變電站二次回路原理及調(diào)試

二次回路原理及調(diào)試題綱二次設(shè)備：對(duì)一次電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、操縱、控制和起保護(hù)作用的輔助設(shè)備。由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路或二次系統(tǒng)。二次系統(tǒng)的任務(wù)：反映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制一次系統(tǒng)，并在一次系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能使故障的設(shè)備退出運(yùn)行。二次設(shè)備按用途可分為：繼電保護(hù)二次回路、測(cè)量?jī)x表二次回路、信號(hào)裝置二次回路、直流操作電源二次回路等。電流互感器（CT）及電壓互感器(PT)原理：eq\o\ac(○,1)CT:使高壓電流按一定比例變?yōu)榈蛪弘娏鞑?shí)現(xiàn)絕緣隔離；有外裝CT、套管CT（開關(guān)、主變）；還分為充油及干式等；二次繞組分為多組及抽頭可調(diào)變比式等。eq\o\ac(○,2)PT：使高電壓按一定比例變?yōu)榈碗妷翰?shí)現(xiàn)絕緣隔離；一般都外裝；有充油及干式等；還有三相式、三相五柱式及單相PT(線路用)等；二次繞組分為主繞組及副繞組（開口三角：為保護(hù)提供零序電壓）。2.用途：eq\o\ac(○,1)CT:為保護(hù)裝置、計(jì)量表計(jì)、故障錄波、“四遙”裝置等提供隨一次電流按一定比例變化所需的二次電流（包括相電流及零序電流。）；eq\o\ac(○,2)PT：為保護(hù)裝置、計(jì)量表計(jì)、故障錄波、“四遙”裝置等提供隨一次電壓按一定比例變化所需的二次電壓；3.二次負(fù)載：eq\o\ac(○,1)CT：低阻抗運(yùn)行，不得開路；二次回路阻抗越高誤差越大；CT二次開路將產(chǎn)生高低壓危及人身安全；（備用CT必須可靠短接；帶有可調(diào)變比抽頭的CT，待用抽頭不得短接。）eq\o\ac(○,2)PT:高阻抗運(yùn)行，二次回路阻抗越低誤差越大；不得短路。4.極性：eq\o\ac(○,1)CT：一次電流流入端與二次電流流出端為同極性；eq\o\ac(○,2)PT:一次電壓首端與二次電壓首端為同極性。5.二次線：eq\o\ac(○,1)CT：由二次端子電纜引入CT端子箱—控制室—按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)依次串入各裝置所需電流回路；eq\o\ac(○,2)PT:由二次端子電纜引入PT端子箱—控制室—按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)依次并接各裝置所需電壓回路；6.新裝及更換改造注意事項(xiàng)：eq\o\ac(○,1)CT：所有端子、端子排的壓接必須正確可靠；一、二次極性試驗(yàn)正確、變比試驗(yàn)正確、伏安特性符合各裝置運(yùn)行要求；更換CT前首先進(jìn)行極性試驗(yàn)并正確詳細(xì)記錄，CT更換后進(jìn)行的極性試驗(yàn)必須與更換前極性一致、變比正確、伏安特性應(yīng)與原CT基本一致；變比、極性、伏安特性的正確性對(duì)保護(hù)及自動(dòng)裝置是否能正確判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)非常重要，（特別是差動(dòng)保護(hù)）在安裝及改造過程中必須認(rèn)真做好每一項(xiàng)試驗(yàn)工作，才能確保萬無一失。伏安特性數(shù)據(jù)分析：測(cè)量表計(jì)CT、保護(hù)CT、差動(dòng)CT的飽和點(diǎn)正常應(yīng)依次提高。eq\o\ac(○,2)PT:所有端子、端子排的壓接必須正確可靠；新裝及二次電纜更換后，必須進(jìn)行二次回路核相，以滿足并列運(yùn)行要求。電力系統(tǒng)三相中性點(diǎn)運(yùn)行方式：中性點(diǎn)不接地方式：適用于3—10KV系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電位為零相間電壓對(duì)稱；單相接地時(shí)中性點(diǎn)位移，相間電壓仍對(duì)稱，不影響正常運(yùn)行（但不能超過2小時(shí)。）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式：適用于35KV系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電位為零相間電壓對(duì)稱；單相接地時(shí)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈與對(duì)地電容電流相位相反，減少電容電流，中性點(diǎn)位移，相間電壓仍對(duì)稱，不影響正常運(yùn)行。消弧線圈（電抗器）：和變壓器一樣帶有鐵芯和線圈，不同的是消弧線圈鐵芯帶有很多間隙填有絕緣板，使鐵芯不飽和，呈線性阻抗；（帶有5—9個(gè)分接頭可調(diào)節(jié)電抗值。）消弧線圈的作用是對(duì)線路接地時(shí)的對(duì)地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，隨著電容電流的減少使電弧熄滅；一般采用感抗小于容抗的補(bǔ)償方式（過補(bǔ)償），為出線線路的增加留有余地。中性點(diǎn)直接接地方式：適用于110KV及以上系統(tǒng)。非故障相對(duì)地電壓為相電壓，可降低絕緣水平和造價(jià)；單相接地時(shí)短路電流較大，需保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障。保護(hù)裝置：保護(hù)裝置的改進(jìn)、發(fā)展歷程：電磁感應(yīng)型—晶體管型—集成電路型—微機(jī)智能型；無論什么形式的保護(hù)裝置對(duì)于二次回路來講都離不開基本的結(jié)構(gòu)方式：交流回路（電流、電壓）、控制回路（跳合閘）、直流系統(tǒng)、信號(hào)回路等，在實(shí)際的工作中要從基本概念上熟練掌握回路的性質(zhì)以及與其它回路的關(guān)系，做的心中有數(shù)。保護(hù)定值：一般由調(diào)動(dòng)中心部門下達(dá)定值通知單，保護(hù)工作人員嚴(yán)格按通知單要求進(jìn)行保護(hù)整定；（包括投入的保護(hù)類型、動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間、自動(dòng)裝置的投停等。）保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、配置、安裝、調(diào)試必須遵循四項(xiàng)原則：eq\o\ac(○,1)選擇性：根據(jù)高壓系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的需要，必須有選擇地切除故障部分，保證其他設(shè)備的正常運(yùn)行；輻射型系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，對(duì)多電源的復(fù)雜系統(tǒng)來講，保護(hù)裝置的配置相對(duì)較復(fù)雜，各套保護(hù)裝置的配合及動(dòng)作行為考慮的因素較多；eq\o\ac(○,2)快速性：在有選擇性地切除故障設(shè)備的前提下，盡量選擇快速性；短路電流持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)設(shè)備的危害越大，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的危脅越大；eq\o\ac(○,3)靈敏性：保護(hù)裝置的動(dòng)作值（定值）在計(jì)算和整定上要考慮一定的靈敏度，以提高對(duì)系統(tǒng)不正常狀況的反應(yīng)能力；eq\o\ac(○,4)可靠性：在正確判定故障性質(zhì)的情況下，保護(hù)裝置必須保證可靠動(dòng)作切除故障設(shè)備，不應(yīng)拒動(dòng)；在實(shí)際工作中必須避免“三誤”的發(fā)生誤碰、誤接線、誤整定。）；線路保護(hù)：eq\o\ac(○,1)6、10、35KV：（輻射型線路）速斷（I段）：按保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%計(jì)算；過流（II段）：按保護(hù)線路全長(zhǎng)計(jì)算，保護(hù)范圍可延伸到下一線路的速斷范圍以內(nèi)，可作為下一線路速斷的后備；反應(yīng)相間短路故障跳三相；單相接地不跳閘。一般采用不完全星型接線，可減少一只CT，仍可滿足6—10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)要求（不同線路發(fā)生同相接地時(shí)仍不跳閘，只由保護(hù)裝置發(fā)出接地信號(hào)，提醒運(yùn)行值班人員查找接地后，通知線路維護(hù)人員巡查線路處理；不同線路發(fā)生不同相兩點(diǎn)接地時(shí)，構(gòu)成兩相短路，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障線路。）eq\o\ac(○,2)110KV及以上:零序電流I段：按保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%計(jì)算。零序電流II段：按保護(hù)線路全長(zhǎng)計(jì)算，保護(hù)范圍可延伸到下一線路的速斷范圍以內(nèi)，可作為下一線路I段的后備；零序電流III段：保護(hù)范圍可延伸到第三級(jí)線路I段保護(hù)范圍內(nèi)，可作為下一線路全線的后備；還可作為第三級(jí)線路I段范圍內(nèi)的后備。零序電流I、II、III段：在多電源的復(fù)雜電網(wǎng)系統(tǒng)中都帶有零序功率方向閉鎖；單相接地及相間短路都可根據(jù)動(dòng)作范圍跳三相。距離保護(hù)：適用于110KV及以上多電源較復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)；反應(yīng)相間短路故障；距離I、II、III段的保護(hù)范圍基本與上述零序電流I、II、III段相同;動(dòng)作特性圓，動(dòng)作范圍具有方向性，反向短路不動(dòng)作。高頻保護(hù)：保護(hù)線路全長(zhǎng)；根據(jù)被保護(hù)線路兩側(cè)電流的方向來判定故障范圍；外部短路不跳閘；基本原理是由兩側(cè)電流控制發(fā)訊機(jī)高頻信號(hào)，根據(jù)高頻信號(hào)調(diào)制后的情況來決定是否跳閘;高頻保護(hù)除可獨(dú)立完成保護(hù)線路全長(zhǎng)的故障跳閘任務(wù)外，還常用于閉鎖其它保護(hù)，如高頻閉鎖距離、高頻閉鎖零序、高頻閉鎖電流等。光差保護(hù)：基本原理是由兩側(cè)電流控制區(qū)別區(qū)內(nèi)外故障，通過光纖信號(hào)對(duì)比來判定動(dòng)作行為；2.母線差動(dòng)保護(hù)：適用于35KV及以上多電源變電站的母線保護(hù)；基本原理是根據(jù)故障電流的流向來判定故障范圍；內(nèi)部短路快速跳開相應(yīng)開關(guān)，外部短路不動(dòng)作；母線的流入電流等于流出電流時(shí)不動(dòng)作，當(dāng)出現(xiàn)差電流時(shí)立即動(dòng)作跳開相應(yīng)開關(guān)；根據(jù)母線差動(dòng)保護(hù)的原理，外部故障對(duì)其動(dòng)作行為是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此母差保護(hù)的調(diào)試正確性至關(guān)重要，對(duì)跳閘壓板的投入非常謹(jǐn)慎；通常都是在所有線路投運(yùn)帶負(fù)荷后驗(yàn)證回路正確無誤，才交待可以投運(yùn)。3.主變保護(hù)：eq\o\ac(○,1)瓦斯保護(hù)：本體保護(hù)、有載調(diào)壓保護(hù)：帶有重瓦斯跳閘及輕瓦斯（氣體）信號(hào)保護(hù)；eq\o\ac(○,2)差動(dòng)保護(hù)：根據(jù)主變壓器容量設(shè)置；利用主變的流入流出電流之差判定內(nèi)外部故障；當(dāng)主變空載充電時(shí)，必須將差動(dòng)保護(hù)投跳閘，以保證主變內(nèi)部有短路時(shí)迅速跳閘。在合閘瞬間將產(chǎn)生勵(lì)磁涌流并逐漸衰減；涌流中含有逐漸衰減的直流分量使差動(dòng)繼電器鐵芯迅速飽和產(chǎn)生制動(dòng)作用，使差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作，因此差動(dòng)保護(hù)具有躲過勵(lì)磁涌流的功能；勵(lì)磁涌流過后如果是空載電流則保護(hù)不動(dòng)作，如果是故障電流則差動(dòng)保護(hù)仍可以迅速動(dòng)作于跳閘。根據(jù)差動(dòng)保護(hù)的原理，與母差保護(hù)一樣，外部故障對(duì)其動(dòng)作行也為是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)；也需要主變帶負(fù)荷驗(yàn)證調(diào)試正確后再交待可以投運(yùn)。eq\o\ac(○,3)過流保護(hù)：整定動(dòng)作范圍可延伸到出線線路的末端，動(dòng)作時(shí)限大于出線保護(hù)的過流時(shí)間，可作為出線線路的后備保護(hù)；一般都設(shè)有復(fù)合電壓閉鎖（負(fù)序電壓、低壓）。eq\o\ac(○,4)溫度保護(hù)：可投信號(hào)及跳閘；eq\o\ac(○,5)冷卻系統(tǒng)全停保護(hù)：主變冷卻系統(tǒng)故障全停時(shí)，發(fā)出信號(hào)或延時(shí)跳開各側(cè)開關(guān)；eq\o\ac(○,6)過負(fù)荷信號(hào)裝置：當(dāng)主變壓器負(fù)荷電流超過最大額定電流時(shí)，延時(shí)動(dòng)作發(fā)出過負(fù)荷信號(hào)；4.跳合閘回路：eq\o\ac(○,1)手動(dòng)跳合閘：跳合閘控制開關(guān)有6個(gè)狀態(tài)：預(yù)合—合閘—合后—預(yù)分—分閘—分后，多節(jié)接觸點(diǎn)分別根據(jù)回路需要在不同的狀態(tài)下接通或斷開，以實(shí)現(xiàn)各自的功能；合閘回路：直流控制正電源—控制開關(guān)接點(diǎn)—斷路器輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)（斷?。δ荛]鎖節(jié)點(diǎn)（斷路器在異常情況下起閉鎖作用）—合閘接觸器線圈—直流控制負(fù)電源。合閘接觸器動(dòng)作后接點(diǎn)接通合閘線圈完成合閘過程。 跳閘回路;直流控制正電源—控制開關(guān)接點(diǎn)—斷路器輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)（斷弧）—功能閉鎖節(jié)點(diǎn)（斷路器在異常情況下起閉鎖作用）—跳閘線圈—直流控制負(fù)電源。eq\o\ac(○,2)保護(hù)跳閘及自動(dòng)重合閘：保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)出口跳閘繼電器—接地接通控制正電源—送至跳閘回路完成跳閘過程。斷路器由保護(hù)動(dòng)作跳閘后需重合時(shí)，重合閘裝置接通控制正電源—送至合閘回路完成合閘過程。自動(dòng)重合閘：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘需進(jìn)行一次重合時(shí)，自動(dòng)重合閘發(fā)出合閘指令，接通合閘回路使斷路器重合，以消除瞬時(shí)故障恢復(fù)正常運(yùn)行。自動(dòng)重合閘裝置根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要分為：三相一次重合閘及單相重合閘。重合閘裝置的動(dòng)作行為:a.手動(dòng)合閘啟動(dòng)后加速：手動(dòng)合閘于正常線路時(shí)，后加速啟動(dòng)后延時(shí)返回；當(dāng)手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作經(jīng)后加速回路瞬時(shí)跳閘，自動(dòng)重合閘裝置不發(fā)出合閘指令。b.手動(dòng)合閘后，一般在20秒后自動(dòng)重合閘裝置完成充電準(zhǔn)備過程；當(dāng)運(yùn)行線路發(fā)生故障保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，自動(dòng)重合閘裝置啟動(dòng)，（一般整定在0.5秒）進(jìn)行一次重合；瞬時(shí)故障在斷路器跳閘后消失，則重合成功；若重合于永久故障時(shí)，保護(hù)再次動(dòng)作則加速跳閘（重合閘在進(jìn)行一次重合時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)后加速。）c.手動(dòng)跳閘時(shí)：手動(dòng)控制開關(guān)其中一對(duì)接點(diǎn)給重合閘裝置放電，使手動(dòng)跳閘后不再合閘；d.110KV及以上系統(tǒng)設(shè)有單項(xiàng)操作機(jī)構(gòu)的，一般設(shè)有單相一次重合閘；當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出指令跳單相，同時(shí)重合閘啟動(dòng)進(jìn)行一次單相重合，若瞬時(shí)故障跳閘后消失則重合成功，恢復(fù)正常運(yùn)行；若單相重合于永久故障，則保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)總出口跳三相不再重合；e.單相一次重合閘裝置僅限于單相故障進(jìn)行一次重合閘；當(dāng)線路發(fā)生相間故障（二相或三相短路故障）時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作跳三相不再重合。（發(fā)生相間故障的重合成功率非常低，且設(shè)備要進(jìn)行第二次故障沖擊，因此一般不再進(jìn)行重合。）4.備用電源自投裝置：（BZT）具有雙電源及單母線分段的變電站或用戶，為了保證供電的連續(xù)性常設(shè)有備用電源自投裝置；基本要求:eq\o\ac(○,1)當(dāng)主供電源失壓或降的很低時(shí)（BZT）裝置應(yīng)將主電源斷路器切斷，在備用電源線路有壓的前提下，再自動(dòng)合上備用電源斷路器；eq\o\ac(○,2)主供電源線路故障跳閘，備用電源無電，（BZT）裝置不應(yīng)動(dòng)作；eq\o\ac(○,3)電壓互感器二次回路斷線，（BZT）裝置不應(yīng)動(dòng)作；eq\o\ac(○,4)正常操作時(shí)（BZT）裝置不應(yīng)動(dòng)作。5.保護(hù)裝置的調(diào)試內(nèi)容及注意事項(xiàng)：eq\o\ac(○,1)定值整定及保護(hù)壓板的投停：保護(hù)的整定值應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)度根據(jù)系統(tǒng)要求和各項(xiàng)設(shè)備參數(shù)計(jì)算下達(dá)的定值通知單要求進(jìn)行整定；保護(hù)壓板的投停要根據(jù)保護(hù)的功能選擇（主變差動(dòng)：主變空載充電前應(yīng)投入，充電良好后解除，帶負(fù)荷測(cè)量向量無誤后投入、母線差動(dòng)：回路有工作時(shí)，首先要解除跳閘壓板，待工作完成帶負(fù)荷測(cè)量向量確定無誤后投入。）微機(jī)保護(hù)裝置除按要求進(jìn)行盤面壓板的投停外還要進(jìn)行裝置內(nèi)部軟壓板的投停；eq\o\ac(○,2)CT極性、變比及伏安特性試驗(yàn)：eq\o\ac(○,3)一