保护的跳闸回路课件.ppt

1、第四篇 电气二次回路第十六章 有关保护间的二次回路连接一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（1）在电网中，220kV及以上联络线保护、220kV及以上微机型主变压器保护、以及大型发变组保护均采用双重化配置，即每个设备安装两套功能完备的主保护与后备保护。一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（2）保护装置双重化的前提是高性能的微机保护得到大量应用，使一套微机保护中集成了全部的主保护与后备保护功能，使二次回路接线得以大大简化。双重化配置的两套保护可以采用不同厂家或不同原理的设备，在原理及性能形成互补，对可靠切除故障有利。在运行中如其中一套发生故障或因故退出，一次设备仍可以由另一套保护

2、装置继续维持运行，提高了电网的可靠性。一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（3）保护双重化后，二次回路的连接需要作相应的配置。一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（4）一、线路保护一、线路保护对电流回路，为保证两套保护的相对独立，应该接入电流互感器的两个次级。对于电压回路，不同的电压等级及不同的主接线有所不同，在双母线等主接线的220kV保护上，由于电压需要进行正、副母切换，双重化后电压回路的接线过于复杂，加上现在该电压等级及一下的电压互感器一般未配置两个主次级，所以现在220kV及一下的保护还是用同一组电压互感器次级。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（4）从这一

3、点上讲，该保护还不是真正意义上的双重化。330kV及以上电压等级的系统，常采用3/2断路器的主接线，保护用接在线路则的电压互感器，一组电压互感器只供本单元及与本单元有关的设备使用，没有电压联络与正、副母切换问题，而且这一电压等级的电网更为主要，对保护装置的可靠性要求更高，一般都有两个主次级线圈，每套分别接一个次级，即电压的二次回路也是双重化的。图161 双套保护公用一个电压互感器次级的接线图一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（5）保护跳闸回路，如果使用的是双跳圈的断路器，则应该将两个跳闸回路完全独立，分别使用单独的控制电源，每套保护可以通过操作相分别跳两个跳圈，为简化接线，在正常运行

4、时如没有单套保护的运行方式，也可以每套保护分别跳一个跳圈。当断路器为单跳圈时，则两套保护通过操作箱共同经该跳圈去跳断路器，但是每套保护有独立的压板，可以单独投退，这时每套保护的电源是独立的，单断路器的控制电源则公用一组。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（6）3/2接线的开关保护一般是按断路器配置的，每个断路器只有一套。220kV及以下系统的断路器保护（如重合闸）一般按保护配置，两套保护装置就配有两套重合闸。在现场运行中，为防止断路器出现多次重合，一般只投入一套重合闸的合闸压板，而将另一套停用。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（7）变电所的旁路断路器是用来供其它断路器

5、检修、故障退出代路或做新设备起动时调整特殊方式的，平时运行在对旁路母线充电状态，为了简化接线、节约投资，旁路断路器一般只配置一套的没有收发讯机或光电接口设备的主保护及完备的后备保护。在代出线断路器时，一般将一套保护的收发讯机或光电接口切至旁路保护，对侧的一套保护停用。见图162。图162 高频保护在旁路代线路时的切换一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（8）二、主变与发变组保护二、主变与发变组保护只设一套主保护与后备保护时，主变、发变组保护是由多套不同保护功能的保护装置来组成的，双重化的保护则将相对完备的主保护与后备保护功能集中在一套装置中。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接

6、线（9）主变及发变组保护的电压回路、跳闸回路的接线方式与线路保护接入方式一样，由于主变与发变组有差动保护，在旁路断路器代路时，旁路的保护无法满足主变与发变组保护的要求，一般停用或只作为后备保护，这时需要将旁路的电流二次回路切入主变或发变组保护，以满足其保护范围及功能的要求。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（10）在主保护、后备保护使用相对独立装置时，常常主保护与后备保护分别接一组电流互感器的次级，一般为差动保护接独立电流互感器，后备保护接主变压器套管电流互感器的次级，在双母带旁路主接线方式下，旁路开关代主变压器开关时，差动保护的电流回路进行相应切换，后备保护的电流回路不用切换。

7、一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（11）如图163为220kV主变保护接入各则电流互感器位置图。其中差动保护的保护范围包括主变独立电流互感器至套管的引线，当旁代时则包括旁路母线。 图163 主变保护电流互感器二次线圈配置图一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（12）保护双重化后一般将第一套保护接原差动保护电流互感器次级，即独立电流互感器，旁代时需切换；第二套保护接原后备保护电流互感器次级，即套管电流互感器，旁代时不需要切换，但对降压变的高压侧来说，无论是差动保护还是该侧的后备保护，其保护范围不包括开关电流互感器到变压器套管的引线，对低压侧来说，应其后备保护的保护范围指向非电

8、源侧，所以引线故障将由后备保护切除。两套保护电流接入的具体位置如图163括内所表示的名称。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（13）在独立电流互感器次级足够时，可以将第二保护也接入独立电流互感器，旁代时切套管电流互感器，这样可以确保正常运行时两套保护均有足够的保护范围，当第一保护因故退出时，不至于因第二套保护存在死区而影响主变的正常运行。但现场进行电流二次回路的切换较麻烦，因操作不当引起差动保护误动的情况时有发生，所以在保护方式满足要求时，不建议过多进行电流回路的切换。 一、保护装置双重化的接线保护装置双重化的接线（14）为了避免电流回路的切换，也可以两套保护均使用套管电流互感器，

9、在降压变的高压侧增设简单电流保护，接独立电流互感器作为引线的保护，当旁代时停用该保护，起用旁路保护作引线及旁路母线的保护，这样保护配置较复杂，该电流保护与旁路保护整定时要考虑励磁涌流的影响。二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（1）保护装置动作以后都要经专门的跳闸回路去对断路器进行跳闸，为了提高跳闸回路的可靠性，在回路设计、调试及运行操作中，对跳闸回路有一些具体的要求。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（2）1）用于跳闸的继电器为防止其线圈回路断线，电压为220V的直流中间继电器线圈线径不宜小于0.09mm。如线径小于0.09mm时，其线圈须密封处理。当采用110V中间继电器串联电阻方式时，串联电

10、阻的一端应接于电源的负极。串联防跳继电器的电压保持线圈回路的保持触点也应接到负极，防止因电蚀使线圈断线。二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（3）2）各种保护的跳闸出口继电器和控制回路的跳闸继电器的起动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。但也不应高于直流额定电压的65，以保证满足直流电源降低时的可靠动作和正常情下的快速动作的要求。二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（4）2）保护对于动作功率较大的中间继电器（动作功率大于5W），因快速动作的要求，允许动作电压略低于额定电压的50，但此时必须采取措施保证继电器的线圈正极回路有足够的绝缘强度，

11、杜绝可能发生的接地故障。如果提高起动电压还不能满足防止误动作的要求，可以考虑在继电器的线圈两端并联适当的电阻、增加动作功率以作补充。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（5）3）当有一组保护去端子几组断路器跳闸的情况下，例如，母线保护、断路器失灵保护、变压器差动保护、3/2断路器接线、双断路器接线、角型接线的主保护等等，保护装置应由专用的熔断器供电。而每一组熔断器的控制回路也由专用熔断器供电。不允许将保护与断路器的控制回路合用熔断器或几组断路器的控制回路合用熔断器。在配有双重化主保护的线路、变压器、母线等，每一套主保护应由专用的熔断器供电。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（6）3）后备保护的直

12、流回路可单独设熔断器，也可将后备保护适当的分配到两套主保护的直流供电回路中。在主设备只要一套主保护和一套后备保护的情况下，主保护和后备保护应分别由不同的熔断器供电，以防止保护回路的熔断器熔断时，主设备失去保护。保护跳闸信号有空接点送断路器控制回路。有两组跳闸线圈的断路器，每一跳闸线圈的控制回路应由专用的熔断器供电。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（7）4）在由一组熔断器供电给几组保护的情况下，在保护屏的接线上应对每一组不（包括跳闸出口继电器线圈回路），由端子排上单独引正负电源。不允许一组电流保护的任一直流回路，包括跳闸继电器，接到另一组独立保护的直流回路。当一组独立保护的直流回路需延伸到另一

13、保护屏上时，延伸部分的直流电源也来自同一端子排。这样接线可以作到，只要在端子排上将某一部分的直流电源断开，该组保护就能真正作到断开直流。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（8）5）在查找直流接地需要断开保护直流电源时，应首先断开保护的出口压板，再断开保护的直流电源。需恢复时，应首先恢复直流电源，在接通保护出口压板。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（9）6）除公用综合重合闸的出口跳闸回路外，其它直接控制跳闸线圈的出口继电器触点，其跳闸压板应装在跳闸线圈与出口继电器的触点之间。经由共用重合闸的选项元件的220kV线路的各套保护回路的跳闸压板，应分别经切换压板接到各自起动重合闸的选相跳闸回路不重合

14、的端子上。综合重合闸中三相电流速断共用跳闸压板，但应在各分相回路中串入隔离二极管。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（10）3跳闸压板的开口端应装在上方，接到断路器的跳闸回路，压板在落下时不应和相邻板相碰。关于压板的接入点及间距要求见图164。穿过保护屏的压板导杆必须有绝缘套，防止压板接地。图164跳闸回路有关压板的连接图 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（11）7）在变压器、电抗器瓦斯保护的动作不应经微机保护等处理后再跳闸，而应直接跳闸或经中间继电器重动后直接跳闸。因瓦斯继电器触点至中间继电器间的连接电量很长，电缆的电容值大，为避免电源正极接地引起误动作，应采取动作功率较大的延时返回中间继电

15、器，不引起快速动作。瓦斯继电器应有独立的投退压板，与差动保护能分别投退。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（12）8）端子排宜布置在屏柜的两侧。端子排中跳（合）引出端子与正电源间应至少隔开一个空端子。强电回路与弱电回路之间、交流回路与直流回路之间、各套独立保护的交直流回路之间都应用空端子隔开。二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（13）9）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（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，两系统的电缆回路、电压回路、直流电源、控制回路

16、的电缆也应分开，而不应合用一根多芯电缆。 二、保护的跳闸回路保护的跳闸回路（14）9）为满足电源降要求，需增大电缆截面时，首先应选择大截面的控制电缆。一般不采用多芯并联的方式。当采用多芯并联时，要采取有效措施防止并联中的部分电缆芯断开。 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（1）失灵保护的作用：在电力系统发生故障时，相应的保护装置将动作跳开断路器，如果该断路器因故不能跳闸，故障将不能切除，这时将有远后备保护来切除故障，但远后备保护的动作时间较长，这对系统的安全稳定运行带来不利影响。所以在220kV及以上系统中配置失灵保护在断路器拒动时快速切除故障。 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路

17、（2）失灵保护的起动回路一般对于断路器设置，当具备起动条件时经延时通过母差保护的出口回路跳闸。图165是常规接线的双母线接线的断路器失灵保护起动回路图，其中虚线框内为各线路保护装置提供的起动回路。 图165 失灵起动回路接线图三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（3）LJA、LJB、LJC是鉴定是否有故障电流的电流继电器接点，一般按对系统最小故障电流有灵敏度整定，当系统故障未切除时，该继电器处于动作状态。TJA、TJB、TJC为该线路的分相跳闸继电器，TJQ、TJR为三相跳闸继电器。 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（4）从图中可以看出，当保护发出跳闸信号而故障相电流仍然存在时，起

18、动回路接通，经正、副母切换继电器接点起动对应的失灵延时动作继电器1SJ或2SJ，时间继电器动作后通过母差保护的跳闸回路跳开该单元所运行母线上的全部断路器，从而切除故障电流。 三、断路器失灵保护回路断路器失灵保护回路（5）图166为微机型失灵起动装置的逻辑图，其判断失灵基本判据与图165相同，差别主要是增加了零序启动元件与突变量元件作为辅助判据。在出现跳闸信号存在而相应电流为消失时，首先发重跳信号对该相断路器再跳一次，这对于双跳圈断路器因跳闸回路故障而造成的失灵极为有用，如果重跳成功将有效避免失灵保护跳开整个母线上的其它元件，防止跳闸范围的扩大。图166 微机失灵起动装置逻辑图三、断路器失灵保护

19、回路断路器失灵保护回路（6）由于变压器的短路阻抗较大，当主变低压侧故障而主变断路器失灵时，母差保护的复压元件可能因灵敏度不够而不动作，失灵起动后无法跳闸，所以主变断路器失灵起动前，首先要提供一对接点解除母差保护中的复压闭锁，只要失灵起动时间一到，即使母差保护中复压闭锁元件不动作，出口跳闸。 四、母差保护的跳闸回路（1）在变电所中，母差是一套极其重要的保护装置，它能以极快的速度有选择性地切除母线故障，减小母线故障对设备及系统的影响，防止系统稳定破坏，这一定对220kV及以上的枢纽变电所尤其重要。母差保护不能拒动，但一旦误动后果也是非常严重的，特别对220kV及以下主接线为单母线或双母线的系统，误

20、动时将切除一条母线甚至一个电压等级母线上的全部断路器，这往往就意味着全所停电。所以确保不误动是母差保护中考虑的一个重要问题。 四、母差保护的跳闸回路（2）采用复合电压闭锁母差保护出口是防止误动的一个有效办法。在母差保护中除电流差动继电器外，还设有测量母线电压的电压元件。为了确保足够的灵敏度，常常同时采用低电压元件及负序电压元件，无论哪个电压元件动作，就开放母差保护的出口回路，这时如果差动继电器同时动作来，母差保护将出口跳闸。 四、母差保护的跳闸回路（3）当母差保护的电流二次回路开路或短接等引起差流，造成差动继电器动作时，由于系统电压无异常，复合电压元件不会动作，差动保护只会发信号而不会出口跳闸

21、。图167为常用母差保护的出口回路接线图。图16-7 常用差动保护出口回路接线图四、母差保护的跳闸回路（4）为提高母差保护的可靠性，微机型母差中常将差动元件与复合电压元件做在不同的机箱中，其使用的CPU及逆变电源都相对独立，两者的接点与电磁型母线差动保护一样，串联后出口跳闸。也有微机型母线差动保护装置参照线路保护的做法，将电压元件与差动元件做在一起，经与门判断后直接出口跳闸的。其原理接线见图168图16-8 直接跳闸的差动保护出口回路接线图四、母差保护的跳闸回路（5）母差至各断路器的跳闸回路中应有单独的压板，各断路器的跳闸回路可以单独停用。母差保护动作跳闸后，不允许线路开关的重合闸动作，因此母

22、差保护的跳闸回路必须接入不起动重合闸的跳闸端子。如果所用保护没有专用的不起动重合闸跳闸端子，则应该有母差保护在跳闸的同时，给出一个闭锁重合闸的接点，图169为其原理接线图。图16-9差动保护出口闭锁重合闸回路接线图五、三相不一致保护的回路（1）断路器一相跳开，而其它两项仍在合闸位置，我们称之为非全相运行，是一种非正常的运行方式。当系统发生非全相异常运行时，会产生零序分量和负序分量，它们会对发电机、电动机造成危害，对通讯系统产生干扰，同时也影响系统保护装置的正确动作，所以电力系统不允许常时间地非全相运行。为此在分相操作的断路器安装有非全相保护，当系统出现非全相达到一定时间就跳开其它两相。 五、三

23、相不一致保护的回路（2）非全相保护也称为三相不一致保护，实现三相不一致保护有两种方式。一种是由断路器自身实现，一种是安装单独的三相不一致保护装置。 五、三相不一致保护的回路（3）由断路器自身实现的接线如图1610，它由断路器的一组A、B、C三相常开接点并联，另一组A、B、C三相常闭接点并联，再将两者串联后起动一只带延时的继电器K16来判断是否出现非全相运行。当三相均在合闸位置或分闸位置时，总有一组辅助接点处于分开位置，继电器K16不动作。当三相断路器不一致，有一相或两相处于分闸位置时，两组辅助接点中总有接点处于接通状态，K16继电器动作，到整定延时其接点接通，使继电器K61动作。 五、三相不一

24、致保护的回路（4）K61一方面去断路器跳闸回路跳开三相断路器，有一付接点进行自保持，需要通过按钮S4才能复归。自保持是因为出现非全相情况一般为断路器操作机构或其二次控制回路出现了故障，需要查明原因才能进行再次操作。图16-10断路器中的三相不一致保护五、三相不一致保护的回路（5）当断路器中没有三相不一致保护时，也可以安装独立的三相不一致保护装置来实现这一功能。独立的三相不一致保护除了用断路器辅助接点或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外，还可以用零序电流与负序电流闭锁回路，用以提高该回路的可靠性。当出现三相不一致的异常运行情况时，只要有电流，就一定会出现零序电流或负序电流，当三相不一致起动回

25、来沟通，同时又有零序电流或负序电流时，经过一定延时才发三相不一致的跳闸命令。 五、三相不一致保护的回路（6）图16-11为经零序或负序电流闭锁的三相不一致保护原理接线图，图中在判断三相位置不对应回路后串入了负序及零序电流继电器的接点，这时只有负序或零序继电器同时动作才能起动跳闸继电器CKJ。零序与负序闭锁电流的整定要有足够的灵敏度，一般考虑躲过可能出现的最大不平衡电流即可。图16-11经零序或负序电流闭锁的三相不一致保护原理接线图五、三相不一致保护的回路（7）为了防止三相不一致保护误动作，当通过断路器辅助接点判断出现三相不一致后，要经过一个延时才出口跳闸。该时间一般整定0.6s，对于有单相重合

26、闸的线路断路器，要比单相重合闸的时间增加一定裕度，一般该时间约2s左右，在3/2断路器主接线时，由于中间断路器与母线断路器的单相重合闸时间不同，该差异也应考虑到断路器三相不一致保护动作时间的整定中去。 五、三相不一致保护的回路（8）按技术规程，对采用单相重合闸的3/2断路器接线，母线断路器的重合闸时间较短，断路器三相不一致保护的动作时间整定为2s，中间断路器的单相重合闸时间整定较长，断路器三相不一致保护的动作时间整定为3.5s。 六、纵联保护的切换回路（1）目前，常用分相电流差动与纵联保护作为线路全线速动的主保护，纵联保护的常用高频通道与光纤通道。在设旁路母线的变电所，为了在旁路代线路断路器时

27、仍有全线速动保护，常将一套纵联保护切至旁路保护回路。 六、纵联保护的切换回路（2）实现的方法有两种，一是在旁路保护中安装时高频收发讯机或光电转换装置，在旁路代线路断路器时切换收发讯机频率与对侧一致，或将光纤改接至光电转换装置，使之组成完成的通道，但应用最为广泛的是将线路保护的收发讯机或光电转换装置连同通道一起切换到旁路保护。如图1612。图1612高频收发讯机切换回路图六、纵联保护的切换回路（3）运行于本线断路器位置时，图中QK切至“本线”位置，该收发讯机的工作电源及起动发信接点、收信输出、动作信号等均连接到本线断路器的保护装置。与当有旁路断路器代本线断路器时，图中QK切至“旁路”位置，该收发讯机的工作电源及起动发信接点、收信输出、动作信号等均连接到旁路断路器的保护装置。 六、纵联保护的切换回路（4）旁路保护要与多个线路保护的收发讯机进行切换，一般在旁路保护柜上设专用的端子排，各线路的切换回路在该端子排上并接。该切换回路要注意，不能有两条线路的收发讯机同时切换到旁路，切换前后线路保护与旁路保护间一定不能有如何寄生回路。