保护及常用二次回路

林海源保护及常用二次回路一、电气一次接线图二、电流互感器电流互感器的一、二次侧都有两个引出端子。任何一侧的引出端子用错，都会使二次电流或电压的相位变化180°，保护、测控装置的正确工作。因此引出端子必须做出极性标记。通常电流互感器一次侧有标注P1或C1标识，表示为电流互感器一次侧的极性端，二次绕组通常以1作头，2作为尾，如（1s1,1s2）为1个二次绕组的两端，1s1为极性端，目前我们用的电流互感器大部分是采用减极性标注，即如图所示，当一次电流从P1端流入则二次电流从1S1端流出。二、电流互感器如图，有些电流互感器变比可以通过连片进行并联或串联接法的改变。并联后变比变大一倍。因此更换电流互感器时要特别注意核对电流互感器变比及极性。二、电流互感器或或二、电流互感器电流互感器的精确度我们变电站常用的有0.2级，0.5级，P级。0.2级的电流互感器，是指在额定工况下，电流互感器的传递误差不大于0.2%。用于继电保护设备的保护级电流互感器，应考虑暂态条件下的综合误差，一般选用P级或TP级。如10P20表示在额定负载时20倍的额定电流下其综合误差为10%。二、电流互感器10%误差曲线，是指当电流互感器的比误差为10%时，其二次负载与电流的倍数的关系曲线，即ZEN=f（M)式中，ZEN为电流互感器误差等于10%时其二次的最大负载阻抗；M=I1/I1N为额定电流倍数。I1为最大故障电流，当实测二次负载大于对应的ZEN时，则不满足要求，需降低二次负载或更换CT。二、电流互感器直流电阻的测量：即电流互感器二次绕组的内阻，划开CT二次划片，直接用万用表测量。二次负载的测量：划开CT二次划片，在负载侧加5A的工频电流，用万用表测量两端的电压，通常新投产、首检时需要测量。二、电流互感器电流互感器的二次侧不允许开路，如果运行中二次回路开路，二次电压会很高，有时可达数千伏，危及二次设备及人身安全。电流互感器的二次回路必须接地，这是为了防止电流互感器一次与二次之间的绝缘破坏时，一次回路的高电压直接加到二次回路中，损坏二次设备，危及人身安全。二、电流互感器电流互感器的二次接地点应与电缆屏蔽层接地点分开。二、电流互感器死区的消除：二、电流互感器死区的消除：三、电压互感器（母线）电压互感器的极性标注与电流互感器相同，但二次绕组通常以（a，x）标注，通常a为头，x为尾。母线电压互感器通常有三个二次绕组，分别给保护测量、计量、开口用，如下图所示。对于二次负载来说，电压互感器是一个内阻抗极小的电压源，正常运行时负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流，当二次侧短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，会将电压互感器烧坏。因此电压互感器二次严禁短路。三、电压互感器（母线）三、电压互感器（母线）三、电压互感器（母线）三、电压互感器（母线）对于不接地系统（如10kV侧），在电网发生单相（例如A相）接地故障时，如图所示，开口三角电压UL=UA+UB+UC=0+UB’+UC’等于3倍相电压，故为使此时的开口电压=100V，开口三角绕组的每相电压应为100/3V。因此电压互感器变比为(U/√3)/(100/√3)/(100/√3)/(100/3)。三、电压互感器（母线）对于接地系统（如220kV和110kV侧），在电网发生单相（例如A相）接地故障时，如图所示，开口三角电压UL=UA+UB+UC=0+UB+UC等于相电压，故为使此时的开口电压=100V，开口三角绕组的每相电压应为100V。因此电压互感器变比为(U/√3)/(100/√3)/(100/√3)/100。三、电压互感器（线路）如图为电容式电压互感器的内部接线图，其中间隙上端子正常运行时需接载波装置，或直接接地，否则会产生高压对人身造成伤害。现场曾遇到运行人员报PT有异响，我们到现场后经检查发现是PT内部放电间隙放电造成的异响。经查是因为施工拆除结合滤波器后，接地线未恢复接地，使间隙产生高压放电，出现异响。三、电压互感器电压互感器二次回路只允许有一个接地点。若有两个或多个接地点，当电力系统发生接地故障时，各个接地点之间的地电位相差很大，该电位差将叠加在电压互感器二次或三次回路上，从而使电压互感器二次或三次电压的幅值及相位发生变化，进而造成阻抗保护或方向保护误动或拒动，通常母线PT三个绕组的N端要求分别三根电缆引至公用屏进行一点接地，并挂“永久接地点”标示牌。三、电压互感器当在电压互感器二次回路中进行通电试验时，应严防由二次向一次反充电。在试验时，应使试验电源与电压互感器二次绕组隔离（包括线路电压互感器，虽然线路停下来试验时，二次无电压），在保护或测控屏内将至电压互感器的连线断开或把划片打开。1、过流保护以反映设备故障时流过保护安装处的电流幅值的保护.特点:1）受系统运行方式影响，保护范围不稳定。2）不能运用于双电源线路3）保护构成简单四、各类线路保护简介1、过流保护四、各类线路保护简介2、零序保护四、各类线路保护简介2、零序保护对于10kV线路，由于10kV系统为不接地系统，当10kV线路出现单相接地时，由于零序网络无法构成回路，因此并不产生零序电流，只有对地电容电流引起的零序电流，该电流很小，因此通常10kV线路并不设置零序保护，接在三相的套管型零序电流互感器，用做接地选线判断。四、各类线路保护简介3、距离保护四、各类线路保护简介4、纵联保护过流保护、零序保护、距离保护都是利用线路一端的电流、电压变化来实现的，从原理上无法区分本线路末端和对端的母线或相邻线路出口的故障。由于测量误差的原因，可能导致本线路对端母线上的故障，或对端母线其他线路出口处的故障，误判断为本线路末端的故障而将本线路切断。利用本线路各端电气量的保护叫纵联保护，纵联保护可以无时限切除线路全长范围内故障，在220kV及以上电压等级线路和重要110kV联络线路上，一般都配置利用两端电气量的纵联保护和利用单端电气量的后备保护。四、各类线路保护简介4、纵联保护四、各类线路保护简介五、主变保护配置1、电气量保护1）纵联差动保护（以反映变压器绕组及外部引出线相间、接地故障为主）2）零序过流保护3）复合电压过流保护4）距离保护（大容量变压器）5）过励磁（大容量变压器）6）过负荷（发信）五、主变保护配置(续)2、主要非电量保护1）本体重瓦斯保护（以反映变压器油箱内各种短路故障为主、匝间短路灵敏度高于差动）2）有载重瓦斯保护3）压力释放保护（220KV以下主变发信）4）本体轻瓦斯（发信）5）有载轻瓦斯（发信）3、微机主变差动保护基本原理六、母线保护1、110kV及以上母线设母线保护1）母线差动保护2）母差失灵保护母线保护I1I2I3I4首先规定TA的正级性端在母线侧，电流参考方向由线路流向母线为正方向。差动电流：制动电流差流元件动作方程：4321IIIIId4321IIIIIrrbldcdqddIKIII母线保护I1I2I3I4区内故障时，各元件实际短路电流都是由线路流向母线，和参考方向一致，都是正值，此时差动电流很大，差流元件动作。母线保护I1I2I3I4区外故障时，如线路3上发生故障，此时线路1、2、4短路电流是流向母线，为正值，线路3电流是流出母线，为负值。把母线看成电路上的一个节点，由节点电流定理，各元件电流相量和为0，所以差动电流为0，差动保护不动作。04321IIIIIdI1I2I3I4IMI母小差II母小差大差母线保护I母小差差动电流：I母小差制动电流：II母小差差动电流：II母小差制动电流：大差差动电流：大差制动电流：MdIIII211MrIIII211MdIIII432MrIIII4324321IIIIId4321IIIIIr母线保护母联失灵保护1TA2TA3TA4TA5TA12345*****ⅠⅡⅠ母故障，Ⅰ母的差动保护跳母联及Ⅰ母上的所有断路器。如果母联断路器失灵，则母联失灵保护跳Ⅱ母上的所有断路器。母联失灵保护由下述几部分构成：①保护动作跳母联开关同时起动失灵保护。②母联任一相仍一直有电流（大于母联失灵电流定值）。③同时满足上述两条件的时间大于整定的时间（母联失灵延时时间）。④再经两个母线电压闭锁（与）后切除两母线上的所有连接元件。mslImslT母线保护母联死区保护1TA2TA3TA4TA5TA12345*****ⅠⅡ死区内故障Ⅱ母各断路器跳闸后故障并未切除，Ⅰ母各断路器由母联失灵保护动作时间又太长，希望由母联死区保护去切除。母联死区保护在满足下述条件（与）时发另一母线的跳闸命令：①母线差动保护发过II母线的跳令。②母联开关已跳开（TWJ由0→1）。③母联TA任一相仍有电流。④大差差动元件及II母小差差动元件动作后一直不返回。⑤达到死区动作延时。sqT母线保护断路器失灵保护原理如果变压器内故障3断路器失灵，假如没有断路器失灵保护，2、9线路保护Ⅱ段或Ⅲ段跳闸，变压器后备保护动作跳变压器。加长了故障切除时间并造成变电站全停。用断路器失灵保护切除5、8断路器可保留Ⅰ母继续运行又加快了故障切除时间。断路器失灵保护判据为：有保护对该断路器发过跳闸命令，但该断路器依然有电流，经延时Tsl及对应母线复压闭锁跳母联及该断路器所在母线。12345ⅠⅡ67891T2T1l2l1T2T母线保护母差保护动作，说明母线上有故障，母差保护动作后，如果线路重合闸将对线路、开关及母线造成二次冲击，因此母差保护动作后不允许进行重合闸。为了防止线路重合闸，对于220kV母差保护，其跳各条线路的回路应接在操作箱的永跳口，对于110kV母差保护，其跳各条线路的回路应接至手跳口来闭锁重合闸。母线保护七、备自投当工作电源因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入工作，保证用户连续供电的装置即称为备用电源自动投入装置，简称备自投装置。备自投装置主要用于110kV以下的中、低压配电系统中，是保证电力系统连续可靠供电的重要设备之一。备自投常见的有桥备投和进线备投两种方式。桥（母分）备投的一次接线图正常运行时，桥开关（母联）在断开状态，Ⅰ、Ⅱ段母线分别通过各自的供电设备或线路供电,当某一段母线因供电设备或线路故障跳开或偷跳时，此时，若另一条进线断路器为合位，则分段开关自动合闸,从而实现供电设备或线路互为备用。两段母线处于相互暗备用状态。两个电源各自带部分负荷,两个工作电源互为备用在暗备用方式中，每个工作电源的容量应根据两个分段母线的总负荷来考虑，否则在备自投动作后，要减去相应负荷。桥（母分）备投进线线路发生故障，由对侧保护动作跳闸，使进线及所带母线失电，备自投起动。桥开关或母联备投过程可分解为下列动作逻辑：充电条件（逻辑“与”）：11DL合位；21DL合位；31DL分位；Ⅰ母有压；Ⅱ母有压。放电条件（逻辑“或”）：11DL分位；21DL分位；31DL合位；Ⅰ母Ⅱ母同时无压。Ⅰ母失压时，起动条件（逻辑与”）：Ⅰ母无压；进线Ⅰ无流；Ⅱ母有压；21DL合位。备自投起动后经延时跳11DL，合31DL，发出动作信号，同时动作于信号继电器。如果变压器或母线发生故障，保护动作跳开进线开关，进线开关将处于跳闸位置，此时备自投被闭锁.手跳进线断路器情况类似。为防止PT断线时备自投误动，取线路电流作为母线失压的闭锁判据备自投的跳合闸回路由于开关手跳接点通常引去闭锁备自投，因此备自投的跳闸回路应接在保护跳闸口，此时应注意开关是否有重合闸的可能。合闸回路应接在手合口。如图所示为典型的进线开关合分闸控制回路接法。备自投的闭锁备自投的闭锁问题:一、如图高压侧内桥接线，如主变差动、高后备、低后备、非电量保护动作跳开开关111或112，由于故障仍在，此时应闭锁备自投。低压侧后备保护动作跳开63A或63B此时也应闭锁备自投。二、手跳111或112开关(当桥备投时）应闭锁备自投。八、基本回路线路电压切换回路现场曾碰到的缺陷：运行人员报当I母PT检修时，I母二次仍有电压。我们到现场后将I母二次电压回路逐个解除，发现是一个间隔的二次有电压导过来，后查为该间隔的电压切换继电器