电厂继电保护及二次回路分析探讨

电厂继电保护及二次回路分析探讨

李寄托

（陕西新元洁能有限公司陕西榆林719400）

摘要：对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备，如：各种继电器、信号装置、测量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统。本文根据作者多年工作经验，对继电保护及二次回路进行了详细的分析，并提出了一些作者自己的观点和看法，供大家学习和借鉴。

关键词：继电保护；二次回路；分析；探讨

1继电保护装置及基本要求

当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。

为使继电保护装置能及时、正确地完成它所担负的任务，对继电保护有以下四个要求：

1.1选择性

当电力系统某部分发生故障时，保护装置应能首先断开离故障点最近的断路器，切除故障设备，从而使停电范围尽量缩小。对相邻下一级线路起后备作用称远后备。 对本线路主保护起后备作用称近后备。包括：主保护、后备保护 总之，选择性是提高供电可靠性的基本条件。

1.2快速性作用

（1）快速切除故障可以减小短路电流对电气设备所引起的损害； （2）可以加速系统电压的恢复，为电动机自启动创造有利条件； （3）可以提高发电机并列运行的稳定性。 故障切除时间=保护装置动作时间+断路器跳闸时电弧熄灭为止的时间 现代电网中快速保护装置最小动作时限一般达0.02～0.04S，断路器最小动作时间约为0.05～0.06S。(公司所有装置跳闸出口的时间大约为50ms) 1.3灵敏性

灵敏性是指保护区间内发生的任何故障，保护装置是否都能反应出来。 一般是用被保护电气设备故障时通过保护装置的故障参数（如Ik）与保护装置的动作参数（如动作电流）的比较俩判断，两比值，称灵敏系数，Ksen。反应故障时参量升高而动作的保护装置Ksen=保护区末端金属性短路时故障参量的最小计算值∕保护装置的动作值 反应故障时参量降低而动作的保护装置Ksen=保护装置的动作值∕保护区末端金属性短路时故障参量的最大计算值 最大运行方式：被保护线路末端发生故障时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流最大的运行方式。 最小运行方式：被保护线路末端发生故障时，系统等效阻抗最大，通过保护装置的短路电流最小的运行方式。

1.4可靠性

投入运行的保护装置应经常处于准备动作状态，当被保护设备发生故障和不正常工作状态时，保护装置应正确动作，不拒动；其他设备的保护装置不应误动。 若不满足可靠性，则保护装置本身便成为扩大事故或直接造成事故的根源。

2二次回路及其作用

发电厂和变电所的电气设备可分为一次设备、二次设备。（经常还将远动或测控设备称为三次设备，通讯设备称为四次设备）一次设备：也称主设备，是构成电力系统的主体。它是直接生产、输送与分配电能的设备，包括如：发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆与输电线路等。二次设备：是对一次设备及系统进行控制、调节、保护和监测的设备。它包括：控制设备、继电保护和安全自动装置、测量仪表、信号设备等。二次回路：二次设备按照一定规则连接起来以实现某种技术要求的电气回路。

3二次回路图的分类

二次回路图中，相应的二次设备都用国家规定的统一图形符号和文字符号来表示，把这些图形符号相互连接，从而形成控制回路、继电保护回路、测量回路、信号回路、自动装置回路，以及交流电压和交流电流回路图。二次回路图按不同的绘制方法，分为原理图、展开图和安装图，这也是我国在电力生产中常采用的三种形式的工程图纸。

4电厂继电保护二次回路的范围

4.1控制回路

由控制开关与控制对象（如断路器、隔离开关）的传递机构、执行（或操作）机构组成。其作用是对一次设备进行“合”、“分”操作。

4.2调节回路

调节回路是指调节型自动装置。如由VQC系统对主变进行有载调压、对电容器进行投切的装置，发电机的励磁调节装置。它是由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。

4.3继电保护和自动装置回路

继电保护和自动装置回路是由测量回路、比较部分、逻辑部分和执行部分等组成。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。

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。

4.4信号回路

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。

4.5操作电源系统

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。

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。

4.6高频通道

以结合滤波器的初级、次级为分界点。

5变配电所的二次设备布置

变配电所的二次设备集中装设在主变压器和线路的控制屏和保护屏上，以及操作电源系统的直流屏上。 操作电源设置，供一级负荷的或者大型的变配电所，若装有电磁操作机构的断路器时，常采用蓄电池组作为合、分闸直流操作电源，需装设专用蓄电池组室，其直流系统屏安装在控制室；若装有弹簧操作机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸直流操作电源，其镉镍电池屏和直流系统屏可安装在控制室。 对于中、小型变配电所，其直流系统屏、镉镍电池屏、电容器屏均安装在控制室。 控制室是整个变配电所的控制中心，控制室的布置应便于运行维护和操作巡视。一般的，保护屏、计量屏、电容器屏和远动通讯屏常安装在控制室后排，直流系统屏和控制屏安装在前排，便于运行监视和操作；控制屏的排列次序与配电间隔的次序尽可能对应，便于值班人员记忆，缩短判别和处理时间，减少误操作。

6结束语

继电保护在电厂电力系统中得到了广泛应用,继电保护装置也日臻完善,其在一定程度上改善了电力系统运行状态,提高了电力系统运行的安全性与可靠性,推动了电厂的发展与进步。

参考文献

[1]试论电厂继电保护二次回路改造[J].冯磊.科技与企业.2014(18)

[2]电厂继电保护的二次回路改造问题[J].洪序平.电子制作.2013(19)

[3]电厂继电保护的二次回路改造问题研究[J].孟新.河南科技.2013(22)