高压开关柜二次回路讲解

将磁导体1的磁极分为两部分，在其中一部分加短路环2④，另一部 分不加，（从短路环包围的截面下穿出来的磁通Φ1，滞后于无短路环 的截面下穿出来的磁通Φ2，它们在时间上有相位差ψ，且在空间位置 上不重合。）这样的不同的两个磁通穿过铝盘3时，便在铝盘上产生一 个电磁转矩Mem ⑤。 当继电器中的电流达到感应元件动作电流⑥的20%~30%时，在铝 盘上产生的电磁力矩即可克服摩擦阻力矩Mf，铝盘缓缓转动。—继电器 的正常状态
绝缘监视装置，无选择性，动作于信号；
单相接地保护
零序电流保护：有选择性，动作于信号，也可动作 于跳闸。 绝缘监视装置： 用于小电流接地系统中，以便及时发现单相接地故障发展为两 相接地短路，造成停电事故； 对于6~35kV系统，采用一个三相五芯柱三绕组电压互感器（只 限制制成10kV以下电压等级）；或三个单相三绕组电压互感器接成 Y0/Y0/△开口三角形; 左图：为KYN28A-24 PT柜所用电压互感器 下图：为KYN28A-12 PT柜所用电压互感器
——继电保护及二次回路
夕眸
一、10kV配电系统在电力系统中的重 要位置
发电 变电 输电 配电 用电
10kV配电系统是电力系统中发电、变电、输电、配电和用电等五 个环节的一个重要组成部分。它能不能安全、稳定、可靠地运行，不 但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及 到电力系统能否正常的运行。 例如，电力系统中某一企业的设备发生短路事故时，由于短路电 流的热效应和电动力效应①，会造成电气设备或电气线路的致命损坏， 还有可能使系统的稳定性受到破坏，出现电流、电压、功率等运行参 数的剧烈变化的现象。 为了确保10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装 置对其保护。

三、KYN28-12高压开关柜继电保护及二次回 路：
根据实际工程图纸进行解析，图纸参见“哈尔滨超精密装备工程”。
电流保护
仪表接线
回路解析
端子排
电流保护：反映电力系统中电气元件故障或不正常运行状态前后电流变 化的保护；如，定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负 荷保护和零序电流保护等。 按GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对 3~66kV电力线路，应设相间保护、单相接地保护和过负荷保护。 相间保护： （1）35kV及以下的单侧电源供电线路常采用三段式电流保护装置。② 原理： 继电保护装置反映电流增大而动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳 闸，切除短路故障部分。 优点：动作时间比较准确，整定简单 缺点：所需继电器数量较多，接线复杂，且一般直流操作电源，需设置直 流屏，投资较大，靠近电源处保护装置动作时间较长。 组成： Ⅰ段：瞬时电流速断保护； Ⅱ段：限时电流速断保护； 电流保护 Ⅲ段：定时限过电流保护。
定义：反时限过电流保护是利用具有反时限特性的电流继电器，如GL-
15系列感应式电流继电器构成的过电流保护。
特点：在同一线路不同点短路时，由于短路电流不同，因而保护具有不
同的动作时限，在线路靠近电源端短路时，短路电流较大，动作时限较 短。
感应式电流继电器结构图
感应式电流继电器动作原理：
过负荷保护：线路的过负荷保护只对可能经常出现过负荷的电缆线
路才予以装设，一般延时动作于信号。 （注：GL-15过流继电器也在设备和输配电线路出现过负荷，可按 预定时限可靠动作或发出信号。）
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仪表接线
测量回路电工仪表：

电流表：42L6-A 型号：42—指针式 L —交流 6 —设计序号 A —电流表
感应式电流继电器内部结构非常复杂，调试比较困难，动作时 间整定比较复杂，灵敏度和动作的准确性、速动性都远不如电磁式 继电器构成的继电保护装置；当短路电流小时，其动作时间可能相 当长，延长了故障持续时间。
适用范围：对于6~10kV供电系统而言，继电器保护以简单经济为宜，
反时限过电流保护应用广泛；如：一般用户端的进线开关处的保护 及电动机保护主要采用反时限过电流保护方式。③
（左：总归式原理图）反时限电流保护接线原理图（右：展开式原理图）
接线原理图：
当被保护的线路发生相间短路故障时，短路电流经电流互感器 变换为二次电流流入相应的电流继电器KA1~KA2中，由于这个电流大 于电流继电器的动作电流，所以，电流继电器起动；经过一定延时 后（反时限特性），相应电流继电器的常开触点先闭合，紧接着常 闭触点断开，这时断路器QF因其过流脱扣器SLT⑧被“去分流（红色 回路）” 而励磁，操作机构动作，断路器跳闸，切除短路故障。在 继电器KA去分流跳闸的同时，其信号牌掉下，指示保护装置已经动 作。在短路故障切除后，继电器自动返回，其信号牌可利用外壳上 的旋钮手动复位。 电流继电器有两对相连的常 开和常闭触点，根据继电保护要 求，其动作程序是常开触点先闭 合，常闭触点后断开，即构成一 组“先合后断的转换触点”。 若常闭触点先断开，将造成 电流互感器二次侧带负荷开路， 这是不允许的，同时将使继电器 失电返回，不起保护作用。
接成开口三角的二次绕组接过电压继电器，系统正常运行时，开 口三角处电压接近于0 ⑨ ，继电器不动作，当一次电路发生单相接地故 障时，开口三角处电压为接近于100V的零序电压⑩ ，使电压继电器动 作，发出报警的灯光信号和音响信号，即预告信号小母线得电； 实际工程应用中，绝缘监察装置取消，过电压继电器用电阻代 替，因为是无人值守的计量室，即使报警也是无具体实质作用；再者， 发生单相接地故障时，将会造成三相电压不平衡，接成Y0的二次绕组 中的三只电压表测得相电压，当一次电路某一相发生接地故障时，电 压互感器二次侧对应相的电压表指零，其他两相的电压表读数则升高 到线电压。
指零电压表所在相即发生单相接地故障相线，但是这种绝缘监视 装置不能判明是哪一条线路发生了故障，因此叫它是无选择性的，适 用于出线不多的系统及作为有选择性的单相接地保护的辅助装置。
零序电流保护（有选择性的单相接地保护）：
利用单相接地所产生的零序电流使保护装 置动作，给予信号，当单相接地危及人身和设 备安全时，则动作于跳闸。 通过零序电流互感器将一次电路发生单相 接地时所产生的零序电流反映到其二次侧的电 流继电器中，发出报警信号。 这种单相接地保护装置能够相当灵敏地监 视小接地电流系统的对地绝缘状况，而且能具 体地判断发生单相接地故障的线路。⑾ 注：电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器 的铁芯，否则接地保护装置不起作用。 按GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动 装置设计规范》规定：3~66kV中性点非直接接 地电网中线路的单相接地故障，应装设接地保 护装置，并应符合下列规定： 1、在发电厂和变电所母线上，应装设接地监 视装置，并应动作于信号； 2、线路上宜装设有选择性的接地保护，并应 动作于信号，当危及人身和设备安全时，保护 装置应动作于跳闸。
单相接地保护原理： 图中所示的供电系统中，母线WB上接有 三路电缆出现WL1、WL2、WL3，每路出线 上都装有零序电流互感器。 假设电缆WL1的A相发生接地故障，这时 A相的电位为地电位，所以A相不存在对地 电容电流，只B相和C相有对地电容电流I1 和I2。电缆WL2和WL3也只有B相和C相有对 地电容电流I3、I4和I5、I6。所有这些对 地电容电流I1~I6都要经过故障点。 由图可知，故障电缆A相芯线上流过所 有电容电流之和，且与同一电缆的其他完 好的B相和C相芯线及其金属外皮上所流过 的电容电流恰好抵消，而除故障电缆外的 其他电缆的所有电容电流I3~I6则经过电 缆头接地线流入地中。接地线流过的这一 不平衡电流（零序电流）就要在零序电流 互感器TAN的铁芯中产生磁通，使TAN的二 次绕组感应出电动势，使接于二次侧的电 流继电器KA动作，发出报警信号。 在系统正常运行时，由于三相电流之和 为零，没有不平衡电流，因此零序电流互 感器铁芯中没有磁通产生，其二次侧也就 没有电动势和电流，电流继电器自然也不 会动作。
反时限电流保护工作原理图
工作原理图：
线路WL1的保护装置1、线路WL2的保护装置2； 首先算出保护1及保护2的动作电流Iact.1及Iact.2 Iact.1> Iact.2;
⑨
，且
在Id.k作用下保护2的动作时限为t2.k ⑨ ，见图中A点；为了 保证动作的选择性，在Id.k作用下保护1的动作时限为t1.k应比t2.k 大一个时限级差△t(△t一般取0.7秒)
优点：
一种GL型感应式电流继电器就基本上能取代定时限过流保护的 电流继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器等一系列继电 器，因此，投资少，接线简单，而且可同时实现电流速断保护，更 显经济；这种继电器的触点容量大，可直接接通断路器的跳闸回路， 且适于交流操作，还带有机械掉牌信号装置。
缺点：

三段式电流保护工作原理图源自 工作原理图：AB段线路的保护装置1的第一段为瞬时电流速断保护，它的保 护范围是线路AB首端的一部分（类似L1），动作时限为(红色)tⅠ, 它由电流继电器和中间继电器的固定时间决定的（继电器： 0.04~0.08秒，断路器：0.06~0.15秒）；第二段为电流速断保护， 它的保护范围是线路AB的全部并伸延至线路BC的一部分（类似L2） ， 其动作时限为(红色)tⅡ=(绿色)tⅠ+△t；（ △t为时限级差，一般 为0.5秒） 第一段和第二段共同构成线路AB的主保护； 第三段为定时限过电流保护，保护范围包括线路AB及线路BC的 全部（类似L3），动作时限为（红色）tⅢ=(绿色) tⅢ +△t； 第三段作为后备保护，当线路BC的保护拒动或断路器QF2失灵 时，线路AB的过电流保护均可起后备保护作用，这叫远后备保护； 当线路AB的主保护拒动时，线路AB的第三段（定时限过电流保护） 保护起后备保护作用，成为近后备保护。
（左：总归式原理图）三段式电流保护接线原理图（右：展开式原理图）
接线原理图：
采用两相不完全星形接线方式，图中K1、K2、K7、K10（粉色 回路）构成继电保护装置的第一段保护，即瞬时电流速断保护； K3、 K4、K8、K11（黄色回路）构成继电保护装置的第二段保护，即限时 电流速断保护； K5、K6、K9、K12（青色回路）构成继电保护装置 的第三段保护，即定时限过电流保护；任何一段保护动作时，均有 相应的信号继电器掉牌，从而知道哪段保护曾动作过，以便分析故 障的大概范围。 注：线路相间短路的电流保护不一定都用三段，也可以只用两 段，即瞬时或限时电流速断保护作为Ⅰ段，过电流保护作为第Ⅱ段。