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1、220KV及以上电压等级变电站 主要二次回路配置原则的探讨 河北省电力勘测设计研究院 王维 一、双母线接线方式 220KV线路保护 1、电流输入回路 （ 1）电流互感器宜布置在断路器两侧， 线路保护可以与母线保护交叉布置，避免 保护死区 （ 2）当仅配置一组电流互感器时，互感 器应布置在线路侧。 （ 3）电流互感器二次侧在端子箱一点接 地，有电气联系的两组 CT合回路，应在合 回路后一点接地， CT二次侧不允许开路。 2、电压输入回路 （ 1）每套保护设置独立的电压切换箱，电 压切换箱电源与保护电源取自直流分电屏 同一空开，在保护屏上分设空开。 （ 2）电压切换启动回路在国网典设中取消 了每组
2、刀闸开闭接点双位置启动返回方式， 即取消了自保持回路，改为仅采用刀闸常 开接点控制启动返回方式。 （ 3）每套保护设置独立的切换箱后，切换 后电压仅供本屏单套保护装置使用，可仅 在切换前电压回路装设空开（防止 PT二次 反送电）。 3、母线电压互感器二次绕组配置及回路 （ 1） 110KV以上母线电压互感器均配置 3 个主二次绕组， 1个开口三角绕组。低压母 线 PT（ 10KV或 35KV）由于设备制造原因目 前仅配置 2个主二次绕组， 1个开口三角绕组， 开口三角绕组准确级满足 6P即可。 （ 2） 3个主二次绕组准确级配置经历了如 下转变过程： 0.5/0.5/0.2 3P/3P/0.2
3、 3P/3P(0.5)/0.2或 3P/0.5/0.2 （ 3）电压互感器各绕组 N600，在控制室内 电压分电屏并接后一点接地，开口三角绕 组 LN自配电装置 PT端子箱必须经单独电缆 引至控制室电压分电屏。目前站内各电压 等级设 1个 N600。 若电流或电压回路二次侧两点接地， 在系统短路时会在两个接地点间产生电位 差，可能造成保护误动。 （ 4）开口三角绕组二次侧不允许装设空开 或熔断器 4、保护屏直流电源输入 （ 1） 2套保护装置直流电源分别取自直流 分电屏 BMI、 BMII小母线 （ 2）操作箱 2组直流电源分别取自直流分 电屏 KMI、 KMII小母线 5、保护装置开关量输入
4、回路 （ 1） TWJ分相输入 （ 2）闭锁重合闸与压力降低闭锁重合 保护装置在重合闸启动前收到压力降低 闭锁重合开入，经 200毫秒延时闭锁重合闸， 重合闸启动后收到此信号不再闭锁。 （ 3） 操作箱 TJR接点远跳开入 此回路作用如下： 单侧 CT配置时，断路器与 CT之间故障 (母 线保护动作），可加速对侧保护跳闸 母线保护动作断路器失灵时，可加速对侧 跳闸 （ 4）远传开入 远传与远跳开入的区别，本侧保护远跳开 入后，对侧保护收到命令在装置内可经控制字选 择经就地判据跳闸或直接跳闸。 本侧保护远传开入后，对侧保护收到信号 后，远传输出接点闭合。 本侧保护远传、远跳开入后，仅作 用于对侧
5、保护装置的输出回路，与本侧无 关。 目前采用远传与远跳端子并接开入， 远跳对侧同时，让对侧远传接点同时动作， 接入录波回路，用于对侧记录判断保护装 置动作是否为收到远跳动作。 （ 5）单跳、三跳起动重合回路 当仅使用本套保护的重合闸功能时，需 接入另一套不含重合闸的保护所输出的单 跳三跳启动重合闸接点。 6、保护装置开关量输出回路 （ 1）跳闸、重合闸接点 双套保护配置时每套保护仅作用于断路器 一组跳闸线圈。 （ 2）分相启动失灵接点 目前双套 220KV母线保护仅使用了 1套母 差的失灵保护， 2套线路保护失灵启动接点 均接入含失灵的母线保护。 国网新典设中，使用两套母差失灵保护， 实现失灵
6、保护的双重化配置，每套线路保 护仅接入 1套母差的启动失灵回路。 （ 3）与其他重合闸配合接点（单跳、三跳启动 重合闸，闭锁重合闸接点） （ 4）远传输出接点 （ 5）带保持中央信号接点，不带保持的录波及 遥信接点 7、保护装置其他回路 （ 1） GPS对时回路，目前多采用有源 220V分 脉冲方式。国网新典设中将采用串口对时方式的 B码对时。 （ 2）保护信息网络输出接口，目前均采用 485 输出接口，以后将过度到以太网方式，接入监控 系统及保护故障信息管理系统。 8、分相双跳圈操作箱 （ 1） 2组跳闸回路电源独立，合闸回路电源采用 第 1组跳闸电源。 （ 2）手合、手跳、 KKJ回路 K
7、KJ为双位置继电器，手合后动作，手跳后返 回，用于启动事故音响回路或不对应启动重合闸。 （ 3）三相跳闸回路，含 TJQ、 TJR、 TJF 以上继电器所对应功能的实现均需靠继电器接 点所接入的外部回路实现。 （ 4）压力异常监视及闭锁回路 压力异常禁止合闸、跳闸、重合闸回路为常 励磁继电器 在典型设计方案中，压力异常禁止合闸、 跳闸、操作回路原则上由断路器机构本体 实现。仅压力降低闭锁重合闸接点需引入 操作箱。 国网典设中两组电源自动切换回路取消， 压力监视等公用电源取自第一组跳闸电源 （ 5）分相合闸、跳闸回路 防跳回路基本作用 为防止合闸接点损坏粘连时，系统故障 情况下造成断路器“跳跃”
8、，损坏一次设 备。确保断路器仅能进行一次“跳 -合 -跳过 程。 防跳回路基本原理 在跳闸回路中设置防跳继电器电流启动 回路，在合闸回路中设置防跳继电器电压 自保持回路，在一次跳 -合过程后，若合闸 接点一直闭合，防跳继电器将保持并断开 合闸回路，直至合闸接点返回后，防跳继 电器才能返回开放合闸回路。 目前河北南网 220KV变电站均采用操作 箱防跳，各别 500KV变电站采用机构防跳。 220KV以上电压等级采用操作箱防跳，无 法解决机构就地非全相跳闸时的防跳问题。 在国网公司典设中将统一采用机构防跳。 采用机构防跳后，需取消操作箱防跳。 在操作箱中需作如下改动： 第一、短接断开合闸回路的防
9、跳继电器 接点 第二、断开 TWJ与合闸回路的连线，从 机构单独引出断路器辅助接点，控制 TWJ。 若不断开 TWJ，则 TWJ将与机构防跳继电 器形成串联回路，产生分压作用，造成 TWJ动作行为不正确。 （ 6）操作箱与保护及控制信号回路配合接点 输出回路 二、双母线接线方式下的 220KV母线及失灵保护 1、母线及失灵保护配置原则 220KV双母线接线，配置 2套母线保护，失灵 保护包含在母线保护中。 目前运行的 2套母线保护仅使用了 1套保护中的 失灵保护，一般采用 915保护中的失灵功能，另 一套母差中仅使用了母联失灵功能。在国网新典 设中将使用两套母线的失灵保护，实现失灵保护 的双重
10、化。 失灵保护单套配置时，每套母线保护动作需跳 断路器 2组跳闸线圈。 改为双套配置后，每套保 护仅跳 1组跳闸线圈。 2、母线保护设计中需注意的几个问题 （ 1）确定特殊间隔的接线位置（包括主变、母联、 分段） （ 2）线路间隔接线位置按系统终期主接线顺序排 列，方便以后扩建。 （ 3）对双母单分段的接线方式，应特别注意，电 压量的接入位置，应与分段母线及刀闸位置对应。 （ 4） 915型母线保护，对母联间隔需接入 TWJ三 相串联接点。 （ 5） BP2B型母线保护，对母联间隔 CT极性定义 II母线侧为正，母联间隔需接入刀闸位置及断路器 辅助接点，母联间隔断路器辅助接点采用常开接 点并联
11、开入，常闭接点串联开入。 3、失灵保护回路 （ 1）失灵保护动作的几个必要条件 启动失灵的保护动作不返回 故障电流持续存在 复合电压闭锁元件开放 以上三条均满足，达到失灵动作延时后， 失灵保护出口。跳开与失灵断路器相关的所有母 线上其他断路器。 （ 2）各间隔启动失灵回路配置原则 线路间隔 线路间隔 2套主保护的分相启动失灵接点，双套 失灵配置后， 2套主保护需分别启动 2套失灵保护。 目前河北南网设计中，取消了线路操作 箱的 TJR三跳起动失灵回路。国网新典设中 将恢复此回路。 母联间隔 目前河北南网设计中，采用母联保护屏 充电保护动作出口启动失灵。母差跳母联 时失灵，由母线保护屏内部回路实
12、现，主 变后备保护动作跳母联不启动失灵。 在国网新典设中将采用母联操作箱 TJR启 动失灵，主变后备跳母联则应改接母联操 作箱 TJF继电器，或手跳回路。 主变间隔 目前河北南网设计中，采用主变保护动作出口 启动失灵。母差跳主变间隔失灵，由母线保护屏 内部回路实现。主变非电量保护动作，不启动失 灵。 另外对不含失灵的第二套母线保护跳主变间隔， 设置了启动第一套母线保护主变间隔失灵的回路。 目的是防止第一套母差拒动。 (第一套母差拒动时， 第二套母差跳闸，但是主变中低压测无法跳开， 还有故障） （思考为何仅主变间隔设置？）在国 网新典设中，将取消主变保护动作启动失灵，采 用主变操作箱 TJR启动
13、失灵。 目前在河北南网主变保护动作解除失灵复压闭 锁回路，一直未接入。 总结：在国网新典设方案中除线路间隔外， 外部各间隔尽量采用操作箱 TJR接点启动失灵， 总的目的是简化回路。 （ 3）失灵保护出口原则 失灵保护与母差保护供用出口 单套失灵配置时，跳 2组线圈，双套失灵配 置后，每套仅跳 1组线圈。 主变间隔失灵，增设了失灵联跳主变三侧回 路。此回路在主变保护屏内目前通过非电量保护 出口，在新典设中采用通过主变保护出口。 也有其他地区采用，只要母线保护动作跳主 变高压间隔，即同时跳开主变三侧，简化了回路。 三、一个半（ 3/2）接线方式下几个特殊问题 1、 3/2接线的优点：系统可靠性高，
14、单一断 路器检修或损坏不会造成线路停电，母线 保护动作不会造成线路停电。 2、重合闸装置随断路器保护配置， 2套线 路保护不含重合闸功能，需相应设置线路 保护至断路器保护的启动重合闸回路（一 般与启动失灵回路公用） 3、每台断路器保护均具备完整的本断路器 失灵保护功能，失灵保护不设复合电压闭 锁回路。 4、当线路上装设出线刀闸时，需配置短引 线保护，作为当线路刀闸断开，线路保护 退出运行，串内断路器仍需合环时的保护。 短引线保护需双重化配置。 5、每组母线配置 2套单母线差动保护，母线 保护不设复合电压闭锁回路。 6、线路保护远跳开入 （ 1）相邻断路器失灵保护动作接点 （ 2）过电压保护动作
15、接点（用于 500KV） （ 3）高抗保护动作接点（用于 500KV） 应特别注意不能接入操作箱 TJR接点。 （ 4）失灵远跳作用 母线故障，母线保护动作后，母线断 路器失灵时，可加速线路对侧保护跳闸。 线路故障，中间断路器失灵时，加速 本串相邻线路对侧跳闸。 7、失灵保护启动方式 （ 1）线路保护分相启动失灵 （ 2）操作箱 TJR启动失灵 （ 3）主变保护动作启动失灵，在国网新典 设中可用操作箱 TJR接点替代。 8、失灵保护出口方式 （ 1）中间断路器失灵直接跳相邻 2个母线 断路器。 （ 2）母线断路器失灵直接跳相邻本串中间 断路器。 （ 3）母线断路器失灵跳开本母线其他串母 线断路器，通过母线保护出口。 每套母差 提供 2个母线断路器失灵动作接点 ,形成“与” 关系后启动母差跳闸。 （ 4）失灵联跳主变中低压侧回路同双母线。 （ 5）启动线路保护远跳。
KV及以上电压等级变电站二次回路
