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1、变电站二次回路,2009年10月,序,变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备主要包括变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆、输电线路等。二次设备是对一次设备进行监测、控制、调节、保护的电气设备，包括信号、控制装置、继电保护、自动装置、仪表及操作电源等。二次设备及其相互连接的回路称为二次回路（包括二次电缆）。,所以，加强变电站二次回路的运行管理也是一项重要工作。随着设备技术的不断进步，积极探讨这方面现场的管理模式、规范现场管理制度，对保证电网安全运行意义重大。,二次回路主要包括一次设备的控制回路、信号回路、测量回路、调节回路、操作电源系统。一次设备的控制和电气量的测量回路是变电站二次
2、系统的重要部分，利用这次机会，重点对测量、控制（信号）二次回路进行讲述和交流，有不妥或疑义的地方望大家及时纠正。,测控的主要作用在于断路器、变压器、母线等一次设备运行电流、电压等电气量的测量和分合设备及信号量的采集。所以，各单元设备的测量、控制回路运行良好与否，对一次设备能否健康稳定运行有着至关重要的作用。,第一部分 测量回路,变电站的测量是靠电压互感器和电流互感器（以下简称互感器）来实现的。互感器是一次回路与二次回路之间的中间设备，它们将一次高电压、大电流转化为二次低压、小电流，传送给测量仪表、继电保护、远动装置和自动装置，以便检测电力系统电压和电流的变化情况。同时实现了一次回路与二次回路的
3、电气隔离，以保证二次设备和人身安全。,一、电流回路,1、回路的构成。,二次电流回路是通过电流互感器二次线圈、电缆、端子排、继电保护及仪表、电度表等二次设备构成。以一个220kV出线间隔为例，整个回路从现场位置来看主要分为四部分，,第一部分：从电流互感器二次线圈通过电缆接至就地端子箱的电流端子排； 第二部分：从就地端子箱的电流端子排通过电缆接至主控制室相关二次设备屏（测控屏、保护屏、电度表屏）的端子排；,第三部分：主控制室相关二次设备屏的端子排通过屏内部缆线接至二次装置； 第四部分:装置内部回路（电流电压插件、电度表）。,2、回路运行注意的问题。,首先电流回路运行中首先严防开路。正常时二次绕组的
4、电压不超过几十伏（二次电流有去磁作用），回路开路时在开路端会产生很高的电压（甚至可能数千伏）。开路除了直接影响二次设备正常运行的同时，主要还有几方面危害:,开路除了直接影响二次设备正常运行的同时，主要还有几方面危害：一是形成高压损坏二次绕组绝缘，严重危及人生安全；二是互感器损耗增大，铁芯过热，甚至烧坏绝缘。,所以，基于上述述说的危害，电流二次回路不能装设空开、熔断器（保险），一般运行回路不能进行切换。而且，二次回路要可靠接地（属于保护接地）。主要是防止一次绝缘击穿，二次串入高压。,其次，互感器不能长时间过负荷。过负荷会使铁芯饱和或过饱和状态，使误差增大，影响二次设备正常运行，计量不准确，也会加
5、速互感器二次绝老化。,3、回路的运行监护。,电流回路开路的现象：电流互感器内部发出嘈杂声音（如负荷增大时嗡嗡的声加大）；开路点有可能发生火花放电；仪表、保护、后台监控等装置的电流指示降低或没有。,如上面介绍回路结构，正常电缆出问题的几率比较少，回路中各连接点一般已造成回路的开路或虚接。应注意加强端子排巡视，开路或虚接的点有“吱吱”声，端子排因放电发热会变色或烤焦。,端子箱、保护屏等二次设备屏端子排的巡视应纳入日常的巡视当中。尤其是在二次回路有过工作后，应加强回路的检查巡视。如果现场发现有电流回路开路的情况，及时汇报调度，退出相关保护或将二次装置停用，处理开路时必须做好绝缘措施。,4、如何判断回
6、路问题。,以一个220kV出线间隔为例，一台电流互感器二次线圈有多组（6组或8组），分别组成保护、测量、计量、母差、录波器等电流回路。,运行中如果发现电流互感器响声有异常（可以与其它正常运行设备比较），随负荷变化“嗡嗡”声增大，应分别检查后台监控、线路、母差保护装置、录波器、电度表显示情况，判别出问题的回路。如果发现故障点，可以通过二次回路图纸核实回路编号，判别具体回路，以便对具体设备采取应对措施。,5、电流回路故障影响的保护。,电流回路发生故障时，对不同保护产生的影响也不同。一般就单相电流回路开路而言，对线路纵差保护、母差保护会形成差流，目前的微机保护一般都具备CT回路断线检测的功能，正常情
7、况下检测到不正常差流会自动闭锁差动保护，并发出电流断线的信号。,但也存在电流回路有虚接（如端子排压接松动）的情况，负荷较小时显示回路正常，一但发生区内或穿越性故障时，该点导通能力不足，造成保护不正确动作，扩大停电范围。另外，对零序保护而言，正常运情况下将产生自产零序电流，一般造成定值较低的零序保护（如四段）误动。,二、电压回路,1、回路的构成,二次电压回路是通过电压互感器二次线圈、电缆、端子排、电压小母线、继电保护及仪表、电度表等二次设备构成。以一个220kV出线间隔为例，整个回路从现场位置来看主要分为五部分：,第一部分：从电流互感器二次线圈通过电缆接至就地端子箱的电压端子排； 第二部分：从就
8、地端子箱的电压端子排通过电缆接至主控制室公用测控屏； 第三部分：从公用测控屏接至电压小母线；,第四部分：从电压小母线至相关二次设备屏（测控屏、保护屏、电度表屏）的端子排； 第五部分：电压切换装置至二次装置内部回路（电流电压插件、电度表）。,2、回路运行注意的问题,首先电压回路运行中首先严防短路。电压互感器是一个内阻极小的电压源，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。当二次短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，回路、装置可能烧损，甚至将互感器烧坏。二次回路要可靠一点接地（属于保护接地），防止一次绝缘击穿，二次串入高压。,其次，电压二次回路发生短路时及时切断故障电
9、流，在回路中均装设空开或熔断器，所以在更换空气开关、熔断器（保险）时，不能盲目偏大（一般是最大负荷电流的1.5倍，3-5A）。另外，对于35kV及以下的系统，PT均装设一次保险。,3、回路的运行监护,电流回路相对其它电流回路一般都是独立的（线圈组数不足时也有串的），相对电流回路，电压回路则是“公共”回路。目前电压互感器二次一般是四组线圈（110kV及以上），保护、测量、计量、开口线圈（三相矢量和）。,所谓“公共”，就是指统一电压等级的保护设备均取自同一线圈，如：每一单元如出线、主变、母线保护装置均取自保护线圈。,110kV及以上的设备单元二次均有电压切换装置，正常时将不同母线的二次电压引入装置
10、（保护、测量、计量、开口线圈均接入切换装置中不同的切换继电器），利用上母线主刀闸（隔离开关）的辅助接点，将实际运行电压随刀闸自动切入到单元的二次设备。,这就是为什么进行倒闸操作中，要及时监视相关二次设备的电压切换指示是否随刀闸显示正确。,4、电压切换应注意的问题,一是无论是倒闸操作还是正常运行中，刀闸辅助接点都有出现问题的情况，电压切换装置不能正常切换，就会造成相应的装置缺少电压（一般会报“电压断线”信息），影响保护装置运行和电度表计量。,二是切换回路与实际运行方式不对应时可能会造成二次并列一次或二次向一次反充电情况。尤其是双母线变电站仅一条母线运行（或分裂运行）的情况时，在停运母线PT刀闸合
11、位情况下，在涉及到任一单元主刀传动或二次遥信传动过程中，均有可能发生二次向一次反充电（或二次并列）情况，往往会造成二次电压回路短路、烧损切换装置等。,所以，现场停母线时一定要注意将母线所带的PT除拉开主刀外，二次的保险、空开一定要断开。,5、电压回路故障影响的保护,一般二次电压回路发生短路或断线故障最终都造成相关二次设备三相电压缺失或缺少某一项电压的情况。正常时单相二次电压为57伏，线电压为100伏，开口电压接近0伏（交流）。,以一个220kV变电站为例：220kV发生某段母线上PT保护这一组断线或空开掉闸时，这一段母线线上的出线保护一般会报“PT断线”，同时涉及阻抗计算原理的保护自动被闭锁、
12、退出运行，如高频距离、阻抗保护、工频变化量保护（南瑞继保）等；,同时也会使一些保护开放（不是出口），即缺少了一个最终动作出口的判别量（闭锁量）。如母差保护、失灵保护、主变的复合电压闭锁过流保护（如果取220kV侧电压）等。110kV同上，只是没有了母差保护、失灵保护。,如果测量这一组断线或空开掉闸，监控后台的电压显示就会异常；如果计量这一组断线或空开掉闸，电度表会异常。,三、电流、电压回路编号,电流回路一般均以相别+以4（3）开头的三位数字来标识，如A411、C451等，母差回路是以3开头，如A310等，中性线是N4xx；电压回路一般是以相别+以6（7）开头的三位数字来标识，如A640等，11
13、0kV经过电压切换后是以7开头等。,这里需要说明的是：各回路编号仅表示在本回路中的代号，不同设备单元中有可能存在相同的编号，要看具体地点（端子箱、二次屏）。,第二部分 控制回路,一、分合闸回路,1、回路构成,二次分合闸回路是通过测控屏（综自站还包括后台机）、电缆、操作箱、端子箱、一次设备操作机构等构成。以一个220kV站保护均集中在主控为例，整个回路从现场位置来看主要分为四部分：,第一部分是从测控屏通过电缆接至保护间的操作屏端子排（综自站还包括后台机）； 第二部分是经过操作屏的操作箱后从端子排通过电缆接至就地端子箱的端子排；,第三部分是从就地端子箱的端子排通过电缆接至一次设备操作机构端子排；
14、第四部分一次设备操作机构。整体回路总共包括三段电缆、三部分设备（测控屏、操作屏、机构）。,2、操作注意的问题,以综自站一220kV出线为例，一是测控屏上有本间隔的断路器、隔离开关的分合操作压板，需注意的是：在启动验收以及停电验收传动时，一定要注意一一对应压板传动，防止回路错线或存在寄生回路，误分合开关。,二是断路器合闸时要注意机构的机械能状况，目前主要使用的断路器机构有全弹、液压、气动机构。对于弹簧机构操作前需要对后台监控、机构就地核实机构储能的情况，如果没有储能就合闸及易造成操作箱内的合闸继电器烧损。液压机构有行程开关，从上到下分别为“压力异常”、“油泵运转”、“禁止合闸”、“禁止分闸”、“
15、禁止重合闸”。,3、直流接地处理,当绝缘监察装置发出接地信号后，运行人员首先应判断是哪极接地，然后再判断接地位置。接地位置的判断一般遵循先信号回路后控制回路、先室外后室内的原则。,以往一般采用分路试停的方法寻找接地回路，寻找直流接地需注意的问题：首先，断电前应采取必要的措施，以防止因工作电源缺失和上电可能引起的保护及自动装置的误动作；其次，在寻找接地的过程中，切忌不得造成另一点接地和直流短路。,4、回路编号,控制回路电源为直流电源，正极以尾号“1”、负极以“2”进行编号标示，如“101”、“201”、“301”；尾号为“3”是未经操作箱的回路，如“103“”；尾号为“7”是经过操作箱后接向就地的回路。,这里需要说明的是：各回路编号仅表示在本回路中的代号，不同设备单元中有可能存在相同的编号，要看具体地点（端子箱、二次屏）。,谢 谢！,第二部分 继电保护,
