220kv及以上電壓等級變電站二次回路

1、220KV及以上電壓等級變電站主要二次回路配置原則的探討,河北省電力勘測設(shè)計研究院王維,一、雙母線接線方式220KV線路保護,1、電流輸入回路 （1）電流互感器宜布置在斷路器兩側(cè)，線路保護可以與母線保護交叉布置，避免保護死區(qū) （2）當(dāng)僅配置一組電流互感器時，互感器應(yīng)布置在線路側(cè)。 （3）電流互感器二次側(cè)在端子箱一點接地，有電氣聯(lián)系的兩組CT合回路，應(yīng)在合回路后一點接地，CT二次側(cè)不允許開路。,2、

2、電壓輸入回路 （1）每套保護設(shè)置獨立的電壓切換箱，電壓切換箱電源與保護電源取自直流分電屏同一空開，在保護屏上分設(shè)空開。 （2）電壓切換啟動回路在國網(wǎng)典設(shè)中取消了每組刀閘開閉接點雙位置啟動返回方式，即取消了自保持回路，改為僅采用刀閘常開接點控制啟動返回方式。 （3）每套保護設(shè)置獨立的切換箱后，切換后電壓僅供本屏單套保護裝置使用，可僅在切換前電壓回路裝設(shè)空開（防止PT二次反送電）。,3、母線電壓互感器二次繞組配置及回路

3、 （1）110KV以上母線電壓互感器均配置3個主二次繞組，1個開口三角繞組。低壓母線PT（10KV或35KV）由于設(shè)備制造原因目前僅配置2個主二次繞組，1個開口三角繞組，開口三角繞組準確級滿足6P即可。 （2）3個主二次繞組準確級配置經(jīng)歷了如下轉(zhuǎn)變過程： ①0.5/0.5/0.2 ②3P/3P/0.2 ③ 3P/3P(

4、0.5)/0.2或3P/0.5/0.2,（3）電壓互感器各繞組N600，在控制室內(nèi)電壓分電屏并接后一點接地，開口三角繞組LN自配電裝置PT端子箱必須經(jīng)單獨電纜引至控制室電壓分電屏。目前站內(nèi)各電壓等級設(shè)1個N600。 若電流或電壓回路二次側(cè)兩點接地，在系統(tǒng)短路時會在兩個接地點間產(chǎn)生電位差，可能造成保護誤動。 （4）開口三角繞組二次側(cè)不允許裝設(shè)空開或熔斷器,4、保護屏直流電源輸入 （1）2套保護裝置直流

5、電源分別取自直流分電屏BMI、BMII小母線 （2）操作箱2組直流電源分別取自直流分電屏KMI、KMII小母線5、保護裝置開關(guān)量輸入回路 （1）TWJ分相輸入 （2）閉鎖重合閘與壓力降低閉鎖重合 保護裝置在重合閘啟動前收到壓力降低閉鎖重合開入，經(jīng)200毫秒延時閉鎖重合閘，重合閘啟動后收到此信號不再閉鎖。,（3）操作箱TJR接點遠跳開入 此回路作用如下：

6、 ①單側(cè)CT配置時，斷路器與CT之間故障(母線保護動作），可加速對側(cè)保護跳閘 ②母線保護動作斷路器失靈時，可加速對側(cè)跳閘 （4）遠傳開入 ①遠傳與遠跳開入的區(qū)別，本側(cè)保護遠跳開入后，對側(cè)保護收到命令在裝置內(nèi)可經(jīng)控制字選擇經(jīng)就地判據(jù)跳閘或直接跳閘。 ②本側(cè)保護遠傳開入后，對側(cè)保護收到信號后，遠傳輸出接點閉合。,③本側(cè)保護遠傳、遠跳開入后，僅作用于對側(cè)保護裝置的輸

7、出回路，與本側(cè)無關(guān)。 ④目前采用遠傳與遠跳端子并接開入，遠跳對側(cè)同時，讓對側(cè)遠傳接點同時動作，接入錄波回路，用于對側(cè)記錄判斷保護裝置動作是否為收到遠跳動作。 （5）單跳、三跳起動重合回路 當(dāng)僅使用本套保護的重合閘功能時，需接入另一套不含重合閘的保護所輸出的單跳三跳啟動重合閘接點。,6、保護裝置開關(guān)量輸出回路 （1）跳閘、重合閘接點 雙套保護配置時每套保護僅作用于斷路

8、器一組跳閘線圈。 （2）分相啟動失靈接點 目前雙套220KV母線保護僅使用了1套母差的失靈保護，2套線路保護失靈啟動接點均接入含失靈的母線保護。 國網(wǎng)新典設(shè)中，使用兩套母差失靈保護，實現(xiàn)失靈保護的雙重化配置，每套線路保護僅接入1套母差的啟動失靈回路。,（3）與其他重合閘配合接點（單跳、三跳啟動重合閘，閉鎖重合閘接點） （4）遠傳輸出接點 （5）帶保持中央信號接點，不帶保持

9、的錄波及遙信接點7、保護裝置其他回路 （1）GPS對時回路，目前多采用有源220V分脈沖方式。國網(wǎng)新典設(shè)中將采用串口對時方式的B碼對時。 （2）保護信息網(wǎng)絡(luò)輸出接口，目前均采用485輸出接口，以后將過度到以太網(wǎng)方式，接入監(jiān)控系統(tǒng)及保護故障信息管理系統(tǒng)。,8、分相雙跳圈操作箱 （1）2組跳閘回路電源獨立，合閘回路電源采用第1組跳閘電源。 （2）手合、手跳、KKJ回路 K

10、KJ為雙位置繼電器，手合后動作，手跳后返回，用于啟動事故音響回路或不對應(yīng)啟動重合閘。 （3）三相跳閘回路，含TJQ、TJR、TJF 以上繼電器所對應(yīng)功能的實現(xiàn)均需靠繼電器接點所接入的外部回路實現(xiàn)。 （4）壓力異常監(jiān)視及閉鎖回路 壓力異常禁止合閘、跳閘、重合閘回路為常勵磁繼電器,在典型設(shè)計方案中，壓力異常禁止合閘、跳閘、操作回路原則上由斷路器機構(gòu)本體實現(xiàn)。僅壓力降低閉鎖重合閘接點需引

11、入操作箱。 國網(wǎng)典設(shè)中兩組電源自動切換回路取消，壓力監(jiān)視等公用電源取自第一組跳閘電源 （5）分相合閘、跳閘回路 ①防跳回路基本作用 為防止合閘接點損壞粘連時，系統(tǒng)故障情況下造成斷路器“跳躍”，損壞一次設(shè)備。確保斷路器僅能進行一次“跳-合-跳過程。,②防跳回路基本原理 在跳閘回路中設(shè)置防跳繼電器電流啟動回路，在合閘回路中設(shè)置防跳繼電器電壓自保持回路，在一次

12、跳-合過程后，若合閘接點一直閉合，防跳繼電器將保持并斷開合閘回路，直至合閘接點返回后，防跳繼電器才能返回開放合閘回路。 ③目前河北南網(wǎng)220KV變電站均采用操作箱防跳，各別500KV變電站采用機構(gòu)防跳。220KV以上電壓等級采用操作箱防跳，無法解決機構(gòu)就地非全相跳閘時的防跳問題。在國網(wǎng)公司典設(shè)中將統(tǒng)一采用機構(gòu)防跳。,④采用機構(gòu)防跳后，需取消操作箱防跳。在操作箱中需作如下改動： 第一、短接斷開合閘回路的防跳繼電器接

13、點 第二、斷開TWJ與合閘回路的連線，從機構(gòu)單獨引出斷路器輔助接點，控制TWJ。 若不斷開TWJ，則TWJ將與機構(gòu)防跳繼電器形成串聯(lián)回路，產(chǎn)生分壓作用，造成TWJ動作行為不正確。（6）操作箱與保護及控制信號回路配合接點輸出回路,二、雙母線接線方式下的220KV母線及失靈保護1、母線及失靈保護配置原則 220KV雙母線接線，配置2套母線保護，失靈保護包含在母線保護中。 目前運行的2

14、套母線保護僅使用了1套保護中的失靈保護，一般采用915保護中的失靈功能，另一套母差中僅使用了母聯(lián)失靈功能。在國網(wǎng)新典設(shè)中將使用兩套母線的失靈保護，實現(xiàn)失靈保護的雙重化。 失靈保護單套配置時，每套母線保護動作需跳斷路器2組跳閘線圈。 改為雙套配置后，每套保護僅跳1組跳閘線圈。,2、母線保護設(shè)計中需注意的幾個問題 （1）確定特殊間隔的接線位置（包括主變、母聯(lián)、分段） （2）線路間隔接線位置按系統(tǒng)終期主接線順序排

15、列，方便以后擴建。 （3）對雙母單分段的接線方式，應(yīng)特別注意，電壓量的接入位置，應(yīng)與分段母線及刀閘位置對應(yīng)。 （4）915型母線保護，對母聯(lián)間隔需接入TWJ三相串聯(lián)接點。 （5）BP2B型母線保護，對母聯(lián)間隔CT極性定義II母線側(cè)為正，母聯(lián)間隔需接入刀閘位置及斷路器輔助接點，母聯(lián)間隔斷路器輔助接點采用常開接點并聯(lián)開入，常閉接點串聯(lián)開入。,3、失靈保護回路 （1）失靈保護動作的幾個必要條件 ①啟

16、動失靈的保護動作不返回 ②故障電流持續(xù)存在 ③復(fù)合電壓閉鎖元件開放 ④以上三條均滿足，達到失靈動作延時后，失靈保護出口。跳開與失靈斷路器相關(guān)的所有母線上其他斷路器。 （2）各間隔啟動失靈回路配置原則 ①線路間隔 線路間隔2套主保護的分相啟動失靈接點，雙套失靈配置后，2套主保護需分別啟動2套失靈保護。,目前河北南網(wǎng)設(shè)計中，取消了線路操作箱的T

17、JR三跳起動失靈回路。國網(wǎng)新典設(shè)中將恢復(fù)此回路。 ②母聯(lián)間隔 目前河北南網(wǎng)設(shè)計中，采用母聯(lián)保護屏充電保護動作出口啟動失靈。母差跳母聯(lián)時失靈，由母線保護屏內(nèi)部回路實現(xiàn)，主變后備保護動作跳母聯(lián)不啟動失靈。 在國網(wǎng)新典設(shè)中將采用母聯(lián)操作箱TJR啟動失靈，主變后備跳母聯(lián)則應(yīng)改接母聯(lián)操作箱TJF繼電器，或手跳回路。,③主變間隔 目前河北南網(wǎng)設(shè)計中，采用主變保護動作出口啟動失靈。母差跳主變間隔失靈

18、，由母線保護屏內(nèi)部回路實現(xiàn)。主變非電量保護動作，不啟動失靈。 另外對不含失靈的第二套母線保護跳主變間隔，設(shè)置了啟動第一套母線保護主變間隔失靈的回路。目的是防止第一套母差拒動。(第一套母差拒動時，第二套母差跳閘，但是主變中低壓測無法跳開，還有故障）（思考為何僅主變間隔設(shè)置？）在國網(wǎng)新典設(shè)中，將取消主變保護動作啟動失靈，采用主變操作箱TJR啟動失靈。 目前在河北南網(wǎng)主變保護動作解除失靈復(fù)壓閉鎖回路，一直未接

19、入。,④總結(jié)：在國網(wǎng)新典設(shè)方案中除線路間隔外，外部各間隔盡量采用操作箱TJR接點啟動失靈，總的目的是簡化回路。 （3）失靈保護出口原則 ①失靈保護與母差保護供用出口 ②單套失靈配置時，跳2組線圈，雙套失靈配置后，每套僅跳1組線圈。 ③主變間隔失靈，增設(shè)了失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)回路。此回路在主變保護屏內(nèi)目前通過非電量保護出口，在新典設(shè)中采用通過主變保護出口。 也有其

20、他地區(qū)采用，只要母線保護動作跳主變高壓間隔，即同時跳開主變?nèi)齻?cè)，簡化了回路。,三、一個半（3/2）接線方式下幾個特殊問題 1、3/2接線的優(yōu)點：系統(tǒng)可靠性高，單一斷路器檢修或損壞不會造成線路停電，母線保護動作不會造成線路停電。 2、重合閘裝置隨斷路器保護配置，2套線路保護不含重合閘功能，需相應(yīng)設(shè)置線路保護至斷路器保護的啟動重合閘回路（一般與啟動失靈回路公用） 3、每臺斷路器保護均具備完整的本斷路器失靈保護功能，失靈保護

21、不設(shè)復(fù)合電壓閉鎖回路。,4、當(dāng)線路上裝設(shè)出線刀閘時，需配置短引線保護，作為當(dāng)線路刀閘斷開，線路保護退出運行，串內(nèi)斷路器仍需合環(huán)時的保護。短引線保護需雙重化配置。 5、每組母線配置2套單母線差動保護，母線保護不設(shè)復(fù)合電壓閉鎖回路。 6、線路保護遠跳開入 （1）相鄰斷路器失靈保護動作接點 （2）過電壓保護動作接點（用于500KV） （3）高抗保護動作接點（用于500KV） 應(yīng)特別注意不能接入操

22、作箱TJR接點。,（4）失靈遠跳作用 ①母線故障，母線保護動作后，母線斷路器失靈時，可加速線路對側(cè)保護跳閘。 ②線路故障，中間斷路器失靈時，加速本串相鄰線路對側(cè)跳閘。 7、失靈保護啟動方式 （1）線路保護分相啟動失靈 （2）操作箱TJR啟動失靈 （3）主變保護動作啟動失靈，在國網(wǎng)新典設(shè)中可用操作箱TJR接點替代。,8、失靈保護出口方式 （1）中間斷路器失靈直接跳相鄰2個母