《开关柜一次设备及二次回路(继电保护竞赛培训班)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开关柜一次设备及二次回路(继电保护竞赛培训班)（170页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一次设备及二次回路,主讲：余建华,中性点运行方式,一、中性点不接地系统,N,发生单相金属性接地时：,UN,UdA,UdB,中性点不接地系统单相金属性接地时 电压变化向量图,在中性点不接地系统中发生单相金属性接地时:,故障相对地电压等于零;非故障相对地电压升高至线电压值;,中性点对地电压由零升高至相电压值;,故障前后线电压的大小和方向不发生改变；,故障点接地电流上升为正常运行时一相电容器流过电流的3倍。 即：IC=3CU,二、中性点经消弧线圈接地,XDZ-100消弧线圈,KPDAL-2A调容式消弧线圈,消弧线圈的工作原理示意图,三、中性点直接接地系统,当中性点直接接地系统发生单相接地时，中性点对
2、地电压不升高，非故障相对地电压不变。,一般用自动重合闸装置使瞬时性故障时得以恢复供电。,变电站电气主接线,一、 单母线接线,母线的作用：汇集电能和对电能进行重新分配,改进措施：,1.采用单母线分段接线。 2.设置旁路母线和旁路设施。,二、双母线带旁路接线,优缺点：,1、运行方式灵活；,2、检修任一组母线时不中断供电；,3、运行母线发生故障时，可迅速恢复供电；,4、任一回路断路器检修时不中断供电。,5、用隔离开关作操作电器，易发生误操作；,6、操作较复杂。,三、一个半断路器的接线,四、桥形接线,内桥接线,外桥接线,五、变电站电气主接线,高压断路器及控制回路,一、 高压断路器的基本知识,断路器的技
3、术参数说明：,（1）额定开断电流（INkd ） 在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大短路电流，表征断路器开断能力的参数。,（2）合闸时间与分闸时间,（3）自动重合闸循环,断路器切断短路故障后，从电弧熄灭时刻起到电路重新接通为止，所经过的时间称为无电流间隔时间，通常为0.31s； t强送电时间，通常t3min。,（4）合闸线圈、分闸线圈额定电压。 交流为220V，380V；直流为48V、110V、220V。 合闸线圈一般配一套。分闸线圈要可靠，一般可配两套及以上。 其动作电压为：合闸85（80）一110UN；分闸（30一65）一110UN,二、 六氟化硫（SF6）断路器,如LW6-110：
4、SF6额定压力：0.4Mpa; 补气报警压力：0.320.015Mpa; 闭锁压力： 0.300.015Mpa。,（密度继电器）,三、 真空断路器,在真空容器中，利用真空的绝缘和灭弧性能，关合和开断电流。真空泡中的压力一般为1.3105 Pa 。,四、具有弹簧操动机构SF6断路器 的控制回路,弹簧操动机构 利用弹簧预先储存的能量作为合闸动力。 可手动储能和电动机储能。,特点： 1）合闸电流和分闸电流一般都较小，不超过5A。 2）弹簧操动机构的限位开关动作情况： 当弹簧未储能时，限位开关常开触点断开，切断合闸回路；常闭触点闭合，自动启动电动机储能。当弹簧储能后，限位开关常开触点闭合，常闭触点断开
5、，电机停止。,阅读展开图的基本步骤：,1、先一次，后二次；,2、先交流，后直流；,3、先控制后信号；,4、从左到右，从上到下。,5、遇到接点找线圈。,某10kV配电站配电装置选用KYN18C-12型中置式开关柜，内装ZN65A-12型真空断路器，联体式弹簧操动机构，实现三相操作。该配电站二次系统采用综合自动化系统，其保护与监控采用二合一装置，称保护测控装置（AP)，分散安装在10kV开关柜上，可实现10kV的保护与监控以及10kV断路器的一对一就地与远方控制。,五、具有液压操动机构断路器控制电路图,液压操动机构 利用压缩气体（N2）或弹簧储能，以液压油作为传递能量的媒介，推动活塞作功，使断路器
6、分、合闸，并维持在合闸位置。,HMB2_Animation_ABB.exe,氮气储能的液压操动机构,特点： 1、合闸线圈和分闸线圈的电流较小； 2、压力开关（微动开关），完成油泵自动打压或使断路器分、合闸闭锁及发压力异常信号等。,某110kV变电站二次系统采用综合自动化，系统配置有保护测控二合一装置1AP、重动装置2AP、信号装置3AP等。主变压器高压侧断路器采用LW2-110型SF6断路器，该断路器配有液压操动机构，实现三相操作。,1K-保护测控装置1AP的重合闸出口 2K-保护测控装置1AP的保护出口 3K-合闸重动继电器 4K-跳闸重动继电器 11K-保护测控装置1AP的“遥合”出口 2
7、2K-保护测控装置1AP的“遥分”出口,CY型液压机构压力开关动作压力,分相操动机构断路器控制回路,SB-远方/就地切换开关。 1KC-三相手动合闸继电器； 2KC-三相手动跳闸继电器； 1AP K-综合重合闸中出口中间继电器。 2AP 1K、2K-分别为“遥合”出口、“遥分”出口。 1AP 1K6K-综合重合闸中的故障相分相跳闸继电器。 1AP 7K8K-综合重合闸中的三相跳闸出口继电器。单相重合于永久性故障、相间短路、两相接地短路时动作于三相跳闸。 21KC、22KC-三相跳闸继电器。,1KVP、2KVP-SF6气体压力监视继电器 SU、SV、SW-弹簧操动机构行程开关。,六、提高操作回路
8、可靠性的措施(P557) 断路器是否能正常操作，直接影响到电网的安全运行，且控制回路联系广泛，错综复杂，容易发生故障，所以提高控制回路可靠性很有必要。可以从以下途径提高操作回路可靠性：,（1)合理选择控制回路的熔断器或空气开关，其额定电流应按最大负荷电流选择，为满足选择性的要求，干线上的熔断器、熔件的额定电流应比支线上的大23级。,(2）控制回路的电源与保护及信号回路电源应分别配置专用的熔断器或空气开关，不应混用，避免产生寄生回路。,(3)对220kV及以上断路器，采用双跳圈断路器，两个跳圈的控制回路分开，用两组独立的熔断器或空气开关供电。,(4）每组控制电源回路的熔断器或空气开关设监视回路，
9、当熔断器熔断或空气开关跳开时能自动报警，便于及时发现处理。,(5）控制回路使用的继电器应防止其断线，电压为220V的直流中间继电器线圈线径不宜小于0. 09mm。,(6）控制回路尽量不串接二极管等晶体管元件，当功能要求必须采用晶体管元件时，应确保其参数能满足可靠使用的要求，并有34倍的可靠系数。,(7）不在控制触点上并联以电容、电阻构成的消弧回路，防止断路器击穿时引起误动作。当电容或反向二极管并在中间继电器线圈两端作为消弧回路时，在电容及二进管回路必须串入数百欧的低值电阻。防止电容或二极管短路时，将中间继电器线圈短路。消弧回路的反向二极管，其反向击穿电压不低于1000V。对该消弧电路要注意其中
10、间继电器返回延时和有相关控制回路的影响。,(8)各直接接于直流系统控制电源下的分、合闸继电器的动作电压不宜低于直流额定电压的50%，以防止继电器线圈正极接地时，因直流系统过大的对地电容放电引起误动作。但也不应过高，以保证满足直流电源降低时的可靠动作和正常情况下的快速动作的要求，一般不大于直流额定电压的65%。,(9)断路器的分、合闸线圈的控制回路中应设有串联自保持回路，以确保断路器的可靠分、合闸，并且使分、合闸出口继电器的触点不断弧。对自保持电流应不大于额定分、合闸电流的50%，动作灵敏系数不小于1.5，电流自保持线圈的压降不应大于回路额定电压的5%，防跳继电器的电流起动线圈的压降不大于额定电
11、压的10%。,（10）为了增加触点采用两个以上中间继电器并联使用时，应先并联，然后经公共线引出。,（11)经串联信号继电器起动的中间继电器，在各种可能出现的动作情况下，应保证信号继电器和中间继电器可靠动作。信号继电器的动作灵敏系数不宜小于1.4;在0.8倍额定直流电压下，串联信号继电器的压降不大于额定大于好10%。可通过适当的选择信号继电器的动作电流和在中间继电器线圈两端并联电阻来满足上述要求。,（12）采用带屏蔽的铜芯控制电缆，电缆芯截面对于不得小于1. 5mm；断路器跳（合）闸回路的控制电缆截面选择，要注意校验包括各串联保持线圈、控制电缆在内的电压降。在跳（合）闸回路操作时，控制母线至跳（
12、合）闸线圈的总电压降不应超过额定电压的10%。断路器的跳闸线圈、继电保护按双重化设置时，两控制回路的电缆应分开，尽量合用一根多芯电缆。,（13）应保证控制回路的绝缘良好。,七、隔离开关及操作闭锁回路,（一）隔离开关用途 1、将被检修的设备与带电部分隔开； 2、拉合电压互感器和避雷器； 3、改变中性点的运行方式； 4、倒母线操作； 5、拉合空载母线。,（二）隔离开关分类 按极数：单极、三极。 按有无接地刀：带接地刀、不带接地刀。,为防止出现误操作，在断路器和隔离开关之间加装闭锁装置（机械闭锁或电磁锁或微机闭锁）,为防止出现误操作，在隔离开关主刀和地刀之间加装闭锁装置（机械闭锁）,（三）隔离开关的
13、控制电路,八、互感器,电流互感器,（一）特点 （1）多个二次绕组间互不影响。,（2）变流比： KI=I1N/I2N =N2/N1I1/I2,电流互感器变比的调整 电流互感器可以通过改变一次线圈的串并联及二次线圈的抽头来调整变比。 如变比为1250 x2/5的电流互感器，其一次并联时的变比为1250/5，串联时的变比为2500/5。,二次抽头是利用改变二次线圈绕组匝数来改变变比的。如变比为1250/5的互感器可以设置750/5变比的抽头，需要改变变比时，只要改变抽头位置即可。,需要特别注意的是，电流互感器不能开路，备用的电流互感器次级必须短接接地，但应用中的具有抽头电流互感器的，其备用抽头不能再
14、短接，否则将对使用抽头中的二次电流产生分流，造成保护装置的不正确动作。,图5-12多抽头电流互感器的原理图,（二）电流互感器的误差,1.电流互感器的复合误差 复合误差为稳态一次电流瞬时值与Kn倍二次电流瞬时值之差的方均根值。,2.保护用电流互感器的暂态特性 系统发生短路故障时，含有大的直流分量与丰富的各次谐波分量，如果电流互感器没有较好的暂态特性，就无法准确进行信号的传变，严重时将发生电流互感器饱和，造成保护装置拒动或误动。 目前暂态型电流互感器分为四个等级，分别用TPS、TPX、TPY、TPZ表示。,（三）准确度,继电保护用电流互感器不仅要求在额定一次电流下误差不超过规定值，由于要求其在故障
15、大电流时有较好的传变特性，所以，在一定短路电流倍数下，误差不超过规定值。,电流互感器的准确性能要求分为两类： （l）要求在给定短路电流下的复合误差不超过规定值。P类及PR类电流互感器一般用PM表示误差等级，如5 P10，其含义是在10倍互感器额定电流下的短路电流通过时，其误差满足5%的要求。式中是准确度等级，M是保证准确度的允许最大短路电流倍数。在标准GB 1208-1997中，规定5P、10P两个准确度级。 （2）要求对电流互感器的励磁特性做出规定。适用于PX类电流互感器。,（四）电流互感器的10误差 对保护用电流互感器，必须按实际的二次负载大小及系统可能出现的最大短路电流进行10%校核。电
16、流互感器的10%误差是继电保护装置对误差的最大允许值，也是各类保护装置整定的依据。,电压互感器,（一）电压互感器允许误差,（二）电压互感器的接线方式,它适用于高压侧中性点直接接地线的系统，也适应中性点不接地系统，但低压侧中性点必须接地。,YN,yn,d,UN,UdA,UdB,中性点不接地系统单相金属性接地时 电压变化向量图,电压互感器的额定容量,电压互感器的误差与二次负荷有关，因此对应于每个准确度级，都对应着一个额定容量，但一般说电压互感器的额定容量是指最高准确度级下的额定容量。例如JDZ-10型电压互感器，各准确级下的额定容量为：0.5级-80VA，1级-120VA，3级-300VA，则该电压互感器的额定容量为80VA。,电容式电压互感器,电容式电压互感器（简称TVC），总体上可分为电容分压器和电磁单元两大部分。,在中压回路串人补偿电抗器L的作用： 用以补偿电容分压器的容性阻抗，可使电压稳定。,阻尼器Z 由速饱和电抗器与阻尼电阻组成。 在正常情况下，速饱和电抗器处于“开断”状态，阻尼器几乎不消耗或消耗极小能量；当产生铁磁谐振时，速饱和电抗器因饱和处于“导通”状态，阻尼电阻消耗较大能量，使铁磁谐振在规定时间内得到有效的抑制与消耗。,
