不对称故障时

6、，Io0），Io再次进入RCS-941A经过零序电流采样单元接地。5、电压开入回路RCS-941A的电压开入回路是以主接线为双母线形式为例讲述电压切换原理为主，在主接线为单母线形式（含单母线分段、桥形接线，此类接线形式有一个共同点，即某一条线路被固定在某一段母线上）的情况下，不存在电压切换的问题，图3中启动回路取消，继电保护所需电压直接从电压并列装置接至“切换后电压输出或但母线电压输入”位置上。若此线路接于单母线分段或桥形接线的I段母线上，则电压从图中输入出端11取；若接于II段母线上，则电压从图中输出端21取。若主接线形式为单母线，则电压互感器二次回路只有重动而无并列，所有电器间隔的保护装置

7、所需交流电压均从输出端11取。此时，2KCE启动及展开接线回路全部取消。线路电压互感器二次电压（U609、N600）表示的是线路的电压情况（是否带电，电压相位等），一般用于检无压、检同期（有压）判断。需要提到的一点是，线路电压互感器二次电压与母线电压互感器二次电压的接地点是在一起。6、数字量开入回路RCS-941A对外部数字量的采集很少，实践中最常用的就是收邻线闭锁，它的继电保护原理习惯上被称为双回线相继速冻，一次及二次接线如图4所示。双回线指的是始端都连接在一段母线上的两条平行线路，一次接线的示意如图4上所示。M与M分别为两个电源系统，线路L1、L2即为双回路，1、2、3、4代表线路断路器，

8、同时也代表在此处配置的微机保护（均以RCS-941为例），A代表在线路L1末端发生的故障，B为假设的发生在L2末端与A对称位置的故障。图2 RCS-941A电流开入回路图图3 RCS-941A电压开入回路图“双回线相继速动”功能的动作逻辑在A发生故障时，最理想的情况就是保护1、2动作跳闸断路器1、断路器2以隔离故障点，断路器3、4继续运行。实际上，在A处发生故障时，对保护1、2、3而言均为正方向故障，由于A处是在L1线路末端，保护1、3的距离段元件均启动，等待设定的出口时限结束发出跳闸指令；同时，保护1、3的FX-1触点都闭合（此触点在图5中可见），闭锁另一条线路的对应保护装置的距离段保护出口

9、（即保护1禁止保护3的距离段出口，保护3禁止保护1的距离段出口；保护2、4的闭锁关系类似）；同时，保护2动作后，其距离I段动作使断路器2跳闸，此时则可判断故障点在A处（如在B处，则应为保护4动作使断路器4跳闸），由于断路器2的跳闸使保护3与故障点隔离，所有保护3的距离保护启动元件返回，其FX-1触点断开，则保护1收不到闭锁信号，其距离段经短延时出口使断路器1跳闸，从而隔断了故障点与电源的所有联系。相继速动实现了在没有配置快速保护情况下，快速切除故障点，同时避免相邻线路的距离段误动作跳开非故障线路。图4下侧所示的数字量开入均属于弱电（+24V）开入回路。在闭锁重合闸等回路中，是用连接片来代替接点

10、实现相应的功能。其实，连接片不就是手动控制的动合触点吗？从电路学的角度来讲，只有将+24V的电源接至RCS-941A的611、618，那么对应的功能就会被启动，这才是二次回路的关键。图4 双回线相继速动接线原理图图5 RCS-941A开出回路图图6 RCS-941A操作回路接线图7、开出回路开出是一个很笼统的概念，RCS-941A装置，其开出回路如图5所示。图5中，浅灰色部分为保护跳闸触点，保护动作后此触点闭合；黑加粗部分为重合闸触点，重合闸启动后此触点闭合。对应了无源触点的概念，因为只有将这两组无缘触点接入操作箱的对应回路中，由操作箱提供给它们正电源，才能在动作后启动对应的断路器控制回路，详

11、见图6。在以往的常规变电站中，中央信号类触点接入变电站当地的中央信号系统，根据信号类别启动灯光或音响；遥信类触点接入PTU远传给调度中心。可以看出，这两套信号触点，表示同一含义的触点是不同的，区别在于：中央信号的触点在动作后会一直保持在动作后的状态，需要按下复归按钮或收到远方复归命令才会返回原状态；遥信的触点为瞬时触点，触点在动作后会自动返回初始状态。在变电站自动化系统中，由于微机保护的信号可以通过网络传输至后台系统，一般不再将其信号触点以开关量开入形式接入微机测控装置。有时，考虑到网络故障的可能性，会将“保护动作”等几个主要信号接入微机测控装置。以增加信号传输的可靠性。致谢转眼间，两个月的继保班生活即将接近尾声，非常感谢变电管理一所为我们新员工精心安排的培训计划。在此，我谨向所有关心、支持和帮助过我的领导、前辈和同事表示衷心的感谢！回想起这两个月的生活，在继保二班向前辈们学习，感谢领