继电保护快速学------继电保护二次回路全讲解.dps资料文档下载

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其作用是根据一次设备和系统的运行状态，判断其发生故障或异常时，自动发出跳闸命令有选择性地切除故障，并发出相应地信号，当故障或异常消失后，快速投入有关断路器（重合闸及备用电源自动投入装置），恢复系统的正常运行。

以上主要是指常规的电磁型继电器等构成的保护与自动装置二、二次回路的范围（3）测量回路：

由各种测量仪表及其相关回路组成。

其作用是指示或记录一次设备和系统的运行参数，以便运行人员掌握一次系统的运行情况，同时也是分析电能质量、计算经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。

综合自动化已使该回路与三次回路的分界点越来越模糊二、二次回路的范围（4）信号回路：

由信号发送机构和信号继电器等构成。

其作用是反映一、二次设备的工作状态。

操作电源系统：

由电源设备和供电网络组成，它常包括直流电源系统和交流电源系统。

其作用主要是给控制、保护、信号等设备提供工作电源与操作电源，供结主变冷却、结水与结煤等动力设备，确保发电厂与变电所所有设备正常工作。

二、二次回路的范围（5）部颁继电保护及安全自动装置运行管理规程中连接保护装置的二次回路（继电保护专业管理）：

1）从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路（对多油断路器或变压器等套管互感器，自端子箱开始。

2）从继电保护直流分路熔丝开始到有关保护装置的二次回路。

3）从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。

4）继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。

二、二次回路的范围（6）高频通道：

以结合滤波器的初级、次级为分界点。

三、二次回路的图纸

（1）二次图纸：

通常分为“原理接线图”和“安装接线图”。

原理接线图：

通常又分为“归总式原理接线图”和“展开式原理接线图”。

1）归总式原理接线图：

简称原理图，它以整体的形式表示各二次设备之间的电气联接，一般与一次回路的有关部分画在一起，设备的接点与线圈是集中画在一起的，能综合出交流电压、电流回路和直流回路间的联系，使读图者对二次回路的构成及动作过程有一个明确的整体概念（例图P4图1110kV线路过流保护原理图，缺点？

）三、二次回路的图纸

（2）2）展开式原理接线图：

以分散的形式表示二次设备之间的连接。

展开图中二次设备的接点与线圈分散布置，交流电压、交流电流、直流回路分别绘制。

这种绘制方式容易跟踪回路的动作顺序，便于二次回路的设计，也容易在读图时发现回路中的错误。

（例图P5图1210kV线路过流保护展开图）三、二次回路的图纸（3）安装接线图：

包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图等。

屏面布置图：

表示二次设备在屏面（及屏后、屏顶）的安装位置，一般按实际尺寸的一定比例绘制。

（例图10kV线路保护屏屏面布置图）屏后接线图：

表示屏内二次设备间的电气连接关系。

（例图10kV线路保护屏背面接线图）端子排图：

表示屏端子排与屏内二次设备及屏外电缆间的连接关系。

（例图10kV线路保护屏端子排图）四、二次回路的读图二次回路图的逻辑性强，在绘制时遵循一定的规律，读图时应按一定顺序进行才容易看懂。

一般读图的规律为：

（例图例图35kV线路二次回路展开图）1）先交流、后直流；

2）交流看电源、直流找线圈；

3）先找线圈、再找接点，每个接点都查清；

4）先上后下、先左后右，屏外设备不能掉；

5）安装图纸要结合展开图。

五、二次回路的符号绘制二次回路的符号包括图形符号与文字符号。

图形符号如：

表示继电器的线圈，表示继电器的节点。

文字符号如：

TWJ表示跳闸位置继电器，线圈与接点的文字符号一样。

注意新旧符号的对比，例见P18表17五、二次回路的编号原则

（1）二次回路常采用回路编号法、相对编号法两种。

回路编号法：

按“等电位”原则标注，在电气回路中相同电位的回路采用同一编号。

如跳闸回路的7、分闸回路的37，电流回路的A411等。

这一编号方法便于读图时了解回路的作用，在原理图中运用最多。

相对编号法：

按接线对侧的设备名称编号，如TWJ-1为位置继电器的1脚，I3-7为第一安装单元第三个元件的7脚。

这种编号法便于查找该连线的趋向，常用于安装图中。

五、二次回路的编号原则

（2）回路编号用3位或3位以下数字组成，需要标明回路的相别或某些主要特征时，可在数字标号的前面（或后面）增注文字符号。

如1、37a、A630等。

五、二次回路的编号原则（3）交流回路的文字标号xlncba角注标号XLNCBA文字符号类别开口三角零中性C相B相A相相别五、二次回路的编号原则（4）数字编号的分配（具体见规程P82）前面加文字母差300399前加文字备注800899遥信600799电压400599电流1399控制与保护700799信号标号范围回路类别五、二次回路的编号原则（5）回路编号应用遵循一定的规则，主要为：

1）对不同用途的直流回路，使用不同的数字范围，如控制与保护回路用1399（400599），励磁回路用600699。

2）保护与控制回路使用的数字按熔断器（或小开关）分组，每一百为一组，如101199，301399等，其中正极性回路编为单数，由小至大，负极性回路编为双数，由大至小。

五、二次回路的编号原则（6）3）信号回路的数字编号，按事故、位置、预告、指挥信号进行分组，按数字大小进行排列。

4）开关设备、控制回路的数字编号组，应按开关设备的数字序号选取。

如1KK所在的回路选101199，3KK所在的回路选301399。

5）对接点、开关、按钮等两侧，虽然闭合时为等电位，应不同编号，但只改变编号大小而不改变单、双数（极性）。

经过回路中主要降压元件（如线圈、电阻等）后改变其单、双数（极性）。

五、二次回路的编号原则（6）某些回路形成了特定编号，不能随意挪作它用。

如：

正负电源的101、102，红绿灯回路的135、105等。

六、二次回路导线的选择

（1）按机械强度要求选择：

（电缆与绝缘导线）1）连接强电：

截面不小于1.5mm2。

2）连接弱电：

截面不小于0.5mm2。

六、二次回路导线的选择

（2）按电气性能要求选择：

1）保护和测量的电流回路截面不小于2.5mm2。

2）在保护的电流回路所选导线（截面）要经电流互感器10误差缺陷校核。

3）在电压回路的导线（截面）要满足计费电能表不大于0.5压降，保护与测量不大于3压降。

4）在操作回路中，所选导线（截面）应满足最大压降（含回路中电流线圈阻抗）不大于10额定电源电压。

七、电缆截面的计算

（1）电流回路所选电缆要满足互感器10误差曲线要求。

导线面积计算公式S=K1L/（Z1-K2Z2-Z3）其中：

电导系数，铜取57m/mm2Z1按10误差曲线查出的允许阻抗Z2继电器阻抗，Z3接触电阻，一般取0.050.1L电缆长度，mK1连接导线的阻抗换算系数K2继电器的阻抗换算系数七、电缆截面的计算

（2）电压回路所选电缆要满足允许压降要求。

导线面积计算公式S=KPL/ULU其中：

电导系数，铜取57m/mm2L电缆长度，mK连接导线的阻抗换算系数U允许电缆压降，VP电压互感器每一相负载，VAUL电压互感器二次线电压，V3七、电缆截面的计算（3）控制及信号回路所选电缆要满足总压降不大于10额定电源电压的要求。

导线允许长度L=U（）UNS/2100Imax其中：

U（）控制回路正常工作时允许压降，取10UN直流额定电压，VImax流过回路的最大电流，AS电缆截面，mm2电导系数，铜取57m/mm2第四篇电气二次回路第十三章电流互感器的二次回路一、概述

（1）电流互感器的作用：

电力系统的一次电压很高，电流很大，且运行的额定参数千差万别，用以对一次系统进行测量、控制的仪器仪表及保护装置无法直接接入一次系统，一次系统的大电流需要使用电流互感器进行隔离，使二次的继电保护、自动装置和测量仪表能够安全准确地获取电气一次回路电流信息。

一、概述

（2）电流互感器特点：

是一个特殊型式变换器，它的二次电流正比于一次电流。

因其二次回路的负载阻抗很小，一般仅几个欧姆，故二次工作电压也很低，当二次回路阻抗大时二次工作电压U=IZ也变大，当二次回路开路时，U将上升到危险的幅值，它不但影响电流传变的准确度，而且可能损坏二次回路的绝缘，烧毁电流互感器铁芯。

所以电压互感器的二次回路不能开路。

一、概述（3）正确使用电流互感器的意义：

正确地选择和配置电流互感器型号、参数，将继电保护、自动装置和测量仪表等接入合适地次级，严格按技术规程与保护原理连接电流互感器二次回路，对继电保护等设备的正常运行，确保电网安全意义重大。

二、电流互感器的基本参数

（1）一次参数一次参数电流互感器的一次参数主要有一次额定电压与一次额定电流。

一次额定电压的选择主要是满足相应电网电压的要求，其绝缘水平能够承受电网电压长期运行，并承受可能出现的雷电过电压、操作过电压及异常运行方式下的电压，如小接地电流方式下的单相接地（电压上升倍）。

3二、电流互感器的基本参数

（2）一次额定额定电流的考虑较为复杂，一般应满足以下要求：

1）应大于所在回路可能出现的最大负荷电流，并考虑适当的负荷增长，当最大负荷无法确定时，可以取与断路器、隔离开关等设备的额定电流一致。

2）应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。

一般情况下，电流互感器的一次额定电流越大，所能承受的短时热稳定和动稳定电流值也越大。

二、电流互感器的基本参数（3）3）由于电流互感器的二次额定电流一般为标准的5A与1A，电流互感器的变比基本有一次电流额定电流的大小决定，所以在选择一次电流额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围，继电保护用次级又要满足10误差要求。

4）考虑到母差保护等使用电流互感器的需要，由同一母线引出的各回路，电流互感器的变比尽量一致。

二、电流互感器的基本参数（4）5）选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准GBl208-1997推荐的一次电流标准值相一致。

二、电流互感器的基本参数（5）二次额定电流二次额定电流在GB12081997中，规定标准的电流互感器二次电流为1A和5A。

所流互感器的二次定流采用变电电额电5A是还1A，主要定于决技比。

在相同一次定流、相同定出容量的情经济术较额电额输况下，流互感器二次流采用电电5A，其体小，价格便宜，但时积及接入同阻抗的二次，二次是电缆样设备时负载将1A定流额电的时25倍。

所以一般在220kV及以下等所电压级变电中，220kV回路不多，而数10110kV回路多，度数较电缆长短，流互感器二次定流采用较时电额电5A的。

在330kV及以上等所，电压级变电220kV及以上回路多，流回路数较电电缆，流互感器二次定流采用较长时电额电1A的。

二、电流互感器的基本参数（6）为了既满足测量、计量在正常使用的精度及读数，又能满足故障大电流下继电保护装置的精工电流及电流互感器10误差曲线要求，二个回路常采用不同次级、不同变比。

也可用中间抽头来选择不同变比。

电流互感器的变比也是一个重要参数。

当一次额定电流与二次额定电流确定后，其变比即确定。

电流互感器的额定变比等于一次额定电流比二次额定电流。

二、电流互感器的基本参数（7）电流互感器额定输出容量电流互感器额定输出容量：

电流互感器的额定输出容量是指在满足额定一次电流、额定变比条件下，在保证所标称的准确度级时，二次回路能够承受的最大负载值，其单位一般用伏安表示。

根据GBl2081997规定，额定输出容量的标准值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。

二、电流互感器的基本参数（8）电流互感器二次回路的负载SL可以下式计算：

SL=Ie2（K1ZL+K2Z1+Zjc）其中，Ie二次额定电流，AZL二次设备阻抗，Zl二次回路连接导线的阻抗，Zjc二次回路连接点接触电阻，取决于连接点多少与接触是否良好，一般取O.05O.1K1二次设备的接线系数K2二次回路连接导线的接线系数二、电流互感器的基本参数（9）电流互感器二次输出容量Se必须大于二次负载SL,并留有适当裕度。

二、电流互感器的基本参数（10）测量、计量用电流互感器各接线方式时的接线系数（ZL0为零线中负荷阻抗）3111K13212K2ZL0=ZL两相星形三角形两相差接三相星形单相ZL0=0接线方式33333二、电流互感器的基本参数（11）继电保护用电流互感器在各种接线方式时不同短路类型下的接线系数见附表二、电流互感器的基本参数（12）电流互感器的电流互感器的准确度电流互感器的电流互感器的准确度:

为了保证计量、测量的准确性，保证保护装置动作可靠、正确，电流互感器必须达到一定的准确度。

在国家标准GBl2081997中，规定测量用电流互感器的准确度等级分为0.1、0.2、0.5、1、3、5等六个标准，这是一个相对误差标准。

二、电流互感器的基本参数（13）其中0.11的四个标准其二次负荷应在额定负荷的25100间，35两个标准其二次负荷应在额定负荷的50100间，否则准确度不能满足要求。

所以对负荷范围广，准确度要求高的场合，可以采用经补偿的0.2s和O.5s电流互感器，该互感器在1120负荷间均能满足准确度要求。

对测量用电流互感器除了幅值准确度要求外，还有角度误差要求。

二、电流互感器的基本参数（13）继电保护用电流互感器的准确度级要求一般没有测量的高，但由于要求其在故障大电流时有较好的传变特性，所以在相对误差下有一个短路电流倍数的要求。

一般用PM表示，如5P10，其含义是在10倍互感器额定电流下的短路电流时，其误差满足5的要求。

式中是准确度等级，M是保证准确度的允许最大短路电流倍数。

在标准GBl2081997中，规定5P、10P两个准确度级。

三、电流互感器的10误差

（1）校核保护用电流互感器校核保护用电流互感器1010误差的意义误差的意义：

对保护用电流互感器，必须按实际的二次负载大小及系统可能出现的最大短路电流进行10校核。

电流互感器的10误差是继电保护装置对其的最大允许值，也是各类保护装置整定的依据。

所以10误差曲线的计算非常重要，特别是对母差保护、变压器及发电机的差动保护，由于这类保护的定值较灵敏，它们的整定依据之一就是躲过各侧电流互感器按10误差计算出来的最大综合误差。

三、电流互感器的10误差

（2）电流互感器电流互感器1010误差的校核方法误差的校核方法：

主要是计算出在最大短路电流时二次回路的最大允许阻抗，与该二次回路的实际阻抗进行比较，该实际阻抗必须小于最大允许阻抗。

三、电流互感器的10误差（3）负载阻抗可以按式Z=（K1ZL+K2Z1+Zjc）计算得出，但现场多为实际测量后计算得出。

在现场测量时应选择负载最大的支路。

如例图，在AN间通入交流电流I，测得两端电压为U，可以按式Z=U/I计算出（计算中可以只考虑负载阻抗的幅值）例图131电流互感器测量二次负载接线图需要注意的是，量二次阻抗必包括接所有可测负载须连电缆与能接入的，必用负载须50Hz的交流源，在无法判定一试验电哪相或一接二次最大，量所有方式下的二次哪种线负载时应测负载，取其中的最大。

值三、电流互感器的10误差（4）为校核电流互感器误差是否满足要求，还必须绘制其10误差曲线。

该曲线的绘制需要做试验测量电流互感器的直流电阻R，0.510A的伏安特性，然后根据公式计算出一组数据。

按这组数据可以在Zm坐标图上绘出不同短路电流倍数下满足10误差要求的允许最大阻抗曲线，在根据可能出现的最大短路电流倍数可以查找出该短路电流下允许的最大负载阻抗，当结果符合要求时，可以认为该电流互感器是满足10误差的。

三、电流互感器的10误差（5）计算举例例图132电流互感器10误差曲线图三、电流互感器的10误差（6）电流互感器电流互感器1010误差无法满足时可用以下措施解决误差无法满足时可用以下措施解决：

1）选择大容量的电流互感器；

2）加大连接二次回路电缆截面，减小连接电缆的阻抗；

3）在保护对电流互感器的二次接线方式没有特殊要求时，可改变其接线方式以调整接线系数。

例如，将不完全星形接线改为完全星形接线；

将三角形接线改成为星形接线，这将使接线系数、调整为1；

4）加大电流互感器的一次额定电流，这样在同样的短路电流情况下，短路电流的倍数m将减小；

5）将同一互感器相同变比的两个二次绕组串联使用，这将使其串联后的伏安特性增加，容量增大。

三、电流互感器的10误差（7）两电流互感器二次回路的串联两电流互感器二次回路的串联：

二次串联的电流互感器变比必须相同，一次回路必须工作在同一电流下。

串联后的变比不变，容量为两各次级容量之和。

两电流互感器二次回路的并联两电流互感器二次回路的并联：

两相同变比的电流互感器次级并联后，变比为原来的1/2，容量不变。

四、保护用电流互感器的暂态特性

（1）系统发生短路故障时一定伴有电流的迅速的、大幅值的变化，其中含有大的直流分量与丰富的各次谐波分量，这种暂态过程在故障初期最为严重。

如果电流互感器没有较好的暂态特性，就无法准确进行信号的传变，严重时将发生电流互感器饱和，造成保护装置拒动或误动。

四、保护用电流互感器的暂态特性

（2）暂态过程的大小与持续时间与系统的时间常数有关，一般220kV系统的时间常数不大于60ms，500kV系统的时间常数在80200ms之间。

系统时间常数增大的结果，使短路电流非周期分量的衰减时间加长，短路电流的暂态持续时间加长。

系统容量越大，短路电流的幅值也越大，暂态过程越严重。

所以针对不同的系统要采用具有不同暂态特性的电流互感器。

四、保护用电流互感器的暂态特性（3）暂态特性良好的电流互感器与普通电流互感器相比，具有良好的抗饱和性能，这在制造中可以通过增加铁芯的截面积、选用高导磁材料或同时在铁芯中加入非磁性间隙等办法来改变磁路特性。

改变磁路特性的大小不同形成了等级的暂态型电流互感器。

四、保护用电流互感器的暂态特性（4）目前暂态型电流互感器分为四个等级，分别用TPS、TPX、TPY、TPZ表示。

各等级暂态型电流互感器具有如下特点。

1）TPS级为低漏磁电流互感器，铁芯中不设非磁性间隙，暂态面积系数也不大，铁芯截面比稳态保护级大得不多，无剩磁通限值，制造工艺比较简单。

TPS级大多接于高阻抗继电器做母线差动保护等用。

2）TPX级在铁芯中不设非磁性间隙，在同样的规定条件下与TPY和TPZ级相比，铁芯暂态面积系数要大得多，无剩磁通限值，只适用暂态单工作循环，不适合使用重合闸的情况。

四、保护用电流互感器的暂态特性（5）3）TPY级在铁芯中设置一定的非磁性间隙，其相对非磁性间隙长度（实际非磁性间隙长度与铁芯磁路长度之比值）大于O.1。

剩磁通不超过饱和磁通的1O。

由于限制了剩磁，TPY级适用于双循环和重合闸情况。

4）TPZ级在铁芯中设置的非磁性间隙尺寸较大，一般相对非磁性间隙长度要大于O.2以上，无直流分量误差限值要求，剩磁实际上可以忽略。

TPZ级准确级由于铁芯非磁性间隙大，铁芯磁化曲线线性度好，二次回路时间常数小，对交流分量的传变性能也好，但传变直流分量的能力极差。

TPZ级铁芯截面积比TPY级要小，但在制造上要满足指定的二次回路时间常数难度较大。

四、保护用电流互感器的暂态特性（6）普通保护级（P级）电流互感器是按稳态条件设计的，暂态性能较弱，但一般能够满足220kV以下系统的暂态性能要求。

所有目前220kV及以下电力系统保护用电流互感器，在大多数情况下选用普通保护级（P级）电流互感器，即能满足稳态也能满足暂态运行要求。

在目前500kV线路保护中，一般选用TPY级暂态电流互感器。

五、电流互感器二次回路的接线

（1）为了满足不同测量、继电保护及安全自动装置的要求，电流互感器有多种配置与接线方式。

五、电流互感器二次回路的接线

（2）电流互感器接用位置的选择电流互感器接用位置的选择下图是常见220kV变电所电流、电压互感器典型配置方式。

图13-3、220kV变电所电流、电压互感器典型配置图五、电流互感器二次回路的接线（3）在选择各类测量测量、计量及保护装置接入位置时，要考虑以下因素：

1）选用合适的准确度级。

如图中，计量对准确度要求最高，接0.2级，测量回路要求相对较低接0.5级。

保护装置对准确度要求不高，但要求能承受很大的短路电流倍数，所以选用5P20的保护级。

五、电流互感器二次回路的接线（4）2）保护用电流互感器还要根据保护原理与保护范围合理选择接入位置，确保一次设备的保护范围没有死区。

如图13-3中，2套线路保护的保护范围指向线路，应放在第三组次级，这样可以与母差保护形成交叉，如何一点故障都有保护切除。

如果母差保护接在最近母线侧的第一组次级，2套线路保护分别接第二、第三次级，则在第一与第二次级间发生故障时，既不在母差保护范围，线路保护也不会动作，故障只能考远后备保护切除。

虽然这种故障的几率很小，却有发生的可能，一旦发生后果是严重的。

图中两组接入母差保护的次级，正副母间也要交叉，否则也有死区。

五、电流互感器二次回路的接线（5）3）当有旁路开关需要旁代主变等开关时，如有差动等保护则需要进行电流互感器的二次回路切换，这时既要考虑切换的回路要对应一次运行方式的变换，还要考虑切入的电流互感器二次极性必须正确，变比必须相等。

五、电流互感器二次回路的接线（6）常用电流互感器二次回路接线方式常用电流互感器二次回路接线方式在变电所中，常用的电流互感器二次回路接线方式有单相接线、两相星形（或不完全星形）接线、三相星形（或全星形）接线、三角形接线、和电流接线等，如图13-4，它们根据需要应用于不同场合。

现将各种接线的特点及应用场合介绍如下：

图13-4常用电流互感器二次回路接线方式图五、电流互感器二次回路的接线（7）1）单相式接线，如图13-4（a）所示。

这种接线只有一只电流互感器组成，接线简单。

它可以用于小电流接地系统零序电流的测量，也可以用于三相对称电流中电流的测量或过负荷保护等。

五、电流互感器二次回路的接线（8）2）三相星形接线又叫全星形接线，如图13-4（b）所示。

这种接线由三只互感器按星形连接而成，相当于三只互感器公用零线。

这种接线中的零线在系统正常运行时没有电流通过（3I0=0），但该零线不能省略，否则在系统发生不对称接地故障产生3I0电流时，该电流没有通路，不但影响保护正确动作，其性质还相当于电流互感器二次开路，会产生很高的开路电压。

三相星形接线一般应用于大接地电流系统的测量和保护回路接线，它能反应任何一相、任何形式的电流变化。

五、电流互感器二次回路的接线（9）3）两相星形接线，如图13-4（c）所示。

这种接线有两相电流互感器组成，与三相星形接