變電站高壓斷路器二次回路典型設(shè)計及配置2018

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上變電站高壓斷路器二次回路典型設(shè)計及配置斷路器是電力系統(tǒng)非常重要的電氣設(shè)備，正常運行方式的調(diào)整以及保護動作后切除故障設(shè)備均是由斷路器控制的，斷路器分合又是由其電氣二次回路控制實現(xiàn)的，因此保障斷路器二次回路的可靠性與穩(wěn)定性就顯得尤為重要，隨著微機保護和綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，斷路器二次回路逐漸形成操作箱回路與機構(gòu)箱二次回路配合或保測一體裝置與機構(gòu)箱二次回路配合的兩種模式，但由于各廠家和各地方設(shè)計院在回路設(shè)計上的差異，造成二次回路功能上存在重復(fù)或缺漏，自2007年國網(wǎng)公司推出國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計以來，規(guī)范了斷路器二次回路的典型設(shè)計，優(yōu)化功能配置和簡化了二次回路，從而

2、提高了斷路器二次回路運行的可靠性，下面對500kV變電站高壓斷路器二次回路的典型設(shè)計及功能配置進行介紹。 一、操作箱的選用與配置情況根據(jù)典型設(shè)計原則，500kV變電站500kV系統(tǒng)一般采用3/2接線，其斷路器均為分相操作，每個斷路器配置一套分相操作箱，與斷路器保護單獨組屏；220kV一般采用雙母線雙分段接線方式，線路斷路器需要實現(xiàn)單相重合閘選用分相操作箱與線路保護的其中一套組屏，變壓器220kV側(cè)斷路器、母聯(lián)/分段斷路器不需要重合閘的斷路器選用三相操作箱，但對于一些不需要重合閘又無法實現(xiàn)三相機械聯(lián)動的斷路器（如GIS斷路器）也按照分相操作斷路器配置分相操作箱，聯(lián)變220kV側(cè)斷路器操作箱一般與

3、聯(lián)變保護組屏，母聯(lián)/分段斷路器操作箱則與各自的斷路器保護單獨組屏；35kV斷路器采用單母線分段接線方式，聯(lián)變35kV側(cè)斷路器采用三相聯(lián)動斷路器，配置三相操作箱，與聯(lián)變保護屏組屏；其余35kV斷路器采用保測一體裝置，不單獨配置操作箱。 圖1-1二、斷路器控制電源的配置220kV及以上斷路器控制電源均對應(yīng)雙跳圈。分別取自兩段直流母線的兩路電源。兩組進線空開配置于操作箱所在屏上，第組控制電源用于斷路器合閘、第一組跳閘和機構(gòu)箱手動跳閘回路以及合閘回路監(jiān)視、第一組跳閘回路監(jiān)視和跳位監(jiān)視，對于有配置電壓切換功能的操作箱，其電壓切換也采用的是第一組控制電源；第組控制電源用于斷路器第二組跳閘、第二組跳閘回路監(jiān)

4、視。正常運行時兩組電源相互獨立，不并列運行。另外操作箱一般還設(shè)置電源切換回路，切換電源由第組控制電源供電，當(dāng)該組電源失去時，自動切換至第組控制電源供電，該切換電源早期用于壓力閉鎖回路等公共回路，這種回路存在的風(fēng)險時，一旦出現(xiàn)短路情況，會是兩路控制電源均跳閘，從而導(dǎo)致斷路器無法操作，因此目前分合閘壓力閉鎖回路已分開至兩組由各自的電源供電，但還保留著重合閘壓力低閉鎖采用切換電源回路。如圖1-2所示 圖圖1-235kV斷路器一般只配置一個跳圈，由第組控制電源實現(xiàn)斷路器分合閘及其監(jiān)視功能，控制電源空開配置于其保測一體裝置所在屏上如圖1-3所示，但是聯(lián)變35kV斷路器側(cè)斷路器一般配置兩個跳圈，分別與聯(lián)變

5、兩套電量保護配合，其配置同上述的220kV及以上斷路器。圖1-3三、遠方遙控及就地分合閘功能的實現(xiàn)高壓斷路器無論是遠方遙控還是就地分合閘一般都是用第一組控制電源，遠方遙控操作與就地分合閘操作由機構(gòu)箱或匯控箱內(nèi)的遠方/就地切換把手控制，正常時構(gòu)箱或匯控箱內(nèi)的遠方/就地切換把手置遠方位置，斷路器只能遠方遙控操作，僅當(dāng)開關(guān)停役檢修時，才可將機構(gòu)箱或匯控箱內(nèi)的遠方/就地切換把手置就地位，在現(xiàn)場對斷路器進行分合閘。220kV與500kV分相斷路器遠方遙控合閘操作是由第一組控制電源通過測控裝置提供分合閘操作節(jié)點控制，啟動操作箱中的分合閘中間繼電器勵磁，當(dāng)測控裝置合閘節(jié)點導(dǎo)通，合閘中間繼電器勵磁后，提供三對

6、節(jié)點，分別去導(dǎo)通三相的合閘回路，從而實現(xiàn)斷路器的遙控三相合閘；當(dāng)測控裝置分閘節(jié)點導(dǎo)通，分閘中間繼電器勵磁后，分閘中間繼電器提供每組跳閘回路每相兩對節(jié)點，分別去啟動第一組各相跳閘回路，第二組各相跳閘回路，從而實現(xiàn)斷路器的遙控三相分閘。就地遙控分合閘操作，回路電源是第一組控制回路經(jīng)過五防節(jié)點控制接入現(xiàn)場，分閘回路也是采用第一組分閘回路，一般有兩種方式，一種是采用分合閘中間繼電器，即經(jīng)就地分合閘閘按鈕或把手啟動分合閘中間繼電器，中間繼電器開出三對節(jié)點，啟動各相的分合閘回路；一種是不設(shè)中間繼電器，就地操作分相進行，每相均設(shè)置分合閘閘按鈕或把手去直接啟動本相的分合閘回路。圖圖1-4220kV操作機構(gòu)三相

7、聯(lián)動的斷路器遙控分合閘操作，也是由測控裝置提供啟動節(jié)點，只是合閘中間繼電器只需提供一對節(jié)點去啟動合閘回路，分閘中間繼電器每組跳閘回路提供兩對節(jié)點分別去啟動第一組、第二組回路；就地分合閘操作時，回路電源是第一組控制回路經(jīng)過五防節(jié)點控制接入現(xiàn)場，分閘回路采用第一組分閘回路，由就地分合閘閘按鈕或把手直接啟動分合閘回路，實現(xiàn)就地分合閘操作。35kV聯(lián)變低壓側(cè)斷路器遙控操作，合閘由測控裝置提供啟動節(jié)點，直接啟動合閘回路實現(xiàn)斷路器合閘，分閘由測控裝置提供一對節(jié)點，啟動操作箱的分閘中間繼電器，分閘繼電器勵磁后其兩對節(jié)點分別去啟動兩組跳閘回路，實現(xiàn)遙控分閘操作；就地操作回路電源是第一組控制回路經(jīng)過五防節(jié)點控制

8、接入現(xiàn)場，分閘回路采用第一組分閘回路，由就地分合閘閘按鈕或把手直接啟動分合閘回路，實現(xiàn)就地分合閘操作。上述三種斷路器的遠方就地分合閘示意圖如圖1-4所示，當(dāng)斷路器為分相機構(gòu)時，僅以A相為例。35kV電容器、電抗器和所用電間隔斷路器，遙控合閘操作時，由保測一體裝置或測控屏上的把手提供一對啟動節(jié)點，直接啟動合閘回路，實現(xiàn)合閘操作；分閘操作時由保測一體裝置或測控屏上的把手提供一對啟動節(jié)點，啟動保測一體中的分閘中間繼電器，分閘中間繼電器勵磁后，其一對節(jié)點導(dǎo)通分閘回路，實現(xiàn)斷路器分閘；就地分合閘回路同35kV聯(lián)變低壓側(cè)斷路器。如圖1-5所示圖1-5四、保護分合閘功能的實現(xiàn) 早期的500kV變電站，為了可

9、靠的跳閘，對于配置雙套的保護，采用的是每套保護均啟動兩組跳閘回路的設(shè)計的方案，自典型設(shè)計頒布后，對于配置雙套保護，一般采用每套保護啟動各自對應(yīng)的一組跳閘線圈，一一對應(yīng)，即第一套保護跳閘只啟動第一組跳圈，第二套保護跳閘只啟動第二組跳圈以下配置保護情況的均用第一組進行介紹。如圖1-6所示，線路保護均采用雙套配置，判斷為單相故障時，直接開出節(jié)點，啟動線路所接斷路器故障相跳閘回路，出口跳閘；當(dāng)線路保護判斷故障為兩相、三相時，有些保護采用直接開出節(jié)點，分別啟動線路所接斷路器三相跳閘回路，有些保護采用永跳出口，即保護開出節(jié)點啟動操作箱內(nèi)的不啟動重合閘啟動失靈的中間繼電器，由該繼電器開出節(jié)點，啟動各相的跳閘

10、回路，實現(xiàn)三相跳閘。220kV線路保護配置重合閘，當(dāng)線路保護重合閘動作時，一對節(jié)點動作閉合啟動操作箱的重合閘中間繼電器，重合閘中間繼電器勵磁后，開出三對節(jié)點，分別啟動各相合閘回路，從而實現(xiàn)跳閘相的重合。母線保護按雙重化配置時，保護動作時直接啟動操作箱中的不啟動重合閘啟動失靈的中間繼電器，由中間繼電器的輔助接點去啟動各相的跳閘回路。圖1-6聯(lián)變保護一般配置兩套電量保護加一套非電量保護，電量保護動作后，常開接點閉合分別啟動高、中壓側(cè)斷路器操作箱的不啟動重合閘啟動失靈中間繼電器，由中間繼電器接點去啟動對應(yīng)的高中、壓側(cè)斷路器的各相跳閘回路，對于35kV側(cè)斷路器保護動作則是開出接點直接啟動跳閘回路。非電

11、量保護動作后，常開接點閉合啟動高、中壓側(cè)斷路器操作箱兩組電源對應(yīng)的不啟動重合閘不啟動失靈中間繼電器，由中間繼電器接點去啟動對應(yīng)的高中、壓側(cè)斷路器的各相兩組跳閘回路，對于35kV側(cè)斷路器則是開出接點直接啟動兩組跳閘回路如圖1-7所示。另外聯(lián)變電量后備保護動作跳開220kV側(cè)的母聯(lián)母分斷路器，也是通過啟動母聯(lián)母分斷路器的操作箱中不啟動重合閘不啟動失靈中間繼電器實現(xiàn)的。圖1-7500kV斷路器保護保護跟跳動作后，直接啟保護動作相的兩組跳閘回路出口跳閘，失靈保護動作則啟動兩組電源對應(yīng)的不啟動重合閘啟動失靈中間繼電器，由其對應(yīng)接點去啟動兩組跳閘回路實現(xiàn)跳閘，重合閘動作時，保護開出接點動作啟動重合閘中間繼

12、電器，中間繼電器輔助接點動作向各相發(fā)合閘令，從而實現(xiàn)跳閘相重合。如圖1-8所示圖1-8如圖1-9所示，220kV母聯(lián)、母分斷路器保護動作時，保護出口接點動作啟動兩組電源對應(yīng)的不啟動重合閘啟動失靈中間繼電器，由中間繼電器輔助接點啟動兩組跳閘回路直接跳閘。圖1-935kV電容器、電抗器、所用電保護均配置單套保護，保護動作時，直接啟動保測一體中的跳閘中間繼電器，由中間繼電器輔助接點去啟動跳閘回路。無功自投切保護裝置動作時，合閘是直接啟動合閘回路，跳閘則是經(jīng)過中間繼電器來啟動跳閘回路。圖1-10五、斷路器壓力閉鎖功能操作回路500kV變電站斷路器壓力閉鎖功能主要是斷路器操作動力或SF6斷路器SF6壓力

13、不足時，斷開斷路器控制回路實現(xiàn)閉鎖操作，同時發(fā)出告警信號。SF6壓力不足時，第一組控制電源經(jīng) SF6壓力接點啟動閉鎖分合閘中間繼電器，由中間繼電器直接開出接點，分別斷開斷路器的合閘和第一組跳閘回路，若有配置雙跳圈的斷路器，則由第二組控制電源經(jīng) SF6壓力接點啟動閉鎖第二組分閘中間繼電器，由其輔助接點斷開第二組跳閘回路。儲能壓力不足時，斷路器機構(gòu)不同相應(yīng)的閉鎖回路構(gòu)成也不相同。對于彈簧操作機構(gòu)的斷路器，由于其合閘操作過程就已經(jīng)給分閘彈簧儲能，因此其儲能不足時只比多合閘回路，彈簧未儲能時對應(yīng)接點導(dǎo)通啟動合閘閉鎖中間繼電器，由中間繼電器輔助接點斷開合閘回路實現(xiàn)閉鎖，也不設(shè)置壓力低閉鎖重合閘回路。液壓

14、機構(gòu)的斷路器，一般根據(jù)壓力的降低，依次閉鎖重合閘、閉鎖合閘、閉鎖分閘回路，閉鎖重合閘一般是壓力接點啟動閉鎖重合閘中間繼電器，其輔助接點使操作箱中的壓力低閉鎖重合閘繼電器被短接失磁，壓力閉鎖重合閘繼電器的常閉接點閉合，使重合閘裝置放電，實現(xiàn)閉鎖重合閘；當(dāng)壓力低至閉鎖合閘時，第一組控制電源經(jīng)閉鎖合閘壓力接點啟動機構(gòu)箱中閉鎖合閘中間繼電器，其輔助接點變位斷開斷路器合閘回路；當(dāng)壓力降低至閉鎖分閘時，控制電源經(jīng)閉鎖分閘壓力接點啟動閉鎖分閘中間繼電器，其輔助接點變位斷開斷路器跳閘回路，有兩組跳閘回路的斷路器，其回路中的壓力低閉鎖分閘中間繼電器，由各自需閉鎖的跳閘回路對應(yīng)的控制電源分別啟動。圖1-11對于有

15、些斷路器分合閘回路由分合閘總閉鎖繼電器輔助接點來控制閉鎖分閘，則是由SF6壓力閉鎖中間繼電器輔助接點或壓力閉鎖中間繼電器輔助接點變位啟動分合閘總閉鎖繼電器，從而實現(xiàn)壓力低閉鎖分合閘。六、斷路器防跳功能實現(xiàn)斷路器防跳回路現(xiàn)在一般采用機構(gòu)箱的防跳回路，可避免采用操作箱防跳回路時，現(xiàn)場操作時失去防跳躍功能，機構(gòu)箱的防跳回路主要是在遠方遙控與就地操作的合閘公共回路上，并聯(lián)一個斷路器常開輔助接點與防跳繼電器的串聯(lián)回路，當(dāng)合閘命令節(jié)點粘死時，斷路器合上后其輔助接點導(dǎo)通，防跳繼電器勵磁，由防跳繼電器的接點去斷開合閘回路或啟動中間繼電器由中間繼電器的輔助接點斷開合閘回路，從而避免出現(xiàn)斷路器合于故障時保護跳閘，

16、而合閘命令節(jié)點粘死又讓斷路器合閘，使斷路器分合數(shù)次而導(dǎo)致爆炸。圖1-12七、斷路器非全相保護斷路器非全相保護是指分相斷路器出現(xiàn)非全相運行時，該保護使斷路器三相跳閘，實現(xiàn)方式有兩種，斷路器本體的非全相保護和操作箱的非全相保護，操作箱的非全相保護時采用三相合位繼電器與三相跳位繼電器先并聯(lián)后串聯(lián)的方式，外加零序電流判據(jù)實現(xiàn)，該方式最大的問題時當(dāng)某相斷路器控制回路斷線時，三相合位繼電器與三相跳位繼電器先并聯(lián)后串聯(lián)回路導(dǎo)通，此時若區(qū)外故障時，有零序電流該非全相保護將動作，而實際斷路器并沒有真正的非全相，因此目前除了因主變中壓側(cè)的非全相保護時間定值與線路斷路器非全相時間定值不一致，導(dǎo)致旁代線路采用本體操作

17、箱非全相保護，旁代主變中壓側(cè)斷路器時采用操作箱非全相保護，其它斷路器基本采用機構(gòu)箱的非全相保護，機構(gòu)箱的非全相保護是用斷路器自身的三相分閘輔助節(jié)點與三相合閘輔助節(jié)點并聯(lián)后串聯(lián)的方式作為啟動回路去啟動非全相的時間繼電器，時間繼電器計時完成后對應(yīng)的輔助接點導(dǎo)通啟動非全相中間繼電器，由其提供三對接點去分別跳開三相；通常會設(shè)置兩套非全相跳閘回路，第一組非全相跳閘回路接第一組操作電源，動作后啟動第一組跳閘回路，第二組非全相跳閘回路接第二組操作電源，動作后啟動第二組跳閘回路。圖1-13八、斷路器儲能回路斷路器儲能回路，隨廠家和機構(gòu)的不同，回路有較大差異，但通常都可以分為儲能控制回路和電機回路，且電源均采用

18、交流系統(tǒng)。彈簧機構(gòu)斷路器，能量屬于瞬間釋放，因為其儲能回路，基本是合閘操作時能量釋放，儲能接點即導(dǎo)通，啟動儲能控制回路中間繼電器，由其輔助接點啟動電機，當(dāng)電機儲能完成滿足合閘要求時，儲能接點斷開，儲能控制回路中間繼電器失磁，電機停止運轉(zhuǎn)。對于液壓操作機構(gòu)的斷路器，當(dāng)壓力降低至啟動電機值時，輔助接點啟動儲能控制回路中間繼電器導(dǎo)通其輔助接點啟動電機，儲能的結(jié)束一般采用兩種方式，一種是用時間繼電器來控制，即壓力接點導(dǎo)通后啟動一個時間繼電器，其瞬時導(dǎo)通延時斷開接點，啟動儲能控制回路中間繼電器勵磁，由中間繼電器輔助接點啟動電機回路，節(jié)點延時時間一到即斷開回路，中間繼電器失磁接點斷開，電機停止如圖；圖1-14另一種是由一對壓力接點來控制，即打壓值壓力接點動作后啟動儲能控制回路中間繼電器，由停止打壓值壓力幾點串接中間繼電器輔助接點形成自保持回路，當(dāng)達到停止打壓壓