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110kV 变电站 典型二次回路图解 2018 目录 第一章110kV 变电站常见二次设备 第 二 章 微 机 型 二 次 设 备 的 工 作 方 式 第 三 章 电 流 互 感 器 和 电 压 互 感 器 第四章如何看二次回路图 第五章 断路器的控制 第四章110kV 线路二次接线（待续） 第五章110kV 主变二次接线（待续） 第六章10kV 开关柜专题（待续） 第七章自动装置二次接线（待续） 第八章连锁回路二次接线（待续） 第九章（待定） 第一章 110kV 变电站常见二次设备 由 于 主 网 电 压 等 级 的 升 高 ，110kV 变 电 站 的 重 要 性 较 之 从 前 下 降 了 很 多 。对 于 一 般 规 模 的 市 区 110kV 变 电 站 ，多 使 用 110/10kV 两 圈 变 压 器 ，无 35kV 电 压 等 级 。110kV 配 电 装 置 采 用 GIS 或 PASS，一次接线 形式多为桥型接线，部分重要变电站为单母分段接线；10kV 配 电 装 置 采 用 中 置 柜 ，一 次 接 线 形 式 为 单 母 分 段 接 线 。 以 内 桥 接 线 的 110/10KV 变 电 站 为 例 ，其 站 内 主 要 二 次 设 备 包 括 110kV 主 变 保 护 测 控 屏 （主 变 保 护 、测 控 、操 作 箱 、综 合 测 控 屏 （公共 测 控 、 110kV 电 压 并 列 、110kV 备 自 投 屏 （备 自 投 、内 桥 充 电 保 护 、远 动 屏 、电 度 表 屏 （主变两侧计量、 10kV 线 路 保 护 装 置 （安装在开关柜上，类似还有 电容器、接地变、 10kV 电 压 并 列 ）。 对 于 外 桥 及 单 母 分 段 接 线 的 变 电 站 ，除 上 述 以 外 还 会 有 110kV 线 路 保 护 测 控 屏 （线 路 保 护 、测 控 、操 作 箱 。但 是 ，外 桥 接 线 时 无 110kV 备自投 装置。 第二章 微机型二次设备的工作方 式 习 惯 上 ，我 们 将 变 电 站 内 所 有 的 微 机 型 二 次 设 备 统 称 为 “微 机 保 护 ”， 实 际 上 这 个 叫 法 是 很 不 确 切 的 。从 功 能 上 讲 ，我 们 可 以 将 变 电 站 自 动 化 系 统 中 的 微 机 型 二 次 设 备 设 备 分 为 微 机 保 护 、微 机 测 控 、操 作 箱 （目 前 一 般 与 微 机 保 护 安 装 在 一 个 装 置 内 ，以 往 多 为 独 立 装 置 、 自 动 装 置 、远 动 设 备 等 。按 照 这 种 分 类 ，可 以 将 二 次 回 路 的 分 析 更 加 细 化 ，易 于 理 解 。在 本 文 中 ， 对 设 备 的 称 呼 将 一 直 参 照 这 种 分 类 方 法 。 首先，简单介绍一下各类设备的主要功能 微 机 保 护 将 电 流 量 、电 压 量 及 相 关 状 态 量 采 集 进 来 ，按 照 不 同 的 算法 实现对电 力 设备 的 继电 保 护 ,并且根据 计 算 结 果做出判断并 发 出 相应指令。 微 机 测 控 的 主 要 功 能 是 测 量 及 控 制 ，取 代 的 是 常 规 变 电 站 中 的 测 量 仪 表 （电 流表、 电压 表、功率表 、就地及 远传 信号系 统 和控制回 路。 操 作 箱 用 于 执 行 各 种 针 对 断 路 器 的 操 作 指 令 ，这 类 指 令 分 为 合 闸 、 分 闸 、闭 锁 三 种 ，可 能 来 自 多 个 方 面 ，例 如 本 间 隔 微 机 保 护 、微 机 测 控 、强 电 手 操 装 置 、外 部 微 机 保 护 、自 动 装 置 等 。 自 动 装 置 与 微 机 保 护 的 区 别 在 于 ，自 动 装 置 虽 然 也 采 集 电 流 、电 压 ， 但 是 只 进 行 简 单 的 数 值 比 较 或 “有 、无 ”判 断 ，然 后 按 照 相 对 简 单 的 固 定 逻 辑 动 作 。这 个 工 作 过 程 相 对 于 微 机 保 护 而 言 是 非 常 简 单 的 。 2.1 微机保护与测控的工作方式 微 机 保 护 是 根 据 所 需 功 能 配 置 的 ，也 就 是 说 ，不 同 的 电 力 设 备 配 置 的 微 机 保 护 是 不 同 的 ，但 各 种 微 机 保 护 的 工 作 方 式 是 类 似 的 。笼 统 地 来 说 ，我 们 可 以 将 这 个 方 式 概 括 为 “开 入 ”与 “开 出 ”两 个 过 程 （事 实 上 ，整 个 变 电 站 自 动 化 系 统 的 所 有 设 备 几 乎 都 是 以 这 两 种 模 式 工 作，只是开入 与开出的信息类别不同而已。 微 机 测 控 与 微 机 保 护 的 配 置 原 则 完 全 不 同 ，它 是 对 应 于 断 路 器 配 置 的 ，所 以 ，几 乎 所 有 的 微 机 测 控 的 功 能 都 是 一 样 的 ，区 别 仅 在 于 其 容量的大小而已。如上所述，微机测控的工作方式也可以概括为“ 开 入”与“开出”两个过程。 2.1.1 开入 微机保护和微机测控的开入量都分为两种模拟量和数字量。 2.1.1.1 模拟量的开入 微 机 保 护 需 要 采 集 电 流 和 电 压 两 种 模 拟 量 进 行 运 算 ，以 判 断 其 保 护 对 象 是 否 发 生 故 障 。变 电 站 配 电 装 置 中 的 大 电 流 和 高 电 压 必 须 分 别 经 电 流 互 感 器 和 电 压 互 感 器 变 换 成 小 电 流 、低 电 压 ，才 能 供 微 机 型 保 护装 置使用。 微机测控开入的模拟量除了电流、电压外，有时还包括温度量、 直 流 量 等 。微 机 测 控 开 入 模 拟 量 的 目 的 主 要 是 获 得 其 数 值 ，同 时 也 进 行简 单的计算以获得功率等电气量数值。 2.1.1.2 数字量的开入 数字量也称为开关量，它是由各种设备的辅助接点通过“开/闭” 转换提供，只有两种状态，也称为硬接点开入。 微 机 保 护 对 外 部 数 字 量 的 采 集 一 般 只 有 “闭 锁 条 件 ”一 种 ，这 个 回 路 一 般 为 弱 电 回 路 （直流 24V。（这 是 针对 110kV 及 以 下 电 压 等 级 的设 备 而 言 ， 对 于 220kV 设 备 而 言 ，由 于 配 置 双 套 保 护 装 置 ，两 套 保 护 装 置 之 间 的 联 系 较 为 复 杂 。） 微 机 测 控 对 数 字 量 的 采 集 主 要 包 括 隔 离 开 关 及 地 刀 位 置 、断 路 器 机 构 信 号 等 。这 类 开 关 量 的 触 发 装 置 （即 辅 助开关 ）一般在距离主控 室 较 远 的 地 方 ，为 了 减 少 电 信 号 在 传 输 过 程 中 的 损 失 ，通 常 采 用 强 电 系 统 （直 流 220V）进行传输。同时，为了避免强电系统对弱点系统 形 成 干 扰 ，在 进 入 微 机 运 算 单 元 前 ，需 要 使 用 光 耦 单 元 对 强 电 信 号 进 行隔离、 转变成弱电信号。 2.1.2 开出 对微机保护而言，开出是指微机保护根据自身采集的信息，加以 运 算 后 对 被 保 护 设 备 目 前 状 况 作 出 的 判 断 以 及 针 对 此 状 况 作 出 的 反 应 ，主 要 包 括 操 作 指 令 、信 号 输 出 等 反 馈 行 为 。之 所 以 说 是 反 馈 行 为 ， 是 因 为 微 机 保 护 的 动 作 永 远 都 是 被 动 的 ，即 受 设 备 故 障 状 态 激 发 而 自 动 执 行 的 。 对 微 机 测 控 而 言 ，微 机 测 控 的 开 出 指 的 是 对 断 路 器 、电 动 隔 离 开 关 及 地 刀 发 出 的 操 作 指 令 。与 微 机 保 护 不 同 的 是 ，微 机 测 控 不 会 产 生 信号，而且其操作指令也是主动的，即人工发出的。 2.1.2.1 操作指令 一 般 来 讲 ，微 机 保 护 只 针 对 断 路 器 发 出 操 作 指 令 ，对 线 路 保 护 而 言 ，这 类 指 令 只 有 两 种 “跳 闸 ”或 者 “重 合 闸 ”；对 主 变 保 护 、母 差 保 护 而 言 ，这 类 指 令 只 有 一 种 “跳 闸 ”。 在 某 些 情 况 下 ，微 机 保 护 会 对 一 些 电 动 设 备 发 出 指 令 ，如 “主 变 温 度 高 启 动 风 机 ”会 对 主 变 风 冷 控 制 箱 内 的 风 机 控 制 回 路 发 出 启 动 命 令 ；对 其 它 微 机 保 护 或 自 动 装 置 发 出 指 令 ，如 “母 差 动 作 闭 锁 线 路 重 合 闸 ”、“母 差 动 作 闭 锁 备 自 投 ”等 。微 机 保 护 发 出 的 操 作 指 令 属 于 “自 动 ”范 畴 。 微机测控发出的操作指令可以针对断路器和各类电动机构，这类 指 令 也 只 有 两 种 ，对 应 断 路 器 的 “跳 闸 ”、“合 闸 ”或 者 对 应 电 动 机 构 的 “分 ”、“合 ” 。微 机 测 控 测 控 发 出 的 操 作 指 令 属 于 “手 动 ”范 畴 ， 也 就 是 说 ，微 机 测 控 的 操 作 指 令 必 然 是 人 为 作 业 的 结 果 。 2.1.2.2 信号输出 微 机 保 护 输 出的信号只有两种 “保 护 动 作 ”、“重 合 闸 动 作 ”。至 于 “装 置 断 电 ”等 信 号 属 于 装 置 自 身 故 障 ，严 格 意 义 上 不 属 于 “保 护 ” 范畴。 微 机 测 控 不 产 生 信 号 。严 格 意 义 上 讲 ，微 机 测 控 也 输 出 信 号 ，它 会 将 自 己 采 集 的 开 关 量 信 号 进 行 模 式 转 换 后 通 过 网 络 传 输 给 监 控 系 统 ，起 到 单 纯 的 转 接 作 用 。这 里 所 说 的 “不 产 生 信 号 ”，是 相 对 于 微 机保护的信号 产生原理而言的。 2.2 操作箱的工作方式 操作箱内安装的是针对断路器的操作回路，用于执行微机保护、 微 机 测 控 对 断 路 器 发 出 的 操 作 指 令 。操 作 箱 的 配 置 原 则 与 微 机 测 控 是 类 似 的 ，即 对 应 于 断 路 器 ，一 台 断 路 器 有 且 只 有 一 台 操 作 箱 。一 般 来 讲 ，在 同 一 电 压 等 级 中 ，所 有 类 型 的 微 机 保 护 配 备 的 操 作 箱 都 是 一 样 的 。在 110kV 及 以 下 电 压 等 级 的 二 次 设 备 中 ，由 于 操 作 回 路 相 对 简 单 ， 目 前 已 不 再 设 置 独 立 的 操 作 箱 ，而 是 将 操 作 回 路 与 微 机 保 护 整 合 在 一 台 装 置 中 。 但 是 需 要 明 确 的 是 ，尽 管 在 一 台 装 置 中 且 有 一 定 的 电 气 联 系 ，但 是 操 作 回 路 与 保 护 回 路 在 功 能 上 是 完 全 独 立 的 。 2.3 自动装置的工作方式 变 电 站 内 最 常 见 的 自 动 装 置 就 是 备 自 投 装 置 ，此 外 还 有 低 周 减 载 装 置 等 。自 动 装 置 的 功 能 主 要 是 为 了 维 护 整 个 变 电 站 的 运 行 ，而 不 是 象 微 机 保 护 一 样 针 对 某 一 个 间 隔 ，例 如 备 自 投 主 要 是 为 了 防 止 全 站 失 压 而 在 失 去 工 作 电 源 后 自 动 接 入 备 用 电 源 ，低 周 减 载 是 为 了 防 止 因 负 荷 大 于 电 厂 出 力 造 成 频 率 下 降 导 致 电 网 崩 溃 而 按 照 事 先 设 定 的 顺 序 自 动 切 除 某 些 负 荷 。自 动 装 置 的 具 体 工 作 过 程 ，将 在 后 面 的 章 节 中 专 门 详 细 介 绍 。 2.4 微 机 保 护 、 测 控 与 操 作 箱 的 联 系 对 一 个 含 断 路 器 的 设 备 间 隔 ，其 二 次 系 统 需 要 三 个 独 立 部 分 来 完 成 微 机 保 护 、微 机 测 控 、操 作 箱 。这 个 系 统 的 工 作 方 式 有 三 种 ，如 下 所 述 。 ①在 后 台 机 上 使 用 监 控 软 件 对 断 路 器 进 行 操 作 时 ，操 作 指 令 通 过 网 ． 络 ． 触 发 微 机 测 控 里 的 控 制 回 路 ，控 制 回 路 发 出 的 对 应 指 令 通 过 控 ． 制 ． 电 ． 缆 ． 到 达 微 机 保 护 里 的 操 作 箱 ，操 作 箱 对 这 些 指 令 进 行 处 理 后 通 过 控 ． 制 ． 电 ． 缆 ． 发 送 到 断 路 器 机 构 的 控 制 回 路 ，最 终 完 成 操 作 。动 作 流 程 为 微机测控操作箱断路器。 ②在 测 控 屏 上 使 用 操 作 把 手 对 断 路 器 进 行 操 作 时 ，操 作 把 手 的 接 点 与 微 机 测 控 里 的 控 制 回 路 是 并 联 的 关 系 ，操 作 把 手 发 出 的 对 应 指 令 通 过 控 ． 制 ． 电 ． 缆 ． 到 达 微 机 保 护 里 的 操 作 箱 ，其 后 与 以 上 叙 述 相 同 。使 用 操 作 把 手 操 作 也 称 为 强 电 手 操 ，它 的 作 用 是 防 止 监 控 系 统 发 生 故 障 时 （如后台机 “死机 ”等 ）无 法 操 作 断 路 器 。所 谓 “强 电 ”，是 指 操 作 的 启 动 回 路 在 直 流 220V 电 压 下 完 成 ，而 使 用 后 台 机 操 作 时 ，启 动 回 路 在 微 机 测 控 的 弱 电 回 路 中 。动 作 流 程 为 操 作 把 手 操 作 箱 断路器。 ③微 机 保 护 在 保 护 对 象 发 生 故 障 时 ，根 据 相 应 电 气 量 计 算 的 结 果 做 出 判 断 并 发 出 相 应 的 操 作 指 令 。操 作 指 令 通 过 装 ． 置 ． 内 ． 部 ． 接 ． 线 ． 到 达 操 作 箱 ，其 后 与 以 上 叙 述 相 同 。动 作 流 程 为 微 机 保 护 操 作 箱 断路器。 微机 测 控与操作把手的 动 作都是需要人 为 操作的，属于 “手 动 ” 操 作 ； 微 机 保 护 的 动 作 是 自 动 进 行 的 ，属 于 “自 动 ”操 作 。操 作 类 型 的 区 别 对 于 某 些 自 动 装 置 、联 锁 回 路 的 动 作 逻 辑 是 重 要 的 判 断 条 件 ， 将 在 以 后 的 章 节 中 具 体 介 绍 。 2.4.1 110kV 电压等级二次设备的分布模式 这 三 个 部 分 以 前 一 般 是 三 个 独 立 的 装 置 ，现 在 许 多 厂 家 开 始 将 微 机 保 护 与 操 作 箱 合 为 一 体 。以 110kV 线 路 保 护 为 例 ，各 公 司 设 备 配 置 如表 2-1 所示。 表 2-1 110kV 线路间隔（主保护为距离保护） 公司 微机测控 微机保护 操作箱 原许继四方 CSI200E CSL163B ZSZ-11S 许继 FCK-801 WXH-811 南瑞继保 RCS-9607 RCS-941A 从 组 屏 方 案 上 来 看 ，微 机 保 护 安 装 在 110kV 线 路 保 护 屏 上 ，微 机 测 控 安 装 在 110kV 线 路 测 控 屏 上 ；保 护 屏 上 还 安 装 有 信 号 复 归 按 钮 ， 测控 屏上还安装有操作把手及切换把手。 2.4.2 35/10kV 电压等级二次设备的分布模式 对 35/10kV 电 压 等 级 的 设 备 ，这 三 个 部 分 一 般 会 整 合 成 一 个 装 置 。 例 如 ，对 10kV 线 路 ，许 继 公 司 配 置 的 设 备 型 号 是 WXH-821，南瑞 公 司 配 置 的 设 备 型 号 是 RCS-9611，它 们都是保 护、测控和操作一体 化 的 装 置 。一 般 来 讲 ，35kV 线 路 与 10kV 线 路 使 用 的 二 次 设 备 型 号 是 相 同 的 ， 这 是 因 为 其 保 护 配 置 相 同 。 第三章 电流互感器和电压互感器 3.1. 电流互感器 3.1.1 5A 还 是 1A 电 流 互 感 器 （CT）的作用是将一次设备的大电流转换成二次设备使 用 的 小 电 流 ，其 工 作 原 理 相 当 于 一 个 阻 抗 很 小 的 变 压 器 。其 一 次 绕 组 与 一 次 主 电 路 串 联 ，二 次 绕 组 接 负 荷 。电 流 互 感 器 的 变 比 一 般 为 X 5A 它 的 含 义 是 首 先 ，X 不 小 于 该 设 备 可 能 出 现 的 最 大 长 期 负 荷 电 流 ，如 此 即 可 保 证 一 般 情 况 下 CT 二 次 侧 电 流 不 大 于 5A；其 次 ，在 被 保 护 设 备 发 生 故 障 时 ，在 短 路 电 流 不 使 CT 饱 和 的 情 况 下 ，CT 二 次 侧 电 流 可 以 按 照 此 变 比 从 一 次 电 流 折 算 。 在 超 高 压 电 厂 和 变 电 站 中 ，如 果 高 压 配 电 装 置 远 离 控 制 室 ，为 了 增 加 电 流 互 感 器 的 二 次 允 许 负 荷 ，减 小 连 接 电 缆 的 导 线 界 面 及 提 高 准 确 等 级 ，多 选 用 二 次 额 定 电 流 为 1A 的 电 流 互 感 器 。相 应 的 ，微 机 保 护 装 置 也 应 选 用 交 流 电 流 输 入 为 1A 的 产 品 。根 据 目 前 新 建 110kV 变 电 站 的 规 模 及 布 局 ，绝 大 多 数 都 是 选 用 二 次 侧 电 流 为 5A 的 电 流 互 感 器。 3.1.2 10P10、 0.5 还 是 0.2 在 变 电 站 中 ，电 流 互 感 器 用 于 三 种 回 路 保 护 、测 量 和 计 量 ，而 这 三 种 回 路 对 电 流 互 感 器 的 准 确 级 要 求 是 不 同 的 。最 常 见 的 三 种 准 确 级 就 是 我 们 上 面 所 列 的 用 于 保 护 的 10P10、用 于 测 量 的 0.5 和 用 于 计 量 的 0.2。简 单 地 讲 ，测 量 、计 量 级 绕 组 着 重 于 精 度 ，即 误 差 要 小 ； 保 护 级 绕 组 着 重 于 抗 饱 和 能 力 ，即 在 发 生 短 路 故 障 时 ，一 次 电 流 超 过 额 定 电 流 许 多 倍 的 情 况 下 ，一 次 电 流 与 二 次 电 流 的 比 值 仍 在 一 定 允 许 误 差 范 围 内 接 近 理 论 变 比 。 对 于 0.5、0.2 级 电 流 互 感 器 而 言 ，0.5 或 0.2 就 是 其 比 值 误 差 ， 计算公式为A-B/B。 A二次侧实测电流 B根据一次侧实测电流和理论变比折算出的理论二次电流 比值差的最小值分别为±0.5％和±0.2 ％。需要注意的，此类电 流互感器的不保证在短路条件下满足此比值差。 对 于 保 护 级 （P）的 电 流 互 感 器 而 言 ，准 确 级 分 为 5P 和 10P 两 种 ， 其 额 定 一 次 电 流 下 的 比 值 误 差 是 固 定 的 ，分 别 为 ±1％和 ±3％ ，复 合 误 差 分 别 为 5％ 和 10％。 5P20 级 的 电 流 互 感 器 的 含 义 我 们 可 以 简 单 的 认 为 是 在 电 流 互 感 器 一 次 电 流 为 20 倍 额 定 电 流 时 ，其 二 次 电 流 误 差 为 5％。一般来讲，10P 级 已 经 能 够 满 足 110kV 变 电 站 的 需 要 ， 至 于 是 10 倍 还 是 20 倍 过 流 ，需 要 根 据 实 际 的 潮 流 及 短 路 计 算 确 定 。 3.1.3 星形还是三角形 电流互感器二次绕组的接线常用的有三种，完全星形接线、不完 全星形接线和三角形接线，其接线形式及电流方向如图 3-1 所示。 完 全 星 形 接 线 三 相 均 配 置 电 流 互 感 器 ，可 以 反 映 单 相 接 地 故 障 、 相间短路及三相短路故障。目前，110kV 线 路及变压器、10kV 电容器 等设备配置的电流互感器均采用此接线方式。 不完全星形接线仅 在 A、C 两 相 配 置 电 流 互 感 器 ，反 映 相 间 短 路 及 A、C 相 接 地 故 障 。目 前 ，35kV 及 10kV 架 空 线 路 在 不 考 虑 “小 电 流接 地 选线 ”功能（ 以 后 简 称 “选 线 ”）的情况下多采用此接 线 方 式 ，以 节 省 一 组 电 流 互 感 器 ；否 则 ，必 须 配 置 三 组 电 流 互 感 器 ，以 获 得 零 序 电 流 实 现 “选 线 ”功 能 。 电 缆 出 线 时 ，由 于 配 置 了 专 用 的 零 序 电 流 互 感 器 实 现 “选 线 ”功 能，电 流互感器均按不完全星形接线方式配置。 三角形接线三相均配置电流互感器。在继电器保护时代，这种 接 线 用 于 “Y，d11”接 线 的 变 压 器 的 差 动 保 护 的 高 压 侧 ，使 变 压 器 星 形 侧 二 次 电 流 超 前 一 次 电 流 30°，从而和 变压器低压侧（ 电流互感 器接成完 全星形 ）二 次 电 流 相 位 相 同 。目 前 ，主 变 微 机 差 动 保 护 本 身 可 以 实 现 因 主 变 接 线 组 别 造 成 的 相 位 角 差 的 校 正 ，主 变 星 形 侧 和 三 角 形侧电流互感器均 采用完全星形接线。三角形接线已经不再使用。 3.1.4 A、 C 还是 A 、B 、 C 变电站主要设备的电流互感器配置情况如图 3-2 所示。在图 3-2 中 ，针 对 不 同 设 备 保 护 、测 控 的 需 要 ，电 流 互 感 器 的 配 置 也 是 不 同 的 。 ①变压器和电容器属于元件保护，必须在三相都配置电流互感 器； ②110kV 线 路 属 于 大 电 流 接 地 系 统 ，配 置 有 零 序 电 流 保 护 ，而 且 发 生 单 相 接 地 故 障 时 保 护 应 动 作 跳 闸 ，所 以 必 须 在 三 相 都 配 置 电 流 互 感器； ③10kV 线 路 属 于 小 电 流 接 地 系 统 ，允 许 单 相 接 地 运 行 一 段 时 间 ， 为 节 省 一 组 电 流 互 感 器 往 往 只 在 A、C 两 相 配 置 电 流 互 感 器 。同 时 ， 这 种 配 置 在 同 一 母 线 上 同 时 发 生 两 条 线 路 单 相 接 地 故 障 时 ，有 2/3 的 机 会 只 切 断 一 条 线 路 。由 于 两 相 CT 无 法 计 算 出 零 序 电 流 ，所 以 在 电 缆 出 线 中 配 置 了 专 用 的 零 序 电 流 互 感 器 LH，用于 测量零序 电 流供小电流接地选 线装置使用。 3.1.5 接地还是不接地 电 流 互 感 器 的 二 次 侧 不 允 许 开 路 ，而 且 在 星 形 接 线 中 ，电 流 互 感 器 二 次 侧 中 性 点 必 须 接 地 ，只 是 在 不 同 情 况 下 的 接 地 点 不 同 。在 110kV 变 电 站 中 ， 只 有 主 变 高 、低 压 侧 用 于 差 动 保 护 的 电 流 互 感 器 二 次 侧 是 在 主 变 保 护 屏 一 点 接 地 ，其 余 均 是 在 电 流 互 感 器 现 场 接 地 （不 考 虑 110kV 母 差 保 护 。具 体的接地方法将在各章节里详细讲述。 另 用 于 元 件 差 动 保 护 的 各 电 流 互 感 器 的 二 次 侧 必 须 在 一 点 接 地 ，例 如 主 变 差 动 保 护 、母 线 差 动 保 护 。高 压 线 路 差 动 保 护 是 依 靠 光 纤传输电流量（经过变换以后）进行比对实现的，不是直接由差电流 启动保护元件，所以线路两端电流互感器二次侧单独接地 3.2. 电压互感器 3.2.1 V-V、星形还是开口三角 电 压 互 感 器 的 作 用 是 将 电 力 系 统 的 一 次 电 压 按 一 定 的 变 比 转 换 为 要 求 的 二 次 电 压 ，其 工 作 原 理 与 变 压 器 基 本 相 同 。电 压 互 感 器 的 一 次 绕 组 并 联 接 在 主 电 路 上 ，二 次 绕 组 接 负 荷 。电 压 互 感 器 的 接 线 方 式 主要有 V-V 接线和星形-星形/开口三角两种，如图 3-3 所示。 V-V 接线为 不完全三角形接线，其一次绕组不能接地，二次绕组 接 地 。V-V 接 线 的 特 点 是 只 用 两 支 单 相 电 压 互 感 器 就 可 以 获 得 三 个 对 称 的 线 电 压 ，但 是 无 法 得 到 相 对 地 的 电 压 。V-V 接 线 以 前 较 广 泛 地 应 用 于 各 种 电 测 仪 表 ，目 前 新 建 110kV 变 电 站 已 经 不 再 使 用 这 种 接 线 方式。 星形-星形/开口接线是目前广泛采用的接 线 方式，其一次绕组和 二 次 绕 组 均 接 地 。在 这 种 接 线 方 式 中 ，从 星 形 二 次 绕 组 可 以 获 得 相 对 地 的 电 压 、线 电 压 和 相 对 中 性 点 电 压 。根 据 相 关 规 程 要 求 ，计 量 电 压 必 须 单 独 使 用 一 组 二 次 绕 组 。所 以 ，在 电 压 互 感 器 二 次 侧 ，一 般 每 相 配 置 三 个 线 圈 ，两 个 分 别 接 成 两 组 星 形 接 线 ，一 个 接 成 开 口 三 角 接 线 。 在 以 后 各 章 节 中 ， 论 及 电 压 互 感 器 时 ，均 指 此 种 接 线 方 式 。 3.2.2 开关场还是主控室 图 3-3 中所示的接地方式仅仅是一种示意， 实际上，电压互感器 一次绕组和二次绕组的接地点是分开的。实际接线的原理图如图 3-4 所 示 ，蓝 色 部 分 为 用 于 继 电 保 护 和 测 量 的 星 形 绕 组 ，紫 色 部 分 为 用 于 监 测 零 序 电 压 的 开 口 三 角 绕 组 ，红 色 部 分 为 用 于 计 量 的 星 形 绕 组 ，绿 色 为 主控室接地点。 在图 3-4 中，我们可以看出，电压互感器的一次绕组在开关场接 地 ，所 有 的 二 次 绕 组 在 控 制 室 一 点 接 地 （一般是在 电压 切 换 装置上 汇 集 成 一 点 ，然 后 接 地 ）。需 要 注 意 的 是 ，三 个 二 次 绕 组 的 接 地 线 N600 是 通 过 三 根 独 立 的 电 缆 汇 合 到 主 控 室 接 地 点 的 。保 护 电 压 和 计 量 电 压 的 相 线 在 进 入 电 压 切 换 装 置 之 前 ，还 必 须 经 过 开 关 电 器 （空气开关或 熔断器 ，而零 序 电压 和地 线则 不 经过 开关 电 器。 3.2.3 重动还是并列 重动电压互感器的二次电压在进入微机保护装置之前必须经过 重 动 装 置 。所 谓 重 动 ，就 是 使 用 一 定 的 控 制 电 路 使 电 压 互 感 器 二 次 绕 组 的 电 压 状 态 （有 /无 ）和 电 压 互 感 器 的 运 行 状 态 （投 入 /退 出 ）保 持 对 应 关 系 ，避 免 在 电 压 互 感 器 退 出 运 行 时 ，二 次 绕 组 向 一 次 绕 组 反 馈 电压，造成人身或 设备事故。 并列在变电站一次主接线为桥形接线、单母分段等含有分段断 路 器 的 接 线 方 式 下 ，两 段 母 线 的 电 压 互 感 器 二 次 电 压 还 应 经 过 并 列 装 置 ， 以 使 微 机 保 护 装 置 在 本 段 母 线 电 压 互 感 器 退 出 运 行 而 分 段 断 路 器 投 入 的 情 况 下 ，可 以 从 另 一 段 母 线 的 电 压 互 感 器 二 次 绕 组 获 得 电 压 。 目 前 ，大 多 数 厂 家 都 将 重 动 和 并 列 两 种 功 能 整 合 为 一 台 装 置 。如 许 继 的 ZYQ-824、南 瑞 的 RCS-9663D 等 ，习 惯 性 称 为 “电 压 并 列 装 置 ”。 3.2.4 电压并列与电压切换 这个问题原本打算作为专门的一章来写，后来考虑还是加在这 里，以便对一些概念进行比较。 “电 压 并 列 ”、“电 压 切 换 ”使 我 们 最 经 常 提 到 的 跟 “电 压 ”有 关 的 两 个 名 词 ， 它 们 有 什 么 区 别 呢 简 单 来 讲 ，我 们 在 3.2.3 中 提 到 的 “重 动 ”、“并 列 ”是 针 对 电 压 互 感 器 的 二 次 回 路 而 言 的 ，这 两 个 概 念 适 用 于 某 个 电 压 等 级 母 线 上 的 所 有 电 压 互 感 器 的 配 合 。“电 压 切 换 ” 呢 它 指 的 是 一 个 一 次 主 接 线 形 式 为 双 母 线 的 电 气 设 备 依 靠 隔 离 开 关 在 两 条 母 线 之 间 变 换 位 置 时 ，其 二 次 设 备 如 何 对 应 的 变 换 电 压 的 来 源 ，即 在 两 段 母 线 上 的 两 组 电 压 互 感 器 重 动 后 的 输 出 端 上 切 换 。 3.2.4.1 电压并列 以图 3-5 中 所 示 主 接 线 ，许 继 公 司 ZYQ-824 装 置 为 例 来 说 明 电 压 重动、并列的基本原理。 图 3-5 所 示 主 接 线 为 单 母 线 分 段 ，两 段 母 线 依 靠 分 段 断 路 器 和 隔 离 开 关 （DL、1FG、2FG）联 络 或 断 开 ，每 段 母 线 上 均 有 一 组 电 压 互 感 器 （PT1、PT2）通 过隔离开关（1G、2 G）与母线相 连。在图 3-5 中， 这些符号代表的是高压配电装置，在图 3-6-1 中，他们代表的是各自 的辅助接点。 图 3-6-1 所 示 为 ZYQ-824 的 重 动 、并 列 启 动 回 路 。红 色 为 “重 动 ” 启 动 回 路 ， 紫 色 为 “并 列 ”启 动 回 路 ， 蓝 色 为 复 归 回 路 。 图 3-6-1 中 ，端 子 7D37 外 接 正 电 源 ，7D48 外 接 负 电 源 ，各 辅 助 接 点 的 状 态 （ 开 /闭 ） 决定了回路的状 态 （ 通 /断 ） ，实质 上起到了开关 电 器的作用。 从 图 3-6-1 中 可 以 看 出 ，Ⅰ母 电 压 重 动 的 条 件 是 G1 常 开 接 点 闭 合 ， 即 Ⅰ母 电 压 互 感 器 处 于 运 行 状 态 ；复 归 条 件 是 G1 常 闭 接 点 闭 合 ，即 Ⅰ母 电 压 互 感 器 退 出 运 行 。Ⅱ母 电 压 重 动 回 路 与 Ⅰ母 类 似 。Ⅰ母 与 Ⅱ 母 电 压 的 并 列 回 路 是 由 分 段 开 关 DL、1FG 和 2FG 的 状 态 决 定 的 ，回 路 动 作 原 理 与 重 动 回 路 也 是 相 似 的 ，不 同 的 是 ，在 回 路 中 增 加 了 切 换 开 关 7QK。7QK 的 1-2 接 点 导 通 表 示 “允许操作 ”，即 1-2 接 点 导 通 后 ， 由 分 段 断 路 器 即 隔 离 开 关 状 态 变 化 造 成 的 并 列 回 路 的 自 动 起 动 或 复 归都是允许的，1-2 接 点 断 开 后 ，此 功 能 被 禁 止 ；7QK 的 3-4 接 点 导 通 表 示 “并列复 归 ”，即 不 论 分 段 断 路 器 和 隔 离 开 关 的 状 态 如 何 ，都 可 以 通 过 手 动 操 作 7QK 强 制 取 消 电 压 并 列 。 我们也可以从另外一个角度看图 3-6-1。 在 电 压 互 感 器 PT1 运 行 时 ，即 隔 离 开 关 1G 闭 合 后 ，“I 母 重 动 动 作 线 圈 ”1YQJ 带 电 ；在 电 压 互 感 器 PT1 退 出 运 行 时 ，即 隔 离 开 关 1G 断开后 “I 母 重 动 动 作 线 圈 ” 1YQJ 失 电 ； 2YQJ 动 作 原 理 与 1YQJ 类 似 ；在 两 端 母 线 并 列 运 行 时 ，即 断 路 器 DL 与隔 离开关 1FG、2FG 闭 合 后 ，“TV 并 列 动 作 线 圈 ”3YQJ 带 电 ，此 时 ，一 般 只 有 一 组 电 压 互 感 器 在 运 行 状 态 ，另 外 一 台 退 出 运 行 。 简 单 地 讲 ，在 两 段 母 线 都 投 入 运 行 的 情 况 下 ，1YQJ、2YQJ、3YQJ 存 在三种组合形式，如表 3-1 所示。 表 3-1 继电器线圈状态 含义 1YQJ 带 电 、2YQJ 带 电 、3YQJ 失 电 两段母线分列运行，PT1、 PT2 均 投入运行 3YQJ 带 电 、1YQJ 带 电 、2YQJ 失 电 两段母线并列运行，PT1 投入运 行，PT2 推出运行 3YQJ 带 电 、2YQJ 带 电 、1YQJ 失 电 两段母线并列运行，PT2 投入运 行，PT1 推出运行 图 3-6-2 所 示 为 ZYQ-824 的 重 动 、并 列 接 线 展 开 回 路 。PT1 投 入 运 行 后 ，Ⅰ段 母 线 电 压 （ 红 色 ） 从 电 压 互 感 器 输 出 后 ，经 空 气 开 关 1ZKK、2ZKK 后 由 控 制 电 缆 接 入 ZYQ-824 的 重 动 继 电 器 1YQJ 的 常 开 接 点 。由 于 PT1 投 入 ，隔 离 开 关 1G 闭 合 从 而 使 1YQJ 带 电 ，1YQJ 常 开 接 点 闭 合 。电 压 从 1YQJ 常 开 接 点 输 出 后 即 完 成 电 压 重 动 ，可 接 入 电 压 小 母 线 用 于 输 出 。所 有 在 一 次 主 接 线 上 连 接 于 Ⅰ段 母 线 的 电 气 设 备 的 二 次 装 置 的 保 护 、测 控 电 压 取 得 点 均 为 输 出 端 11,计 量 电压 取得点 为输 出 端 12。PT2 投 入 运 行 后 的 情 况 与 PT1 类 似 ，图 3-6-2 中用蓝 色 表示。 由 以 上 可 以 看 出 ，虽 然 我 们 平 时 说 重 动 、并 列 的 时 候 总 是 将 这 两 个 词 连 在 一 起 ，但 是 在 实 际 中 的 情 况 是 ，电 压 在 进 入 二 次 装 置 前 必 须 经 过 “重 动 ”， 未 必 经 过 “并 列 ”。那 么 并 列 到 底 是 如 何 起 作 用 的 呢 以两段母线并列运 行、PT1 投 入 运 行 、PT2 退 出 运 行 分 析 ，如 果 没有图 3-6-1、 图 3-6-2 中 的 电 压 并 列 回 路 ，则 一 切 从 输 出 端 21、输 出 端 22 取 电 压 的 二 次 设 备 都 会 失 去 电 压 。事 实 上 ，由
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