110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鄭斌

110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鄭斌,110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì),鄭斌,kv,變電站,部分,部份,二次,回路,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 系 別 電力工程系 專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)07K7班 學(xué)生姓名 鄭斌 指導(dǎo)教師 劉寶志 二○一一年六月 題 目 110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本次《110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)》論文中主要包括下面幾個(gè)部分內(nèi)容，110kV變電所主變壓器保護(hù)、自動(dòng)重合閘的配置、隔離開(kāi)關(guān)、測(cè)量回路以及電壓互感器和電流互感器結(jié)合上述知識(shí)進(jìn)行的110kV變電所的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。在論文里，110kV變電站互感器的相關(guān)知識(shí)、繼電保護(hù)配置、自動(dòng)重合閘的配置、隔離開(kāi)關(guān)和測(cè)量回路都是二次回路部分的基本內(nèi)容，只有在這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行 110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 《110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)》論文的編排是很合理的，即先有基礎(chǔ)再有應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：主變壓器保護(hù)、自動(dòng)重合閘、隔離開(kāi)關(guān)、測(cè)量回路、互感器  PARTIAL SECONDARY CIRCUIT DESIGN OF 110 kV SUBSTATION Abstract In《partial secondary circuit design of 110kV substation》the thesis main include underneath a few part of contents,110kV substation main transformer protection of design, automatic reclosing equipment, isolating switch, measurement circuits, with each other the feeling machine knowledge and combine the above-mentioned knowledge to carry on of 110kV substation in the workshop of electricity lord connect line design. In the 110kV substation with each other the feeling machine knowledge, After electricity protection allocation, automatic reclosing equipment and isolation switch, measurement circuit then two back track part of basic contents, only on the foundation of these contents then can carry on 110kV substation in the workshop two subsystem of the design. 《partial secondary circuit design of 110kV substation》the arrange in order of thesis be very reasonable, then have foundation first. Keywords: main transformer protection, automatic reclosing, isolating switches, measurement circuits, transformers I 目 錄 摘要 I Abstract II 緒論 1 1變電站110kv主變壓器保護(hù)整定計(jì)算與設(shè)計(jì) 2 1.1主變壓器原始參數(shù) 2 1.2計(jì)算主變壓器參數(shù) 2 1.3 線路電抗原始參數(shù) 3 1.4 線路等值電抗參數(shù)計(jì)算 3 1.5 畫出等值電抗圖 4 1.6 計(jì)算變器壓高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)短路電流 4 1.7 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 5 1.7.1差動(dòng)保護(hù)概念 5 1.7.2 差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 6 1.8 變壓器瓦斯保護(hù) 7 1.9 主變壓器后備保護(hù) 7 1.9.1 主變壓器后備保護(hù)概念 7 1.9.2 過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算 8 1.10 主變壓器的保護(hù)、測(cè)量、控制回路 8 1.10.1 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，保護(hù)回路 8 1.10.2 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，控制回路 11 1.10.3 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，信號(hào)回路 12 2變電站內(nèi)的常規(guī)控制系統(tǒng)自動(dòng)重合閘 14 2.1瞬時(shí)性故障和永久性故障的概念 14 2.2自動(dòng)重合閘的重要性 14 2.3自動(dòng)重合閘的類型 14 2.4自動(dòng)重合閘主要部分介紹 15 2.5自動(dòng)重合閘后加速原理過(guò)程 17 2.6選用重合閘方式的一般原則： 19 3變電站內(nèi)的常規(guī)控制系統(tǒng)隔離開(kāi)關(guān) 20 3.1隔離開(kāi)關(guān)的概述 20 3.2隔離開(kāi)關(guān)的控制電路 20 4.變電站內(nèi)的常規(guī)控制測(cè)量回路 23 4.1有功功率和無(wú)功功率測(cè)量 23 4.2有功電能和無(wú)功電能的測(cè)量 24 5變電站內(nèi)的電壓互感器與電流互感器 28 5.1概述 28 5.2電壓互感器 28 5.3電流互感器 32 結(jié)論 34 參考資料及文獻(xiàn) 35 致謝 36 緒論 電力系統(tǒng)是電能的生產(chǎn)、變化、輸送、再變換、分配和使用的各種電力設(shè)備按照技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的要求組合成的一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng) [12]。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門之一，當(dāng)代的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)以及在我們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂玫募彝ル姎?，都里不開(kāi)電，隨著祖國(guó)的日益爭(zhēng)強(qiáng)，個(gè)部門對(duì)電力系統(tǒng)的依賴性也越來(lái)越來(lái)越高，所以供電質(zhì)量將會(huì)直接影響到國(guó)名經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展[8]，在一次的電力系統(tǒng)事故也進(jìn)一步證明[6]：提高供電質(zhì)量，供電安全、可靠是二次電力系統(tǒng)的一項(xiàng)重要任務(wù)，同屬也證明二次電力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要的作用，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行比可少的[1]。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，目的在于總結(jié)與回顧大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，讓自己的所學(xué)的知識(shí)得到充分的理解，鞏固與強(qiáng)化，熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，掌握設(shè)計(jì)所需用到書本里的知識(shí)，并把大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用起來(lái)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)里所要求的任務(wù)，最終參加畢業(yè)答辯。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我所研究的課題為110kV變電站二次回路的部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要完成變壓器主變壓器的保護(hù)[13]、主變壓器相關(guān)電氣的測(cè)量、控制與信號(hào)設(shè)計(jì)；完成常規(guī)系統(tǒng)（包括變電站內(nèi)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)重合閘及電氣操作的控制[13]，信號(hào)測(cè)量的二次回路接線[5])的設(shè)計(jì)；完成電壓互感器的二次回路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，主變壓器保護(hù)整定算采用的是主變器的差動(dòng)保護(hù)、速動(dòng)保護(hù)、主變壓器的瓦斯保護(hù)以及主變壓器的后備保護(hù)(過(guò)流保護(hù)），而自動(dòng)重合閘二次回路部分采用的是自動(dòng)重合閘后加速，隔離開(kāi)關(guān)主要采用氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓電動(dòng)型這三種隔離開(kāi)關(guān)[2]，測(cè)量回路主要采用的是DS-8型三相兩元件式有功電能表測(cè)量電路[2]、DX1型三相兩元件無(wú)功電能表測(cè)量電路以及帶60o相角差的三相無(wú)功電能表測(cè)量電路[2]。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于現(xiàn)在自己的能力有限，并且缺乏現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，時(shí)間倉(cāng)促，可供查閱的資料有較大的局限性，故設(shè)計(jì)中難免存在不周之處，敬請(qǐng)審閱老師批評(píng)指正。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師給予了耐心而細(xì)致的指導(dǎo)，在此表示衷心謝意！ 1變電站110kV主變壓器保護(hù)整定計(jì)算與設(shè)計(jì) 1.1主變壓器原始參數(shù) a. 變壓器型號(hào)參數(shù)：變壓器型號(hào)SPLQ-31500/110；接線組別YN，d11，yn；變比110/38.5/6.3kV b. 阻抗電壓：U12%=10.5%，U13%=18%，U23%=6.5% c. 取SB=100MV，UB=115kV d. 圖1-1為某110kV變電站電氣主接線圖 圖1-1 某110kV變電站電氣主接線圖 1.2計(jì)算主變壓器參數(shù) a. 計(jì)算短路電壓 Us1%=0.5*（10.5+18-6.5)=11% Us2%=0.5*(10.5+6.5-18)=-0.5% Us2%=0.5* (18+6.5-10.5)=7% b. 計(jì)算主變壓器各側(cè)電抗標(biāo)么值 高壓側(cè)：X*T1==11/31500/100=0.350 中壓側(cè)：X*T2==-0.5/31500/100=-0.016 低壓側(cè)：X*T3==7/31500/100=0.22 c. 變壓器參數(shù)計(jì)算表1-1： 表1-1 變壓器參數(shù)表表 容量/kVA 繞組型式 短路電壓百分值 等值電抗 短路電壓 17% 0.35 11 31500 三相三繞組 10.5% -0.016 -0.5 6% 0.22 7 1.3 線路電抗原始參數(shù) a. 110kV母線側(cè)：X110=0.411?/km，L1=51km，L2=48 b. 35kV母線側(cè)：X35=0.43?/km，L3=51，L4=48km c. 6kV母線側(cè)：X6=0.4?/km，L5=20，L6=18km 1.4 線路等值電抗參數(shù)計(jì)算 X1*==0.158； X2*==0.149； X3*==0.166； X4*==0.156； X5*=2=0.06； X6*==0.05； 計(jì)算結(jié)果如下表1-2所示： 表1-2 線等值電抗參數(shù) X*T1 X*T2 X*T3 X1* X2* X3* X4* X5* X6* 0.350 -0.016 0.22 0.158 0.149 0.166 0.156 0.06 0.05 1.5 畫出等值電抗圖 如圖1-2 圖1-2 等值電抗圖 1.6 計(jì)算變器壓高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)短路電流 1） 計(jì)算基準(zhǔn)電流： (1-1) 三相短路電流計(jì)算公式： (1-2) 2）高壓側(cè)短路電流： a. 三相短路電流 X1∑*=0.073，I3d=502/X1∑*=6876.712A b. 兩相短路電流 I2d=/2*I3d=5955.41A 3）中壓側(cè)短路電流： a. 三相短路電流 X1∑*=0.118，I3d=502/X1∑*=4254.237A b. 兩相短路電流 I2d=/2*I3d=3684.278A 4）低壓側(cè)兩短路流： a. 三相短路電流 X1∑*=0.329，I3d=502/X1∑*=1525.8A b. 兩相短路電流 I2d=/2*I3d=1321.413A 1.7 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 1.7.1差動(dòng)保護(hù)概念 差動(dòng)保護(hù)能正確區(qū)分被保護(hù)元件取內(nèi)、外故障，能瞬時(shí)切除保護(hù)區(qū)內(nèi)故障。變壓器差動(dòng)保護(hù)用來(lái)反應(yīng)變壓器繞組，引出線及套管的各種短路故障，是變壓器主保護(hù)[14]。 圖1-3 三繞組變壓器 圖1-3為變壓器縱差保護(hù)單相接線原理圖，差動(dòng)保護(hù)裝置為了獲得動(dòng)作選擇性，差動(dòng)繼電器kA的做電流Iop，r必須大于差動(dòng)回路中出現(xiàn)的最大不平衡電流Iunb，max由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)不同，繞組接線方式不同，電流互感 器的型式及變比也不同，以及變壓器的勵(lì)磁涌流等原因，是變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流較大，而不平衡電流越大，則保護(hù)靈敏系數(shù)越低[14]。 1.7.2 差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 變壓器各側(cè)有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)表1-3: 表1-3 變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)表 額定電壓/kV 110 38.5 6.3 額定電流/A 165.3 472.4 2886.8 繞組方式 Y Y ? CT接線方式 ? ? Y 選用CT比 300/5 1000/5 3000/5 二次額定電流 4.77 4.091 4.811 a. 確定保護(hù)最小動(dòng)作電流[14]由公式： Iop，r0=Krel*Iunb，max=Krel（Kst*Kerr*Knp+?U+?fs）ITN=1125.852A (1-3) Iop，r0=1125.852A Iop，r0=1125.825/600=1.89A ?U—變壓器跳壓引起誤差取0.05 Kerr—TA的最大誤差取0.1 ?fs—變比引起的誤差取0.05 Knp—非周期分量，取2.0 Krel—可靠系數(shù)取1.3 b. 確定制動(dòng)性轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流Ires0[14] Ires0=（1~1.2)ITN=4.811~5.77 (1-4) c. 確定制動(dòng)系數(shù)Kres和制動(dòng)特性斜率m[14] 通常取m=Kres Kres=Krel（Kst*Knp*Kerr+?U+?fs）=0.4 (1-5) Iop，r0*=1.89/502/600=2.25>Kres,滿足要求 d. 校驗(yàn)靈敏性：確定動(dòng)作電流，按躲過(guò)外部短路穿越性最大不平衡電流整定 Iop=Krel（KstKnpKerr+?U+?fs）*Ik.max=595.076A (1-6) Ks，min=1321.413/595.076=2.22>2，滿足要求 e. 電流速斷保護(hù)[14] 通常裝設(shè)在電源側(cè)，按變壓器額定電流5倍來(lái)整定： Iop=5*ITN =23A (1-7) 1.8 變壓器瓦斯保護(hù) a. 瓦斯保護(hù)概念: 變壓器差動(dòng)保護(hù)雖能保護(hù)變壓器內(nèi)外故障，動(dòng)作速度快速，靈敏系數(shù)高，但其接線復(fù)雜，多用于大容量重要變壓器主保護(hù)。他并能保護(hù)所有內(nèi)部故障，如變壓器油面降低，匝間故障等。因此，采用瓦斯保護(hù)作為主保護(hù)，對(duì)變壓器內(nèi)部故障全面保護(hù)[14]。 b. 瓦斯保護(hù)的接線原理圖[14] 圖1-4為瓦斯保護(hù)接線圖，當(dāng)氣體繼電器KG輕瓦斯觸點(diǎn)閉合，通過(guò)信號(hào)繼電器1KS，延遲發(fā)出信號(hào)，重瓦斯觸點(diǎn)閉合后，輕信號(hào)繼電器2KS、連接片XB接通中間繼電器KM，作用于斷路器跳閘，切除變壓器。 圖1-4 瓦斯保護(hù)接線原理 1.9 主變壓器后備保護(hù) 1.9.1 主變壓器后備保護(hù)概念 變壓器相間短路的后備保護(hù)既是變壓保護(hù)的后備保護(hù)，又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)。變壓器相間短路的后備?？刹捎眠^(guò)流保護(hù)采用過(guò)電流保護(hù)、帶低壓的過(guò)流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)，負(fù)序過(guò)流保護(hù)等[9]。這里才過(guò)流保護(hù)，一般按裝在電源側(cè)。 1.9.2 過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算 a. 變壓器過(guò)流保護(hù)的原理接線圖[14]1-5 圖1-5 變壓器過(guò)流保護(hù)接線原理圖 b. 保護(hù)裝置動(dòng)作電流Iop按躲開(kāi)變壓器[14] 的最大負(fù)荷電流ITN，max整定： (1-8) Iop=1.3/0.85*165.3=252.81A c. 對(duì)于降壓變壓器通?？紤]自啟動(dòng)序數(shù)Kss，6KV與35KV側(cè)Kss取2.0[14]： Iop=2.58*2=517.62A d. 校驗(yàn)靈敏性[14] 作為近后備保護(hù)取變壓器低壓側(cè)母線作為校驗(yàn)點(diǎn)：Ks，min=I（2）k，min/517.62=2.55大于2。滿足要求。 作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，相鄰線路末端為校驗(yàn)點(diǎn)：Ks，min=I（2）k，min/517.62=11.51大于2.滿足要求。 1.10 主變壓器的保護(hù)、測(cè)量、控制回路 1.10.1 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，保護(hù)回路 a. 交流電流回路[9]，如圖1-10所示 圖1-10 主變壓器交流電流回路 b. 主變壓器測(cè)量交流回路[9]，如圖1-11所示 圖1-11 主變壓器測(cè)交流電流回路 1.10.2 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，控制回路 主變壓器控制回路[9]如圖1-12所示 圖1-12 主變壓器控制回路 1.10.3 主變壓器的二次系統(tǒng)回路，信號(hào)回路 主變壓器信號(hào)回路[9]如圖1-13所示 圖1-13 主變壓器的信號(hào)回路 2變電站內(nèi)的常規(guī)控制系統(tǒng)自動(dòng)重合閘 2.1瞬時(shí)性故障和永久性故障的概念 （1）永久性故障：當(dāng)線路被切斷后，故障沒(méi)有消除仍然存在，即使再合上斷路器，由于線路故障點(diǎn)沒(méi)有消除，線路任被繼電保護(hù)裝置再次斷開(kāi)，并不能恢復(fù)正常的供電。這一類故障就為“永久性故障”[1]。 （2）瞬時(shí)性故障：當(dāng)線路故障發(fā)生短路時(shí)，被繼電保護(hù)裝置迅速斷開(kāi)后，電弧自行熄滅，線路故障點(diǎn)的絕緣性能重新恢復(fù)，此時(shí)，如果把斷開(kāi)線路的斷路器再次合上，線路就能再次正常的供電，這一類故障就為“瞬時(shí)性故障”[1]。 2.2自動(dòng)重合閘的重要性 在電力系統(tǒng)，輸電線路，架空線路是榮易發(fā)生短路故障的元件[10]，因此，電力系統(tǒng)，輸電線路的可靠性是相當(dāng)重要的，應(yīng)盡可能的提高它們的供電可靠性，自動(dòng)重合閘裝置是一個(gè)能很好提高電力系統(tǒng)以及輸電線路供電可靠性的有效裝置。 多年來(lái)，電力系統(tǒng)以及輸電線路運(yùn)行已經(jīng)證明，架空線路大多數(shù)的短路故障都是瞬時(shí)性故障，大約的90％以上都是此類故障，而永久性故障卻不到10％[4]。所以，繼電保護(hù)裝置切除短路故障點(diǎn)后，電弧將會(huì)立即自動(dòng)熄滅，大部分情況下短路處的絕緣性能都可以自己恢復(fù)[7]。所以，再次將斷路器自動(dòng)重合，不但能提高系統(tǒng)供電的安全性和可靠性，減少停電損失，還能提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，增加了高壓線路上的送電額定容量，同時(shí)也能糾正有時(shí)由于斷路器或者是繼電保護(hù)造成的誤動(dòng)作跳閘。 2.3自動(dòng)重合閘的類型 自動(dòng)重合閘按它的功能來(lái)分為三類 1) 單相重合閘 對(duì)于110kV及其以上的接地電力系統(tǒng)中，通常架空線路的線纜間距還是比較大，因此相間故障發(fā)生的機(jī)率很小，然而單相接地故障發(fā)生的機(jī)會(huì)幾率卻是很高，約占總系統(tǒng)故障的90％[4]，所以，對(duì)于輸電線路，一般不采用快速非同期三相重合閘，而采用的是檢查同期重合閘，對(duì)于由于恢復(fù)供電時(shí)間長(zhǎng)且滿足不了系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的要求，可采用單相重合閘方[8]。 單相重合閘指的是當(dāng)輸電線路發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作只斷開(kāi)有故障相的斷路器，然后再單相重合，如故障是瞬時(shí)性故障，那么重合閘成功，如果故障是永久性的，且系統(tǒng)又不準(zhǔn)許非全相長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的話，那么單相重合閘后，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作使三相斷路器跳開(kāi)，不再進(jìn)行重新合閘。 采用單相重合閘時(shí)，如果發(fā)生的是相間短路故障，則都跳開(kāi)三相斷路器，且不再進(jìn)行三相重合閘，如果其它原因跳開(kāi)了三相斷路器，也不會(huì)再進(jìn)行重合閘。 2) 三相重合閘 三相重合閘：不管在輸電線路、配電線路上發(fā)生單相（接地）短路故障還是相間短路故障時(shí)，繼電保護(hù)都將會(huì)把線路上三相斷路器同時(shí)跳閘，然后啟動(dòng)自動(dòng)重合閘同時(shí)再重新合上三相斷路器的方式。若為瞬時(shí)性故障，重合閘成功；若為永久故障，繼電保護(hù)將再次動(dòng)作，跳開(kāi)故障線路處得三相斷路器。是否再重合要視情況而定，一般多數(shù)情況下只重合閘動(dòng)作一次，稱為三相一次自動(dòng)重合閘裝置，只有在有沒(méi)人值班的變電所，沒(méi)有備用電源的單回線重要負(fù)荷供電線，斷路器遮斷額定容量允許時(shí)，方能采用三相二次重合閘裝置[8]。 3) 綜合重合閘 將單相重合閘和三相重合閘綜合在一起，就是綜合重合閘，若發(fā)生單相接地短路故障的時(shí)候，采用單相重合閘；如果發(fā)生相間短路的時(shí)候，則采用三相重合。 綜合重合閘裝置經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的切換，具有單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘和直跳（既輸電線路上發(fā)生任何類型的短路故障時(shí)，繼電保護(hù)可以通過(guò)重合閘裝置的出口處，斷開(kāi)三相，而不再重合）等四種運(yùn)行方式。綜合重合閘在110kv及其以上的高壓電力系統(tǒng)和高壓輸電線路中，已得到廣泛應(yīng)用[8]。 2.4自動(dòng)重合閘主要部分介紹 a. 工作充電回路：如圖2-1所示。 圖2-1 工作充電回路 工作充電回路的作用是使電容C充滿電，為工作放電回路做好準(zhǔn)備，充電時(shí)間大約15～25s。 b. 啟動(dòng)回路:如圖2-2所示 圖2-2 啟動(dòng)回路 啟動(dòng)回路的作用是當(dāng)發(fā)生故障后，跳閘位置繼電器的常閉節(jié)點(diǎn)合上，從而使J線圈得電，為工作放電回路做好準(zhǔn)備。 c. 工作放電回路：如圖2-3所示 圖2-3 工作放電回路 工作放電回路的作用是使ZJ的電壓線圈得電。 d. 自動(dòng)重合回路：如圖2-4所示 圖2-4 重合閘回路 自動(dòng)重合閘回路的作用是使HC得電，即使斷路器合閘成功。 2.5自動(dòng)重合閘后加速原理過(guò)程 一幫架空線的故障為瞬時(shí)性故障。當(dāng)繼電保護(hù)切除故障后，短路點(diǎn)的絕緣性能通常都可以得到恢復(fù)。因此采用自動(dòng)重合閘繼電器KAC，使斷路器再次自動(dòng)合閘，便能恢復(fù)送電。對(duì)于110kV的輸電線路，一般都應(yīng)裝設(shè)三相一次重合閘，如下圖2-5所示[1]。 圖2-5 三相一次自動(dòng)重合閘接線原理圖 正常運(yùn)行，開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)，QF3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，控制開(kāi)關(guān)SA處在合閘后位置，其觸點(diǎn)21、23接通，信號(hào)燈HL亮，電容C經(jīng)充電電阻R4充電，經(jīng)15~25s時(shí)間，充電至額定的直流電壓，這時(shí)KAC處于準(zhǔn)備動(dòng)作狀態(tài)。 瞬間故障，保護(hù)動(dòng)作使開(kāi)關(guān)跳閘，其輔助常閉觸點(diǎn)QF3閉合，由于SA還處于“合閘”位置，其觸點(diǎn)21、23仍導(dǎo)通，所以重合閘由開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)與SA觸點(diǎn)不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)，時(shí)間繼電器KT經(jīng)本身的瞬時(shí)常閉觸點(diǎn)KT2瞬時(shí)斷開(kāi)，使限流電阻R5串入KT線圈電路中，這時(shí)KT繼續(xù)保持動(dòng)作狀態(tài)，經(jīng)整定的延時(shí)，以保證線路故障點(diǎn)的絕緣恢復(fù)和開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備再次合閘，當(dāng)KT的常開(kāi)觸點(diǎn)KT1接通，構(gòu)成了電容C對(duì)中間繼電器KM電壓線圈的放電回路。KM動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使操作電源經(jīng)KM2、KM1觸點(diǎn)、KM電流自保持線圈、信號(hào)繼電器KS和壓板XE1向合閘接觸器KMC發(fā)出合閘脈沖，斷路器合閘。同時(shí)由KS給出重合閘動(dòng)作信號(hào)。斷路器合上后，若是瞬時(shí)性故障，重合成功。輔助觸點(diǎn)QF2、QF3斷開(kāi)，繼電器KS、KT相繼返回，其觸點(diǎn)打開(kāi)。電容C重新充電，經(jīng)15~25s時(shí)間充好電，準(zhǔn)備下一次動(dòng)作。這說(shuō)明裝置是能夠自動(dòng)復(fù)歸的。 斷路器重合于永久性故障時(shí)，保護(hù)再次動(dòng)作，使斷路器跳閘，KAC重新啟動(dòng)，KT觸點(diǎn)閉合，由于旁路的電容正在充電，因此電流不會(huì)流經(jīng)中間繼電器KM，保證了只重合一次。 手動(dòng)跳閘時(shí)，控制開(kāi)關(guān)SA處于“跳閘”后位置，此時(shí)SA觸點(diǎn)21-23斷開(kāi)，KAC不啟動(dòng)；同時(shí)，2、4觸點(diǎn)閉合，使電容C對(duì)R6放電，KM不能動(dòng)作。因此，手動(dòng)跳閘不重合。 手動(dòng)合閘于線路故障，保護(hù)動(dòng)作于跳閘，電容C來(lái)不及充電到KM動(dòng)作所需要的電壓，不會(huì)起動(dòng)重合閘。 防止KAC出口中間繼電器KM觸點(diǎn)KM2與KM1被卡住，而出現(xiàn)斷路器多次重合于故障線路上（即“跳躍”），可采用“防跳”措施。 1）采用兩對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)KM1和KM2串聯(lián)，若其中一對(duì)觸點(diǎn)卡住，另一對(duì)能正常斷開(kāi)，不至發(fā)生斷路器“跳躍”現(xiàn)象。 2）跳閘線圈YT回路中，又串接了防跳繼電器KL的電流線圈，當(dāng)斷路器事故跳閘時(shí)，KL動(dòng)作。當(dāng)KM兩個(gè)串聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)被粘住時(shí)，KL的電壓線圈經(jīng)自身的常開(kāi)觸點(diǎn)KL1而帶電自保持，從而使其常閉觸點(diǎn)KL2、KL3也保持?jǐn)嚅_(kāi)，使合閘接觸器KMC不會(huì)接通，達(dá)到了“防跳”的目的。 當(dāng)線路低頻減載及母線差動(dòng)等保護(hù)裝置動(dòng)作后不需重合閘時(shí)，設(shè)重合閘閉鎖回路。雙側(cè)電源重合閘裝置，還應(yīng)防止兩側(cè)電源的非同期合閘。對(duì)于單回聯(lián)絡(luò)線，可在重合閘的“不對(duì)應(yīng)”啟動(dòng)回路中，串入同期或無(wú)壓檢定繼電器的觸點(diǎn)，只有當(dāng)線路跳閘后線路無(wú)壓，或?qū)?cè)與本側(cè)在同期情況下，才能啟動(dòng)重合閘裝置；若是雙回平行聯(lián)絡(luò)線，可以用上述同期或無(wú)壓檢定，也可用平行另一回線有電流才允許啟動(dòng)重合閘的電流檢定方式。 重合閘后加速接線原理，如圖2-6為后加速原理接線圖，當(dāng)為永久性故障時(shí)，加速繼電器KAC旁路KT的觸點(diǎn)，可以使重合閘于故障后，瞬時(shí)跳閘。 圖2-6 自動(dòng)重合閘后加速接線原理 2.6選用重合閘方式的一般原則： 選用重合閘方式的一般原則如下： 1)重合閘方式必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，經(jīng)過(guò)分析后選定[1]。 2)凡是選用簡(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿足具體系實(shí)際需要的，線路都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。持別對(duì)于那些處于集中供電地區(qū)的密集環(huán)網(wǎng)中，線路跳閘后不進(jìn)行重合閘也能穩(wěn)定運(yùn)行的線路，更宜采用整定時(shí)間適當(dāng)?shù)娜嘀睾祥l。對(duì)于這樣的環(huán)網(wǎng)線路，快速切除故障是第一位重要的問(wèn)題[1]。 3)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大面積停電，或者影響重要負(fù)荷停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘方式。 4)在大機(jī)組出口一般不使用三相重合閘[1]。 5)自動(dòng)重合閘配置原則:a.旁路斷路器和兼用作旁路母聯(lián)斷路器或分段斷路器，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置；b.1kV及以上架空線路和電纜與架空混合線路，在具體斷路器的條件下，當(dāng)用電設(shè)備允許且無(wú)備用電源自動(dòng)投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置；c.必要時(shí)，母線故障也可以采用自動(dòng)重合閘裝置；d.低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置[1]。 3變電站內(nèi)的常規(guī)控制系統(tǒng)隔離開(kāi)關(guān) 3.1隔離開(kāi)關(guān)的概述 隔離開(kāi)關(guān)的控制分就地控制和遠(yuǎn)方控制兩種。110kV及以下的隔離開(kāi)關(guān)一般采用就地控制；220kV及以上的隔離開(kāi)關(guān)既可采用就地控制也可以采用遠(yuǎn)方控制[2]。 隔離開(kāi)關(guān)控制回路構(gòu)成原則如下[2]： a. 由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧機(jī)構(gòu)，不允許用來(lái)切斷和接通負(fù)載線路電流，因此控制回路必須受相應(yīng)的斷路器的閉鎖，以保證斷路器在合閘狀態(tài)下，不孟操作隔離開(kāi)關(guān)。 b. 為防止帶接地合閘，控制回路必須受接地刀閘的閉鎖，以保證接地刀閘在合閘狀態(tài)下，不能操作隔離開(kāi)關(guān)。 c. 操作脈沖應(yīng)是短時(shí)的，完成操作后，應(yīng)能自動(dòng)解除。 d. 隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)有所處狀態(tài)的位置信號(hào)。 3.2隔離開(kāi)關(guān)的控制電路 隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)一般有氣動(dòng)、電動(dòng)和電動(dòng)液壓操作三種形式，相應(yīng)的控制電路也有三種。 a. 氣動(dòng)操作控制電路[2] 對(duì)于GW4-10、GW4-220和GW7-330等型式的戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)，常采用CQ2型氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，其控制電路如圖3-1所示。 圖中，SB1、SB2為合、跳閘按鈕；YC、YT為合、跳閘線圈，QF為相應(yīng)斷路器輔組常閉觸電；QS為隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)；S1、S2為隔離開(kāi)關(guān)合、跳閘終端開(kāi)關(guān)；P為隔離開(kāi)關(guān)QS的位置指示其。 圖3-1 氣動(dòng)操作隔離開(kāi)關(guān)控制電路 隔離開(kāi)關(guān)合閘操作時(shí)，在具備合閘條件下，即相應(yīng)的斷路QF在跳閘位置（其輔助常閉觸點(diǎn)閉合）；接地刀閘QSE在斷開(kāi)位置（其輔助常閉觸點(diǎn)閉合）；隔離開(kāi)關(guān)QS在跳閘終端位置（器輔助常閉觸點(diǎn)QS和跳閘終端開(kāi)關(guān)S2閉合是）是，按下合閘按鈕SB1，合閘線YC帶電，隔了開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘，并通過(guò)YC的常開(kāi)觸點(diǎn)自保持，使隔離開(kāi)關(guān)合閘到位。隔離開(kāi)關(guān)合閘后，跳閘終端開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)（同時(shí)S1合上為跳閘作好準(zhǔn)備），合閘線圈失電返回自動(dòng)解除合閘脈沖；隔離開(kāi)關(guān)輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使位置指示其P處于垂直的合閘位置。 隔離開(kāi)關(guān)的跳閘操作與合閘過(guò)程類似，，不在論述。 b. 電動(dòng)操作控制電路[2] 對(duì)于GW4-220D/100型式的戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)，采用CJ5型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，器控制電路圖如圖3-2所示。 圖3-2 電動(dòng)操作隔離開(kāi)關(guān)的控制電路 圖中，KM1、KM2為合、跳閘解除器，K為熱繼電器；SB為緊急解除按扭；其他符號(hào)意義與圖3-1相同。 隔離開(kāi)關(guān)合閘操作時(shí)，在具備合閘條件下，即相應(yīng)的斷路器QF在跳閘位置（其輔助常閉觸點(diǎn)閉合），接地隔離開(kāi)關(guān)QSE在斷開(kāi)位置（器輔助常閉觸點(diǎn)閉合），隔離開(kāi)關(guān)QS在跳閘終端位置（器跳閘終端開(kāi)光S2閉合）并無(wú)跳閘操作（即KM2的常閉觸點(diǎn)閉合）時(shí)，按下合閘按鈕SB1，啟動(dòng)合閘接觸器KM1，使三相交流電動(dòng)機(jī)M正方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行合閘，并通過(guò)KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)自保持，使隔離開(kāi)關(guān)合閘到位。隔離開(kāi)關(guān)合閘到位后，跳閘終端開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，合閘接觸器KM1失電返回，電動(dòng)機(jī)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這就保證了隔離開(kāi)關(guān)合閘到位，自動(dòng)接觸合閘脈沖。 隔離開(kāi)關(guān)的跳閘操作與合閘操作類似，不再論述。 在合、跳閘操作的過(guò)程中，由于某些原因，需立即停止合、跳閘接操作時(shí)，可按下緊急接觸按鈕SB，使合、跳閘接觸器失電，電動(dòng)機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 電動(dòng)M啟動(dòng)后，若電動(dòng)機(jī)回路故障，則熱繼電器K動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)控制回路，停止操作。此外，利用KM1、KM2的常閉觸點(diǎn)相互閉鎖跳閘、合閘回路，以避免操作程序混亂。 c. 電動(dòng)液壓操作控制電路[2] 對(duì)于GW6-200G、GW7-200和GW7-300等戶外型式高壓隔離開(kāi)關(guān)，可采用電動(dòng)液壓型操作機(jī)構(gòu)，器控制電路如圖3-3所示 圖3-3 電動(dòng)液壓操作隔離開(kāi)關(guān)的控制電路 隔離開(kāi)關(guān)的跳閘、合閘操作與電動(dòng)型操作類似。 4.變電站內(nèi)的常規(guī)控制測(cè)量回路 4.1有功功率和無(wú)功功率測(cè)量 a. 三相電路有功功率測(cè)量[2] 對(duì)于負(fù)載為星形連接的三相交流電路有功功率瞬時(shí)值p可用下式表示 (4-1) 式中Uu、Uv、Uw—U、V、W相電壓瞬時(shí)值，V； Iu、Iv、Iw—U、V、W相電流瞬時(shí)值，A。 實(shí)際上功率表的讀數(shù)不是瞬時(shí)值，而是有效值，則三相電路有功功率有效值P為 (4-2) 當(dāng)三相電壓對(duì)稱，星型的負(fù)載平衡時(shí)， (4-3) U為線電壓有效值，I為線電壓有效值，cosa為功率因數(shù)。 圖4-1 功率表的測(cè)量回路 如圖4-1所示，為了保證功率表的指針偏轉(zhuǎn)正向，電流線圈有“· ”標(biāo)志的端子接于電源側(cè)，另一端子接負(fù)載側(cè)。電壓線圈有“·l”標(biāo)志的端子與電流線圈有“·l”標(biāo)志的端子接于電源的同一極上，另一端子接到負(fù)載的另一端功率表的接法 功率表的接法分直接接入和互感器接入兩種，如圖4-2和圖4-3所示。 圖4-2 直接接 圖4-3 經(jīng)互感器接入 在三相電路中，通常采用三相兩元件式功率表測(cè)量三相有功功率。常見(jiàn)的是鐵磁電動(dòng)式三相有功功率表，可直接反映三相有功功率，如1D-W型2.5級(jí)方形表、16D-W和163D-W型1.5級(jí)槽形表。它們都有兩個(gè)獨(dú)立元件，每個(gè)元件相當(dāng)于一直單相有功功率表，有四個(gè)電流端子和三個(gè)電壓端子，經(jīng)護(hù)感器接入一次電路中，如圖4-4和4-5所示。 圖4-4 集中表示 圖4-5 分散表示 個(gè)元件所測(cè)的有功功率 第一元件： (4-4) 第二元件： (4-5) 當(dāng)三相功電壓完全對(duì)稱，負(fù)載平衡時(shí)，可得 (4-6) b. 三相電路無(wú)功功率測(cè)量[2] 對(duì)于負(fù)載為星形連接的三相交流電路，其無(wú)功功率有效值為 (4-7) 當(dāng)三相電壓對(duì)稱，負(fù)載平衡時(shí)，有 (4-8) 4.2有功電能和無(wú)功電能的測(cè)量 在三相電路中的有功電能Awh,在三相電壓對(duì)稱負(fù)載平衡時(shí)可將式 (4-9) 改寫為 (4-10) 在三相電路中的無(wú)功電能Avarh，在三相電壓對(duì)稱負(fù)載平衡時(shí)可將式 (4-12) 改寫為 (4-13) 式中t—為通電時(shí)間。 由于測(cè)量電路的接線原理與測(cè)量功率相同，指示所選用的表計(jì)不同而已。所以，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在分析接線原理時(shí)用有效值P表示。 a. 三相電路有功電能測(cè)量[2] 1) 三相四線制電路有功電能的測(cè)量 在三相四線制電路中，可用一只三相三元件的有功功率表測(cè)量三相有功電能。它由三個(gè)獨(dú)立元件構(gòu)成，其測(cè)量電路如圖4-6所示。 圖4-6 三元件三相有功電能表測(cè)量電路 在三相四線制電路中，用一只三相三元件有功電能表測(cè)量三相有功電能是，不論電壓是否對(duì)稱，負(fù)載是否平衡，都能直接反映三相四線制電路所消耗的有功電能。 在三相四線制電路中，也可用一只三相兩元件式有功功率表測(cè)量三相有功電能，它由兩個(gè)獨(dú)立元件構(gòu)成，其測(cè)量電路如圖4-7所示。 圖4-7 三相兩元件式有功電能表的測(cè)量電路 由圖4-7可知各元件所測(cè)電能為 第一元件 (4-14) 第二元件 (4-15) 若三相電壓對(duì)稱，得 (4-16) 2) 三相三線制電路有功電能測(cè)量 在三相三線制電路中，常用一只三相兩元件式有功電能表測(cè)量電能，DS-8型三相兩元件式有功電能表測(cè)量電路圖4-8所示 圖 4-8DS-8型三相兩元件式有功電能表測(cè)量電路圖 圖中第一元件電路線圈接入U(xiǎn)相電流?u，電壓線圈跨接在U、V相間；第二元件電流線圈接入W相電流?w，電壓跨接在W、V相間。 三相電路無(wú)功電能測(cè)量 在三相電路中，通常采用三相無(wú)功電能表測(cè)量三相無(wú)電能。常見(jiàn)的三相無(wú)功電能有帶附加電流線圈DX1型和電壓線圈帶60o相角差X2型兩種。它們內(nèi)部電路都采用跨相90o的接線方式。 1) 帶有附加電流線圈的三相無(wú)功電能表測(cè)量電路 圖4-9所示DX1型三相兩元件無(wú)功電能表測(cè)量電路，其特點(diǎn)：每個(gè)元件都有兩線圈，即附加了個(gè)V相電流線圈。由圖b可知各元件所測(cè)電能為 圖 4-9DX1型三相兩元件無(wú)功電能表測(cè)量電路 第一元件 (4-17) 第二元件 (4-18) 在三相電壓對(duì)稱情況下，可得兩元件測(cè)的總功率為 (4-19) 2) 帶60o相角差的三相無(wú)功電能表測(cè)量電路 圖4-10所示DX2型三相兩元件無(wú)功電能表測(cè)量電路，其特點(diǎn)：在電壓線圈回路中串聯(lián)接入R1、R2電阻器，使電壓線圈流過(guò)的電流與其電壓60o角，相當(dāng)于把加入電壓線圈的電壓（ùvw、ùuw)超前旋轉(zhuǎn)30o角。 圖 4-10帶60o相角差的三相無(wú)功電能表測(cè)量電路 由圖4-10的相量圖可知第一元件接入U(xiǎn)相電流?u，V和W相間電壓ùvw；第二元件接入W相電流?w，U和W相間電ùuw。 每個(gè)元件所測(cè)電能為 第一個(gè)元件 (4-20) 第二個(gè)元件 (4-21) 在三相電壓對(duì)稱且負(fù)載平衡時(shí)，可得 (4-20) 5變電站內(nèi)的電壓互感器與電流互感器 5.1概述 為了了解電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的情況，需要測(cè)量各種電氣參數(shù)，如電流、電壓等；為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，預(yù)防電氣設(shè)備的的損壞和事故的擴(kuò)大，需要設(shè)置一系列的保護(hù)裝置，而許多保護(hù)裝置也需要電氣參數(shù)的輸入。在電力系統(tǒng)中，一次回路的電氣參數(shù)往往是高電壓、大電流，直接測(cè)量既不安全，也不方便。互感器就是把一次回路的高電壓、大電流變換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的二次低電壓、小電流，以供給連接于互感器二次回路的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等的一種電氣設(shè)備[2]。 互感器雖然歸類于一次設(shè)備，但卻連接在一、二次回路之間，在一、二次回路之間起著橋梁的作用 。互感器的作用有： 電量變換[2]。互感器將一次回路的高電壓、大電流變換為二次回路標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流供給二次設(shè)備，從而使二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、小型化； 電氣隔離[2]。互感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的，因此，其一、二次繞組間只有磁的聯(lián)系而沒(méi)有電的直接聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)了一、二次電氣設(shè)備之間的電氣隔離。 此外，為了確保二次設(shè)備和在二次回路上工作的人員的安全，要求互感器二次側(cè)均要設(shè)置安全接地，這樣即使互感器一、二次間發(fā)生電氣擊穿，也能將一次回路的高電壓、大電流引入大地，保證二次設(shè)備和在二次回路上工作的人員的安全。互感器分為電壓互感器（TV、YH、PT）和電流互感器（TA、LH、CT）兩種，電壓互感器的二次額定電壓為100V，電流互感器的二次額定電流為5A或1A[2]。 5.2電壓互感器 電壓互感器是一種將一次回路的高電壓變換為二次回路標(biāo)準(zhǔn)的低電壓（額定二次側(cè)電壓通常為100kV或V）的電氣設(shè)備。對(duì)二次電壓回路來(lái)說(shuō)，電壓互感器相當(dāng)于一個(gè)輸出電壓正比于一次回路電壓、內(nèi)阻很?。ㄏ鄬?duì)于二次回路的負(fù)載來(lái)說(shuō)）的電壓源。電壓互感器一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)較少（相對(duì)于一次繞組而言）,電壓互感器在電路中的符號(hào)如圖b所示，用“TV”來(lái)表示，一、二次繞組絕緣套管分別標(biāo)記 “●”的兩個(gè)端子為同名端或同極性端[2]。 a. 電壓互感器接線原則[2] 1) 電壓互感器一、二次側(cè)均采用并聯(lián)連接方式 電壓互感器的一次繞組必須以并聯(lián)連接方式接入一次主回路；電壓互感器二次回路上連接的設(shè)備也必須采用并聯(lián)連接的方式接入由其二次繞組供電的二次回路。 電壓互感器一、二次側(cè)必須設(shè)置保護(hù)電器 2) 一般情況下，電壓互感器的一、二次側(cè)均采用熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)作為保護(hù)電器。對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)，電壓互感器一次繞組經(jīng)電容分壓式接入一次主回路時(shí)，其一次側(cè)不設(shè)置熔斷器。 3) 電壓互感器的二次側(cè)必須有一點(diǎn)接地 為了防止電壓互感器一、二次繞組間發(fā)生絕緣擊穿，從而使一次系統(tǒng)的高電壓、大電流串入二次回路，可能造成二次設(shè)備損壞和人員傷亡的事故，電壓互感器的二次側(cè)必須設(shè)置一點(diǎn)接地作為保護(hù)接地，其一次側(cè)的接地情況根據(jù)具體接線方式有不同要求。 電壓互感器二次繞組的接地方式有兩種：中性點(diǎn)接地方式和B相接地方式。當(dāng)采用B相接地方式時(shí)，中性點(diǎn)需要裝設(shè)擊穿保險(xiǎn)絲 在我國(guó)，110kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)均為大接地電流系統(tǒng)，電源中性點(diǎn)直接接地。這類電網(wǎng)中的電壓互感器二次側(cè)通常采用中性點(diǎn)接地方式，這類電網(wǎng)一旦發(fā)生了單相接地故障，保護(hù)直接動(dòng)作于跳閘，因此不需要裝絕緣監(jiān)察裝置 35kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)（400V電網(wǎng)除外）均為小接地電流系統(tǒng)，電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈。這類電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行不超過(guò)兩個(gè)小時(shí)。在這類電網(wǎng)中，電壓互感器的二次側(cè)有些采用中性點(diǎn)接地方式，當(dāng)需要考慮同期并網(wǎng)也可以采用B相接地方式。小接地電流系統(tǒng)需要裝絕緣監(jiān)察裝置來(lái)反映單相接地故障。 b. 電壓互感器的接線方式[2] 1) 一臺(tái)單相電壓互感器接線方式 圖5-1所示為由一臺(tái)單相電壓互感器組成的單相接線方式。其中圖5-1(a)所示為該接線方式原理圖，圖5-1(b)所示為該接線方式在一次系統(tǒng)圖（電氣主接線圖等）上的表示方法。 圖5-1 單相電壓互感器接線方式 圖中一次繞組連接在A、B相的相間（即線電壓）。這種接線方式中電壓互感器的一次側(cè)不能接地，二次側(cè)采用B相接地。 單相接線方式只能測(cè)量線電壓，不能測(cè)量相電壓，適用于35kV及以下的中性點(diǎn)非直接接地方式。以35kV或10kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的發(fā)電廠的聯(lián)絡(luò)線線路側(cè)電壓互感器常采用這種接線方式作為測(cè)量和同期系統(tǒng)使用。這種接線方式中，電壓互感器一次繞組的額定電壓為所接入一次系統(tǒng)的額定線電壓，二次繞組的額定電壓為100V 2) 兩臺(tái)電壓互感器構(gòu)成的V/V接線方式 圖5-2所示為由兩臺(tái)單相電壓互感器構(gòu)成的V/V接線方式，其中圖2－2(a)所示為該接線方式原理圖，圖5-2(b)所示為該接線方式在一次系統(tǒng)圖上的表示方法。 圖5-2 兩臺(tái)電壓互感器構(gòu)成的V/V接線方式 圖中一次繞組接線在AB、BC相間，反映的是A、B相的相間電壓和B、C相的相間電壓,這種接線方式電壓互感器的一次側(cè)不能接地，二次側(cè)采用B相接地。電壓互感器的V/V接線方式只能測(cè)量線電壓，不能測(cè)量相電壓，適用于35kV及以下的中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，此外，發(fā)電廠的400V廠用電母線電壓互感器常常采用這種接線方式。這種接線方式中，電壓互感器一次繞組的額定電壓為所接入一次系統(tǒng)的額定線電壓，二次繞組的額定電壓為100V c. 三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器接線方式[2] 三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器構(gòu)成的接線方式有多種。根據(jù)電壓互感器的繞組數(shù)量可分為雙繞組（一組一次繞組，一組二次繞組）和多繞組（一組一次繞組，多組二次繞組）兩種。 圖5-3所示為三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器的兩種接線方式 圖5-3 三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器接線原理圖 圖5-3(a)所示為三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器的構(gòu)成的Y/Y0接線方式原理接線圖，圖5-3(b)所示為該接線方式在一次系統(tǒng)圖上的表示方法。 這種接線方式中，電壓互感器的一次側(cè)中性點(diǎn)不接地，二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地。這種接線方式既能測(cè)量線電壓也能測(cè)量相電壓，但不能供中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng) 的絕緣監(jiān)察裝置使用。這種接線方式既適用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，也適用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。這種接線方式中，電壓互感器一次繞組的額定電壓為所接入一次系統(tǒng)的額定相電壓，二次繞組的額定電壓為V。 圖5-3(c)所示為三臺(tái)單相雙繞組電壓互感器的構(gòu)成的Y0/Y0接線方式原理接線圖，圖5-3(d)所示為該接線方式在一次系統(tǒng)圖上的表示方法。 這種接線方式中，電壓互感器的一次側(cè)中性點(diǎn)直接接地，二次側(cè)中性點(diǎn)也直接接地。這種接線方式既適用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，也適用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。當(dāng)用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時(shí)，這種接線方式既能測(cè)量線電壓，也能測(cè)量相電壓；當(dāng)用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，這種接線方式只能測(cè)量線電壓，而不能測(cè)量相電壓，但能供一次系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置使用。這種接線方式中，電壓互感器一次繞組的額定電壓為所接入一次系統(tǒng)的額定相電壓，二次繞組的額定電壓為V。 5.3電流互感器 由于電力設(shè)備上通過(guò)的電流大多數(shù)為數(shù)值很高的大電流，為了便于測(cè)量，采用電流互感器進(jìn)行變換，其二次側(cè)額定電流值為5A（或1A）。 a. 電流互感器的極性 電流互感器極性的一般采用減極性原則標(biāo)注，即：一、二次繞組中的電流在鐵心中產(chǎn)生的磁通方向相反。如圖5-4和圖5-5所示，則L1與K1為一對(duì)同極性端子。 圖5-4電流互感器的極性接線 圖5-5電流互感器的電路圖 電流互感器在電路中的符號(hào)如下圖所示，用“TA”來(lái)表示,一次繞組一般用一根直線表示，一次繞組和二次繞組分別標(biāo)記 “●”的兩個(gè)端子為同名端或同極性端。 b. 電流互感器的接線方式 電流互感器在電力系統(tǒng)中根據(jù)所要測(cè)量的電流的不同，就有了不同的接線方式，最常見(jiàn)的有以下幾種，如圖5-6所示。 圖5-6 兩相星型接線 圖5-7 兩相電流差接線 1) 兩相星型接線 如圖5-6所示。兩相星形接線又稱不完全星形接線，這種接線只用兩組電流互感器， 一般測(cè)量?jī)上嗟碾娏?，但通過(guò)公共導(dǎo)線，也可測(cè)第三相的電流。主要適用于小接地電流的三相三線制系統(tǒng)，在發(fā)電廠、變電所6~10kV饋線回路中，也常用來(lái)測(cè)量和監(jiān)視三相系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。 2) 兩相電流差接線 如圖5-7所示。兩相電流差接線也稱為兩相交叉接線。由相量圖可知，二次側(cè)公共線上電流為Ia- Ic，其相量值為相電流的 倍。這種接線很少用于測(cè)量回路，主要應(yīng)用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)回路。 3) 三相星型接線 如圖5-8所示。三相星形接線又稱完全星形接線，它是由三只完全相同的電流互感器構(gòu)成。由于每相都有電流流過(guò)，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，公共線中就有電流流過(guò)，此時(shí),公共線是不能斷開(kāi)的，否則就會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。該種接線方式適用于高壓大接地電流系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)二次回路、低壓三相四線制電路 圖5-8 三相星型接線 電流互感器使用注意事項(xiàng)[3]。 電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測(cè)電路串聯(lián)，而二次繞組應(yīng)和連接的所有測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈串聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性，一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端流入，則二次電流應(yīng)從同名端流出。 電流互感器二次側(cè)所接負(fù)載是測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈等，它們?cè)褦?shù)少、阻抗小，通過(guò)的電流非常大，因此電流互感器在正常運(yùn)行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)。 電流互感器的二次繞組絕對(duì)不允許開(kāi)路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡９ぷ鲿r(shí)，二次電流有去磁作用，使合成磁勢(shì)很小。當(dāng)二次繞組開(kāi)路時(shí)，二次電流的去磁作用消失，一次電流將全部用來(lái)激磁，這時(shí)，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過(guò)正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會(huì)使鐵芯過(guò)熱而損壞互感器。同時(shí)，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過(guò)電壓，可能達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千伏，將危及人身和設(shè)備安全。因此，為了防止二次繞組開(kāi)路，規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開(kāi)關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測(cè)量?jī)x表或繼電器及其他工作時(shí)，應(yīng)首先將二次繞組短路。 電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地，但接地點(diǎn)只允許有一個(gè)。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時(shí)，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全。 結(jié)論 變電站二次系統(tǒng)分回路是電力系統(tǒng)以及輸電線路可靠穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，因此對(duì)變電站二次系統(tǒng)的研究是十分比要。 1）在進(jìn)行變壓器主保護(hù)的設(shè)計(jì)時(shí)，我主要先去圖書館查閱相關(guān)繼電保護(hù)的書籍，并理解相關(guān)變壓主保護(hù)整定算的相關(guān)公式的應(yīng)用，在變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算，應(yīng)考慮變壓器各方面的數(shù)據(jù)參數(shù)來(lái)求取變壓器的不平衡電流。 2）對(duì)于自動(dòng)重合閘、隔離開(kāi)關(guān)、測(cè)量回路以及電壓互感器我主要進(jìn)行了電路原理的研究，在自動(dòng)重合閘方面，由于三相一次重合閘在變