典型二次回路讲解

典型二次回路讲解一、 电流回路1、220kV 典型回路220kV TA 一般有六个二次绕组，分别用于本线路保护（两组）、母差保护（两组）、测量、计量。

以某一220kV 线路保护为例，如图1所示，交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——CSC-122A 断路器保护——CSC-101A 线路保护——录波屏；交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——PSL601G 线路保护。

CSC-101A 1x CSC-122A 3x端子箱A 屏1n PSL601G端子箱B 屏图1 典型电流回路注意事项：1）电流回路严禁开路。

电流互感器的二次回路不允许开路，否则将产生危险的高电压，威胁人身和设备的安全。

因为电流互感器二次回路在运行中开路时，其一次电流均成为励磁电流使铁芯中的磁通密度急剧上升，从而在二次绕组中感应高达数千伏的感应电势，严重威胁设备本身和人身的安全。

这就要求回路各个连接环节的螺丝必须紧固，连接二次线无断线或接触不良，同时回路的末端必须可靠短接好，如上图1中的录波屏处2C2、2C4、2C6、2C7端子和PSL601G 保护屏处1D17、1D18、1D19、1D20端子。

2）每组二次绕组的N 回路有且只能有一点接地，严禁多点接地。

电流互感器的二次回路必须有一点直接接地，这是为了避免当一、二次绕组间绝缘击穿后，使二次绕组对地出现高电压而威胁人身和设备的安全。

同时，二次回路中只允许有一点接地，不能有多点接地，否则会由于地中电流的存在而引起继电保护的误动。

因为一个变电所的接地网并不是一个等电位面，在不同点间会出现电位差。

当大的接地电流注入接地网时，各点的电位差增大。

如果一个电回路在不同的地点接地，地电位差将不可避免地进入这个电回路，造成测量的不准确，严重时，会导致保护误动。

由几组电流互感器二次组合的电流回路，如差动保护、各种双断路器主结线的保护电流回路，其接地点应选在控制室。

3）二次绕组的极性。

电流互感器的二次引出端，如果接反，二次电流或电压的相位就会发生180度的变化，继电保护装置特性或测量仪表的显示将会随之改变。

为了保证继电保护装置的性能和仪器仪表的准确，电流互感器和电压互感器必须标注明确的极性。

通常采用减极性的标注原则：当从一次侧极性端流人电流时，二次侧感应的电流方向是从极性端流出。

为了准确地判别电流互感器一次电流和二次电流间的相位关系，应确定其一、二次绕组间的极性关系，这对反应方向性一类的继电保护是十分重要的。

如果电流互感器的极性接反，则将导致继电保护拒动或误动。

应结合TA 一次安装情况对二次绕组极性仔细加以判别，务必确保接入线路保护和母差保护极性的正确性4）二次绕组的准确级。

TA 二次的各个绕组有不同的准确级别，分为保护级(P 级、TP 级)及其它。

严禁将其他准确级（如计量、测量级）的二次绕组用于保护，特别注意用于母差保护的所有二次绕组准确级必须一致。

二、 电压回路1、220kV 典型回路电压互感器同样分不同的准确级，一般包括0.2，0.5，1，3，3B 和6B 等各级，保护用电压互感器可采用3级，而3B 和6B 级是继电保护专用的电压互感器。

220KV 及以上的电压互感器或CVT 选用两组二次线圈和一个开口三角线圈，220KV TV 二次一般应有三个二次绕组，其中一组用于接成开口三角，反应零序电压，一组用于保护及测量、另一组用于计量。

以某一220kV 线路保护为例，交流电压回路的连接关系为TV 接线盒——TV 端子箱——TV 测控柜——保护屏，中间经过了两次电压切换，一次是在TV 测控柜（或中央信号继电器屏），另一次由保护屏的电压切换装置完成，为防止隔离开关辅助接点异常造成TV 二次失压，通常采用双位置接点切换。

如图（三）所示，切换前电压回路编号分别为A 、B 、C630及A 、B 、C640，切换后则为A 、B 、C720，切换后电压经交流快分开关后提供给保护装置。

PSL601G8E-1318E-131图2 典型电压回路图注意事项：1、电压互感器在运行中二次侧不能短路，因为这样不仅使二次电压降为零，而且要在一二次绕组中流过很大的短路电流，短路电流会烧毁电压互感器。

2、电压互感器的二次绕组有且只能有一点接地，以保证安全。

其接地点的地方选取应遵守以下原则：1）独立的、与其它互感器没有电的联系的电压互感器二次回路，可以在控制室也可在开关场端子箱实现一点接地。

2）经控制室零相小母线（N600）联通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室实现N600一点直接接地，其他地方不能再有第二点直接接地。

3、必须严防二次回路反充电。

通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电称为反充电。

由于反充电电流较大(反充电电流主要决定于电缆电阻及两个电压互感器的漏抗)，将造成运行中电压互感器二次侧快分开关跳开或熔断器熔断，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。

电压互感器二次回路通电试验时,为防止二次侧向一次侧反充电,应将二次回路断开,还应取下一次熔断器(保险)或断开隔离开关。

在设计手动和自动电压切换回路时，都应有效地防止在切换过程中对一次侧停电的电压互感器进行反充电。

2、反充电原理双母线接线方式时，可能会发生带电母线（Ⅱ母）经过运行电压互感器（TV2）、停用电压互感器（TV1）向停电母线（Ⅰ母）反充电的事故，此时的二次电压回路示意图如下：图3 反充电时电压二次回路示意图虽然停电的Ⅰ母无带电设备或负荷，但是由于母线、隔离开关、避雷器、电压互感器等一次设备对地存在电容，所以Ⅰ母的每一相对地均有一等值电容C存在。

其数值一般在2000～15000pF之间。

若取C=2000pF，则折算到停用电压互感器低压侧的容抗值为Xc’（设母线为220kV系统）。

考虑到停用电压互感器总的漏抗Xo，停用电压互感器从二次侧看进去的阻抗故Z的数值非常小。

因此，当发生反充电时，相当于TV2通过自动开关1ZKK、2ZKK二次侧三相短路，不仅1ZKK、2ZKK均有跳闸可能，造成母线电压互感器二次失压，同时还会因为短路电流过大烧毁电压切换装置[1]。

2.3 故障回放在进行此次故障回放前，首先介绍一下电压切换回路。

该回路与外部其他回路联系较少，主要由直流控制回路和各接点回路组成。

如图4所示：1G11G21YQJ1Ⅰ母电压切换Ⅱ母电压切换+KM-KM1YQJ22G22G12YQJ12YQJ2图4 电压切换二次回路220kV系统中Ⅰ母、Ⅱ母的母线电压经过电压切换回路的选择切换以后才能进入保护装置，切换接点为切换继电器的接点，切换继电器由线路间隔相应的母线隔离开关辅助接点控制。

电压切换回路确保二次保护装置所采样的母线电压与一次系统保持一致[2]。

在昆山变运行人员的操作过程中，当合上6122隔离开关，尚未拉开6121隔离开关时，隔离开关的辅助接点（2G1、2G2）动作，使得2YQJ1、2YQJ2励磁，双母线二次电压并列运行。

随后拉开6121隔离开关，由于种种原因，使得该隔离开关的辅助接点（1G1、1G2）没有正确动作，导致1YQJ1未能复归。

造成一次设备挂Ⅱ母运行，而二次电压仍然并列运行。

当运行人员倒闸结束，拉开母联断路器时，Ⅰ母线停电退出运行，而二次电压回路仍然连通，致使Ⅱ母通过电压回路对Ⅰ母反充电，由于电压互感器的二次侧阻抗非常小，充电电流过大，从而烧毁了电压切换回路。

图5为电压互感器A相反充电的二次回路图。

Ⅰ母TV1Ⅱ母TV2图5 电压互感器A 相反充电二次回路图3、电压切换故障的防针对此类电压互感器的反充电现象。

结合现场工作实际，特提出以下几点防措施。

1、 一次隔离开关选择转换可靠的辅助机构。

预试小修时注重其辅助接点的分合情况； 2、 选择适当的交流自动开关（ZKK ）。

故障发生时，电压互感器的二次交流自动开关并未跳开，现场条件限制未对自动开关进行分断电流试验，因此不清楚其长期允许通过的电流为多大。

而印制板设计的铜条一般应能耐受7～8安培的电流。

因此，合理地选择母线电压互感器以及线路电压互感器的二次自动开关也是至关重要3、 改造电压切换回路中“切换继电器同时动作”的发信接点。

目前，变电站绝大多数的电压切换继电器都是双位置继电器，既有动作线圈也有复归线圈，但厂家提供的用于“切继电器同时动作”信号的接点取自是单位置继电器（不带复归）线圈继电器 （1YQJ2、2YQJ2 见图4），诸如TCX-12HP(南自)、ZYQ-812(许继)、CZX-12R2(南瑞)等等。

这就造成了当变电站运行人员倒闸操作完成后，若1YQJ1或2YQJ1接点不返回，而发信用的接点1YQJ2、2YQJ2却已返回，不能正确反映二次电压切换的真实情况，此时电压切换箱判别母线PT 并列，但却不能发出“切换继电器同时动作”这一信号。

运行人员根据常规信号指示，认为倒闸操作已经完成。

如果此时拉开母联断路器，带电母线通过电压二次回路向不带电母线进行二次反充电，从而烧坏电压切换插件。

因此，建议在设计施工过程中，“切换继电器同时动作”的信号接点取自带保持的1YQJ1、2YQJ1切换继电器。

从而保证在出现上述问题时，装置能够发出警示信号，避免出现电压二次反充电的故障。

三、 失灵保护1 失灵保护的基本原理失灵保护由电压闭锁元件、保护动作与电流判别构成的启动回路、时间元件及跳闸出口回路组成。

启动回路是保证整套保护正确工作的关键之一，必须安全可靠，应实现双重判别，防止单一条件判断断路器失灵，以及因保护接点卡涩不返回或误碰、误通电等造成的误启动。

启动回路包括启动元件和判别元件，两个元件构成“与”逻辑。

解除闭锁图6 断路器失灵保护原理框图启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身，可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器接点，也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器接点，接点动作不复归表示断路器失灵。

判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。

现有运行设备采用相电流（线路）、零序电流（变压器）的“有流”判别方式。

保护动作后，回路中仍有电流，说明故障确未消除。

断路器失灵保护装置是以接入电流大小为判据的，因此将TA的二次电流接入断路器失灵保护装置时，应尽量选择靠近断路器处的TA，而且和母线保护用TA进行有效的“交叉”，彻底避免失灵保护死区的存在。

时间元件是断路器失灵保护的中间环节，对于双母线接线的变电站可以每个断路器设一个，也可以几个断路器共设一个。

一般每条母线设一个两段延时的时间元件，以较短延时跳母线联络断路器，以较长时间跳其他有关断路器。

为了防止单一时间元件故障造成失灵保护误动，对时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后，再启动出口继电器。

电压闭锁的引入可以防止因误碰或保护中单一元件异常而造成的失灵保护误动，因此电压闭锁元件提高了防止失灵保护误动的能力。