变电站二次回路的特点培训课件.pptx

1、变电站二次回路的特点培训课件第二章目前变电站的二次回路的特点第二章目前变电站的二次回路的特点l1变电站的二次回路的现况及发展(第一部分)l1.1电网发展规划原则 l新技术应用原则。坚持技术创新与技术改造相结合，近期需要与长远目标相结合，自主开发与引进消化相结合。遵循“先进成熟、安全可靠、高效实用、价格合理”的原则，积极采用运行可靠、技术先进、自动化程度高、占地少、维护少的设备和装置，应用紧凑型线路、同塔双（多）回、大截面导线、全封闭式组合电器、快速保护等先进适用技术，保障电网安全l1.2二次系统规划原则l 二次系统要与一次系统同步发展，适应电网的规模和结构；实现对电网的实时监控，保证电网的安全

2、稳定运行，满足调度生产运行的需要。“十一五”期间，山东电网规划新增装机3000万千瓦，到2010年，全省装机总容量约6700万千瓦，电网统调装机容量约5000万千瓦。20112020年期间，规划通过国家1000千伏特高压交流电网和800千伏特高压直流向山东输送1500万千瓦电力（交流800万千瓦，直流700万千瓦），到2020年，山东电网可用电源容量达到1亿千瓦“十一五”及20112020年期间，全省发电设备利用小时数在5500小时左右，全省电力供需总体平衡，电力供应有保证。进入21世纪，电力事业飞跃发展，系统中大量使用电气设备新技术，因此必须掌握它的特点：目前变电站的二次回路的特点目前变电站

3、的二次回路的特点l1.3国家对新技术使用原则l因地制宜应用标准化、模块化、智能化、紧凑型的高压组合电器（GIS），如126252 kV全三相共箱式结构，363550 kV三相母线共箱式结构、简化式组合电器等。随着220kV、110kV六氟化硫组合电器（GIS）设备国产质量和生产能力的提高，220kV、110kV GIS电气设备在山东得到大规模的使用。目前，新建220kV变电站的220kV、110kV电气设备以及500kV变电站的220kV电气设备均全部采用GIS。l500kV GIS电气设备在山东的新建500kV汶上、鲁中、枣庄等变电站使用。l1.4掌握新技术的二次回路特点掌握新技术的二次回路

4、特点l由于GIS、HGIS的设备投资较常规敞开式电器大，使用年限长，但是由于二次回路使用的端子牌、接线质量通常采用的是常规式，存在二次自动装置与一次设备使用寿命不同步的现象；由于各个间隔的互感器从GIS设备中引出到间隔汇控柜，加上隔离开关、接地刀电磁闭锁回路等，二次回路的接线多、回路复杂。因此设计中除了按照国家常规要求，同时必须注意它的二次回路的特性，防止出现因二次回路的问题引起的设备异常及故障。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.5国家有关二次回路的设计标准国家有关二次回路的设计标准l二次回路的设计：继电保护规划、设计应坚持“统一规划、统一设计标准”的原则，遵照现行的有

5、关继电保护的国家标准、行业标准、反事故措施要求等规定，制定符合国家电网实际情况的统一规划和统一设计标准，并在继电保护的各项基、改建工作中严格遵照执行。l山东电力超高压系统变电站有22座，主变压器104台，变电容量25584兆伏安。随着电网规模的不断扩大，对继电保护应用技术提出了新的要求。在“统一规划，统一设计标准”的原则下，国家电网公司、华北电网公司等单位相继编写了继电保护标准化设计规范、华北电网继电保护标准化等标准，为促进继电保护标准化管理工作，有效地减少继电保护人员工作不规范引起的“三误”事故，提高继电保护运行水平，对电网的安全稳定运行及现场工作的安全具有重大意义。80年代原水利电力部组织

6、编写的四统一变压器保护装置原理设计主要针对当时继电保护的现状，通过统一原理标准、统一原理接线、统一符号、统一端子排布置，但是目前设计思路新 目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l旧对比不一致，如断路器保护的联跳、保护装置之间的联系，保护“双重化”的原则等等，对变电站的后来的保护更换及扩建造成很大的困难和标准化的混乱，使得继电保护运行存在安全隐患。标准化设计的实施在山东超高压系统已经开始，根据要求，厂家产品、二次回路设计、安装工艺已经按标准执行，同时我们也发现了一些实施中的问题。目前HGIS、GIS组合电器的厂家分散，金属封闭开关设备的规格不一，二次原理及接线端子排不规范，通常是

7、变电站的初建选用谁的产品，以后大量的扩建工程必须选用它的产品。由于GIS、HGIS的设备投资较常规敞开式电器大，使用年限长，存在二次回路与一次设备使用寿命不同步的现象。因此必须二次线实现“标准化”，加强施工工艺，简化二次回路，方便运行维护，提高GIS的使用寿命。l1.5.1 GIS组合电器的机构箱二次部分实现“标准化”设计l可以大幅度减少二次接线的设计；提高GIS的操作可靠性，防止由于断路器的偷跳、三相不一致等造成电网瓦解的事故发生；防止人员的操作到各种短路故障时发生继电保护拒动，可能威胁人身安全及系统越级跳闸事故；给检修人员减少了维护的工作量和提高了安全性。目前变电站的二次回路的特点目前变电

8、站的二次回路的特点l1.5.2山东电力系统使用山东电力系统使用HGIS、GIS的现状分析的现状分析受各个厂家的技术影响，形成GIS、HGIS各自“独立”的状态。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.6对应运行的二次回路对应运行的二次回路l1.6.1“远方、就地远方、就地”把手的控制范围把手的控制范围l运行人员在进行大范围的倒母线操作时，为便于观察GIS的动作，习惯于就地操作，因此“远方、就地”把手的控制范围为：在“就地”方式，只控制断路器的合闸、第一组跳闸回路，不控制第二组跳闸回路。以保证继电保护在“就地”方式对发生的各种短路故障进行切除，保证设备和人员的安全。l1.6.2

9、三相不一致保护与操作把手无关三相不一致保护与操作把手无关l把手的控制在“就地”时，三相不一致保护“远方”时有效，在“远方”时失效，2007年11月，在500kV潍坊变电站的AIS设备改造为GIS组合电器时发现有这个现象。GIS组合电器的改动部分见图3目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1,6.3断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开断路器与隔离开关、接地开关的交流电源分开l为实现国家电力主管部门曾要求防止电气误操作应达“五防”的要求。既：防止误操作断路器；防止带负荷拉合刀闸；防止带电挂接地线；防止带地线送电；防止误进入带电间隔。因此要求HGIS、GIS组合电器中的断路器与隔

10、离开关、接地开关的交流电源分开。以德州变电站为例，提供图纸隔离刀闸电机为直流，实际到货为交流，而且与断路器的蓄能电机共用一组交流电源。为防止在检修时出现误操作隔离开关及接地开关的事故，因此将隔离开关的交流电源增加开关一组。见图4。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.6.4 3/2断路器方式的电气闭锁采用断路器辅助接点断路器方式的电气闭锁采用断路器辅助接点l采取措施：隔离开关使用断路器辅助接点闭锁，可以同时起到闭锁两侧隔离刀闸的作用，这样与传统的3/2断路器的隔离开关闭锁统一，并且可以减少80根电缆芯的接线。l 1.6.5简化比较复杂的闭锁简化比较复杂的闭锁l图5 HGIS

11、组合电器断路器的电气闭锁回路目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l HGIS组合电器较常规电器电气闭锁(联琐)的复杂性,不但隔离开关具有500kV一个半断路器接线方式的AIS敞开式电器闭锁的特点,并且断路器设置了联琐回路，在HGIS断路器两侧设有隔离刀闸的辅助接点断开位置、合闸位置串联的接点，主要是为了防止隔离开关非全相断路器合闸，造成对设备的危害,见图5。l1.6.5.1 增加闭锁回路带来的危害增加闭锁回路带来的危害l这样就在有限的端子排上增加了近30芯电缆,使二次设备工作量加大。二次设备是按工作需要，依一定的次序用导线或电缆连接的电路称为二次接线。二次接线的任务是反映一次系

12、统的工作状态，控制一次系统并在一次发生故障时使故障部分退出工作。表明二次设备之间的连接关系的电路图，称为二次接线图和二次回路图。在设备定检和运行中发现异常,检查二次接线时，接线越少越容易掌握，越容易找出问题所在，同时设备与电缆更换也就越容易。因此必须加强施工工艺，取消隔离开关不一致闭锁断路器回路，使用监控系统监视隔离开关不一致，简化二次回路，方便运行维护，提高HGIS的使用寿命。l断路器是超高压系统重要设备，起着合上或断开负荷电流，在发生各种短路故障中由继电保护发出跳闸脉冲，快速切除短路电流，防止电气设备损坏、人员伤亡的重要作用，因此断路器回路不应受到闭锁。目前变电站的二次回路的特点目前变电站

13、的二次回路的特点l1.6.5.2使用监控系统代替闭锁的措施使用监控系统代替闭锁的措施lHGIS组合电器防止隔离开关非全相断路器合闸联琐回路,完全可以用变电站的监控系统，既微机五防系统的反映隔离刀闸的三相串联辅助接点的代替,它的回路与非全相完全一样，可以事先准确地判断隔离开关的位置正确性，见图6。l图6使用隔离刀闸监控信号代替隔离刀闸位置不一致原理图目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.7不一致保护必须装设出口动作信号及压板不一致保护必须装设出口动作信号及压板l1.7.1不一致保护在断路器本体性能的作用不一致保护在断路器本体性能的作用l国家电网公司十八项电网重大反措（2005

14、年发布）继电保护专业重点实施要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护。既在断路器单相跳开后，如果重合闸动作，断路器由于压力、机械、二次回路等原因，没有重合成功，必须在22.5S内跳开三相,并且不再重合，以保证系统的安全。在保护屏失去断路器保护的情况下，或者断路器三相不一致保护由于零序、负序电流闭锁值故障时达不到定值拒动的情况下，它可以发挥跳开三相断路器的重要作用，防止系统长时间在两相情况下运行，造成变压器后备保护跳闸的更大危害。例如2007年3月山东电网两条500kV同杆并架线路相继发生单相接地故障，故障发生后，保护动作，重合闸动作正确，但断路器并未重合，因此

15、两台断路器出现不一致运行情况，2.5S后与华中联网的中断路器三相不一致保护动作，跳开其余两相，而边断路器由于故障后系统潮流的变化，电流量未达到保护动作的定值，断路器三相不一致保护未出口跳闸。因此，继电保护的断路器不一致保护与断路器本体的不一致保护动作的区别应该由各自的信号继电器反映。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.72没有出口动作信号的危害没有出口动作信号的危害l目前超高压变电站HGIS、GIS组合电器断路器带有的本体跳闸继电器、三相不一致保护跳闸继电器，没有设计出口信号显示，给运行维护人员判别断路器二次回路误动还是断路器机械偷跳带来极大的困难，虽然断路器动作时监控屏

16、有“断路器非全相”，但是不能确定出口跳闸的真正原因。断路器的制造厂家只注重传统的二次典型设计，忽略继电保护有关规程的要求。特别近几年投产、扩建的高压断路器二次回路仍然延袭了传统的设计方案，以至在后来的运行维护中存在许多的隐患。例如断路器本体三相不一致保护，断路器不一致的辅助接点将电源引入电磁继电器启动时间继电器，带动出口继电器。以单个继电器为主要元件，数量多，特别是维护时危险性大；同时没有出口跳闸压板，没有信号及信号自保持等。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.7.3为三相不一致跳闸信号部分采取措施为三相不一致跳闸信号部分采取措施l及时反映断路器的动作信号情况见图6。当Q

17、FA、QFB、QFC（断路器本身的辅助接点）组成的回路，因为断路器三相不一致而闭合时，通过压板启动时间继电器，在时间继电器到达终点时，中间继电器ZJ得电，这个继电器一方面使各分闸电磁铁线圈（Y1A、Y1B、Y1C、Y2A、Y2B、Y2C）得电跳开断路器。断路器分闸后，其辅助接点切除三相不一致回路的电源。另一方面启动重动中间继电器1ZJ，1ZJ的作用是在本体断路器上发出三相不一致跳闸红色信号灯，并且自身保持，另一方面向监控系统发出断路器三相不一致跳闸信号，通知值班人员及时处理情况和手动复归信号。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.9 GIS、HGIS的的TA极性统一性极性统

18、一性l1.91 TA的的P1指向母线指向母线lTA 的P1指向按照短路故障电流从母线流向线路短路潮流为准，因此在电力系统中，双母线单分段、双母线双分段、3/2断路器接线方式等主接线对TA的极性原则为：TA的P1指向母线，是3/2断路器接线方式GIS、HGIS的边断路器TA指向各自的母线，中间断路器TA极性统一指向I母线或统一指向II母线。l1.92 TA的的P1指向统一性的重要意义指向统一性的重要意义lTA的P1指向统一性可以使设计标准化，对于线路保护、母线保护的TA二次组别从原理图的标号统一清晰。l对新安装或设备回路经较大变动的装置，在投入运行以前，必须用一次电流和工作电压加以检验，判定带方

19、向的线路保护、电流差动保护（母线、发电机、变压器的差动保护、线路纵差保护及横差保护等）接到保护回路中的各组电流回路的相对极性关系及变比是否正确。l如果TA的P1指向如表1中原理接线的现状所示：P1指向断路器的中心，TA二次的极性由于TA的位置不同，各组TA二次输出K1失去以各自母线为准的原则，对于维护和检修十分不利。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l1.10组合电器机构二次回路实现组合电器机构二次回路实现“标准化标准化”设计设计lGIS与HGIS组合电器机构二次回路实现“标准化”的设计除了断路器跳、合闸执行功能及报出状态信号，还具备以下功能：l用于控制及保持本体三相不一致出

20、口跳闸的状态压板及信号。l有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置。l断路器除去本身压力闭锁以外，控制及保护跳闸回路不应受任何电气闭锁。l3/2断路器方式的电气闭锁采用断路器辅助接点l“远方、就地”把手的控制在“就地”时，不应解除第二组保护跳闸回路。l“远方、就地”把手的控制与三相不一致保护无关。l机构箱继电器除了出口跳闸元件外，可以使用带试验把手的继电器。l当一个安装单位有断路器、隔离开关、接地器同需要AC电源时，必须有各自的空气开关控制。l端子排由阻燃、与一次设备同寿命的材料组成。l端子排每一安装单位应编有顺序号，如X1、X2等，并且与原理图的标示一致。l每一端子排在最后留25个端子排作为备用。

21、l正负电源之间以及带电的正电源与合闸或跳闸回路之间的端子排，宜以一个空端子隔开。lTA的P1指向母线，是3/2断路器接线方式GIS、HGIS的边断路器TA指向各自的母线，中间断路器TA极性统一指向I母线或统一指向II母线，机构箱中TA的二次输出与一次对应。l组合电器的设备包括TA二次、TV二次、SF6气体表的引下线软管，应该使用与电器同寿命的不锈钢材料组成。l各隔离气室的SF6报警信号就地及远方监视正确可靠。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l 当前电力系统面临变电站变压器二次电缆施工工艺复杂、工作量大的瓶颈现象，一个迫切问题是变压器保护、测量回路智能一次设备技术的应用与常规

22、二次电缆的改造。智能一次设备电子互感器电力系统得到应用。作为继电保护的通道、连接媒介，光纤以它快速光脉冲方式实现信号的传递，特点是不怕超高压、雷电的电磁干扰，对电场绝缘，频带宽，衰耗低的通道得到广泛的使用，安装质量尤为重要。l电子式TA的一大特点就是输出信号的数字化，信号通过光缆传输，可为变电站节省大量的电缆购置开支，同时可以大大缩小电缆沟的占地面积。l2.1常规的二次电缆存在严重问题常规的二次电缆存在严重问题l二次回路在电力系统中为了确保发电厂、变电站电力网系统中使操作管理能便利可靠安全运行，随着系统向大容量、大电网的发展，它的任务日益繁重。例如变电站模拟量的采集需要设备的电磁感应元件及电力

23、电缆的连接，将二次额定电流、电压输送到保护屏及监控系统，监察测量仪表和计量电能，故障录波；控制回路通过二次电缆包括超高压变电站各级电压的断路器及隔离开关合开关；运行与否的监控屏的指示、故障音响、事故警报；保护方面的按需装设各种保护装置及自动装置以满足系统的要求；直流系统充电机和蓄电池组成为直流控制保护、信号电源。500kV淄博投产于1996年，变电容量2X750MVA，建成后统计二次电缆的建设长度总数达到236、8km。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.1.1二次电缆安装使用的人力及物力相当大二次电缆安装使用的人力及物力相当大l根据500kV聊城变电站的#1变压器本体提

24、供保护及监控的交流电流模拟量使用电缆统计：为25根4x4mm2总长度为3650M，施工工艺复杂、电缆敷设量大,端子排拥挤不堪,在1.5米见方的端子箱中密密麻麻的电缆竟有近50根420个接头。#1、#2主变压器同时进入保护室，电缆层中电缆明显拥挤，而且#1、#2、#0三台所用电变压器的动力控制电缆共同使用一个电缆沟，因此电缆架上排满电缆，空间极少,施工人员检查出入很不方便。见图1.几个老变电站例如500kV济南站、潍坊站使用电缆隧道，虽然空间大，但是浪费也大。l2.1.2 电缆绝缘破坏十分严重：见电缆绝缘破坏十分严重：见图1电缆的拥挤引起绝缘下降l尽管验收时绝缘情况均符合规程要求，投入运行后不久

25、由于个别二次电缆的绝缘降低，2004年7月26日14时31分，500kV聊城站#2变压器保护屏B屏公共绕组零序保护动作，#2变压器5033、5032、202断路器跳闸，#3变压器停电。最后确定为二次电缆绝缘降低两点接地附加电流引起变压器跳闸。同年6月10日12时56分，同样因为二次电缆绝缘降低问题引起500kV滨州站3号主变保护B屏差动保护动作，造成变压器各侧跳闸，损失有功负荷126.9MW，无功负荷53.9Mvar。l同时由于TA和TV的电磁特征的开路及短路现象引起系统故障屡见不鲜。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.

26、1.3 TA造成饱和的分析造成饱和的分析lTA在继电保护和电流测量中的作用长期以来具有不可替代的地位，但在作为保护用时，TA的饱和问题却一直影响继电保护装置。当TA饱和时。二次信号发生畸变引起继电器误动作。造成电流互感器饱和的主要成分是一次电流的直流成分。在短路故障的暂态过程中，由于直流分量而使得暂态磁通比稳态磁通大许多倍而饱和，使励磁电流猛增，误差很大，影响到快速继电保护装置的正确动作。另外，闭合铁心中很可能有较大的剩磁，如果剩磁的极性与暂态磁通的直流分量的极性相同，铁心饱和就会更为严重。这种剩磁可以通过开气隙加以改善，但仍不尽人意，因这样设计出来的铁心绕组往往体积大、重量重。l2.1 4

27、电缆进水现象必须引起高度重视电缆进水现象必须引起高度重视l塑料电缆被水分侵入后,会发生老化现象,这主要是由于水分呈树状渗透引起的,在导体内及绝缘体外都有水分存在时,产生老化现象最严重,这可能是某中原因使水容易集积绝缘内,当导体内有水分比绝缘外有水分所引起的水分渗透老化更快.所以我们不能对塑料电缆的进水问题不予重视。在运输、储存、敷设和运行中都要重视，避免水分侵入塑料电缆芯。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.1 5 电缆受分布电容及电磁影响很大电缆受分布电容及电磁影响很大l在变电站中误跳闸继电器动作的条件是电缆窜入的交流分量足够大、跳闸电缆的对地分布电容大。山东500kV

28、聊城站、500kV宁波河姆变电站于2004年都发生过，见图2。当交流分量大到一定程度时，使1TJR继电器动作的关键因素为继电器的动作值、动作功率、回路阻抗（继电器线圈阻抗与分布电容C2阻抗的和）及线圈阻抗与分布电容C2阻抗的分压比。在现场实际接线中，误跳开关此跳闸回路的长电缆对地分布电容较大见图1。而1TJR出口继电器的动作电压为70V左右，线圈内阻为5.2k，因此当220V交流量通过电缆窜入直流控制回路时，足以使1TJR出口继电器误动作跳闸。2004年5月16、18日及10月30日，500kV聊城站三次发生了二次回路跳闸的事故，多次切断与聊城电厂的紧密联系。l智能一次设备技术的应用将从根本上

29、解决了电磁原理带来的弊端，OET和电磁式的TA、TV区别为：OET是数字信号通过光缆到保护、控制室，高低压之间没有电气联系；电磁式TA、TV传输模拟量信号，通过电缆连接到保护、控制室，节约大量的电缆及人力的使用。互感器主要用于电力系统基本参数的测量，以及为电力系统的计量、保护与监控单元提供信号。随着电力系统输电容量的增长和电网电压等级的提高，基于电磁式原理的传统互感器渐渐不能满足电力系统飞速发展的需要，呈现出一系列自身难以克服的缺陷。随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理技术已逐渐成为一门主流技术，并在许多领域得到广泛应用。再加上光纤通信技术和传感技术的日趋成熟完善，使得电力系统部分

30、使用新型的电力互感器成为可能。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.2 智能一次设备技术的运用智能一次设备技术的运用l 一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。l 一次设备带光遥感器的TA，TV，电力原始数字信号通过光纤直接传输给二次的保护控制系统是当今世界先进科技项目。例如ABB 最新推出

31、的智能化一次设备“PASS”(Plug and Switch System)，澳大利亚有四个新建变电站拟采用。其中Blackwall变电站已于1999年底安装完成。PASS由一只金属壳组成，它把气体绝缘的断路器、母线隔离刀闸、接地刀闸、电流及电压传感器与套管组合在一个共用的气室内。l数字式互感器在我国也得到使用，例如新宁光电自动化公司基于罗科夫斯基线圈-积分器理论,2002年在江苏省110kV变电站使用数字式光电电流互感器获得成功。数字式技术和光电技术运用，保证了互感器的高精度。室外的采集器单元置于一个和被测量电压等电位的密封屏蔽的传感头部件内，提高了抗EMI、RFI性能，同时提供了一个清洁的

32、工作环境，采集器单元和合并器单元的数据在转换数字信号后由光缆传输，使得长距离数据传输可靠性大大增强。大电流传变器使光电式互感器具用无限饱和、频率响应宽，电流精度高，暂态特性好等优点，装置测量准确度达到0.1级，保护达到5TPE20。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l光纤电缆代替电磁电缆在500kV变电站得到广泛的使用,目前由河南电力试验研究院与德国斯尼文特公司等联合研制的交流变电站用500千伏光电电子式互感器于2005年10月14日在500千伏郑州变电站投入运行，500千伏嵩郑II线路使用,填补了国内输变电500千伏电压等级电子式互感器空白。数字化变电站是指变电站内一次电气

33、设备和二次电子装置均实现数字化通信，并具有全站统一的数据模型和数据通信平台，在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。l目前山东500kV变电站的监控系统实行数字技术，从分布式保护室至控制室由以太网传输，由于实现资源共享，只要一条网络线路即可，节约开支。光纤通信系统的主要优点：(1)传输频带宽、通信容量大，传输速率快；(2)线路损耗低、传输距离远；(3)抗干扰能力强。l 如果积极实现光电传感器（OET）的在500kV变电站的应用，它的优点除了包括以上网络特点外，还表现在(1)频率范围宽。(2)响应速度快，动态范围大，测量精度高。(3)抗干扰能力强，电绝缘特性优质。(4)光电互感器重量轻，综合

34、造价低。(5)由于高压部分和地面无电气联系，互感器信号柱主要用途是保护连接高压部分和地面部分的数据、能量。l2.3 需要解决的关键问题需要解决的关键问题 l由于保护和控制集成系统（PRO Scada）将保护和控制功能集成到同一装置中，实现数据的完全共享。因此光电传感器、光纤技术、局域网络技术的应用必须遵照继电保护的模拟量的一般规定。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.3.1解决互感器的二次接线组别使光电互感器实现保护功能一致解决互感器的二次接线组别使光电互感器实现保护功能一致l常规继电保护采用来自互感器的模拟量为经过组合的12点、6点组别的接线，使得经过交流输入变换插件（

35、AC）与系统接线图如下：l图3，Ia.Ib.Ic.Io分别为三相电流和零序电流输入，Ua.Ub.Uc为三相电压输入，额定电压为100/3V；Ux为重合闸中检无压、检同期元件用的电压输入，额定电压为100V或100/3V。使用微机系统将以上的回路转换为光电系统，利用电容分压原理测量电压，采用高速低耗芯片和处理器完成高压侧数据的实时处理，再经变换，以光纤作为信号传输媒质，把高压侧转换的脉冲信号传输到二次侧进行测量保护的电子式光电组合互感器，见图4。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点断路器A AB BC CBIAICI0I2 0 12 0 22 0 32 0 42 0 52 0 6

36、2 0 72 0 8AUBUCUXU2 0 92 1 02 1 12 1 32 1 42 1 2至低通插件至低通插件至低通插件2 0 1 2 0 22 0 3 2 0 42 0 5 2 0 62 0 82 1 02 1 22 1 42 1 32 1 12 0 92 0 7A C此 系 统 为 典 型 接 线2 1 52 1 5目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l例如电子式互感器高压侧数据采集系统采用 作为主控芯片，选用芯片实现对传感头输出的各路模拟信号的实时采集和模数变换。高压侧数据处理系统的主要工作流程是：接收传感头输出的模拟信号并进行预处理，然后送到芯片转换成数字信号，最

37、后经过变换成光信号输出到光纤传输系统。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.32变压器保护的变压器保护的TA二次接线方式二次接线方式l变压器保护不同于线路、母线、电抗器、电容器等保护，一些TA的二次接线设计要求串并联的较多，例如500kV聊城站#1、#2变压器35kV侧的TA二次由于一次接线的主接线为三角型，因此TA二次侧为了实现12点组别，将A相进线套管的TA二次与B相出线套管TA二次并联引出作为A相进保护装置，将B相进线套管的TA二次与C相出线套管TA二次并联引出作为B相进保护装置，将C相进线套管的TA二次与A相出线套管TA二次并联引出作为C相进保护装置，然后将它们的尾

38、部连接成为N端即12点进保护装置。我们应用数字接口光缆传输应用的特点就是输出信号的数字化，信号通过光缆传输，可为变电站节省大量的电缆购置开支，同时可以大大缩小电缆沟的占地面积，见图5。可实现与保护、故障录波设备点对点连接方式例如以上的35kVTA二次连接；计量设备和测量设备可采用点对点方式连接（IE660044.7），也可采用以太网方式（IEC61850）。l2.33光纤的各种接线组别接口使用继电保护装置控制光纤的各种接线组别接口使用继电保护装置控制l 除此以外,目前变电站使用的微机变压器保护都具有独特的差动二次电流相位调整方法，例如采用Y变换变压器各侧TA二次电流相位，因此故障相、非故障相具

39、有名特征，励磁涌流闭锁判据可以实现分相制动。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.4变压器保护适宜混合式电子互感器变压器保护适宜混合式电子互感器l电力变压器是发电厂及变电所最重要电气设备之一，它是由绕在一个铁心上两个和或两个以上的线圈，通过交变磁通互相联系着。把一种等级电压与电流变成同频率的另一种等级电压与电流作为联络与用户使用。电力系统中变压器事故率较高，据前几年资料统计，占电气设备事故率65%，特点一是突发事故，事先系统无波动。二是以线圈、套管、分接开关等部位最为严重。三是损失很大，防爆器严重喷油、钟罩变型、线圈崩裂，烧黑。原因是制造质量差，施工遗留金属物品，分接开关不

40、到位等。因此，TA与保护装置的测量、正确动作尤为重要。l2.41变压器适宜混合式电子互感器变压器适宜混合式电子互感器l所谓混合式就是高压侧仍然是油浸式，与传统的不同点为二次是为芯片模拟通道的允许输入范围。转换部分主要是在主控芯片的控制下实时将模拟信号变换成数字信号。转换部分是将数字信号经过调制变成光脉冲信号，然后由光纤传输到保护屏侧。作为从电磁式TA向光电式TA的过渡产物的混合式电流互感器的传感头不是光学元件，而采用了传统的TA或空心互感器(即Rogowski线圈)，通过光纤将信号从高电位传输到低电位。这种结构既具有光纤传输的优点，又避免了光学传感头存在的温度和振动问题。由于这种互感器处于高电

41、位的电子装置需要可靠的电源供应，现在已不大采用处于高电位的小TA供电的方式，而采用地电位反射入光能，在高电位处将光能变为电能的供电方式。所以这种光电式电流互感器又可称为混合式光电TA。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.42变压器混合式电子互感器输出应用 l如前所述，变压器保护在可靠性较一般保护要求更加严格，由于变压器保护的比率差动、零差保护等对各侧的TA极性反映极为灵敏，具有决定是否跳闸的重要性。除了TA的组别正确外，同时根据微机保护的特点既在变压器带负荷后，可在保护屏主画面上显示变压器各侧的相电流的大小及差流小于0.02Ie。正常状态下潮流送入端与送出端的电流相位为1

42、80。因此，变压器混合式电子互感器输出光脉冲信号保证在运行过程中稳定、无断线、无紊乱既符合要求。l2.421电子式互感器代替电子式互感器代替TA的可行性的可行性l 随着微机的普及，在继电保护和测量中几乎全部应用微机，设备不再需要高功率输出的TA。这样一来，低功率输出、结构简单、线性度良好的Rogowski线圈在某些场合下，可以作为传统电流互感器的代用品。2.422 混合式混合式TA传感头的作用传感头的作用l与传统TA相比，Rogowski线圈有以下优点：(1)测量精度高：精度可设计到高于0.1%，一般为1%3%；(2)测量范围宽：由于没有铁心饱和，同样的绕组可用来测量的电流范围可从几安培到几千

43、安培；(3)频率范围宽：一般可设计到0.1Hz到1MHz，特殊的可设计到200MHz的带通；(4)可以测量其它技术不能使用的受限制领域的小电流；(5)生产制造成本低。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l2.5混合式光电混合式光电TA的组合方案及调试方法的组合方案及调试方法l混合式光电TA的测量单元遵循分布式设计思想，可根据现场要求灵活搭建系统，即能集中组屏，也能将测量单元下放到各个保护小室实现分布组屏。l2.5.1 选择工程组屏方案选择工程组屏方案l智能化电器的研究至少存在变压器、继电保护、光三个专业协同攻关。为施工方便，TA模拟量二次测量光电转换器在变压器就近安装，选择运行

44、维护人员易于监视和维护的地点。2.5.2 混合式光电TA的调试方法l混合式光电TA的调试方法原则上与常规TA调试方法相同。l2.521变压器保护组别调试变压器保护组别调试l（OEMU）光能提供单元无报警。变压器TA二次接线组别、极性试验通过在一次侧使用直流法加电压，变压器二次反映正确。通过仪表或装置有明显的标志。目前变电站的二次回路的特点目前变电站的二次回路的特点l222 严格注意变压器二次的模拟量正确严格注意变压器二次的模拟量正确l变压器TA的变比与设计相符，保护屏上有相应的检测电流断线元件监视及电流采样异常退出运行的保护措施。l223进行交流模拟量通道测试进行交流模拟量通道测试l用测试仪在

45、模拟量输入的光电转换器端子上施加额定的工频电流，观察保护屏上界面上的“模拟量”一栏的显示结果是否正确，对应通道的模拟量幅值、相角的测量值均与测量仪的标称值输出一致。l 2.6 数字化二次回路前途广阔l通过混合式光电TA的特点分析，我们可以看到它是解决变压器本体TA二次常规电缆量大、施工麻烦、容易出现绝缘降低造成保护装置误动的根本途径。智能型一次设备被检测的信号回路采用微处理器和光电技术设计，简化了电磁感应回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。变电站二次回路中常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替，实现继电保护的可靠性、可信赖性，保证超高压系统的安全维护、稳定运行

46、。谢谢！谢谢！踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就未来。22.10.522.10.5Wednesday,October 05,2022弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。17:42:4817:42:4817:4210/5/2022 5:42:48 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.10.517:42:4817:42Oct-225-Oct-22重于泰山，轻于鸿毛。17:42:4817:42:4817:42Wednesday,October 05,2022不可麻痹大意，要防微杜渐。22.10.522.10.517:42:4817:42:48October 5,2022加强自身建设，

47、增强个人的休养。2022年10月5日下午5时42分22.10.522.10.5追求卓越，让自己更好，向上而生。2022年10月5日星期三下午5时42分48秒17:42:4822.10.5严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年10月下午5时42分22.10.517:42October 5,2022重规矩，严要求，少危险。2022年10月5日星期三17时42分48秒17:42:485 October 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午5时42分48秒下午5时42分17:42:4822.10.5每天都是美好的一天，新的一天开启。22.10.522.10.517:4217:42:4817:42:48Oct-22务实，奋斗，成就，成功。2022年10月5日星期三17时42分48秒Wednesday,October 05,2022抓住每一次机会不能轻易流失，这样我们才能真正强大。22.10.52022年10月5日星期三17时42分48秒22.10.5谢谢大家！谢谢大家！