變電站二次回路的特點(diǎn)培訓(xùn)課件

二次回路基礎(chǔ)變電站二次回路的特點(diǎn)山東首席技師、高級(jí)工程師閆大振二次回路基礎(chǔ)變電站二次回路的特點(diǎn)第二章目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1變電站的二次回路的現(xiàn)況及發(fā)展(第一部分)1.1電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃原則新技術(shù)應(yīng)用原則。堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造相結(jié)合，近期需要與長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)相結(jié)合，自主開發(fā)與引進(jìn)消化相結(jié)合。遵循“先進(jìn)成熟、安全可靠、高效實(shí)用、價(jià)格合理”的原則，積極采用運(yùn)行可靠、技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、占地少、維護(hù)少的設(shè)備和裝置，應(yīng)用緊湊型線路、同塔雙（多）回、大截面導(dǎo)線、全封閉式組合電器、快速保護(hù)等先進(jìn)適用技術(shù)，保障電網(wǎng)安全1.2二次系統(tǒng)規(guī)劃原則二次系統(tǒng)要與一次系統(tǒng)同步發(fā)展，適應(yīng)電網(wǎng)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足調(diào)度生產(chǎn)運(yùn)行的需要?！笆晃濉逼陂g，山東電網(wǎng)規(guī)劃新增裝機(jī)3000萬千瓦，到2010年，全省裝機(jī)總?cè)萘考s6700萬千瓦，電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量約5000萬千瓦。2011—2020年期間，規(guī)劃通過國(guó)家1000千伏特高壓交流電網(wǎng)和±800千伏特高壓直流向山東輸送1500萬千瓦電力（交流800萬千瓦，直流700萬千瓦），到2020年，山東電網(wǎng)可用電源容量達(dá)到1億千瓦“十一五”及2011—2020年期間，全省發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)在5500小時(shí)左右，全省電力供需總體平衡，電力供應(yīng)有保證。進(jìn)入21世紀(jì)，電力事業(yè)飛躍發(fā)展，系統(tǒng)中大量使用電氣設(shè)備新技術(shù)，因此必須掌握它的特點(diǎn)：第二章目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1變電站的二次回路的現(xiàn)況及目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1.3國(guó)家對(duì)新技術(shù)使用原則因地制宜應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化、緊湊型的高壓組合電器（GIS），如126～252kV全三相共箱式結(jié)構(gòu)，363～550kV三相母線共箱式結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化式組合電器等。隨著220kV、110kV六氟化硫組合電器（GIS）設(shè)備國(guó)產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)能力的提高，220kV、110kVGIS電氣設(shè)備在山東得到大規(guī)模的使用。目前，新建220kV變電站的220kV、110kV電氣設(shè)備以及500kV變電站的220kV電氣設(shè)備均全部采用GIS。500kVGIS電氣設(shè)備在山東的新建500kV汶上、魯中、棗莊等變電站使用。

1.4掌握新技術(shù)的二次回路特點(diǎn)由于GIS、HGIS的設(shè)備投資較常規(guī)敞開式電器大，使用年限長(zhǎng)，但是由于二次回路使用的端子牌、接線質(zhì)量通常采用的是常規(guī)式，存在二次自動(dòng)裝置與一次設(shè)備使用壽命不同步的現(xiàn)象；由于各個(gè)間隔的互感器從GIS設(shè)備中引出到間隔匯控柜，加上隔離開關(guān)、接地刀電磁閉鎖回路等，二次回路的接線多、回路復(fù)雜。因此設(shè)計(jì)中除了按照國(guó)家常規(guī)要求，同時(shí)必須注意它的二次回路的特性，防止出現(xiàn)因二次回路的問題引起的設(shè)備異常及故障。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1.3國(guó)家對(duì)新技術(shù)使用原則目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5國(guó)家有關(guān)二次回路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)二次回路的設(shè)計(jì)：繼電保護(hù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”的原則，遵照現(xiàn)行的有關(guān)繼電保護(hù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、反事故措施要求等規(guī)定，制定符合國(guó)家電網(wǎng)實(shí)際情況的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在繼電保護(hù)的各項(xiàng)基、改建工作中嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行。山東電力超高壓系統(tǒng)變電站有22座，主變壓器104臺(tái)，變電容量25584兆伏安。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)繼電保護(hù)應(yīng)用技術(shù)提出了新的要求。在“統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”的原則下，國(guó)家電網(wǎng)公司、華北電網(wǎng)公司等單位相繼編寫了《繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》、《華北電網(wǎng)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化》等標(biāo)準(zhǔn)，為促進(jìn)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，有效地減少繼電保護(hù)人員工作不規(guī)范引起的“三誤”事故，提高繼電保護(hù)運(yùn)行水平，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)工作的安全具有重大意義。80年代原水利電力部組織編寫的《四統(tǒng)一變壓器保護(hù)裝置原理設(shè)計(jì)》主要針對(duì)當(dāng)時(shí)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀，通過統(tǒng)一原理標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一原理接線、統(tǒng)一符號(hào)、統(tǒng)一端子排布置，但是目前設(shè)計(jì)思路新目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5國(guó)家有關(guān)二次回路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)舊對(duì)比不一致，如斷路器保護(hù)的聯(lián)跳、保護(hù)裝置之間的聯(lián)系，保護(hù)“雙重化”的原則等等，對(duì)變電站的后來的保護(hù)更換及擴(kuò)建造成很大的困難和標(biāo)準(zhǔn)化的混亂，使得繼電保護(hù)運(yùn)行存在安全隱患。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的實(shí)施在山東超高壓系統(tǒng)已經(jīng)開始，根據(jù)要求，廠家產(chǎn)品、二次回路設(shè)計(jì)、安裝工藝已經(jīng)按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)施中的問題。目前HGIS、GIS組合電器的廠家分散，金屬封閉開關(guān)設(shè)備的規(guī)格不一，二次原理及接線端子排不規(guī)范，通常是變電站的初建選用誰的產(chǎn)品，以后大量的擴(kuò)建工程必須選用它的產(chǎn)品。由于GIS、HGIS的設(shè)備投資較常規(guī)敞開式電器大，使用年限長(zhǎng)，存在二次回路與一次設(shè)備使用壽命不同步的現(xiàn)象。因此必須二次線實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”，加強(qiáng)施工工藝，簡(jiǎn)化二次回路，方便運(yùn)行維護(hù)，提高GIS的使用壽命。1.5.1GIS組合電器的機(jī)構(gòu)箱二次部分實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”設(shè)計(jì)可以①大幅度減少二次接線的設(shè)計(jì)；②提高GIS的操作可靠性，防止由于斷路器的偷跳、三相不一致等造成電網(wǎng)瓦解的事故發(fā)生；③防止人員的操作到各種短路故障時(shí)發(fā)生繼電保護(hù)拒動(dòng)，可能威脅人身安全及系統(tǒng)越級(jí)跳閘事故；④給檢修人員減少了維護(hù)的工作量和提高了安全性。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)舊對(duì)比不一致，如斷路器保護(hù)的聯(lián)跳、目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5.2山東電力系統(tǒng)使用HGIS、GIS的現(xiàn)狀分析受各個(gè)廠家的技術(shù)影響，形成GIS、HGIS各自“獨(dú)立”的狀態(tài)。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5.2山東電力系統(tǒng)使用HGIS目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6對(duì)應(yīng)運(yùn)行的二次回路1.6.1“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制范圍運(yùn)行人員在進(jìn)行大范圍的倒母線操作時(shí)，為便于觀察GIS的動(dòng)作，習(xí)慣于就地操作，因此“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制范圍為：在“就地”方式，只控制斷路器的合閘、第一組跳閘回路，不控制第二組跳閘回路。以保證繼電保護(hù)在“就地”方式對(duì)發(fā)生的各種短路故障進(jìn)行切除，保證設(shè)備和人員的安全。1.6.2三相不一致保護(hù)與操作把手無關(guān)把手的控制在“就地”時(shí)，三相不一致保護(hù)“遠(yuǎn)方”時(shí)有效，在“遠(yuǎn)方”時(shí)失效，2007年11月，在500kV濰坊變電站的AIS設(shè)備改造為GIS組合電器時(shí)發(fā)現(xiàn)有這個(gè)現(xiàn)象。GIS組合電器的改動(dòng)部分見圖3目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6對(duì)應(yīng)運(yùn)行的二次回路目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1,6.3斷路器與隔離開關(guān)、接地開關(guān)的交流電源分開為實(shí)現(xiàn)國(guó)家電力主管部門曾要求防止電氣誤操作應(yīng)達(dá)“五防”的要求。既：①防止誤操作斷路器；②防止帶負(fù)荷拉合刀閘；③防止帶電掛接地線；④防止帶地線送電；⑤防止誤進(jìn)入帶電間隔。因此要求HGIS、GIS組合電器中的斷路器與隔離開關(guān)、接地開關(guān)的交流電源分開。以德州變電站為例，提供圖紙隔離刀閘電機(jī)為直流，實(shí)際到貨為交流，而且與斷路器的蓄能電機(jī)共用一組交流電源。為防止在檢修時(shí)出現(xiàn)誤操作隔離開關(guān)及接地開關(guān)的事故，因此將隔離開關(guān)的交流電源增加開關(guān)一組。見圖4。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1,6.3斷路器與隔離開關(guān)、接地開目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.43/2斷路器方式的電氣閉鎖采用斷路器輔助接點(diǎn)采取措施：隔離開關(guān)使用斷路器輔助接點(diǎn)閉鎖，可以同時(shí)起到閉鎖兩側(cè)隔離刀閘的作用，這樣與傳統(tǒng)的3/2斷路器的隔離開關(guān)閉鎖統(tǒng)一，并且可以減少80根電纜芯的接線。1.6.5簡(jiǎn)化比較復(fù)雜的閉鎖圖5HGIS組合電器斷路器的電氣閉鎖回路目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.43/2斷路器方式的電目前變電站的二次回路的特點(diǎn)HGIS組合電器較常規(guī)電器電氣閉鎖(聯(lián)瑣)的復(fù)雜性,不但隔離開關(guān)具有500kV一個(gè)半斷路器接線方式的AIS敞開式電器閉鎖的特點(diǎn),并且斷路器設(shè)置了聯(lián)瑣回路，在HGIS斷路器兩側(cè)設(shè)有隔離刀閘的輔助接點(diǎn)斷開位置、合閘位置串聯(lián)的接點(diǎn)，主要是為了防止隔離開關(guān)非全相斷路器合閘，造成對(duì)設(shè)備的危害,見圖5。1.6.5.1增加閉鎖回路帶來的危害這樣就在有限的端子排上增加了近30芯電纜,使二次設(shè)備工作量加大。二次設(shè)備是按工作需要，依一定的次序用導(dǎo)線或電纜連接的電路稱為二次接線。二次接線的任務(wù)是反映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制一次系統(tǒng)并在一次發(fā)生故障時(shí)使故障部分退出工作。表明二次設(shè)備之間的連接關(guān)系的電路圖，稱為二次接線圖和二次回路圖。在設(shè)備定檢和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)異常,檢查二次接線時(shí)，接線越少越容易掌握，越容易找出問題所在，同時(shí)設(shè)備與電纜更換也就越容易。因此必須加強(qiáng)施工工藝，取消隔離開關(guān)不一致閉鎖斷路器回路，使用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視隔離開關(guān)不一致，簡(jiǎn)化二次回路，方便運(yùn)行維護(hù)，提高HGIS的使用壽命。斷路器是超高壓系統(tǒng)重要設(shè)備，起著合上或斷開負(fù)荷電流，在發(fā)生各種短路故障中由繼電保護(hù)發(fā)出跳閘脈沖，快速切除短路電流，防止電氣設(shè)備損壞、人員傷亡的重要作用，因此斷路器回路不應(yīng)受到閉鎖。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)HGIS組合電器較常規(guī)電器電氣閉目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.5.2使用監(jiān)控系統(tǒng)代替閉鎖的措施HGIS組合電器防止隔離開關(guān)非全相斷路器合閘聯(lián)瑣回路,完全可以用變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，既微機(jī)五防系統(tǒng)的反映隔離刀閘的三相串聯(lián)輔助接點(diǎn)的代替,它的回路與非全相完全一樣，可以事先準(zhǔn)確地判斷隔離開關(guān)的位置正確性，見圖6。圖6使用隔離刀閘監(jiān)控信號(hào)代替隔離刀閘位置不一致原理圖目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.5.2使用監(jiān)控系統(tǒng)代替閉鎖目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7不一致保護(hù)必須裝設(shè)出口動(dòng)作信號(hào)及壓板1.7.1不一致保護(hù)在斷路器本體性能的作用國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反措（2005年發(fā)布）繼電保護(hù)專業(yè)重點(diǎn)實(shí)施要求：220kV及以上電壓等級(jí)的斷路器均應(yīng)配置斷路器本體三相位置不一致保護(hù)。既在斷路器單相跳開后，如果重合閘動(dòng)作，斷路器由于壓力、機(jī)械、二次回路等原因，沒有重合成功，必須在2~2.5S內(nèi)跳開三相,并且不再重合，以保證系統(tǒng)的安全。在保護(hù)屏失去斷路器保護(hù)的情況下，或者斷路器三相不一致保護(hù)由于零序、負(fù)序電流閉鎖值故障時(shí)達(dá)不到定值拒動(dòng)的情況下，它可以發(fā)揮跳開三相斷路器的重要作用，防止系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在兩相情況下運(yùn)行，造成變壓器后備保護(hù)跳閘的更大危害。例如2007年3月山東電網(wǎng)兩條500kV同桿并架線路相繼發(fā)生單相接地故障，故障發(fā)生后，保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作正確，但斷路器并未重合，因此兩臺(tái)斷路器出現(xiàn)不一致運(yùn)行情況，2.5S后與華中聯(lián)網(wǎng)的中斷路器三相不一致保護(hù)動(dòng)作，跳開其余兩相，而邊斷路器由于故障后系統(tǒng)潮流的變化，電流量未達(dá)到保護(hù)動(dòng)作的定值，斷路器三相不一致保護(hù)未出口跳閘。因此，繼電保護(hù)的斷路器不一致保護(hù)與斷路器本體的不一致保護(hù)動(dòng)作的區(qū)別應(yīng)該由各自的信號(hào)繼電器反映。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7不一致保護(hù)必須裝設(shè)出口動(dòng)作信目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7．2沒有出口動(dòng)作信號(hào)的危害目前超高壓變電站HGIS、GIS組合電器斷路器帶有的本體跳閘繼電器、三相不一致保護(hù)跳閘繼電器，沒有設(shè)計(jì)出口信號(hào)顯示，給運(yùn)行維護(hù)人員判別斷路器二次回路誤動(dòng)還是斷路器機(jī)械偷跳帶來極大的困難，雖然斷路器動(dòng)作時(shí)監(jiān)控屏有“斷路器非全相”，但是不能確定出口跳閘的真正原因。斷路器的制造廠家只注重傳統(tǒng)的二次典型設(shè)計(jì)，忽略繼電保護(hù)有關(guān)規(guī)程的要求。特別近幾年投產(chǎn)、擴(kuò)建的高壓斷路器二次回路仍然延襲了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以至在后來的運(yùn)行維護(hù)中存在許多的隱患。例如斷路器本體三相不一致保護(hù)，斷路器不一致的輔助接點(diǎn)將電源引入電磁繼電器啟動(dòng)時(shí)間繼電器，帶動(dòng)出口繼電器。以單個(gè)繼電器為主要元件，數(shù)量多，特別是維護(hù)時(shí)危險(xiǎn)性大；同時(shí)沒有出口跳閘壓板，沒有信號(hào)及信號(hào)自保持等。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7．2沒有出口動(dòng)作信號(hào)的危害目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7.3為三相不一致跳閘信號(hào)部分采取措施及時(shí)反映斷路器的動(dòng)作信號(hào)情況見圖6。當(dāng)QFA、QFB、QFC（斷路器本身的輔助接點(diǎn)）組成的回路，因?yàn)閿嗦菲魅嗖灰恢露]合時(shí)，通過壓板啟動(dòng)時(shí)間繼電器，在時(shí)間繼電器到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，中間繼電器ZJ得電，這個(gè)繼電器一方面使各分閘電磁鐵線圈（Y1A、Y1B、Y1C、Y2A、Y2B、Y2C）得電跳開斷路器。斷路器分閘后，其輔助接點(diǎn)切除三相不一致回路的電源。另一方面啟動(dòng)重動(dòng)中間繼電器1ZJ，1ZJ的作用是在本體斷路器上發(fā)出三相不一致跳閘紅色信號(hào)燈，并且自身保持，另一方面向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出斷路器三相不一致跳閘信號(hào)，通知值班人員及時(shí)處理情況和手動(dòng)復(fù)歸信號(hào)。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7.3為三相不一致跳閘信號(hào)部分目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.9GIS、HGIS的TA極性統(tǒng)一性1.9．1TA的P1指向母線TA的P1指向按照短路故障電流從母線流向線路短路潮流為準(zhǔn)，因此在電力系統(tǒng)中，雙母線單分段、雙母線雙分段、3/2斷路器接線方式等主接線對(duì)TA的極性原則為：TA的P1指向母線，是3/2斷路器接線方式GIS、HGIS的邊斷路器TA指向各自的母線，中間斷路器TA極性統(tǒng)一指向I母線或統(tǒng)一指向II母線。1.9．2TA的P1指向統(tǒng)一性的重要意義TA的P1指向統(tǒng)一性可以使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于線路保護(hù)、母線保護(hù)的TA二次組別從原理圖的標(biāo)號(hào)統(tǒng)一清晰。對(duì)新安裝或設(shè)備回路經(jīng)較大變動(dòng)的裝置，在投入運(yùn)行以前，必須用一次電流和工作電壓加以檢驗(yàn)，判定帶方向的線路保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)（母線、發(fā)電機(jī)、變壓器的差動(dòng)保護(hù)、線路縱差保護(hù)及橫差保護(hù)等）接到保護(hù)回路中的各組電流回路的相對(duì)極性關(guān)系及變比是否正確。如果TA的P1指向如表1中原理接線的現(xiàn)狀所示：P1指向斷路器的中心，TA二次的極性由于TA的位置不同，各組TA二次輸出K1失去以各自母線為準(zhǔn)的原則，對(duì)于維護(hù)和檢修十分不利。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.9GIS、HGIS的TA極目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.10組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”設(shè)計(jì)GIS與HGIS組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”的設(shè)計(jì)除了斷路器跳、合閘執(zhí)行功能及報(bào)出狀態(tài)信號(hào)，還具備以下功能：①用于控制及保持本體三相不一致出口跳閘的狀態(tài)壓板及信號(hào)。②有防止斷路器“跳躍”的電氣閉鎖裝置。③斷路器除去本身壓力閉鎖以外，控制及保護(hù)跳閘回路不應(yīng)受任何電氣閉鎖。④3/2斷路器方式的電氣閉鎖采用斷路器輔助接點(diǎn)⑤“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制在“就地”時(shí)，不應(yīng)解除第二組保護(hù)跳閘回路。⑥“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制與三相不一致保護(hù)無關(guān)。⑦機(jī)構(gòu)箱繼電器除了出口跳閘元件外，可以使用帶試驗(yàn)把手的繼電器。⑧當(dāng)一個(gè)安裝單位有斷路器、隔離開關(guān)、接地器同需要AC電源時(shí)，必須有各自的空氣開關(guān)控制。⑨端子排由阻燃、與一次設(shè)備同壽命的材料組成。⑩端子排每一安裝單位應(yīng)編有順序號(hào)，如X1、X2等，并且與原理圖的標(biāo)示一致。⑾每一端子排在最后留2~5個(gè)端子排作為備用。⑿正負(fù)電源之間以及帶電的正電源與合閘或跳閘回路之間的端子排，宜以一個(gè)空端子隔開。⒀TA的P1指向母線，是3/2斷路器接線方式GIS、HGIS的邊斷路器TA指向各自的母線，中間斷路器TA極性統(tǒng)一指向I母線或統(tǒng)一指向II母線，機(jī)構(gòu)箱中TA的二次輸出與一次對(duì)應(yīng)。⒁組合電器的設(shè)備包括TA二次、TV二次、SF6氣體表的引下線軟管，應(yīng)該使用與電器同壽命的不銹鋼材料組成。⒂各隔離氣室的SF6報(bào)警信號(hào)就地及遠(yuǎn)方監(jiān)視正確可靠。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.10組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“目前變電站的二次回路的特點(diǎn)當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨變電站變壓器二次電纜施工工藝復(fù)雜、工作量大的瓶頸現(xiàn)象，一個(gè)迫切問題是變壓器保護(hù)、測(cè)量回路智能一次設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用與常規(guī)二次電纜的改造。智能一次設(shè)備電子互感器電力系統(tǒng)得到應(yīng)用。作為繼電保護(hù)的通道、連接媒介，光纖以它快速光脈沖方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，特點(diǎn)是不怕超高壓、雷電的電磁干擾，對(duì)電場(chǎng)絕緣，頻帶寬，衰耗低的通道得到廣泛的使用，安裝質(zhì)量尤為重要。電子式TA的一大特點(diǎn)就是輸出信號(hào)的數(shù)字化，信號(hào)通過光纜傳輸，可為變電站節(jié)省大量的電纜購置開支，同時(shí)可以大大縮小電纜溝的占地面積。2.1常規(guī)的二次電纜存在嚴(yán)重問題二次回路在電力系統(tǒng)中為了確保發(fā)電廠、變電站電力網(wǎng)系統(tǒng)中使操作管理能便利可靠安全運(yùn)行，隨著系統(tǒng)向大容量、大電網(wǎng)的發(fā)展，它的任務(wù)日益繁重。例如變電站模擬量的采集需要設(shè)備的電磁感應(yīng)元件及電力電纜的連接，將二次額定電流、電壓輸送到保護(hù)屏及監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)察測(cè)量?jī)x表和計(jì)量電能，故障錄波；控制回路通過二次電纜包括超高壓變電站各級(jí)電壓的斷路器及隔離開關(guān)合開關(guān)；運(yùn)行與否的監(jiān)控屏的指示、故障音響、事故警報(bào)；保護(hù)方面的按需裝設(shè)各種保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置以滿足系統(tǒng)的要求；直流系統(tǒng)充電機(jī)和蓄電池組成為直流控制保護(hù)、信號(hào)電源。500kV淄博投產(chǎn)于1996年，變電容量2X750MVA，建成后統(tǒng)計(jì)二次電纜的建設(shè)長(zhǎng)度總數(shù)達(dá)到236、8km。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨變電站變壓器二次目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.1二次電纜安裝使用的人力及物力相當(dāng)大根據(jù)500kV聊城變電站的#1變壓器本體提供保護(hù)及監(jiān)控的交流電流模擬量使用電纜統(tǒng)計(jì)：為25根4x4mm2總長(zhǎng)度為3650M，施工工藝復(fù)雜、電纜敷設(shè)量大,端子排擁擠不堪,在1.5米見方的端子箱中密密麻麻的電纜竟有近50根420個(gè)接頭。#1、#2主變壓器同時(shí)進(jìn)入保護(hù)室，電纜層中電纜明顯擁擠，而且#1、#2、#0三臺(tái)所用電變壓器的動(dòng)力控制電纜共同使用一個(gè)電纜溝，因此電纜架上排滿電纜，空間極少,施工人員檢查出入很不方便。見圖1.幾個(gè)老變電站例如500kV濟(jì)南站、濰坊站使用電纜隧道，雖然空間大，但是浪費(fèi)也大。2.1.2電纜絕緣破壞十分嚴(yán)重：見圖1電纜的擁擠引起絕緣下降盡管驗(yàn)收時(shí)絕緣情況均符合規(guī)程要求，投入運(yùn)行后不久由于個(gè)別二次電纜的絕緣降低，2004年7月26日14時(shí)31分，500kV聊城站#2變壓器保護(hù)屏B屏公共繞組零序保護(hù)動(dòng)作，#2變壓器5033、5032、202斷路器跳閘，#3變壓器停電。最后確定為二次電纜絕緣降低兩點(diǎn)接地附加電流引起變壓器跳閘。同年6月10日12時(shí)56分，同樣因?yàn)槎坞娎|絕緣降低問題引起500kV濱州站3號(hào)主變保護(hù)B屏差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，造成變壓器各側(cè)跳閘，損失有功負(fù)荷126.9MW，無功負(fù)荷53.9Mvar。同時(shí)由于TA和TV的電磁特征的開路及短路現(xiàn)象引起系統(tǒng)故障屢見不鮮。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.1二次電纜安裝使用的人力及目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.3TA造成飽和的分析TA在繼電保護(hù)和電流測(cè)量中的作用長(zhǎng)期以來具有不可替代的地位，但在作為保護(hù)用時(shí)，TA的飽和問題卻一直影響繼電保護(hù)裝置。當(dāng)TA飽和時(shí)。二次信號(hào)發(fā)生畸變引起繼電器誤動(dòng)作。造成電流互感器飽和的主要成分是一次電流的直流成分。在短路故障的暫態(tài)過程中，由于直流分量而使得暫態(tài)磁通比穩(wěn)態(tài)磁通大許多倍而飽和，使勵(lì)磁電流猛增，誤差很大，影響到快速繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作。另外，閉合鐵心中很可能有較大的剩磁，如果剩磁的極性與暫態(tài)磁通的直流分量的極性相同，鐵心飽和就會(huì)更為嚴(yán)重。這種剩磁可以通過開氣隙加以改善，但仍不盡人意，因這樣設(shè)計(jì)出來的鐵心繞組往往體積大、重量重。2.14電纜進(jìn)水現(xiàn)象必須引起高度重視塑料電纜被水分侵入后,會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象,這主要是由于水分呈樹狀滲透引起的,在導(dǎo)體內(nèi)及絕緣體外都有水分存在時(shí),產(chǎn)生老化現(xiàn)象最嚴(yán)重,這可能是某中原因使水容易集積絕緣內(nèi),當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)有水分比絕緣外有水分所引起的水分滲透老化更快.所以我們不能對(duì)塑料電纜的進(jìn)水問題不予重視。在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、敷設(shè)和運(yùn)行中都要重視，避免水分侵入塑料電纜芯。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.3TA造成飽和的分析目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.15電纜受分布電容及電磁影響很大在變電站中誤跳閘繼電器動(dòng)作的條件是電纜竄入的交流分量足夠大、跳閘電纜的對(duì)地分布電容大。山東500kV聊城站、500kV寧波河姆變電站于2004年都發(fā)生過，見圖2。當(dāng)交流分量大到一定程度時(shí)，使1TJR繼電器動(dòng)作的關(guān)鍵因素為繼電器的動(dòng)作值、動(dòng)作功率、回路阻抗（繼電器線圈阻抗與分布電容C2阻抗的和）及線圈阻抗與分布電容C2阻抗的分壓比。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線中，誤跳開關(guān)此跳閘回路的長(zhǎng)電纜對(duì)地分布電容較大見圖1。而1TJR出口繼電器的動(dòng)作電壓為70V左右，線圈內(nèi)阻為5.2kΩ，因此當(dāng)220V交流量通過電纜竄入直流控制回路時(shí)，足以使1TJR出口繼電器誤動(dòng)作跳閘。2004年5月16、18日及10月30日，500kV聊城站三次發(fā)生了二次回路跳閘的事故，多次切斷與聊城電廠的緊密聯(lián)系。智能一次設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用將從根本上解決了電磁原理帶來的弊端，OET和電磁式的TA、TV區(qū)別為：OET是數(shù)字信號(hào)通過光纜到保護(hù)、控制室，高低壓之間沒有電氣聯(lián)系；電磁式TA、TV傳輸模擬量信號(hào)，通過電纜連接到保護(hù)、控制室，節(jié)約大量的電纜及人力的使用。互感器主要用于電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測(cè)量，以及為電力系統(tǒng)的計(jì)量、保護(hù)與監(jiān)控單元提供信號(hào)。隨著電力系統(tǒng)輸電容量的增長(zhǎng)和電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，基于電磁式原理的傳統(tǒng)互感器漸漸不能滿足電力系統(tǒng)飛速發(fā)展的需要，呈現(xiàn)出一系列自身難以克服的缺陷。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已逐漸成為一門主流技術(shù)，并在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。再加上光纖通信技術(shù)和傳感技術(shù)的日趨成熟完善，使得電力系統(tǒng)部分使用新型的電力互感器成為可能。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.15電纜受分布電容及電磁影目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.2智能一次設(shè)備技術(shù)的運(yùn)用一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。一次設(shè)備帶光遙感器的TA，TV，電力原始數(shù)字信號(hào)通過光纖直接傳輸給二次的保護(hù)控制系統(tǒng)是當(dāng)今世界先進(jìn)科技項(xiàng)目。例如ABB最新推出的智能化一次設(shè)備“PASS”(PlugandSwitchSystem)，澳大利亞有四個(gè)新建變電站擬采用。其中Blackwall變電站已于1999年底安裝完成。PASS由一只金屬殼組成，它把氣體絕緣的斷路器、母線隔離刀閘、接地刀閘、電流及電壓傳感器與套管組合在一個(gè)共用的氣室內(nèi)。數(shù)字式互感器在我國(guó)也得到使用，例如新寧光電自動(dòng)化公司基于羅科夫斯基線圈-積分器理論,2002年在江蘇省110kV變電站使用數(shù)字式光電電流互感器獲得成功。數(shù)字式技術(shù)和光電技術(shù)運(yùn)用，保證了互感器的高精度。室外的采集器單元置于一個(gè)和被測(cè)量電壓等電位的密封屏蔽的傳感頭部件內(nèi)，提高了抗EMI、RFI性能，同時(shí)提供了一個(gè)清潔的工作環(huán)境，采集器單元和合并器單元的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)后由光纜傳輸，使得長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸可靠性大大增強(qiáng)。大電流傳變器使光電式互感器具用無限飽和、頻率響應(yīng)寬，電流精度高，暫態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，裝置測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)到0.1級(jí)，保護(hù)達(dá)到5TPE20。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.2智能一次設(shè)備技術(shù)的運(yùn)用目前變電站的二次回路的特點(diǎn)光纖電纜代替電磁電纜在500kV變電站得到廣泛的使用,目前由河南電力試驗(yàn)研究院與德國(guó)斯尼文特公司等聯(lián)合研制的交流變電站用500千伏光電電子式互感器于2005年10月14日在500千伏鄭州變電站投入運(yùn)行，500千伏嵩鄭II線路使用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)輸變電500千伏電壓等級(jí)電子式互感器空白。

數(shù)字化變電站是指變電站內(nèi)一次電氣設(shè)備和二次電子裝置均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通信，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能裝置之間的互操作性。目前山東500kV變電站的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行數(shù)字技術(shù)，從分布式保護(hù)室至控制室由以太網(wǎng)傳輸，由于實(shí)現(xiàn)資源共享，只要一條網(wǎng)絡(luò)線路即可，節(jié)約開支。光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)傳輸頻帶寬、通信容量大，傳輸速率快；(2)線路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)；(3)抗干擾能力強(qiáng)。如果積極實(shí)現(xiàn)光電傳感器（OET）的在500kV變電站的應(yīng)用，它的優(yōu)點(diǎn)除了包括以上網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)外，還表現(xiàn)在(1)頻率范圍寬。(2)響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量精度高。(3)抗干擾能力強(qiáng)，電絕緣特性優(yōu)質(zhì)。(4)光電互感器重量輕，綜合造價(jià)低。(5)由于高壓部分和地面無電氣聯(lián)系，互感器信號(hào)柱主要用途是保護(hù)連接高壓部分和地面部分的數(shù)據(jù)、能量。2.3需要解決的關(guān)鍵問題由于保護(hù)和控制集成系統(tǒng)（PROScada）將保護(hù)和控制功能集成到同一裝置中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全共享。因此光電傳感器、光纖技術(shù)、局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用必須遵照繼電保護(hù)的模擬量的一般規(guī)定。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)光纖電纜代替電磁電纜在500kV變目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3.1解決互感器的二次接線組別使光電互感器實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能一致常規(guī)繼電保護(hù)采用來自互感器的模擬量為經(jīng)過組合的12點(diǎn)、6點(diǎn)組別的接線，使得經(jīng)過交流輸入變換插件（AC）與系統(tǒng)接線圖如下：圖3，Ia.Ib.Ic.Io分別為三相電流和零序電流輸入，Ua.Ub.Uc為三相電壓輸入，額定電壓為100/√3V；Ux為重合閘中檢無壓、檢同期元件用的電壓輸入，額定電壓為100V或100/√3V。使用微機(jī)系統(tǒng)將以上的回路轉(zhuǎn)換為光電系統(tǒng)，利用電容分壓原理測(cè)量電壓，采用高速低耗Ａ／Ｄ芯片和ＤＳＰ處理器完成高壓側(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，再經(jīng)Ｅ／Ｏ變換，以光纖作為信號(hào)傳輸媒質(zhì)，把高壓側(cè)轉(zhuǎn)換的脈沖信號(hào)傳輸?shù)蕉蝹?cè)進(jìn)行測(cè)量保護(hù)的電子式光電組合互感器，見圖4。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3.1解決互感器的二次接線組目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)例如電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用ＴＭＳ

３２０ＬＣ５４５作為主控芯片，選用ＡＤＳ８３４４芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感頭輸出的各路模擬信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和模數(shù)變換。高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的主要工作流程是：接收傳感頭輸出的模擬信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理，然后送到Ａ／Ｄ芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過Ｅ／Ｏ變換成光信號(hào)輸出到光纖傳輸系統(tǒng)。

目前變電站的二次回路的特點(diǎn)例如電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3．2變壓器保護(hù)的TA二次接線方式變壓器保護(hù)不同于線路、母線、電抗器、電容器等保護(hù)，一些TA的二次接線設(shè)計(jì)要求串并聯(lián)的較多，例如500kV聊城站#1、#2變壓器35kV側(cè)的TA二次由于一次接線的主接線為三角型，因此TA二次側(cè)為了實(shí)現(xiàn)12點(diǎn)組別，將A相進(jìn)線套管的TA二次與B相出線套管TA二次并聯(lián)引出作為A相進(jìn)保護(hù)裝置，將B相進(jìn)線套管的TA二次與C相出線套管TA二次并聯(lián)引出作為B相進(jìn)保護(hù)裝置，將C相進(jìn)線套管的TA二次與A相出線套管TA二次并聯(lián)引出作為C相進(jìn)保護(hù)裝置，然后將它們的尾部連接成為N端即12點(diǎn)進(jìn)保護(hù)裝置。我們應(yīng)用數(shù)字接口光纜傳輸應(yīng)用的特點(diǎn)就是輸出信號(hào)的數(shù)字化，信號(hào)通過光纜傳輸，可為變電站節(jié)省大量的電纜購置開支，同時(shí)可以大大縮小電纜溝的占地面積，見圖5。可實(shí)現(xiàn)與保護(hù)、故障錄波設(shè)備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式例如以上的35kVTA二次連接；計(jì)量設(shè)備和測(cè)量設(shè)備可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式連接（IE660044.7），也可采用以太網(wǎng)方式（IEC61850）。

2.3．3光纖的各種接線組別接口使用繼電保護(hù)裝置控制除此以外,目前變電站使用的微機(jī)變壓器保護(hù)都具有獨(dú)特的差動(dòng)二次電流相位調(diào)整方法，例如采用Δ→Y變換變壓器各側(cè)TA二次電流相位，因此故障相、非故障相具有名特征，勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)可以實(shí)現(xiàn)分相制動(dòng)。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3．2變壓器保護(hù)的TA二次接線目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.4變壓器保護(hù)適宜混合式電子互感器電力變壓器是發(fā)電廠及變電所最重要電氣設(shè)備之一，它是由繞在一個(gè)鐵心上兩個(gè)和或兩個(gè)以上的線圈，通過交變磁通互相聯(lián)系著。把一種等級(jí)電壓與電流變成同頻率的另一種等級(jí)電壓與電流作為聯(lián)絡(luò)與用戶使用。電力系統(tǒng)中變壓器事故率較高，據(jù)前幾年資料統(tǒng)計(jì)，占電氣設(shè)備事故率65%，特點(diǎn)一是突發(fā)事故，事先系統(tǒng)無波動(dòng)。二是以線圈、套管、分接開關(guān)等部位最為嚴(yán)重。三是損失很大，防爆器嚴(yán)重噴油、鐘罩變型、線圈崩裂，燒黑。原因是制造質(zhì)量差，施工遺留金屬物品，分接開關(guān)不到位等。因此，TA與保護(hù)裝置的測(cè)量、正確動(dòng)作尤為重要。2.4．1變壓器適宜混合式電子互感器所謂混合式就是高壓側(cè)仍然是油浸式，與傳統(tǒng)的不同點(diǎn)為二次是為Ａ／Ｄ芯片模擬通道的允許輸入范圍。Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換部分主要是在ＤＳＰ主控芯片的控制下實(shí)時(shí)將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。Ｅ／Ｏ轉(zhuǎn)換部分是將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過調(diào)制變成光脈沖信號(hào)，然后由光纖傳輸?shù)奖Ｗo(hù)屏側(cè)。作為從電磁式TA向光電式TA的過渡產(chǎn)物的混合式電流互感器的傳感頭不是光學(xué)元件，而采用了傳統(tǒng)的TA或空心互感器(即Rogowski線圈)，通過光纖將信號(hào)從高電位傳輸?shù)降碗娢弧＿@種結(jié)構(gòu)既具有光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，又避免了光學(xué)傳感頭存在的溫度和振動(dòng)問題。由于這種互感器處于高電位的電子裝置需要可靠的電源供應(yīng)，現(xiàn)在已不大采用處于高電位的小TA供電的方式，而采用地電位反射入光能，在高電位處將光能變?yōu)殡娔艿墓╇姺绞健Ｋ赃@種光電式電流互感器又可稱為混合式光電TA。

目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.4變壓器保護(hù)適宜混合式電子互感目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.4．2變壓器混合式電子互感器輸出應(yīng)用如前所述，變壓器保護(hù)在可靠性較一般保護(hù)要求更加嚴(yán)格，由于變壓器保護(hù)的比率差動(dòng)、零差保護(hù)等對(duì)各側(cè)的TA極性反映極為靈敏，具有決定是否跳閘的重要性。除了TA的組別正確外，同時(shí)根據(jù)微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)既在變壓器帶負(fù)荷后，可在保護(hù)屏主畫面上顯示變壓器各側(cè)的相電流的大小及差流小于0.02Ie。正常狀態(tài)下潮流送入端與送出端的電流相位為180°。因此，變壓器混合式電子互感器輸出光脈沖信號(hào)保證在運(yùn)行過程中穩(wěn)定、無斷線、無紊亂既符合要求。2.4．2．1電子式互感器代替TA的可行性隨著微機(jī)的普及，在繼電保護(hù)和測(cè)量中幾乎全部應(yīng)用微機(jī)，設(shè)備不再需要高功率輸出的TA。這樣一來，低功率輸出、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線性度良好的Rogowski線圈在某些場(chǎng)合下，可以作為傳統(tǒng)電流互感器的代用品。

2.4．2．2混合式TA傳感頭的作用與傳統(tǒng)TA相比，Rogowski線圈有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)測(cè)量精度高：精度可設(shè)計(jì)到高于0.1%，一般為1%～3%；(2)測(cè)量范圍寬：由于沒有鐵心飽和，同樣的繞組可用來測(cè)量的電流范圍可從幾安培到幾千安培；(3)頻率范圍寬：一般可設(shè)計(jì)到0.1Hz到1MHz，特殊的可設(shè)計(jì)到200MHz的帶通；(4)可以測(cè)量其它技術(shù)不能使用的受限制領(lǐng)域的小電流；(5)生產(chǎn)制造成本低。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.4．2變壓器混合式電子互感器輸目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.5混合式光電TA的組合方案及調(diào)試方法混合式光電TA的測(cè)量單元遵循分布式設(shè)計(jì)思想，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求靈活搭建系統(tǒng)，即能集中組屏，也能將測(cè)量單元下放到各個(gè)保護(hù)小室實(shí)現(xiàn)分布組屏。2.5.1選擇工程組屏方案智能化電器的研究至少存在變壓器、繼電保護(hù)、光三個(gè)專業(yè)協(xié)同攻關(guān)。為施工方便，TA模擬量二次測(cè)量光電轉(zhuǎn)換器在變壓器就近安裝，選擇運(yùn)行維護(hù)人員易于監(jiān)視和維護(hù)的地點(diǎn)。

2.5.2混合式光電TA的調(diào)試方法混合式光電TA的調(diào)試方法原則上與常規(guī)TA調(diào)試方法相同。2.5．2．1變壓器保護(hù)組別調(diào)試（OEMU）光能提供單元無報(bào)警。變壓器TA二次接線組別、極性試驗(yàn)通過在一次側(cè)使用直流法加電壓，變壓器二次反映正確。通過儀表或裝置有明顯的標(biāo)志。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.5混合式光電TA的組合方案及調(diào)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2．2．2嚴(yán)格注意變壓器二次的模擬量正確變壓器TA的變比與設(shè)計(jì)相符，保護(hù)屏上有相應(yīng)的檢測(cè)電流斷線元件監(jiān)視及電流采樣異常退出運(yùn)行的保護(hù)措施。2．2．3進(jìn)行交流模擬量通道測(cè)試用測(cè)試儀在模擬量輸入的光電轉(zhuǎn)換器端子上施加額定的工頻電流，觀察保護(hù)屏上界面上的“模擬量”一欄的顯示結(jié)果是否正確，對(duì)應(yīng)通道的模擬量幅值、相角的測(cè)量值均與測(cè)量?jī)x的標(biāo)稱值輸出一致。2.6數(shù)字化二次回路前途廣闊通過混合式光電TA的特點(diǎn)分析，我們可以看到它是解決變壓器本體TA二次常規(guī)電纜量大、施工麻煩、容易出現(xiàn)絕緣降低造成保護(hù)裝置誤動(dòng)的根本途徑。智能型一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電磁感應(yīng)回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。變電站二次回路中常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的可靠性、可信賴性，保證超高壓系統(tǒng)的安全維護(hù)、穩(wěn)定運(yùn)行。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2．2．2嚴(yán)格注意變壓器二次的模謝謝！謝謝！演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！二次回路基礎(chǔ)變電站二次回路的特點(diǎn)山東首席技師、高級(jí)工程師閆大振二次回路基礎(chǔ)變電站二次回路的特點(diǎn)第二章目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1變電站的二次回路的現(xiàn)況及發(fā)展(第一部分)1.1電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃原則新技術(shù)應(yīng)用原則。堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造相結(jié)合，近期需要與長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)相結(jié)合，自主開發(fā)與引進(jìn)消化相結(jié)合。遵循“先進(jìn)成熟、安全可靠、高效實(shí)用、價(jià)格合理”的原則，積極采用運(yùn)行可靠、技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、占地少、維護(hù)少的設(shè)備和裝置，應(yīng)用緊湊型線路、同塔雙（多）回、大截面導(dǎo)線、全封閉式組合電器、快速保護(hù)等先進(jìn)適用技術(shù)，保障電網(wǎng)安全1.2二次系統(tǒng)規(guī)劃原則二次系統(tǒng)要與一次系統(tǒng)同步發(fā)展，適應(yīng)電網(wǎng)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足調(diào)度生產(chǎn)運(yùn)行的需要?！笆晃濉逼陂g，山東電網(wǎng)規(guī)劃新增裝機(jī)3000萬千瓦，到2010年，全省裝機(jī)總?cè)萘考s6700萬千瓦，電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量約5000萬千瓦。2011—2020年期間，規(guī)劃通過國(guó)家1000千伏特高壓交流電網(wǎng)和±800千伏特高壓直流向山東輸送1500萬千瓦電力（交流800萬千瓦，直流700萬千瓦），到2020年，山東電網(wǎng)可用電源容量達(dá)到1億千瓦“十一五”及2011—2020年期間，全省發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)在5500小時(shí)左右，全省電力供需總體平衡，電力供應(yīng)有保證。進(jìn)入21世紀(jì)，電力事業(yè)飛躍發(fā)展，系統(tǒng)中大量使用電氣設(shè)備新技術(shù)，因此必須掌握它的特點(diǎn)：第二章目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1變電站的二次回路的現(xiàn)況及目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1.3國(guó)家對(duì)新技術(shù)使用原則因地制宜應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化、緊湊型的高壓組合電器（GIS），如126～252kV全三相共箱式結(jié)構(gòu)，363～550kV三相母線共箱式結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化式組合電器等。隨著220kV、110kV六氟化硫組合電器（GIS）設(shè)備國(guó)產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)能力的提高，220kV、110kVGIS電氣設(shè)備在山東得到大規(guī)模的使用。目前，新建220kV變電站的220kV、110kV電氣設(shè)備以及500kV變電站的220kV電氣設(shè)備均全部采用GIS。500kVGIS電氣設(shè)備在山東的新建500kV汶上、魯中、棗莊等變電站使用。

1.4掌握新技術(shù)的二次回路特點(diǎn)由于GIS、HGIS的設(shè)備投資較常規(guī)敞開式電器大，使用年限長(zhǎng)，但是由于二次回路使用的端子牌、接線質(zhì)量通常采用的是常規(guī)式，存在二次自動(dòng)裝置與一次設(shè)備使用壽命不同步的現(xiàn)象；由于各個(gè)間隔的互感器從GIS設(shè)備中引出到間隔匯控柜，加上隔離開關(guān)、接地刀電磁閉鎖回路等，二次回路的接線多、回路復(fù)雜。因此設(shè)計(jì)中除了按照國(guó)家常規(guī)要求，同時(shí)必須注意它的二次回路的特性，防止出現(xiàn)因二次回路的問題引起的設(shè)備異常及故障。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)

1.3國(guó)家對(duì)新技術(shù)使用原則目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5國(guó)家有關(guān)二次回路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)二次回路的設(shè)計(jì)：繼電保護(hù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”的原則，遵照現(xiàn)行的有關(guān)繼電保護(hù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、反事故措施要求等規(guī)定，制定符合國(guó)家電網(wǎng)實(shí)際情況的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在繼電保護(hù)的各項(xiàng)基、改建工作中嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行。山東電力超高壓系統(tǒng)變電站有22座，主變壓器104臺(tái)，變電容量25584兆伏安。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)繼電保護(hù)應(yīng)用技術(shù)提出了新的要求。在“統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”的原則下，國(guó)家電網(wǎng)公司、華北電網(wǎng)公司等單位相繼編寫了《繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》、《華北電網(wǎng)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化》等標(biāo)準(zhǔn)，為促進(jìn)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，有效地減少繼電保護(hù)人員工作不規(guī)范引起的“三誤”事故，提高繼電保護(hù)運(yùn)行水平，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)工作的安全具有重大意義。80年代原水利電力部組織編寫的《四統(tǒng)一變壓器保護(hù)裝置原理設(shè)計(jì)》主要針對(duì)當(dāng)時(shí)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀，通過統(tǒng)一原理標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一原理接線、統(tǒng)一符號(hào)、統(tǒng)一端子排布置，但是目前設(shè)計(jì)思路新目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5國(guó)家有關(guān)二次回路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)舊對(duì)比不一致，如斷路器保護(hù)的聯(lián)跳、保護(hù)裝置之間的聯(lián)系，保護(hù)“雙重化”的原則等等，對(duì)變電站的后來的保護(hù)更換及擴(kuò)建造成很大的困難和標(biāo)準(zhǔn)化的混亂，使得繼電保護(hù)運(yùn)行存在安全隱患。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的實(shí)施在山東超高壓系統(tǒng)已經(jīng)開始，根據(jù)要求，廠家產(chǎn)品、二次回路設(shè)計(jì)、安裝工藝已經(jīng)按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)施中的問題。目前HGIS、GIS組合電器的廠家分散，金屬封閉開關(guān)設(shè)備的規(guī)格不一，二次原理及接線端子排不規(guī)范，通常是變電站的初建選用誰的產(chǎn)品，以后大量的擴(kuò)建工程必須選用它的產(chǎn)品。由于GIS、HGIS的設(shè)備投資較常規(guī)敞開式電器大，使用年限長(zhǎng)，存在二次回路與一次設(shè)備使用壽命不同步的現(xiàn)象。因此必須二次線實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”，加強(qiáng)施工工藝，簡(jiǎn)化二次回路，方便運(yùn)行維護(hù)，提高GIS的使用壽命。1.5.1GIS組合電器的機(jī)構(gòu)箱二次部分實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”設(shè)計(jì)可以①大幅度減少二次接線的設(shè)計(jì)；②提高GIS的操作可靠性，防止由于斷路器的偷跳、三相不一致等造成電網(wǎng)瓦解的事故發(fā)生；③防止人員的操作到各種短路故障時(shí)發(fā)生繼電保護(hù)拒動(dòng)，可能威脅人身安全及系統(tǒng)越級(jí)跳閘事故；④給檢修人員減少了維護(hù)的工作量和提高了安全性。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)舊對(duì)比不一致，如斷路器保護(hù)的聯(lián)跳、目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5.2山東電力系統(tǒng)使用HGIS、GIS的現(xiàn)狀分析受各個(gè)廠家的技術(shù)影響，形成GIS、HGIS各自“獨(dú)立”的狀態(tài)。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.5.2山東電力系統(tǒng)使用HGIS目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6對(duì)應(yīng)運(yùn)行的二次回路1.6.1“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制范圍運(yùn)行人員在進(jìn)行大范圍的倒母線操作時(shí)，為便于觀察GIS的動(dòng)作，習(xí)慣于就地操作，因此“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制范圍為：在“就地”方式，只控制斷路器的合閘、第一組跳閘回路，不控制第二組跳閘回路。以保證繼電保護(hù)在“就地”方式對(duì)發(fā)生的各種短路故障進(jìn)行切除，保證設(shè)備和人員的安全。1.6.2三相不一致保護(hù)與操作把手無關(guān)把手的控制在“就地”時(shí)，三相不一致保護(hù)“遠(yuǎn)方”時(shí)有效，在“遠(yuǎn)方”時(shí)失效，2007年11月，在500kV濰坊變電站的AIS設(shè)備改造為GIS組合電器時(shí)發(fā)現(xiàn)有這個(gè)現(xiàn)象。GIS組合電器的改動(dòng)部分見圖3目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6對(duì)應(yīng)運(yùn)行的二次回路目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1,6.3斷路器與隔離開關(guān)、接地開關(guān)的交流電源分開為實(shí)現(xiàn)國(guó)家電力主管部門曾要求防止電氣誤操作應(yīng)達(dá)“五防”的要求。既：①防止誤操作斷路器；②防止帶負(fù)荷拉合刀閘；③防止帶電掛接地線；④防止帶地線送電；⑤防止誤進(jìn)入帶電間隔。因此要求HGIS、GIS組合電器中的斷路器與隔離開關(guān)、接地開關(guān)的交流電源分開。以德州變電站為例，提供圖紙隔離刀閘電機(jī)為直流，實(shí)際到貨為交流，而且與斷路器的蓄能電機(jī)共用一組交流電源。為防止在檢修時(shí)出現(xiàn)誤操作隔離開關(guān)及接地開關(guān)的事故，因此將隔離開關(guān)的交流電源增加開關(guān)一組。見圖4。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1,6.3斷路器與隔離開關(guān)、接地開目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.43/2斷路器方式的電氣閉鎖采用斷路器輔助接點(diǎn)采取措施：隔離開關(guān)使用斷路器輔助接點(diǎn)閉鎖，可以同時(shí)起到閉鎖兩側(cè)隔離刀閘的作用，這樣與傳統(tǒng)的3/2斷路器的隔離開關(guān)閉鎖統(tǒng)一，并且可以減少80根電纜芯的接線。1.6.5簡(jiǎn)化比較復(fù)雜的閉鎖圖5HGIS組合電器斷路器的電氣閉鎖回路目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.43/2斷路器方式的電目前變電站的二次回路的特點(diǎn)HGIS組合電器較常規(guī)電器電氣閉鎖(聯(lián)瑣)的復(fù)雜性,不但隔離開關(guān)具有500kV一個(gè)半斷路器接線方式的AIS敞開式電器閉鎖的特點(diǎn),并且斷路器設(shè)置了聯(lián)瑣回路，在HGIS斷路器兩側(cè)設(shè)有隔離刀閘的輔助接點(diǎn)斷開位置、合閘位置串聯(lián)的接點(diǎn)，主要是為了防止隔離開關(guān)非全相斷路器合閘，造成對(duì)設(shè)備的危害,見圖5。1.6.5.1增加閉鎖回路帶來的危害這樣就在有限的端子排上增加了近30芯電纜,使二次設(shè)備工作量加大。二次設(shè)備是按工作需要，依一定的次序用導(dǎo)線或電纜連接的電路稱為二次接線。二次接線的任務(wù)是反映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制一次系統(tǒng)并在一次發(fā)生故障時(shí)使故障部分退出工作。表明二次設(shè)備之間的連接關(guān)系的電路圖，稱為二次接線圖和二次回路圖。在設(shè)備定檢和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)異常,檢查二次接線時(shí)，接線越少越容易掌握，越容易找出問題所在，同時(shí)設(shè)備與電纜更換也就越容易。因此必須加強(qiáng)施工工藝，取消隔離開關(guān)不一致閉鎖斷路器回路，使用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視隔離開關(guān)不一致，簡(jiǎn)化二次回路，方便運(yùn)行維護(hù)，提高HGIS的使用壽命。斷路器是超高壓系統(tǒng)重要設(shè)備，起著合上或斷開負(fù)荷電流，在發(fā)生各種短路故障中由繼電保護(hù)發(fā)出跳閘脈沖，快速切除短路電流，防止電氣設(shè)備損壞、人員傷亡的重要作用，因此斷路器回路不應(yīng)受到閉鎖。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)HGIS組合電器較常規(guī)電器電氣閉目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.5.2使用監(jiān)控系統(tǒng)代替閉鎖的措施HGIS組合電器防止隔離開關(guān)非全相斷路器合閘聯(lián)瑣回路,完全可以用變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，既微機(jī)五防系統(tǒng)的反映隔離刀閘的三相串聯(lián)輔助接點(diǎn)的代替,它的回路與非全相完全一樣，可以事先準(zhǔn)確地判斷隔離開關(guān)的位置正確性，見圖6。圖6使用隔離刀閘監(jiān)控信號(hào)代替隔離刀閘位置不一致原理圖目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.6.5.2使用監(jiān)控系統(tǒng)代替閉鎖目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7不一致保護(hù)必須裝設(shè)出口動(dòng)作信號(hào)及壓板1.7.1不一致保護(hù)在斷路器本體性能的作用國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反措（2005年發(fā)布）繼電保護(hù)專業(yè)重點(diǎn)實(shí)施要求：220kV及以上電壓等級(jí)的斷路器均應(yīng)配置斷路器本體三相位置不一致保護(hù)。既在斷路器單相跳開后，如果重合閘動(dòng)作，斷路器由于壓力、機(jī)械、二次回路等原因，沒有重合成功，必須在2~2.5S內(nèi)跳開三相,并且不再重合，以保證系統(tǒng)的安全。在保護(hù)屏失去斷路器保護(hù)的情況下，或者斷路器三相不一致保護(hù)由于零序、負(fù)序電流閉鎖值故障時(shí)達(dá)不到定值拒動(dòng)的情況下，它可以發(fā)揮跳開三相斷路器的重要作用，防止系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在兩相情況下運(yùn)行，造成變壓器后備保護(hù)跳閘的更大危害。例如2007年3月山東電網(wǎng)兩條500kV同桿并架線路相繼發(fā)生單相接地故障，故障發(fā)生后，保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作正確，但斷路器并未重合，因此兩臺(tái)斷路器出現(xiàn)不一致運(yùn)行情況，2.5S后與華中聯(lián)網(wǎng)的中斷路器三相不一致保護(hù)動(dòng)作，跳開其余兩相，而邊斷路器由于故障后系統(tǒng)潮流的變化，電流量未達(dá)到保護(hù)動(dòng)作的定值，斷路器三相不一致保護(hù)未出口跳閘。因此，繼電保護(hù)的斷路器不一致保護(hù)與斷路器本體的不一致保護(hù)動(dòng)作的區(qū)別應(yīng)該由各自的信號(hào)繼電器反映。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7不一致保護(hù)必須裝設(shè)出口動(dòng)作信目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7．2沒有出口動(dòng)作信號(hào)的危害目前超高壓變電站HGIS、GIS組合電器斷路器帶有的本體跳閘繼電器、三相不一致保護(hù)跳閘繼電器，沒有設(shè)計(jì)出口信號(hào)顯示，給運(yùn)行維護(hù)人員判別斷路器二次回路誤動(dòng)還是斷路器機(jī)械偷跳帶來極大的困難，雖然斷路器動(dòng)作時(shí)監(jiān)控屏有“斷路器非全相”，但是不能確定出口跳閘的真正原因。斷路器的制造廠家只注重傳統(tǒng)的二次典型設(shè)計(jì)，忽略繼電保護(hù)有關(guān)規(guī)程的要求。特別近幾年投產(chǎn)、擴(kuò)建的高壓斷路器二次回路仍然延襲了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以至在后來的運(yùn)行維護(hù)中存在許多的隱患。例如斷路器本體三相不一致保護(hù)，斷路器不一致的輔助接點(diǎn)將電源引入電磁繼電器啟動(dòng)時(shí)間繼電器，帶動(dòng)出口繼電器。以單個(gè)繼電器為主要元件，數(shù)量多，特別是維護(hù)時(shí)危險(xiǎn)性大；同時(shí)沒有出口跳閘壓板，沒有信號(hào)及信號(hào)自保持等。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7．2沒有出口動(dòng)作信號(hào)的危害目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7.3為三相不一致跳閘信號(hào)部分采取措施及時(shí)反映斷路器的動(dòng)作信號(hào)情況見圖6。當(dāng)QFA、QFB、QFC（斷路器本身的輔助接點(diǎn)）組成的回路，因?yàn)閿嗦菲魅嗖灰恢露]合時(shí)，通過壓板啟動(dòng)時(shí)間繼電器，在時(shí)間繼電器到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，中間繼電器ZJ得電，這個(gè)繼電器一方面使各分閘電磁鐵線圈（Y1A、Y1B、Y1C、Y2A、Y2B、Y2C）得電跳開斷路器。斷路器分閘后，其輔助接點(diǎn)切除三相不一致回路的電源。另一方面啟動(dòng)重動(dòng)中間繼電器1ZJ，1ZJ的作用是在本體斷路器上發(fā)出三相不一致跳閘紅色信號(hào)燈，并且自身保持，另一方面向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出斷路器三相不一致跳閘信號(hào)，通知值班人員及時(shí)處理情況和手動(dòng)復(fù)歸信號(hào)。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.7.3為三相不一致跳閘信號(hào)部分目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.9GIS、HGIS的TA極性統(tǒng)一性1.9．1TA的P1指向母線TA的P1指向按照短路故障電流從母線流向線路短路潮流為準(zhǔn)，因此在電力系統(tǒng)中，雙母線單分段、雙母線雙分段、3/2斷路器接線方式等主接線對(duì)TA的極性原則為：TA的P1指向母線，是3/2斷路器接線方式GIS、HGIS的邊斷路器TA指向各自的母線，中間斷路器TA極性統(tǒng)一指向I母線或統(tǒng)一指向II母線。1.9．2TA的P1指向統(tǒng)一性的重要意義TA的P1指向統(tǒng)一性可以使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于線路保護(hù)、母線保護(hù)的TA二次組別從原理圖的標(biāo)號(hào)統(tǒng)一清晰。對(duì)新安裝或設(shè)備回路經(jīng)較大變動(dòng)的裝置，在投入運(yùn)行以前，必須用一次電流和工作電壓加以檢驗(yàn)，判定帶方向的線路保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)（母線、發(fā)電機(jī)、變壓器的差動(dòng)保護(hù)、線路縱差保護(hù)及橫差保護(hù)等）接到保護(hù)回路中的各組電流回路的相對(duì)極性關(guān)系及變比是否正確。如果TA的P1指向如表1中原理接線的現(xiàn)狀所示：P1指向斷路器的中心，TA二次的極性由于TA的位置不同，各組TA二次輸出K1失去以各自母線為準(zhǔn)的原則，對(duì)于維護(hù)和檢修十分不利。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.9GIS、HGIS的TA極目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.10組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”設(shè)計(jì)GIS與HGIS組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化”的設(shè)計(jì)除了斷路器跳、合閘執(zhí)行功能及報(bào)出狀態(tài)信號(hào)，還具備以下功能：①用于控制及保持本體三相不一致出口跳閘的狀態(tài)壓板及信號(hào)。②有防止斷路器“跳躍”的電氣閉鎖裝置。③斷路器除去本身壓力閉鎖以外，控制及保護(hù)跳閘回路不應(yīng)受任何電氣閉鎖。④3/2斷路器方式的電氣閉鎖采用斷路器輔助接點(diǎn)⑤“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制在“就地”時(shí)，不應(yīng)解除第二組保護(hù)跳閘回路。⑥“遠(yuǎn)方、就地”把手的控制與三相不一致保護(hù)無關(guān)。⑦機(jī)構(gòu)箱繼電器除了出口跳閘元件外，可以使用帶試驗(yàn)把手的繼電器。⑧當(dāng)一個(gè)安裝單位有斷路器、隔離開關(guān)、接地器同需要AC電源時(shí)，必須有各自的空氣開關(guān)控制。⑨端子排由阻燃、與一次設(shè)備同壽命的材料組成。⑩端子排每一安裝單位應(yīng)編有順序號(hào)，如X1、X2等，并且與原理圖的標(biāo)示一致。⑾每一端子排在最后留2~5個(gè)端子排作為備用。⑿正負(fù)電源之間以及帶電的正電源與合閘或跳閘回路之間的端子排，宜以一個(gè)空端子隔開。⒀TA的P1指向母線，是3/2斷路器接線方式GIS、HGIS的邊斷路器TA指向各自的母線，中間斷路器TA極性統(tǒng)一指向I母線或統(tǒng)一指向II母線，機(jī)構(gòu)箱中TA的二次輸出與一次對(duì)應(yīng)。⒁組合電器的設(shè)備包括TA二次、TV二次、SF6氣體表的引下線軟管，應(yīng)該使用與電器同壽命的不銹鋼材料組成。⒂各隔離氣室的SF6報(bào)警信號(hào)就地及遠(yuǎn)方監(jiān)視正確可靠。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)1.10組合電器機(jī)構(gòu)二次回路實(shí)現(xiàn)“目前變電站的二次回路的特點(diǎn)當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨變電站變壓器二次電纜施工工藝復(fù)雜、工作量大的瓶頸現(xiàn)象，一個(gè)迫切問題是變壓器保護(hù)、測(cè)量回路智能一次設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用與常規(guī)二次電纜的改造。智能一次設(shè)備電子互感器電力系統(tǒng)得到應(yīng)用。作為繼電保護(hù)的通道、連接媒介，光纖以它快速光脈沖方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，特點(diǎn)是不怕超高壓、雷電的電磁干擾，對(duì)電場(chǎng)絕緣，頻帶寬，衰耗低的通道得到廣泛的使用，安裝質(zhì)量尤為重要。電子式TA的一大特點(diǎn)就是輸出信號(hào)的數(shù)字化，信號(hào)通過光纜傳輸，可為變電站節(jié)省大量的電纜購置開支，同時(shí)可以大大縮小電纜溝的占地面積。2.1常規(guī)的二次電纜存在嚴(yán)重問題二次回路在電力系統(tǒng)中為了確保發(fā)電廠、變電站電力網(wǎng)系統(tǒng)中使操作管理能便利可靠安全運(yùn)行，隨著系統(tǒng)向大容量、大電網(wǎng)的發(fā)展，它的任務(wù)日益繁重。例如變電站模擬量的采集需要設(shè)備的電磁感應(yīng)元件及電力電纜的連接，將二次額定電流、電壓輸送到保護(hù)屏及監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)察測(cè)量?jī)x表和計(jì)量電能，故障錄波；控制回路通過二次電纜包括超高壓變電站各級(jí)電壓的斷路器及隔離開關(guān)合開關(guān)；運(yùn)行與否的監(jiān)控屏的指示、故障音響、事故警報(bào)；保護(hù)方面的按需裝設(shè)各種保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置以滿足系統(tǒng)的要求；直流系統(tǒng)充電機(jī)和蓄電池組成為直流控制保護(hù)、信號(hào)電源。500kV淄博投產(chǎn)于1996年，變電容量2X750MVA，建成后統(tǒng)計(jì)二次電纜的建設(shè)長(zhǎng)度總數(shù)達(dá)到236、8km。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨變電站變壓器二次目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.1二次電纜安裝使用的人力及物力相當(dāng)大根據(jù)500kV聊城變電站的#1變壓器本體提供保護(hù)及監(jiān)控的交流電流模擬量使用電纜統(tǒng)計(jì)：為25根4x4mm2總長(zhǎng)度為3650M，施工工藝復(fù)雜、電纜敷設(shè)量大,端子排擁擠不堪,在1.5米見方的端子箱中密密麻麻的電纜竟有近50根420個(gè)接頭。#1、#2主變壓器同時(shí)進(jìn)入保護(hù)室，電纜層中電纜明顯擁擠，而且#1、#2、#0三臺(tái)所用電變壓器的動(dòng)力控制電纜共同使用一個(gè)電纜溝，因此電纜架上排滿電纜，空間極少,施工人員檢查出入很不方便。見圖1.幾個(gè)老變電站例如500kV濟(jì)南站、濰坊站使用電纜隧道，雖然空間大，但是浪費(fèi)也大。2.1.2電纜絕緣破壞十分嚴(yán)重：見圖1電纜的擁擠引起絕緣下降盡管驗(yàn)收時(shí)絕緣情況均符合規(guī)程要求，投入運(yùn)行后不久由于個(gè)別二次電纜的絕緣降低，2004年7月26日14時(shí)31分，500kV聊城站#2變壓器保護(hù)屏B屏公共繞組零序保護(hù)動(dòng)作，#2變壓器5033、5032、202斷路器跳閘，#3變壓器停電。最后確定為二次電纜絕緣降低兩點(diǎn)接地附加電流引起變壓器跳閘。同年6月10日12時(shí)56分，同樣因?yàn)槎坞娎|絕緣降低問題引起500kV濱州站3號(hào)主變保護(hù)B屏差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，造成變壓器各側(cè)跳閘，損失有功負(fù)荷126.9MW，無功負(fù)荷53.9Mvar。同時(shí)由于TA和TV的電磁特征的開路及短路現(xiàn)象引起系統(tǒng)故障屢見不鮮。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.1二次電纜安裝使用的人力及目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.3TA造成飽和的分析TA在繼電保護(hù)和電流測(cè)量中的作用長(zhǎng)期以來具有不可替代的地位，但在作為保護(hù)用時(shí)，TA的飽和問題卻一直影響繼電保護(hù)裝置。當(dāng)TA飽和時(shí)。二次信號(hào)發(fā)生畸變引起繼電器誤動(dòng)作。造成電流互感器飽和的主要成分是一次電流的直流成分。在短路故障的暫態(tài)過程中，由于直流分量而使得暫態(tài)磁通比穩(wěn)態(tài)磁通大許多倍而飽和，使勵(lì)磁電流猛增，誤差很大，影響到快速繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作。另外，閉合鐵心中很可能有較大的剩磁，如果剩磁的極性與暫態(tài)磁通的直流分量的極性相同，鐵心飽和就會(huì)更為嚴(yán)重。這種剩磁可以通過開氣隙加以改善，但仍不盡人意，因這樣設(shè)計(jì)出來的鐵心繞組往往體積大、重量重。2.14電纜進(jìn)水現(xiàn)象必須引起高度重視塑料電纜被水分侵入后,會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象,這主要是由于水分呈樹狀滲透引起的,在導(dǎo)體內(nèi)及絕緣體外都有水分存在時(shí),產(chǎn)生老化現(xiàn)象最嚴(yán)重,這可能是某中原因使水容易集積絕緣內(nèi),當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)有水分比絕緣外有水分所引起的水分滲透老化更快.所以我們不能對(duì)塑料電纜的進(jìn)水問題不予重視。在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、敷設(shè)和運(yùn)行中都要重視，避免水分侵入塑料電纜芯。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.1.3TA造成飽和的分析目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.15電纜受分布電容及電磁影響很大在變電站中誤跳閘繼電器動(dòng)作的條件是電纜竄入的交流分量足夠大、跳閘電纜的對(duì)地分布電容大。山東500kV聊城站、500kV寧波河姆變電站于2004年都發(fā)生過，見圖2。當(dāng)交流分量大到一定程度時(shí)，使1TJR繼電器動(dòng)作的關(guān)鍵因素為繼電器的動(dòng)作值、動(dòng)作功率、回路阻抗（繼電器線圈阻抗與分布電容C2阻抗的和）及線圈阻抗與分布電容C2阻抗的分壓比。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線中，誤跳開關(guān)此跳閘回路的長(zhǎng)電纜對(duì)地分布電容較大見圖1。而1TJR出口繼電器的動(dòng)作電壓為70V左右，線圈內(nèi)阻為5.2kΩ，因此當(dāng)220V交流量通過電纜竄入直流控制回路時(shí)，足以使1TJR出口繼電器誤動(dòng)作跳閘。2004年5月16、18日及10月30日，500kV聊城站三次發(fā)生了二次回路跳閘的事故，多次切斷與聊城電廠的緊密聯(lián)系。智能一次設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用將從根本上解決了電磁原理帶來的弊端，OET和電磁式的TA、TV區(qū)別為：OET是數(shù)字信號(hào)通過光纜到保護(hù)、控制室，高低壓之間沒有電氣聯(lián)系；電磁式TA、TV傳輸模擬量信號(hào)，通過電纜連接到保護(hù)、控制室，節(jié)約大量的電纜及人力的使用?；ジ衅髦饕糜陔娏ο到y(tǒng)基本參數(shù)的測(cè)量，以及為電力系統(tǒng)的計(jì)量、保護(hù)與監(jiān)控單元提供信號(hào)。隨著電力系統(tǒng)輸電容量的增長(zhǎng)和電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，基于電磁式原理的傳統(tǒng)互感器漸漸不能滿足電力系統(tǒng)飛速發(fā)展的需要，呈現(xiàn)出一系列自身難以克服的缺陷。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已逐漸成為一門主流技術(shù)，并在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。再加上光纖通信技術(shù)和傳感技術(shù)的日趨成熟完善，使得電力系統(tǒng)部分使用新型的電力互感器成為可能。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.15電纜受分布電容及電磁影目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.2智能一次設(shè)備技術(shù)的運(yùn)用一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。一次設(shè)備帶光遙感器的TA，TV，電力原始數(shù)字信號(hào)通過光纖直接傳輸給二次的保護(hù)控制系統(tǒng)是當(dāng)今世界先進(jìn)科技項(xiàng)目。例如ABB最新推出的智能化一次設(shè)備“PASS”(PlugandSwitchSystem)，澳大利亞有四個(gè)新建變電站擬采用。其中Blackwall變電站已于1999年底安裝完成。PASS由一只金屬殼組成，它把氣體絕緣的斷路器、母線隔離刀閘、接地刀閘、電流及電壓傳感器與套管組合在一個(gè)共用的氣室內(nèi)。數(shù)字式互感器在我國(guó)也得到使用，例如新寧光電自動(dòng)化公司基于羅科夫斯基線圈-積分器理論,2002年在江蘇省110kV變電站使用數(shù)字式光電電流互感器獲得成功。數(shù)字式技術(shù)和光電技術(shù)運(yùn)用，保證了互感器的高精度。室外的采集器單元置于一個(gè)和被測(cè)量電壓等電位的密封屏蔽的傳感頭部件內(nèi)，提高了抗EMI、RFI性能，同時(shí)提供了一個(gè)清潔的工作環(huán)境，采集器單元和合并器單元的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)后由光纜傳輸，使得長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸可靠性大大增強(qiáng)。大電流傳變器使光電式互感器具用無限飽和、頻率響應(yīng)寬，電流精度高，暫態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)，裝置測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)到0.1級(jí)，保護(hù)達(dá)到5TPE20。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.2智能一次設(shè)備技術(shù)的運(yùn)用目前變電站的二次回路的特點(diǎn)光纖電纜代替電磁電纜在500kV變電站得到廣泛的使用,目前由河南電力試驗(yàn)研究院與德國(guó)斯尼文特公司等聯(lián)合研制的交流變電站用500千伏光電電子式互感器于2005年10月14日在500千伏鄭州變電站投入運(yùn)行，500千伏嵩鄭II線路使用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)輸變電500千伏電壓等級(jí)電子式互感器空白。

數(shù)字化變電站是指變電站內(nèi)一次電氣設(shè)備和二次電子裝置均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通信，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能裝置之間的互操作性。目前山東500kV變電站的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行數(shù)字技術(shù)，從分布式保護(hù)室至控制室由以太網(wǎng)傳輸，由于實(shí)現(xiàn)資源共享，只要一條網(wǎng)絡(luò)線路即可，節(jié)約開支。光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)傳輸頻帶寬、通信容量大，傳輸速率快；(2)線路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)；(3)抗干擾能力強(qiáng)。如果積極實(shí)現(xiàn)光電傳感器（OET）的在500kV變電站的應(yīng)用，它的優(yōu)點(diǎn)除了包括以上網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)外，還表現(xiàn)在(1)頻率范圍寬。(2)響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量精度高。(3)抗干擾能力強(qiáng)，電絕緣特性優(yōu)質(zhì)。(4)光電互感器重量輕，綜合造價(jià)低。(5)由于高壓部分和地面無電氣聯(lián)系，互感器信號(hào)柱主要用途是保護(hù)連接高壓部分和地面部分的數(shù)據(jù)、能量。2.3需要解決的關(guān)鍵問題由于保護(hù)和控制集成系統(tǒng)（PROScada）將保護(hù)和控制功能集成到同一裝置中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全共享。因此光電傳感器、光纖技術(shù)、局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用必須遵照繼電保護(hù)的模擬量的一般規(guī)定。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)光纖電纜代替電磁電纜在500kV變目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3.1解決互感器的二次接線組別使光電互感器實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能一致常規(guī)繼電保護(hù)采用來自互感器的模擬量為經(jīng)過組合的12點(diǎn)、6點(diǎn)組別的接線，使得經(jīng)過交流輸入變換插件（AC）與系統(tǒng)接線圖如下：圖3，Ia.Ib.Ic.Io分別為三相電流和零序電流輸入，Ua.Ub.Uc為三相電壓輸入，額定電壓為100/√3V；Ux為重合閘中檢無壓、檢同期元件用的電壓輸入，額定電壓為100V或100/√3V。使用微機(jī)系統(tǒng)將以上的回路轉(zhuǎn)換為光電系統(tǒng)，利用電容分壓原理測(cè)量電壓，采用高速低耗Ａ／Ｄ芯片和ＤＳＰ處理器完成高壓側(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，再經(jīng)Ｅ／Ｏ變換，以光纖作為信號(hào)傳輸媒質(zhì)，把高壓側(cè)轉(zhuǎn)換的脈沖信號(hào)傳輸?shù)蕉蝹?cè)進(jìn)行測(cè)量保護(hù)的電子式光電組合互感器，見圖4。目前變電站的二次回路的特點(diǎn)2.3.1解決互感器的二次接線組目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)目前變電站的二次回路的特點(diǎn)例如電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用ＴＭＳ

３２０ＬＣ５４５作為主控芯片，選用ＡＤＳ８３４４芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感頭輸出的各路模擬信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和模數(shù)變換。高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的主要工作流程是：接收傳感頭輸出的模擬信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理，然后送到Ａ／Ｄ芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過Ｅ／Ｏ變換成光信號(hào)輸出到光纖傳輸系統(tǒng)。

目前變電站的二次回路的特點(diǎn)例如電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)目前變電站