变电站二次控制回路解析回路

1、第六章 二次回路第五节 电流及电压的二次回路为了满足不同测量、继电保护及安全自动装置的要求，电流、电压互感器有多种配置与接线方式。一、电流、电压互感器接用位置的选择图6-8是220kV变电所电流、电压互感器典型配置方式。所有使用系统电压的地点，都根据需要应该安装单相或三相电压互感器。图6-8中在220kV、110kV正副母线，35kV母线各设置了一组三相电压互感器，在220kV线路上设置了一组单相电压互感器。（一）电流互感器接用位置的选择在选择各类测量、计量及保护装置接入位置时，要考虑以下因素。（1）选用合适的准确度级。如图6-8中，计量对准确度要求最高，接0.2级，测量回路要求相对较低接0.

2、5级。保护装置对准确度要求不高，但要求能承受很大的短路电流倍数，所以选用5P20的保护级。(2)保护用电流互感器还要根据保护原理与保护范围合理选择接入位置，确保一次设备的保护范围没有死区。如图6-8中，2套线路保护的保护范围指向线路，应放在第三组次级，这样可以与母差保护形成交叉，如何一点故障都有保护切除。如果母差保护接在最近母线侧的第一组次级，2套线路保护分别接第二、第三次级，则在第一与第二次级间发生故障时，既不在母差保护范围，线路保护也不会动作，故障只能考远后备保护切除。虽然这种故障的几率很小，却有发生的可能，一旦发生后果是严重的。图中两组接入母差保护的次级，正副母间也要交叉，否则也有死区。

3、（3）当有旁路开关需要旁代主变等开关时，如有差动等保护则需要进行电流互感器的二次回路切换，这时既要考虑切换的回路要对应一次运行方式的变换，还要考虑切入的电流互感器二次极性必须正确，变比必须相等。（二）电压互感器原则配置（1）对于主接线为单母线、单母线分段、双母线等，在母线上安装三相式电压互感器；当其出线上有电源，需要重合闸鉴同期或无压，需要同期并列时，应在线路侧安装单相或两相电压互感器；（2）对于3/2主接线，常常在线路或变压器侧安装三相电压互感器，而在母线上安装单相互感器以供同期并联和重合闸鉴无压、鉴同期使用；（3）内桥接线的电压互感器可以安装在线路侧，也可以安装在母线上，一般不同时安装。安

4、装地点的不同对保护功能有所影响；（4）对220kV及以下的电压等级，电压互感器一般有两个次级，一组接为星形，一组接为开口三角形。在500kV系统中，为了继电保护的完全双重化，一般选用三个次级的电压互感器，其中两组接为星形，一组接为开口三角形。（5）当计量回路有特殊需要时，可增加专供计量的电压互感器次级或安装计量专用的电压互感器组。（6）在小接地电流系统，需要检查线路电压或同期时，应在线路侧装设两相式电压互感器或装一台电压互感器接线间电压。在大接地电流系统中，线路有检查线路电压或同期要求时，应首先选用电压抽取装置。通过电流互感器或结合电容器抽取电压，尽量不装设单独的电压互感器。500kV线路一般

5、都装设三只电容式线路电压互感器，作为保护、测量和载波通信公用。二、常用电流、电压互感器二次回路接线方式 (一)电流互感器二次回路的接线方式1、接线方式在变电所中，常用的电流互感器二次回路接线方式有单相接线、两相星形（或不完全星形）接线、三相星形（或全星形）接线、三角形接线、和电流接线等，如图6-9，它们根据需要应用于不同场合。现将各种接线的特点及应用场合介绍如下。 (1)单相式接线，如图6-9(a)所示。这种接线只有一只电流互感器组成，接线简单。它可以用于小电流接地系统零序电流的测量，也可以用于三相对称电流中电流的测量或过负荷保护等。(2)三相星形接线又叫全星形接线，如图6-9(c)所示。这种

6、接线由三只互感器按星形连接而成，相当于三只互感器公用零线。这种接线中的零线在系统正常运行时没有电流通过（3I0=0），但该零线不能省略，否则在系统发生不对称接地故障产生3I0电流时，该电流没有通路，不但影响保护正确动作，其性质还相当于电流互感器二次开路，会产生很高的开路电压。三相星形接线一般应用于大接地电流系统的测量和保护回路接线，它能反应任何一相、任何形式的电流变化。(3)两相星形接线，如图6-9(b)所示。这种接线有两相电流互感器组成，与三相星形接线相比，它缺少一只电流互感器（一般为B相），所以又叫不完全星形接线。它一般用于小电流接地系统的测量和保护回路，由于该系统没有零序电流，另外一相电

7、流可以通过计算得出，所以该接线可以测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等。反应各类相间故障，但不能完全反应接地故障。对于小电流接地系统，不完全星形接线不但节约了一相电流互感器的投资，在同一母线的不同出线发生异名相接地故障时，还能使跳开两条线路的几率下降了三分之二。只有当AC相接地时才会跳开两条线路，AB、BC相接地时，由于B相没有电流互感器，则B相接地的一条线路将不跳闸。 (4)三角形接线，如图6-9(d)所示。这种接线主要用于保护二次回路的转角或滤除短路电流中的零序分量。如图6-11中YN，d11组别的变压器配置差动保护时，在微机形差动保护中，常常将各侧电流互感器的二次回路均接为星形，在保

8、护装置中通过软件计算进行电流转角与电流的零序分量滤除，这样就简化了接线。 (5)和电流接线，如图6-9(e)所示。这种接线是将两组星形接线并接，一般用于3/2断路器接线、角形接线、桥形接线的测量和保护回路，用以反映两只开关的电流之和。除了以上接线外，还有其它一些接线方式，但并不常见。在电流互感器的接线中，要特别注意其二次线圈的极性，特别是方向保护与差动保护等回路。当电流互感器二次极性错误时，将会造成计量、测量错误，方向继电器指向错误，差动保护中有差流等，造成保护装置的误动或拒动。2、接入顺序当一组电流互感器接入多个负载时，应考虑其接入顺序，其原则是方便设备的调试及调试中的安全，还考虑到串联的顺

9、序应使电缆最短。一般仪表回路的顺序是电流表、功率表、电度表、记录型仪表、变送器或监控系统。在保护用次级中，尽量将不同的设备单独接入一组次级，特别是母差等重要保护，需要串接的，应先主保护再后备保护，先出口跳闸的设备，再不出口跳闸的设备。这样在运行中如果要做录波器试验，可以将其推出而不影响线路保护与失灵起动装置的正常运行，如图6-12所示。由于仪表与保护对电流互感器的要求不同，所以原则上两者不能公用一组电流互感器次级，但在35kV及以下系统中对计量准确度要求不高的场合，也有测量仪表与继电保护共用一组电流互感器的方式，这时应确保满足10误差曲线要求，验算短路电流不会损坏仪表，并按先保护后仪表的次序接

10、入。3、电流二次回路的接地电流互感器二次回路必须接地，其目的是为了防止当一、二次之间绝缘时对二次设备与人身造成危害，所以一般宜在配电装置处经端子接地，这样对安全更为有利，如图6-9（a）（b）（c）（e）。当有几组电流互感器的二次回路连接构成一套保护时，宜在保护屏上设一个公用的接地点，如图6-13为主变差动保护的接地方式。对与三角形接线电流互感器二次回路也应接地，接地点选在经负载后的中心点，如图6-9（d）。在微机母差或主变差动保护中，各侧二次电流回路不再有电气连接，每个回路应该单独接地，该接地点可以接在配电装置处，也可以接在保护柜上，各接地点间不能串接。如图6-13为母差保护柜端子排原理图，

11、6-13（a）为错误接法，6-13（b）为正确接法，在错误接法中，各接地点串联后接地，一是一旦总接地点脱开，则每一组的接地都没有，第二是当其中一个回路停电需要做试验时可能影响其它运行中的回路。在由一组电流互感器或多组电流互感器二次连接成的回路中，运行中接地不能拆除，但也不允许出现一个以上的接地点，当回路中存在两点或多点接地时，如果地电网不同点间存在电位差，将有地电流从两点间通过，这将影响保护装置的正确动作。图6-14为主变差动保护电流互感器回路两点接地时流过地电流的示意图。当电流二次回路有方式切换时，要保证在不同的方式下只有一点可靠接地，这一点将在下一节中讨论。4、电流二次回路的切换由于电流互

12、感器二次回路不能开路，所以电流二次一般不应设置切换回路，但为了满足运行方式的需要，当确实需要切换时，可以设置大电流切换端子，但应确保在切换时电流互感器二次回路不能开路，切换到各种发生时保证运行中回路的方式与一次方式对应并变比、极性正确，只有一点且只能有一点接地。下面对一些常用的切换回路进行讨论。（1）内桥接线差动电流回路的切换内桥的差动回路可以不设切换回路，但在内桥或进线开关中有一台停电检修时为不影响运行中设备，方便安全措施的实施，常在回路中增加大电流切换连片，如图6-15，其中（a）为进线断路器与内桥断路器均在运行的正常方式，（b）为内桥断路器转检修后其电流互感器二次连接片退出后短接的接线图

13、。在内桥断路器转检修退出其电流回路时，如果差动保护还在运行中，则一定要先取下连片，然后将互感器侧短接接地，否则连接连片时将差动保护高压侧电流短接会造成差动保护误动。（2）旁路断路器代主变时差动电流回路的切换在设有旁路断路器的变电所，旁路断路器代主变断路器时，其差动保护相应的电流回路应该有主变的互感器切至旁路的互感器，并有两台及以上主变时，旁路的这组互感器应能分别切至这些主变的差动保护。图6-16即是切换回路的示意图，其中1号主变由旁路断路器代供，2号主变由本身断路器正常运行。当两台断路器均不旁代时，旁路的电流切换连片要短接退出。需要指出的是，旁路断路器的带路操作中任何一台断路器都要视作运行设备

14、，无论其处在合闸状态还是分闸状态，所以电流互感器的二次回路不能开路，也不能失去接地点，这点与内桥接线时的电流连接片操作不同，它要先在互感器侧短接接地，再拆开与差动保护回路的连接片。这一操作会造成差动保护回路的不平衡，会有差流产生，所以操作过程中需要停用相应的差动保护。（3）固定连接式母线差动电流回路的切换微机型母差差动保护已经得到广泛的应用，但运行中固定连接式母线差动保护仍不少。与微机母差自动判定各单元运行方式、自动将相应电流按方式加到相应母线差动保护中不同，固定连接母差保护需要将各单元的电流手动切到对应母差的回路。如图6-17是固定连接母差保护电流回路切换的示意图。该切换回路与旁路代主变的切

15、换回路有点类似，区别在于各单元的电流是切入正母或副母差动保护，而旁路代主变的电流回路是切入1号主变或2号主变的差动保护，同样不能发生电流回路开路。在A、B、C、N各相连线的切换中，N线的切换连片不能省，否则可能造成运行设备与检修设备分界不清、电流二次回路开路或运行中电流二次回路发生多点接地等情况。如图6-18中，（a）为当N线经各组连接片的接地端子时会造成多点接地。（c）中N线不经接地端子，但短接退出时仍会发生两点接地，如果接地端子不接地，则会在短接退出时发生电流二次回路开路。（b）中虽然没有多点接地或开路的问题，但短接退出的回路如果有检修工作，由于有零线相连，则对运行中设备将会产生潜在的影响

16、。（一）电压互感器的二次回路接线图6-19为典型的双母线或单母线分段主接线时的电压互感器二次回路接线原理图。图中可以看出，这里使用的是两组次级的电压互感器，一组次级三相接为星形，一组接为开口的三角形。星形的一组次级经小空气开关1(2)QA、电压互感器隔离开关辅助接点的重动继电器1（2）K接点送至二次电压小母线1(2)WVa、1(2)WVb、1(2)WVc及WVN，这组小母线供保护装置与测量设备使用。由于计量装置对精度要求较高，所以从电压互感器星形接线出口处另有一组电压经熔断器35（68）FU、 继电器1（2）K接点送专用的计量小母线1(2)WVaj、1(2)WVbj、1(2)WVcj。为了减小

17、回路压降，这组电压一般由电压互感器的二次端子箱经6mm2或更粗的电缆直接连接到计量柜上。电压互感器另一组次级接为开口三角形，其一端直接连到小母线WVN上，另一端经继电器1（2）K接点连接到小母线1(2)WVL上，供需要零序电压的保护装置等使用。因为开口三角的零序电压输出正常运行时等于0，平时无法监视其回路是否有断线等情况，所有在该回路不安装空气开关或熔断器。电压互感器的二次接线要特别注意其线圈的极性，特别开口三角回路，由于平时没有电压，在新投运时要认真检查其极性是否符合保护装置方向保护要求，否则在系统发生故障时，可能造成具有方向性的保护该动的不动，二次不该动的误动。图6-19中的1WVTa就是

18、为检查开口三角电压的极性及做零序方向保护的相量试验而设，通过测量该母线电压的极性，可以推断出3U0的极性。图6-19中1KCW与2KCW为正副母电压互感器二次回路联络的联络继电器，当正副母电压互感器二次回路需要联络并符合联络条件是，该继电器动作。电压互感器二次回路的联络既可以手动，也可以自动，具体的联络条件在后面中介绍。1、接线方式电压互感器的二次接线主要有：单相接线、单线电压接线、V/V接线、星形接线、三角形接线、中性点接有消谐电压互感器的星形接线。各接线的连接方式如图6-20所示。（1）单相接线常用于大接地电流系统判线路无压或同期，可以接任何一相，但另一判据要用母线电压的对应相，如图6-2

19、0（a）。其变比一般为，需要时也可以选。（2）接于两相电压间的一只电压互感器，主要用于小接地电流系统判线路无压或同期，因为小接地电流系统允许单相接地，如果只用一只单相对地的电压互感器，如果电压互感器正好在接地相时，该相测得的对地电压为零，则无法鉴定线路是否确已无压，如果错判则可能造成非同期合闸。具体接线如6-20（b），该接线也可用两只分别接于两相的单相电压互感器来代替，用两相间的线电压来判断无压或同期。其变比一般为。（3）V/V接线主要用于小接地电流系统的母线电压测量，它只要两只接于线电压的电压互感器就能完成三相电压的测量，节约了投资。但是该接线在二次回路无法测量系统的零序电压，当需要测量零

20、序电压时，不能使用该接线。具体接线见图6-20（c），其变比一般为。（4）星形接线与三角形接线应用最多，常用于母线测量三相电压及零序电压。接线见6-20（d）、（e），星形接线的变比一般为，对三角形接线，在大接地电流系统中一般为，在小接地电流系统中为。（5）图6-20（f）为中性点安装有消弧电压互感器的星形接线。在小接地电流系统，当单相接地时允许继续运行2小时，由于非接地相的电压上升到线电压，是正常运行时的倍，特别间隙性接地还要暂态过电压，这将可能造成电压互感器铁芯饱和，引起铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。所以使用在小接地电流系统的电压互感器均要考虑消谐问题。消谐措施有多种，在开口三角线圈输出

21、端子上接电阻性负载或电子型、微机型消谐器是其中之一，图6-20（f）中在星形接线的中性点接一只电压互感器也能，使发生接地故障时各电压互感器上承受的电压不超过其正常运行值，也能起到消谐的作用。所以该电压互感器也称为消谐电压互感器。图6-21为该接线的电压相量图，在10kV系统电压互感器的变比为，中性点的消谐电压互感器变比为，就是中性点电压互感器能工作在线电压下。当系统正常时，其相量图如图6-21（a），可以看出三相、对称，幅值等于相电压，中性点电压等于0，三相电压互感器均承受相电压，消谐电压互感器上的电压等于零，L上无电压输出。当系统发生单相接地时，如A相，其相量图如图6-21（b），Ua变为0

22、，Ub、Uc上升到倍相电压，由于消谐互感器的存在，上承受电压的相量如图6-21。可以从图中看出，三个相电压线圈上承受的仍为相电压，零序电压3U0=UL的输出幅值也为相电压57.7V，这一点与三角形接线的输出为100V不同。（6）用以鉴定同期或线路无压的线路电压互感器常采用电容型或电压抽取装置。电压收取常见的有利用高频通道中的结合电容器来抽取电压，也有通过电流互感器的末屏来抽取的，利用电压抽取装置可做到不需要增加一次设备就可获得所需的二次电压，有较好的技术经济效益。2、电压互感器二次回路的保护电压互感器相当与一个电压源，当二次回路发生短路时将会出现很大的短路电流，如果没有合适的保护装置将故障切除

23、，将会使电压互感器及其二次线烧坏。电压互感器二次回路的保护设备应满足：在电压回路最大负荷时，保护设备不应动作；而电压回路发生单相接地或相间短路时，保护设备应能可靠地切除短路；在保护设备切除电压回路的短路过程中和切除短路之后，反应电压下降的继电保护装置不应误动作，即保护装置的动作速度要足够快；电压回路短路保护动作后出现电压回路断线应有预告信号。电压互感器二次回路保护设备，一般采用快速熔断器或自动空气开关。采用熔断器作为保护设备，简单、能满足上述选择性及快速性要求，报警信号需要在继电保护回路中实现。采用自动空气开关作为保护设备时，除能切除短路故障外，还能保证三相同时切除，防止缺相运行，并可利用自动

24、开关的辅助触点，在断开电压回路的同时也切断有关继电保护的正电源，防止保护装置误动作，或由辅助接点发出断线信号。电压回路采用哪种保护方式，主要取决于电压回路所接的继电保护和自动装置的特性。当电压回路故障不能引起继电保护和自动装置误动作的情况下，应首先采用简单方便的熔断器作为电压回路的保护。在电压回路故障有可能造成继电保护和自动装置不正确动作的场合，应采用自动开关，作为电压回路的保护，以便在切除电压回路故障的同时，也闭锁有关的继电保护和自动装置。在实际工程中，通常在60kV及以下没有接距离保护的电压互感器二次回路和测量仪表专用的电压回路，都采用快速熔断器保护；对于接有距离保护的电压回路，通常采用自

25、动开关作为保护设备。近年来生产的距离保护装置一般都具有性能良好的电压回路断线闭锁装置，电压回路故障不会引起保护误动。有些运行现场在接有距离保护的电压回路也采用了熔断器作为电压回路的故障保护，运行情况良好。因此，电压回路的保护方式，要根据工程的具体情况确定。电压互感器二次侧应在各相回路和开口三角绕组的试验芯上配置保护用的熔断器或自动开关。开口三角形绕组回路正常情况下无电压，故可不装设保护设备。熔断器或自动开关应尽可能靠近二次绕组的出口处装设，以减小保护死区。保护设备通常安装在电压互感器端子箱内，端子箱应尽可能靠近电压互感器布置。3、电压二次回路的接地电压互感器二次回路的接地，主要是防止一次高压串

26、至二次侧时，可能对人身及二次设备造成威胁。在110500kV变电所中各电压等级的电压互感器应统一采用一种接地方式，推荐采用零相接地。并且，全所各电压互感器二次回路共用一个零相电压小母线(YMN)，在主控制室一点接地，在接地线上不应安装有可能断开的设备。当电压互感器离主控制室较远时，在变电所一次系统发生单相接地短路时，主控制室与电压互感器安装处的地电位差较大。为电压互感器的安全，应在配电装置处电压互感器二次绕组中性点加放电间隙或氧化锌避雷器。见图6-19。电压二次回路只能有一点接地。如果有两点接地或多点接地，当系统发生故障，地电网各点间有电压差时，将会有电流从两个接地点间流过，在电压互感器二次回

27、路产生压降，该压降将使电压互感器二次电压的准确性受到影响，严重时将影响保护装置动作的准确性。线路电压互感器可以在配电装置处一点直接接地，也可以通过小母线(WVN)接地。当在配电装置处一点接地时，线路互感器的二次回路与母线电压互感器的二次回路不能有电的联系，否则会使电压二次回路出现两点接地或多点接地。如果通过小母线(WVN)接地，则应在配电装置处加装放电间隙或氧化锌避雷器，并且注意，在线路保护停用校验时，线路可能仍有旁路代路运行，不能因拆开至小母线的N600连线而使线路电压互感器二次侧失去接地点。4、电压二次回路的切换与联络当电气主接线为双母线接线时，为了保证保护装置及测量、计量等设备采集的二次

28、电压与一次对应，必须设置二次电压的切换回路。当双母线接线或单母线分段接线，一台电压互感器检修或因故停运时，一次可以通过改单母线运行来保证电压互感器停运母线的设备继续运行，这时需要将二次回路进行联络，以确保相应的保护、计量设备继续运行。（1）电压回路的联络见图6-23。（2）正、副母间电压回路切换二次电压切换可以手动进行，如图6-25所示，由切换开关SA来选择计量、保护等设备是选用正母电压还是副母电压；也可以进行自动切换，如图6-26所示， 为提高自动切换的可靠性，1KCW、2KCW可选双位置继电器，如图6-27。双位置继电器的有点是即使直流电源消失，或隔离开关辅助接点接触不良，继电器将保持在原

29、有位置。其中6-27（a）是采用隔离开关的单辅助接点，6-27（b）是采用隔离开关的双辅助接点。（3）互为备用电压二次回路间的切换当二次回路作为多个一次设备的公共备用设备时，常常要根据需要将相应的二次回路切至对应的一次设备控制或保护回路。如同期并列回路电压的切换；如图6-28旁路代主变断路器时的电压切换。第六节 控制及信号的二次回路一、控制回路电力系统的控制对象主要包括断路器、隔离开关等，其中断路器是用来连接电网，控制电网设备与线路的通断，送出或断开负荷电流，切除故障的重要设备，其控制回路尤为重要。由于断路器的种类和型号是多种多样，故控制回路的接线方式也很多，但其基本原理与要求是相似的。断路器

30、的控制回路按其操作方式可分为按对象操作和选线操作；按控制地点可分为集中控制和就地控制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作电源种类可分为直流操作与交流操作等等。现在就一些常用的断路器控制回路进行介绍。（一）断路器控制回路的基本要求断路器的控制是通过电气回路来实现的，为此，必须有相应的二次设备，在控制室的控制屏上应有能发出跳合闸命令的控制开关（或按钮），在断路器上应有执行命令的操作机构，并用电缆将它们连接起来。断路器的控制回路应满足下列要求：（1）能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置（必要时）实现自动跳、合闸，并在跳、合闸动作完成后，自动切断跳合闸脉冲电流（因为跳、合闸线圈是

31、按短时间带电设计的）；（2）能指示断路器的分、合闸位置状态，自动跳、合闸时应有明显信号；（3）能监视电源及下次操作时分闸回路的完整性，对重要元件及有重合闸功能、备用电源自动投入的元件，还应监视下次操作时合闸回路的完整性；（4）有防止断路器多次合闸的“跳跃”闭锁装置；（5）当具有单相操作机构的断路器按三相操作时，应有三相不一致的信号；（6）气动操作机构的断路器，除满足上述要求外，尚应有操作用压缩空气的气压闭锁；弹簧操作机构应有弹簧是否完成储能的闭锁；液压操作机构应有操作液压闭锁；（7）控制回路的的接线力求简单可靠，使用电缆最少。（二）基本断路器控制回路图6-29是一个基本的断路器操作回路，它是一

32、个能满足断路器控制回路要求的最为简单的回路，现在我们就通过对该回路动作过程来分析它是如何来满足断路器控制回路的要求的。控制开关的各片接点接通位置与把手位置的对应关系较为复杂，具体见表6-6。预合：顺时针转动控制开关SA至预备合闸位置，这时SA的10-11接点断开，9-10接点接通，绿灯HG由正电源改接到闪光小母线（）WS，绿灯闪亮。合闸：SA的5-8接点接通，正电源通过5-8接点接至合闸线圈LC，断路器合闸。合闸到位后，合闸回路的断路器辅助常闭接点QF断开合闸电流，一是防止5-8粘接造成合闸线圈烧坏，因为合闸线圈的热容量是按短时通电来设计的；二是防止由SA接点来断开合闸电流，由于SA接点的断弧

33、容量不够，容易使SA接点烧坏。合闸结束后，断路器常开辅助接点QF接通分闸回路，同时SA的13-16接点接通，红灯HR亮，发平光，指示断路器在合闸位置。预分：SA的13-14接点接通，红灯闪光。分闸： SA的6-7接点接通，正电源接到跳闸线圈使断路器跳闸。分闸后断路器的常开辅助接点断开跳闸电流，常闭接点接通合闸回路为下一次合闸作好准备，同时绿灯亮，指示断路器在分闸位置。由于分闸回路中接有防跳继电器KCF的电流线圈，当分闸电流通过该线圈时，该继电器动作，其常开接点对动作自保持，直到断路器分闸后辅助接点断开分闸电流。这时无论KK的接点何时断开，都不会影响断路器的分闸。防跳： KCF是防跳继电器，当正

34、常分、合闸时，对操作影响不大。接入防跳继电器后，当断路器手动分闸或保护装置跳闸时，都有跳闸电流流过KCF的电流线圈，这时合闸回路KCF的常闭接点分开，合闸回路不同，如果合闸信号没有复归，将通过KCF的常开接点使KCF的电压线圈得电，使其自保持，直到合闸信号返回。这样KCF就起到了防止断路器反复分、合闸的作用。具体接线，如图6-30是使用CZX-12R操在有些断路器中已经考虑了防跳回路，它一般是有电压型继电器来完成防跳功能的，但操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时使用，如果同时使用，断路器中的防跳继电器可能会造成因“寄生”回路而自保持，无法返回。至于是拆除操作箱中的防跳回路，还是拆

35、除断路器器中的防跳回路要视操作箱与断路器中的作箱与阿尔斯通断路器时的防跳回路简图，K01是断路器中的防跳继电器，如果按两套防跳回路均使用的接线，在断路器合闸时，断路器防跳回路的辅助接线-S01在合后接通，但合闸信号一般还未返回，这时防跳继电器-K01就会动作。当合闸信号消失后，由于跳闸位置继电器KCT的存在，-K01可能不能返回，一直处于自保持状态。所以要在图中打叉处将回路拆开，这样断路器中的防跳就不起作用了。因为在保护及自动化的跳闸回路中，大多接有电流型的信号继电器，为了在KCF动作时不致使信号继电器不能动作，所以在KCF保护回路的接点中串有电阻R，该电阻一般只有1左右，在实际调试中应校核该

36、电阻阻值是否合适。从以上动作过程中可以知道，图6-29的断路器基本操作回路能满足第二节中对断路器控制回路的要求。红、绿灯不但指示了断路器的位置，而且对控制电源是否正常，分、合闸回路是否断线及断路器操作的压力均有监视作用，当断路器操作的液压或气体压力不正常时，压力继电器会断开断路器的分、合闸回路，同时发告警信号。（三）监控系统对断路器的控制使用监控系统断路器的控制回路的基本要求未变，但实现方法有所不同。图6-31为使用监控系统时的控制回路图，该控制回路在增加了远方控制功能的同时，仍然保留了就地控制的功能。图中2SA即是控制开关，也是远方与就地控制的切换开关。在现场无运行人员值班时，该开关放在远方

37、操作位置，2SA的17-18接点、19-20接点接通，通过远方合闸接点可以合闸，通过远方分闸接点可以分闸。当现场检修等情况下不允许远方控制该断路器时，可以将控制开关2SA置于就地操作位置，这时2SA的17-18接点、19-20接点不通，即使有远方控制信号来也无法操作断路器，确保了现场工作的安全。图中的KDP是一只双位置继电器，它一个线圈得电后即使该动作电压消失，继电器还是保持在原来状态，直到另外一个线圈得到动作电压才能使继电器转换到另外一种状态。在远方操作时，由于没有就地操作时控制开关2SA的变位来判断是正常分、合闸，还是故障时保护装置的分、合闸，用以正确驱动事故信号及提供给重合闸等自动装置正

38、确的变位信息，所有要加装该双位置继电器。对该位置继电器的动作要求是，当正常的远方或就地分、合闸时，应相应变位，当保护跳闸及自动重合闸时该继电器不变位。从图6-31中可以看出，KDP的两个线圈分别接在手动分闸与手动跳闸回路，由于有二极管V的隔离，在重合闸接点KC-2动作时，KDP不会动作，同样在保护装置的跳闸接点KC-1动作时，与KDP间无连接，所有KDP也不会动作。监控系统发出的分、合闸信号都是一个短时接通信号，一般的接通时间在0.20.8s间，为保证分、合闸的可靠性，确保分、合闸继电器的接点不切断分、合闸电流，所以不仅有防跳继电器KCF-1，还有合闸保持继电器KCF-2。当有合闸信号来时,

39、KCF-2动作并自保持，直到合闸成功由断路器辅助接点QF切断合闸电流后KCF-2才返回。（四）分相操作断路器的控制回路在220kV系统中，常常使用可以按相分、合闸的断路器。图6-3235是分相操作机构的控制回路图。该图是一个工程应用实例，看似复杂，但其基本原理仍然是第二节中的有关要求与三相操作机构相比，分相操作机构每相都有一个分、合闸回路，图6-32至图6-35中的断路器具有双组跳圈，第一组为Y2LA、Y2LB、Y2LC，与合闸线圈共用一组电源，第二组为Y3LA、Y3LB、Y3LC，单独用另一组电源。除此以外，每各跳闸回路都有一套三相不一致保护，如第一组电源中由一组常开及一组常闭辅助接点S1L

40、A、S1LB、S1LC，继电器K16、K61及复归按钮S4组成，第二组电源中由一组常开及一组常闭辅助接点S1LA、S1LB、S1LC及继电器K64、K63、复归按钮S4组成。另外该操作回路还有完善的压力闭锁、报警回路，当操作机构的压力及SF6压力出现异常时，能可靠闭锁断路器的分合闸回路。（五）断路器控制回路的闭锁为保证断路器工作的安全及电网的安全，断路器控制回路往往采取多种闭锁措施，当条件不满足是禁止断路器的操作。断路器的闭锁回路主要有：（1）当断路器的操作系统异常时对分、合闸闭锁。液压机构的液压过高或过低，空气操作机构的空气压力过高或过低，弹簧操作机构的弹簧未储能，SF6断路器的SF6压力低

41、等，这是其断路器中的保护回路均将断开分、合闸回路，不允许断路器操作。在上述的液压操作机构的SF6断路器中，现在用图6-33的第一组控制回路对闭锁原理作一介绍。当油压低时，压力接点B2接通，继电器K3动作，其串在继电器K10回路的常闭接点打开，K10失压，串在分闸回路负电源侧的常闭接点打开，断路器无法分闸。同样压力接点B2接通时，继电器K2动作，其串在继电器K12LA、K12LB、K12LC回路的常闭接点打开，继电器K12LA、K12LB、K12LC失压，串在合闸回路负电源侧的常闭接点打开，断路器无法合闸。（2）在存在不同电源需要并列的场合，断路器的控制回路要增加同期闭锁回路。变电所与发电厂往往

42、设置一套或几套公用的同步系统，当某断路器需要同期合闸时，就将同期装置及相关回路切至该断路器的合闸回路。图6-36是断路器合闸的同期闭锁回路，其中SSM1为同期转换开关，用以切换同期电压回路及断路器控制的同期回路，STK为同期闭锁开关，打开时断路器合闸要经同期继电器KSC的接点闭锁，合上则不经KSC接点闭锁，SB为集中的同期合闸按钮，KC为自动同期合闸接点。当需要对断路器进行同期合闸时，将SSM1及相应断路器的SA合上，当满足同期条件时通过手动按SB按钮或自动同期合闸接点KC进行合闸操作。如果不需要进行同期合闸，则将SSM1及相应断路器的SA合上后，将同期闭锁开关STK也合上，这时可以通过控制开

43、关SA1直接进行合闸操作。通过监控系统合闸时，如果需要进行同期检测，只要将监控系统采集到的并列双方的电压进行比较，如果满足同期的条件，则允许发出合闸命令，不满足同期条件，则对合闸命令进行闭锁。这一切都有监控系统通过软件来实现。（3）为了满足防误需要，在断路器的操作回路应增加防误闭锁回路。完成防误闭锁功能的方法很多，常用的有机械连锁、电气连锁、微机防误等，但其基本要求就是在不具备操作条件时将其回路断开，不予操作。机械连锁与电气连锁的方法多种多样，但一般是针对隔离开关、接地闸刀等。现在比较使用较多、比较完善的微机防误装置，该装置能按照规则库并所执行操作票来判断断路器是否允许合闸，如图6-37中，S

44、M为一电脑钥匙的插孔，当防护条件满足是，插入的电脑钥匙就会将该回路接通，允许断路器合闸。二、信号回路（一）信号回路的分类在变电所中，必要安装有完善而可靠的信号装置，以供运行人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。这些信号装置按其告警的性质一般可以分为以下几种。（1）事故信号表示设备或系统发生故障，造成断路器事故跳闸的信号；（2）预告信号表示系统或一、二次设备偏离正常运行状态的信号；（3）位置信号表示断路器、隔离开关、变压器的有载调压开关等开关设备触头位置的信号；（4）继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号。（二）对信号装置的要求具体解释如下。（1）对不同性质的信号，要有明显的区别。例

45、如，事故跳闸的音响是电笛声，预告信号的音响是警铃声，运行人员从音响信号就能判断发生事件的性质。（2）信号装置是否动作要有明显的区别，便于运行人员查找具体的动作信号内容，不致多读或少读信号，造成对发生事件的错误判断。（3）在变电所中信息量很大，在大量的信号中，动作的信号属于哪个设备单元，应有明显的指示。（六）事故及预告信号的基本回路本节通过分析一些实际回路的接线来介绍有关信号功能是如何实现的。1、事故信号图6-42是采用CJ-2冲击继电器的事故音响原理图，其中（b）为各断路器控制单元的事故音响起动回路，当断路器在合闸后位置时，控制开关SA的1与3、19与17接点接通，但由于断路器在合闸位置，其辅

46、助常闭接点QF在断开位置，所以从708到702的回路不通。当断路器因故跳闸时，QF接通，在708与702间有一个0.2A左右的脉动电流通过，该电流将使冲击继电器1KI动作，接点1、3接通，中间继电器1KM动作。1KM动作后，一对接点经复归按钮2SB常闭接点使自己自保持，一对接点接通电笛HAU，使其发出事故音响，还有一对接点动作后使1KI复归。起动1KI冲击继电器的电流大小由起动回路中电阻1R的阻值决定。当事故音响动作后，其实冲击继电器在1KM动作自保持后已经返回，其电笛由1KM的接点接通发出音响，该音响一直要等到手动按2SB复归按钮解除1KM的自保持后消失。当然，我们也可以在自保持回路中串入延

47、时动作的常闭时间继电器接点来做到自动复归。因为冲击继电器是一个靠脉动电流起动的继电器，在它的起动回路中，只要有电流增加，并且达到灵敏度要求（如CJ-2约在0.16以下），继电器就会动作。所以在变电所中有断路器跳闸起动事故音响后，即使控制开关KK没有复归，另外有断路器跳闸时，相当于在起动回路又并接了一个1R电阻，又产生一个0.2A的脉动电流，所以事故音响还会再次起动。如果时手动拉开断路器，虽然断路器辅助接点DL也接通，但是控制开关SA的1与3、19与17已断开，708与702间不会构成通路，事故音响不会动作，这样就能区分断路器的正常分闸还是事故跳闸。1SB是试验按钮，按下后通过1R接通冲击继电器

48、起动回路，使音响动作，用以定期试验事故音响回路是否正常。图中的1KVS是事故音响回路的电源监视继电器，当该回路因故失电时，1KVS返回，其常闭接点接在预告信号回路，将发出光字信号与警铃声。第六章 二次回路第七节 装置间二次回路的连接一、保护装置双重化的接线在电网中，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。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

49、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。保护双重化后，二次回路的连接需要作相应的配置。（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。如图6-47。从这一点上讲，该保护还不是真正意义上的双重化。330

50、kV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。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箱分别跳两个跳圈，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

51、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。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。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，

52、对侧的一套保护停用。见图6-48。（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。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。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

53、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。如图6-49为220kV主变保护接入各则电流互感器位置图。其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。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，

54、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置如图6-49括内所表示的名称。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。为了避免电流回路的切换，也可以两套保护均使用套管电流互感器，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

55、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。二、保护的跳闸回路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。（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0.09mm。如线径小于0.09mm时，其线圈须密封处理。当采用110kV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。（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

56、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。对于动作功率较大的中间继电器（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。（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

57、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。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。（4）在由一组熔

58、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。（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，应首先恢复直流电源，在接通保护出口压板。（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。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。关于压板的接入点及间距要求见图6-50