變電站二次回路原理及調試

1、 二次回路原理及調試題綱二次設備：對一次電氣設備進行監(jiān)視、測量、操縱、控制和起保護作用的輔助設備。由二次設備連接成的回路稱為二次回路或二次系統。二次系統的任務：反映一次系統的工作狀態(tài)，控制一次系統，并在一次系統發(fā)生故障時，能使故障的設備退出運行。二次設備按用途可分為：繼電保護二次回路、測量儀表二次回路、信號裝置二次回路、直流操作電源二次回路等。一 電流互感器（CT）及電壓互感器(PT)1. 原理：CT: 使高壓電流按一定比例變?yōu)榈蛪弘娏鞑崿F絕緣隔離；有外裝CT、套管CT（開關、主變）；還分為充油及干式等；二次繞組分為多組及抽頭可調變比式等。PT：使高電壓按一定比例變?yōu)榈碗妷翰崿F絕緣隔離；

2、一般都外裝；有充油及干式等；還有三相式、三相五柱式及單相PT(線路用)等；二次繞組分為主繞組及副繞組（開口三角：為保護提供零序電壓）。2.用途： CT:為保護裝置、計量表計、故障錄波、“四遙”裝置等提供隨一次電流按一定比例變化所需的二次電流（包括相電流及零序電流。）； PT：為保護裝置、計量表計、故障錄波、“四遙”裝置等提供隨一次電壓按一定比例變化所需的二次電壓；3.二次負載：CT：低阻抗運行，不得開路；二次回路阻抗越高誤差越大；CT二次開路將產生高低壓危及人身安全；（備用CT必須可靠短接；帶有可調變比抽頭的CT，待用抽頭不得短接。）PT: 高阻抗運行，二次回路阻抗越低誤差越大；不得短路。4.

3、極性： CT：一次電流流入端與二次電流流出端為同極性； PT:一次電壓首端與二次電壓首端為同極性。5. 二次線： CT：由二次端子電纜引入CT端子箱控制室按圖紙設計依次串入各裝置所需電流回路； PT: 由二次端子電纜引入PT端子箱控制室按圖紙設計依次并接各裝置所需電壓回路；6.新裝及更換改造注意事項： CT：所有端子、端子排的壓接必須正確可靠；一、二次極性試驗正確、變比試驗正確、伏安特性符合各裝置運行要求；更換CT前首先進行極性試驗并正確詳細記錄，CT更換后進行的極性試驗必須與更換前極性一致、變比正確、伏安特性應與原CT基本一致；變比、極性、伏安特性的正確性對保護及自動裝置是否能正確判斷設備的

4、運行狀態(tài)非常重要，（特別是差動保護）在安裝及改造過程中必須認真做好每一項試驗工作，才能確保萬無一失。 伏安特性數據分析：測量表計CT、保護CT、差動CT的飽和點正常應依次提高。 PT:所有端子、端子排的壓接必須正確可靠；新裝及二次電纜更換后，必須進行二次回路核相，以滿足并列運行要求。電力系統三相中性點運行方式：1. 中性點不接地方式：適用于310KV系統。 正常運行時，中性點對地電位為零相間電壓對稱；單相接地時中性點位移，相間電壓仍對稱，不影響正常運行（但不能超過2小時。）2. 中性點經消弧線圈接地方式：適用于35KV系統。正常運行時，中性點對地電位為零相間電壓對稱；單相接地時中性點經消弧線圈

5、與對地電容電流相位相反，減少電容電流，中性點位移，相間電壓仍對稱，不影響正常運行。消弧線圈（電抗器）：和變壓器一樣帶有鐵芯和線圈，不同的是消弧線圈鐵芯帶有很多間隙填有絕緣板，使鐵芯不飽和，呈線性阻抗；（帶有59個分接頭可調節(jié)電抗值。）消弧線圈的作用是對線路接地時的對地電容電流進行補償，隨著電容電流的減少使電弧熄滅；一般采用感抗小于容抗的補償方式（過補償），為出線線路的增加留有余地。3. 中性點直接接地方式：適用于110KV及以上系統。非故障相對地電壓為相電壓，可降低絕緣水平和造價；單相接地時短路電流較大，需保護裝置動作，切除故障。二 保護裝置：保護裝置的改進、發(fā)展歷程：電磁感應型晶體管型集成電

6、路型微機智能型；無論什么形式的保護裝置對于二次回路來講都離不開基本的結構方式：交流回路（電流、電壓）、控制回路（跳合閘）、直流系統、信號回路等，在實際的工作中要從基本概念上熟練掌握回路的性質以及與其它回路的關系，做的心中有數。保護定值：一般由調動中心部門下達定值通知單，保護工作人員嚴格按通知單要求進行保護整定；（包括投入的保護類型、動作值、動作時間、自動裝置的投停等。）保護裝置的設計、配置、安裝、調試必須遵循四項原則：選擇性：根據高壓系統設備運行的需要，必須有選擇地切除故障部分，保證其他設備的正常運行；輻射型系統較簡單，對多電源的復雜系統來講，保護裝置的配置相對較復雜，各套保護裝置的配合及動作

7、行為考慮的因素較多；快速性：在有選擇性地切除故障設備的前提下，盡量選擇快速性；短路電流持續(xù)時間越長對設備的危害越大，對電網系統的危脅越大；靈敏性：保護裝置的動作值（定值）在計算和整定上要考慮一定的靈敏度，以提高對系統不正常狀況的反應能力；可靠性：在正確判定故障性質的情況下，保護裝置必須保證可靠動作切除故障設備，不應拒動；在實際工作中必須避免“三誤”的發(fā)生誤碰、誤接線、誤整定。）；1. 線路保護：6、10、35KV：（輻射型線路）速斷（I段）：按保護線路全長的80%計算；過流（II段）：按保護線路全長計算，保護范圍可延伸到下一線路的速斷范圍以內，可作為下一線路速斷的后備；反應相間短路故障跳三相；

8、單相接地不跳閘。一般采用不完全星型接線，可減少一只CT，仍可滿足610KV中性點不接地系統要求（不同線路發(fā)生同相接地時仍不跳閘，只由保護裝置發(fā)出接地信號，提醒運行值班人員查找接地后，通知線路維護人員巡查線路處理；不同線路發(fā)生不同相兩點接地時，構成兩相短路，保護裝置動作切除故障線路。）110KV及以上:零序電流I段：按保護線路全長的80%計算。零序電流II段：按保護線路全長計算，保護范圍可延伸到下一線路的速斷范圍以內，可作為下一線路I段的后備；零序電流III段：保護范圍可延伸到第三級線路I段保護范圍內，可作為下一線路全線的后備；還可作為第三級線路I段范圍內的后備。零序電流I、II、III段：在多

9、電源的復雜電網系統中都帶有零序功率方向閉鎖；單相接地及相間短路都可根據動作范圍跳三相。距離保護：適用于110KV及以上多電源較復雜的電網系統；反應相間短路故障；距離I、II、III段的保護范圍基本與上述零序電流I、II、III段相同;動作特性圓，動作范圍具有方向性，反向短路不動作。高頻保護：保護線路全長；根據被保護線路兩側電流的方向來判定故障范圍；外部短路不跳閘；基本原理是由兩側電流控制發(fā)訊機高頻信號，根據高頻信號調制后的情況來決定是否跳閘;高頻保護除可獨立完成保護線路全長的故障跳閘任務外，還常用于閉鎖其它保護，如高頻閉鎖距離、高頻閉鎖零序、高頻閉鎖電流等。光差保護：基本原理是由兩側電流控制區(qū)

10、別區(qū)內外故障，通過光纖信號對比來判定動作行為；2.母線差動保護：適用于35KV及以上多電源變電站的母線保護；基本原理是根據故障電流的流向來判定故障范圍；內部短路快速跳開相應開關，外部短路不動作；母線的流入電流等于流出電流時不動作，當出現差電流時立即動作跳開相應開關；根據母線差動保護的原理，外部故障對其動作行為是一個嚴峻的考驗，因此母差保護的調試正確性至關重要，對跳閘壓板的投入非常謹慎；通常都是在所有線路投運帶負荷后驗證回路正確無誤，才交待可以投運。3.主變保護：瓦斯保護：本體保護、有載調壓保護：帶有重瓦斯跳閘及輕瓦斯（氣體）信號保護；差動保護：根據主變壓器容量設置；利用主變的流入流出電流之差判

11、定內外部故障； 當主變空載充電時，必須將差動保護投跳閘，以保證主變內部有短路時迅速跳閘。在合閘瞬間將產生勵磁涌流并逐漸衰減；涌流中含有逐漸衰減的直流分量使差動繼電器鐵芯迅速飽和產生制動作用，使差動保護不動作，因此差動保護具有躲過勵磁涌流的功能；勵磁涌流過后如果是空載電流則保護不動作，如果是故障電流則差動保護仍可以迅速動作于跳閘。 根據差動保護的原理，與母差保護一樣，外部故障對其動作行也為是一個嚴峻的考驗；也需要主變帶負荷驗證調試正確后再交待可以投運。過流保護：整定動作范圍可延伸到出線線路的末端，動作時限大于出線保護的過流時間，可作為出線線路的后備保護；一般都設有復合電壓閉鎖（負序電壓、低壓）。

12、溫度保護：可投信號及跳閘；冷卻系統全停保護：主變冷卻系統故障全停時，發(fā)出信號或延時跳開各側開關；過負荷信號裝置：當主變壓器負荷電流超過最大額定電流時，延時動作發(fā)出過負荷信號；4.跳合閘回路：手動跳合閘： 跳合閘控制開關有6個狀態(tài)：預合合閘合后預分分閘分后，多節(jié)接觸點分別根據回路需要在不同的狀態(tài)下接通或斷開，以實現各自的功能；合閘回路：直流控制正電源控制開關接點斷路器輔助開關節(jié)點（斷弧）功能閉鎖節(jié)點（斷路器在異常情況下起閉鎖作用）合閘接觸器線圈直流控制負電源。合閘接觸器動作后接點接通合閘線圈完成合閘過程。 跳閘回路; 直流控制正電源控制開關接點斷路器輔助開關節(jié)點（斷?。┕δ荛]鎖節(jié)點（斷路器在異常

13、情況下起閉鎖作用）跳閘線圈直流控制負電源。保護跳閘及自動重合閘：保護動作啟動出口跳閘繼電器接地接通控制正電源送至跳閘回路完成跳閘過程。斷路器由保護動作跳閘后需重合時，重合閘裝置接通控制正電源送至合閘回路完成合閘過程。自動重合閘：根據系統運行需要，當保護裝置動作跳閘需進行一次重合時，自動重合閘發(fā)出合閘指令，接通合閘回路使斷路器重合，以消除瞬時故障恢復正常運行。自動重合閘裝置根據系統運行的需要分為：三相一次重合閘及單相重合閘。重合閘裝置的動作行為:a.手動合閘啟動后加速：手動合閘于正常線路時，后加速啟動后延時返回；當手動合閘于故障線路時，保護動作經后加速回路瞬時跳閘，自動重合閘裝置不發(fā)出合閘指令。

14、b. 手動合閘后，一般在20秒后自動重合閘裝置完成充電準備過程；當運行線路發(fā)生故障保護動作跳閘時，自動重合閘裝置啟動，（一般整定在0.5秒）進行一次重合；瞬時故障在斷路器跳閘后消失，則重合成功；若重合于永久故障時，保護再次動作則加速跳閘（重合閘在進行一次重合時，同時啟動后加速。）c.手動跳閘時：手動控制開關其中一對接點給重合閘裝置放電，使手動跳閘后不再合閘；d.110KV及以上系統設有單項操作機構的，一般設有單相一次重合閘；當線路發(fā)生單相接地故障時，保護裝置發(fā)出指令跳單相，同時重合閘啟動進行一次單相重合，若瞬時故障跳閘后消失則重合成功，恢復正常運行；若單相重合于永久故障，則保護動作啟動總出口跳

15、三相不再重合；e. 單相一次重合閘裝置僅限于單相故障進行一次重合閘；當線路發(fā)生相間故障（二相或三相短路故障）時，保護裝置動作跳三相不再重合。（發(fā)生相間故障的重合成功率非常低，且設備要進行第二次故障沖擊，因此一般不再進行重合。）4.備用電源自投裝置：（BZT）具有雙電源及單母線分段的變電站或用戶，為了保證供電的連續(xù)性常設有備用電源自投裝置；基本要求:當主供電源失壓或降的很低時（BZT）裝置應將主電源斷路器切斷，在備用電源線路有壓的前提下，再自動合上備用電源斷路器；主供電源線路故障跳閘，備用電源無電，（BZT）裝置不應動作；電壓互感器二次回路斷線，（BZT）裝置不應動作；正常操作時（BZT）裝置不應動作。5.保護裝置的調試內容及注意事項：定值整定及保護壓板的投停：保護的整定值應嚴格按照調度根據系統要求和各項設備參數計算下達的定值通知單要求進行整定；保護壓板的投停要根據保護的功能選擇（主變差動：主變空載充電前應投入，充電良好后解除，帶負荷測量向量無誤后投入、母線差動：回路有工作時，首先要解除跳閘壓板，待工作完成帶負荷測量向量確定無誤后投入。）微機保護裝置除按要求進行盤面壓板的投停外還要進行裝