浅谈高压开关柜二次回路设计

浅谈高压开关柜二次回路设计

摘要：高压开关柜广泛应用在变电站、工矿企业、居民小区配电室等场所，其

二次回路的设计是否正确合理，安装是否可靠，对开关柜的安全运行有着十分密

切的关系。通过对高压开关柜二次回路工程验收及运行中发现的问题进行分析，

发现一些二次回路的缺陷，在安装调试阶段要花费很大的精力去整改，甚至会遗

留先天性缺陷，而这些问题可以在制造阶段通过优化设计而避免。

关键词：高压开关柜；二次回路设计

引言：随着我国经济的快速发展，作为基础的电力工业也得到了长期快速的

发展。作为电力建设中的重要设备之一，高压开关柜市场需求量很大，同时也对

高压开关设备提出了更高的要求。基于此，在接下来的文章中，将围绕高压开关

柜二次回路设计方面展开详细分析。

一、我国高压开关柜的发展现状简析

（一）智能化方面

智能技术在于将数字技术，在线监测技术，网络技术和通讯技术应用于高压

开关柜中。如ABB公司采用REF542plus智能型控制保护单元，使开关柜智能化，操作“傻瓜化”。而我国的高压开关目前还达不到这样的先进水平。

（二）小型化的差距

国外在绝缘间距和工频耐压等各方面的要求比中国国内低。例如ABB公司在

开关柜小型化做了相当的研究。采用了复合绝缘和小型化真空灭弧室，使柜的体

积大大减小。

（三）加工工艺方面的差距

国外一些先进的生产厂家，都有先进的加工设备和加工所用的模具，而我们

国家引进的数控加工设备与国外没有大的差异，而生产用的模具差异就大了，再

加上员工的培训方面的差距，使得开关柜的整体精度就大大降低了。造成以上差

距的主要原因是创新能力不足，创新体制不畅，科研经费不足。针对这些原因，

我们国家出台了一些政策，鼓励国内生产厂家加大科技投入力度，引进先进技术，经过消化吸收，并在此基础上进行创新；深化与研究院所的技术合作，从事核心

技术的研究，以摆脱核心对外方的依赖；增强企业的技术实力，加强对企业技术

人员的培养，鼓励技术人员多学习国外最新技术，形成学习型组织，改善企业技

术人员的待遇和工作环境，留住这些人才。

二、电压互感器常见问题及优化措施

（一）电压互感器相关反措执行

常见问题：电压互感器二次绕组不得短路，二次绕组必须一点接地。为防止

电压二次回路短路时损坏电压互感器，一般在电压二次回路装设空开，常见的问

题是空开不满足级差配合关系，空开和保险混用。对于变电站而言，高低压侧电

压互感器二次回路接地点一般设置在控制室公用屏，常见的问题是开关柜和主控

室同时接地，造成电压回路两点接地。解决措施：电压互感器二次回路装设空开，且PT柜空开和出线开关柜空开必须满足级差配合关系。一般PT柜二次空开使用

单相6A的空开，且配置OFF接点，将接点接入综自系统，在PT柜空开跳开后发

告警信号；出线间隔保护电压回路可使用三相1A的空开，计量电压回路不再安

装空开。电压二次回路接地点应根据开关柜的应用场合确定，变电站开关柜一般

接地点设置在控制室，开关柜不设置接地点，而单独安装在配电室的开关柜，则

需要在开关柜设置电压回路接地点。

（二）电压切换回路

常见问题：为保证一、二次电压同步，电压二次回路中串入PT隔离开关位

置节点，由于PT隔离开关位置节点数量不够，一般采用重动继电器，有些开关

柜在设计时选用交流继电器，一旦站用电源失电，将造成电压二次回路断电。解

决措施：重动继电器一般采用直流继电器，直流电源取自PT柜控制电源。

三、控制、信号回路常见问题及优化措施

（一）控制回路常见问题及优化措施

常见问题：开关柜控制回路常见的问题是断路器防跳回路及闭锁回路设置不

合理。断路器防跳就是防止断路器在合闸过程中，发生连续跳闸、合闸的跳跃现象。部分断路器无防跳回路，远控操作时可以用保护装置防跳回路，而在就地操

作时无防跳功能，或者断路器防跳和保护装置防跳回路同时存在，相互影响。开

关小车在进车时进行合闸，相当于用开关触头去接通电气回路，此时将产生电弧，严重时会烧伤设备，部分开关柜没有设置闭锁回路，仅靠操作人员判断设备是否

操作到位，存在一定的安全隐患。优化措施：开关柜断路器应选用带防跳功能得

产品，保护装置跳位监视TWJ-单独接断路器常闭接点，优先选用断路器防跳回路，现场对防跳回路进行试验，确保断路器防跳回路正常、可靠。开关柜应合理设置

电气闭锁回路，在设备操作不到位或操作错误时闭锁相关回路，从技术上减少设

备隐患，提高反措能力。

（二）信号回路常见问题及解决措施

常见问题：开关柜信号回路常见问题主要有信号设置不全，给运行维护带来

一定的困难，信号接入错误，使保护装置频繁告警。遥信设置不全，如保护装置

失电和交换机故障都会报装置通信异常，无法快速分析判断设备异常原因；就地

信号不全，给操作带来一定的困难，如断路器小车的工作位置没有设置就地指示灯，无法判断操作后的位置，如果操作不到位，断路器无法合闸，造成运行人员

误判断。保护装置预定义遥信接入普通信号，造成装置运行时告警，如闭锁重合闸、弹簧未储能、远方位置等厂家预定义的遥信，一旦接入开关位置等普通遥信，装置正常运行时产生告警信息。解决措施：信号回路的设置应满足实际运行操作

需求，设备操作后的位置判断必须设置就地信号，装置断电告警信息必须接入公

用测控，防止装置失电或交换机故障时通信中断。

四、电流回路常见问题及优化措施

（一）电流互感器二次回路反措执行存在问题及优化措施

常见问题：电流互感器二次绕组不得开路，二次绕组必须一点接地。常见的

问题是由于配件、材料选型及接线问题造成二次回路开路，部分绕组失去接地点

等问题。优化措施：在防止电流互感器二次绕组开路方面，一是电流回路一般采

用试验端子，检修时需要打开连片，接线端子必须使用质量较好的试验端子；二

是所有电流互感器二次绕组都接到开关柜端子排，便于带负荷进行回路相量测试，备用绕组不宜在互感器接线盒端子处短接；三是由于开关柜内配线一般采用多股

软铜线，接线压接线鼻子，互感器侧及保护装置背板接线端子采用圆形端子，不

采用叉形端子，防止螺丝松动时二次线脱落。在二次绕组一点接地方面，一是每

个开关柜设置专用的接地铜排，确保接地点良好；二是每一组二次绕组用4平方

毫米黄绿接地线单独接到开关柜专用的接地铜排上，不得将多个接地点短接后用

一根接地线接到接地铜排上，防止短接线接触不良，造成部分二次绕组失去接地点。

（二）电流互感器变比调整存在的问题及优化措施