淺談110kV線路二次接線論文

1、淺談110kV線路二次接線陳瑋瑋深圳供電局變電管理一所摘要：在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，針對(duì)110 線路間隔配置的二次設(shè)備主要包括：微機(jī)線路保護(hù)裝置（含操作箱）、微機(jī)測(cè)控裝置、斷路器機(jī)構(gòu)箱控制回路。本文選擇的模型是RCS941A數(shù)字式輸電線路成套保護(hù)裝置。關(guān)鍵字：二次設(shè)備，線路間隔，重合閘 1、概述RCS941是南瑞繼保公司生產(chǎn)的廣泛用于110kV線路的微機(jī)保護(hù)裝置，可作為110kV線路主保護(hù)及后備保護(hù)。RCS941A配置的三段相間和接地距離保護(hù)、四段零序方向過(guò)流保護(hù)和低周保護(hù)：配置三相一次重合閘、過(guò)負(fù)荷告警、頻率跟蹤采樣功能；配置操作箱及交流電壓切換回路。 2、主要技術(shù)指標(biāo)1）直流電源：220kV

2、或110kV。直流電源包括保護(hù)裝置的工作電源及保護(hù)電源、操作箱的控制電源及操作電源、電壓切換回路的控制電源。110kV變電站多采用220V電壓等級(jí)。2）交流電壓：100/3（額定相電壓）。從電壓互感器二次側(cè)輸入RCS941A用于繼電保護(hù)功能的交流電壓，數(shù)值為相電壓值。3）交流電流：5A或1A（額定電流）。從電流互感器二次側(cè)輸入RCS941A用于繼電保護(hù)功能的交流電流，110kV變電站多采用5A規(guī)格。 4）額定頻率：50Hz或60Hz。中國(guó)電力系統(tǒng)的交流電壓、交流電流的頻率為50Hz，國(guó)外有工頻為60Hz的電力系統(tǒng)。3、電源回路RCS941A的電源回路如圖1所示。從同一電源干線經(jīng)不同空氣開關(guān)引出

3、的不同電源分支，其開關(guān)投退相互獨(dú)立，可視為來(lái)自不同的電源。從圖1左側(cè)可以看出，空氣開關(guān)1Q、2Q的輸入端來(lái)自同一電源（例如屏頂直流小母線），其輸出端分別進(jìn)入RCS941的兩個(gè)不同功能模塊，則我們即可認(rèn)為RCS941A的保護(hù)電源、操作電源來(lái)自不同的電源。圖1 RCS-941A電源回路規(guī)程要求保護(hù)電源與操作電源必須分開，按照上訴的方法可以實(shí)現(xiàn)；規(guī)程要求一個(gè)斷路器的操作回路只有一個(gè)電源，按照?qǐng)D1右側(cè)所示接線方法可以實(shí)現(xiàn)。操作電源從2Q接入RCS-941A的操作回路后，通過(guò)控制電纜將控制回路電源正極接至測(cè)控裝置，通過(guò)控制電纜控制回路電源正負(fù)極都接至斷路器機(jī)構(gòu)箱。圖1中虛線框中的空氣開關(guān)8Q安裝在斷路器

4、機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，在實(shí)際工程中，8Q是不允許投入的。圖1中虛線代表的控制電纜實(shí)際上也是不存在的。為什么8Q不允許投入？?jī)蓚€(gè)有源回路之間是不允許有電氣聯(lián)系的。如果存在淺灰色虛線，在直流電源進(jìn)入2Q之前將其接入8Q，則在8Q投入運(yùn)行的情況下，斷路器機(jī)構(gòu)箱的控制電源（簡(jiǎn)稱電源3）與RCS941A操作箱的控制電源（簡(jiǎn)稱電源2）就是兩個(gè)不同的電源。那么，在圖1中可以看出，在對(duì)斷路器進(jìn)行操作的時(shí)候，其實(shí)是電源2的正極與電源3的負(fù)極組成了回流，這是絕對(duì)不允許的。這種接線方式造成的一個(gè)最明顯的事故情況是：在1Q斷開時(shí)，從理論上講RCS-941A的操作箱已經(jīng)斷電，但是如果此時(shí)8Q投入，則實(shí)際上RCS-941A的操作箱是

5、帶電的。所有，一個(gè)斷路器的操作箱（包括所有的參與設(shè)備）只能使用一個(gè)電源，即由一個(gè)空氣開關(guān)控制所有相關(guān)回路的帶點(diǎn)與否，這就解釋了為什么淺灰色虛線不存在的問(wèn)題。在沒(méi)有淺灰色虛線的情況下，8Q投入還是退出對(duì)斷路器的控制沒(méi)有什么實(shí)際影響，頭8Q只會(huì)使其輸入端帶電（及反送），所以一般在現(xiàn)場(chǎng)拆除8Q。4、電流開入回路110kV電壓等級(jí)為大電流接地系統(tǒng)，110kV線路發(fā)生單相接地故障時(shí)微機(jī)保護(hù)應(yīng)動(dòng)作跳閘，所以必須在三相都配電流互感器。RCS-941A的電流開入回路如圖2所示。三相電流進(jìn)入保護(hù)裝置以后，分別經(jīng)過(guò)采集元件后流出，在1D6端子處匯集在一起得到零序電流Io（正常情況下，Io=0；線路發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)

6、，Io0），Io再次進(jìn)入RCS-941A經(jīng)過(guò)零序電流采樣單元接地。5、電壓開入回路RCS-941A的電壓開入回路是以主接線為雙母線形式為例講述電壓切換原理為主，在主接線為單母線形式（含單母線分段、橋形接線，此類接線形式有一個(gè)共同點(diǎn)，即某一條線路被固定在某一段母線上）的情況下，不存在電壓切換的問(wèn)題，圖3中啟動(dòng)回路取消，繼電保護(hù)所需電壓直接從電壓并列裝置接至“切換后電壓輸出或但母線電壓輸入”位置上。若此線路接于單母線分段或橋形接線的I段母線上，則電壓從圖中輸入出端11?。蝗艚佑贗I段母線上，則電壓從圖中輸出端21取。若主接線形式為單母線，則電壓互感器二次回路只有重動(dòng)而無(wú)并列，所有電器間隔的保護(hù)裝置

7、所需交流電壓均從輸出端11取。此時(shí)，2KCE啟動(dòng)及展開接線回路全部取消。線路電壓互感器二次電壓（U609、N600）表示的是線路的電壓情況（是否帶電，電壓相位等），一般用于檢無(wú)壓、檢同期（有壓）判斷。需要提到的一點(diǎn)是，線路電壓互感器二次電壓與母線電壓互感器二次電壓的接地點(diǎn)是在一起。6、數(shù)字量開入回路RCS-941A對(duì)外部數(shù)字量的采集很少，實(shí)踐中最常用的就是收鄰線閉鎖，它的繼電保護(hù)原理習(xí)慣上被稱為雙回線相繼速凍，一次及二次接線如圖4所示。雙回線指的是始端都連接在一段母線上的兩條平行線路，一次接線的示意如圖4上所示。M與M分別為兩個(gè)電源系統(tǒng)，線路L1、L2即為雙回路，1、2、3、4代表線路斷路器，

8、同時(shí)也代表在此處配置的微機(jī)保護(hù)（均以RCS-941為例），A代表在線路L1末端發(fā)生的故障，B為假設(shè)的發(fā)生在L2末端與A對(duì)稱位置的故障。圖2 RCS-941A電流開入回路圖圖3 RCS-941A電壓開入回路圖“雙回線相繼速動(dòng)”功能的動(dòng)作邏輯在A發(fā)生故障時(shí)，最理想的情況就是保護(hù)1、2動(dòng)作跳閘斷路器1、斷路器2以隔離故障點(diǎn)，斷路器3、4繼續(xù)運(yùn)行。實(shí)際上，在A處發(fā)生故障時(shí)，對(duì)保護(hù)1、2、3而言均為正方向故障，由于A處是在L1線路末端，保護(hù)1、3的距離段元件均啟動(dòng)，等待設(shè)定的出口時(shí)限結(jié)束發(fā)出跳閘指令；同時(shí)，保護(hù)1、3的FX-1觸點(diǎn)都閉合（此觸點(diǎn)在圖5中可見(jiàn)），閉鎖另一條線路的對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置的距離段保護(hù)出口

9、（即保護(hù)1禁止保護(hù)3的距離段出口，保護(hù)3禁止保護(hù)1的距離段出口；保護(hù)2、4的閉鎖關(guān)系類似）；同時(shí)，保護(hù)2動(dòng)作后，其距離I段動(dòng)作使斷路器2跳閘，此時(shí)則可判斷故障點(diǎn)在A處（如在B處，則應(yīng)為保護(hù)4動(dòng)作使斷路器4跳閘），由于斷路器2的跳閘使保護(hù)3與故障點(diǎn)隔離，所有保護(hù)3的距離保護(hù)啟動(dòng)元件返回，其FX-1觸點(diǎn)斷開，則保護(hù)1收不到閉鎖信號(hào)，其距離段經(jīng)短延時(shí)出口使斷路器1跳閘，從而隔斷了故障點(diǎn)與電源的所有聯(lián)系。相繼速動(dòng)實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有配置快速保護(hù)情況下，快速切除故障點(diǎn)，同時(shí)避免相鄰線路的距離段誤動(dòng)作跳開非故障線路。圖4下側(cè)所示的數(shù)字量開入均屬于弱電（+24V）開入回路。在閉鎖重合閘等回路中，是用連接片來(lái)代替接點(diǎn)

10、實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。其實(shí)，連接片不就是手動(dòng)控制的動(dòng)合觸點(diǎn)嗎？從電路學(xué)的角度來(lái)講，只有將+24V的電源接至RCS-941A的611、618，那么對(duì)應(yīng)的功能就會(huì)被啟動(dòng)，這才是二次回路的關(guān)鍵。圖4 雙回線相繼速動(dòng)接線原理圖圖5 RCS-941A開出回路圖圖6 RCS-941A操作回路接線圖7、開出回路開出是一個(gè)很籠統(tǒng)的概念，RCS-941A裝置，其開出回路如圖5所示。圖5中，淺灰色部分為保護(hù)跳閘觸點(diǎn)，保護(hù)動(dòng)作后此觸點(diǎn)閉合；黑加粗部分為重合閘觸點(diǎn)，重合閘啟動(dòng)后此觸點(diǎn)閉合。對(duì)應(yīng)了無(wú)源觸點(diǎn)的概念，因?yàn)橹挥袑⑦@兩組無(wú)緣觸點(diǎn)接入操作箱的對(duì)應(yīng)回路中，由操作箱提供給它們正電源，才能在動(dòng)作后啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的斷路器控制回路，詳

11、見(jiàn)圖6。在以往的常規(guī)變電站中，中央信號(hào)類觸點(diǎn)接入變電站當(dāng)?shù)氐闹醒胄盘?hào)系統(tǒng)，根據(jù)信號(hào)類別啟動(dòng)燈光或音響；遙信類觸點(diǎn)接入PTU遠(yuǎn)傳給調(diào)度中心?？梢钥闯觯@兩套信號(hào)觸點(diǎn)，表示同一含義的觸點(diǎn)是不同的，區(qū)別在于：中央信號(hào)的觸點(diǎn)在動(dòng)作后會(huì)一直保持在動(dòng)作后的狀態(tài)，需要按下復(fù)歸按鈕或收到遠(yuǎn)方復(fù)歸命令才會(huì)返回原狀態(tài)；遙信的觸點(diǎn)為瞬時(shí)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)在動(dòng)作后會(huì)自動(dòng)返回初始狀態(tài)。在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于微機(jī)保護(hù)的信號(hào)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)，一般不再將其信號(hào)觸點(diǎn)以開關(guān)量開入形式接入微機(jī)測(cè)控裝置。有時(shí)，考慮到網(wǎng)絡(luò)故障的可能性，會(huì)將“保護(hù)動(dòng)作”等幾個(gè)主要信號(hào)接入微機(jī)測(cè)控裝置。以增加信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴Ｖ轮x轉(zhuǎn)眼間，兩個(gè)月的繼保班生活即將接近尾聲，非常感謝變電管理一所為我們新員工精心安排的培訓(xùn)計(jì)劃。在此，我謹(jǐn)向所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、前輩和同事表示衷心的感謝！回想起這兩個(gè)月的生活，在繼保二班向前輩們學(xué)習(xí)，感謝領(lǐng)