220kV保护电压切换回路解析

电气工程与自动化"Di/oqi Gongcheng yu Zidonghua220kV典型双母线接线倒闸操作中PT二次回路反充电分析邹明浩（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东梅州514000）摘要:在某次运行人员倒母操作中，母线侧隔离开关因二次辅助接点行程转换不到位，使PT二次电压回路异常并列，在断开母联断路器时,PT二次侧向一次侧反充电,导致保护误动，全站失压。

针对这起事件，详细分析了220kV典型双母线接线倒 闸操作中PT二次回路异常并列导致的反充电问题，并双母线接线的倒闸操作流程了及建议。

关键词:220kV双母线接线;倒闸操作；PT二次回路;反充电0引言220k V双母线接线作为最常见、最经典的接线方式，存在着倒闸操作过程中断开母联开关时因PT二次回路异常并列反充电，并及人身安全的，因，双母线接线倒闸操作程，电事的，对保障电网的全运行具有1故障实例2017年2月15日，云南玉溪供电局220kV江川变电站计划开展220kV宝江甲线#2母线侧2522隔离开关：工作。

运行人员在将220kV#2母线转到#1母线运行时,220kV线#2母线侧2542隔离开关因辅助接点行程转换不到位，使220kV#1-#2母线PT二次电压回路异常并列,在断开220kV母联212断路器时，形成PT二次侧向一次侧反充电回路，导致运行中的PT二次侧开关闸,220kV 误动，开220kV线254断路器、220kV 线253断路器，220kV线251断路器，因220kV线一、二保护离保护动作，跳开220kV线251断路器，最导致全站失压。

2220kV典型双母线接线方式的PT二次电压切换回路220kV典型双母线接线方式下的线路保护、计量等二次电压回路的电压母线PT电压器）提供。

当220kV双母线保常运行方式时，母线上所带PT 的二次电压，PT二次电压开关，PT 一次侧隔离开关的动电器的常开接点，供一电压小母线。

隔线路保护电压小母线上引出电压，隔开关操作电压切换双位电器的常开接点（注：电压切换双位电器母线侧隔离开关的辅助常开以及常闭接点控制）后，经保护屏的交电压输入开关，为保护供电压输入。

电压切换继电器同时动作220kV西乡站电压切换继电器同时动作案例分析倪瑞鑫（西乡巡维中⼼指导师傅：）摘要：近期220kV西乡站发⽣#1主变220kV侧电压切换继电同时动作对供电可靠性带来严重影响。

通过案例简述，案例分析，案例延伸，阐述了实习期间我对此次事故的理解，论证了在倒闸操作过程中查看后台监控机电压继电器切换的必要性。

最终通过分析达到提升⾃⾝技能⽔平的⽬的。

关键词：案例分析危险点预控措施1 引⾔在电⽹的⾼速发展中，事故发⽣的机率也⼤⼤降低，电⽹变得越来越坚固，也是我们⼀直追求的⽬标，但对于⼈才的培养就少了很好的教学课堂。

对案例的理解和剖析，能够快速了解事故的真相，查找事故的诱因，增加我们事故处理能⼒。

通过事故事件案例对⽐，我们能够更加全⾯的了解设备，了解电⽹，能够找出站内危险点，对危险点进⾏预控，扩展知识⾯，保证电⽹的安全稳定运⾏。

所以，近期在变电站倒闸操作过程中查看后台监控机电压继电器切换，提⾼供电可靠性。

电压切换继电器同时动作是当热倒母线时出现的正常信号，但是当其中的⼀把⼑闸拉开以后此信号就会消失。

如果不消失证明⼆次回路出现故障，需要及时处理以保障电⽹安全可靠运⾏。

2 案例简述2.1事故前运⾏⽅式220kV 1M在检修状态，220kV 2M单母线运⾏，母联2012开关在冷备⽤状态，#1主变及#1主变变⾼2201开关、变中1101开关、变低501开关、511开关在检修状态，10kV 1M负荷由#2主变代供。

2.2事故案例简述2014年06⽉27⽇，我所运⾏⼈员在执⾏#1主变送电的操作过程中发现#1主变变⾼22012⼑闸通过五防锁合闸时，⼑闸电机不在转动⽆法合闸。

在操作#1主变变⾼22012⼑闸时，按下合闸按钮不能操作，插⼊五防钥匙后⽤万⽤表测量合闸按钮两端对地交流电压分别为35V，0V，⽤万⽤表通断档测量上下两端时发出响声为“通”，（此时我认为是合闸按钮坏了，后来通过继保师傅的讲解，知道了判断⽅法，当你⽤通断档去判断按钮的好坏时，你要注意表⾯显⽰的变化。

纵联保护原理一、纵联保护：高频保护是利用某种通信设备将输电线路两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切除被保护线路。

二、相差高频保护原理：（已经退出主流，不做解释）相差高频保护作为过去四统一保护来说，占据了很长一段时间的主导地位，随着微机保护的发展，相差高频保护已经退出实际运行。

相差高频保护是直接比较被保护线路两侧电流的相位的一种保护。

如果规定每一侧电流的正方向都是从母线流向线路，则在正常和外部短路故障时，两侧电流的相位差为180°。

在内部故障时，如果忽略两端电动势相量之间的相位差，则两端电流的相位差为零，所以应用高频信号将工频电流的相位关系传送到对侧，装在线路两侧的保护装置，根据所接收到的代表两侧电流相位的高频信号，当相位角为零时，保护装置动作，使两侧断路器同时跳闸，从而达到快速切除故障的目的。

侧电流侧电流侧电流侧电流启动元件：判断系统是否发生故障，发生故障才启动发信并开放比相。

操作元件：将被保护线路工频三相电流变换为单相操作电压，控制收发信机正半波发信，负半波停信。

作为相差高频保护，其启动定值有两个，一个低定值启动发信，另一个高定值启动比相，采取两次比相，延长了保护动作时间。

对高频收发信机调制的操作方波要求较高，区外故障时怕出现比相缺口引起误跳闸，因此被现有的方向高频所取代。

二、闭锁式高频保护原理方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。

一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。

闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧正方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。

在外部故障时是近故障侧的正方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧正方向元件都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。

常规站电压切换、并列回路分析摘要：多段式母线上所连接的电气设备，其保护装置的电压取自母线PT，所接的母线电压通过电压切换回路随该间隔一次回路一起进行切换。

在某段母线PT单独停役时，设置母线电压并列回路，保证其PT二次电压小母线上电压不间断，该段母线所接的保护和计量元件可正常运行。

但在电压切换或并列操作过程中，由于各种原因可能发生PT反充电的情况，造成事故的发生。

本文以常规站220kV电压等级间隔为例，深入分析电压切换回路与电压并列回路，并探究PT反充电的原因，提出几点倒闸操作过程中防止PT反充电的措施。

关键词：电压切换回路、电压并列回路、PT反充电、倒闸操作1 引言“PT反充电”是指通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电。

电压互感器类似一台小容量的变压器，变电站二次回路严禁将二次电压反送电至停止运行的电压互感器，一旦出现因为电压切换回路故障造成反送电，会直接影响检修人员的人身安全和设备安全，而且反送电瞬间的励磁涌流造成二次电压空开跳闸，造成保护及自动装置失去母线电压采集，引起保护误动或拒动。

掌握电压切换回路与电压并列回路的原理，有助于运维人员在倒闸操作过程中防止PT反充电事故的发生。

2 电压切换回路2.1电压切换继电器与电压切换回路220kV线路保护装置所需的电压，通过电压切换继电器及该间隔的隔离开关辅助节点进行切换，本节以双位置继电器为例进行介绍。

如图1所示，1YQJ4-1YQJ7、2YQJ4-2YQJ7为双位置继电器，刀闸辅助常开节点使其动作，常闭节点使其返回。

图1 电压切换回路原理图如果220kV线路母线侧两把刀闸均处于合闸位置，则1YQJ4-1YQJ7、2YQJ4-2YQJ7继电器均动作，其常开节点闭合，两段母线电压均进入线路保护装置，在线路保护装置的操作箱中两段母线电压实现二次并列。

此时监控后台220kV线路间隔会报出“切换继电器同时动作”信号，如图2所示，此信号是用于监视PT二次回路是否存在并列现象。

电压切换回路双位置继电器事故分析与防范措施作者：朱楠吴丁辉来源：《华中电力》2014年第02期摘要：2013年某电力公司220kV全站失压，针对这次保护误动事故，分析了电压切换回路中的信号回路所存在的事故隐患：当变电站双母线运行方式变更，若隔离开关辅助接点损坏并粘连，那么"切换继电器同时动作"信号就无法准确报警，给变电站二次系统稳定运行留下隐患。

本文实际结合新疆某750kV变电站，提出了电压切换回路的整改方法。

关键词：电压切换；PT并列；双位置继电器；防范措施；电压切换箱0 引言目前新疆运行的传统750kV变电站内220kV电压等级的一次设备主接线一般为双母双分段的接线形式，220kV线路保护装置所选取的工作电压则取自其所在母线的电压互感器。

而对于双母双分段系统而言，为了确保一次系统的电压与二次系统的保护电压能够保持一致，以免发生保护误动、拒动，因此，这就要求保护装置的二次电压能够通过独立的电压切换箱随主接线的变化一起自动进行电压切换。

电压切换回路的控制方式一般分为双位置切换与单位置切换，根据继电保护反措要求，新疆750kV变电站220kV线路保护装置内的电压切换箱应使用线路母线侧的隔离开关辅助接点来启动电压中间继电器，通过中间继电器的动作节点来实现两条母线的电压切换功能以及发出电压切换继电器同时动作和PT失压信号[1]。

而当两条母线为分裂运行方式，在变电站内进行220kV倒闸操作或发生故障时，隔离开关辅助接点有可能损坏并粘连，这将使电压切换继电器同时动作并造成电压互感器二次回路并列，有可能顶跳上级电压回路空气开关并烧毁继电器，使得保护装置失压甚至有可能扩大事故范围，造成不必要的损失。

因此，本文针对电压切换回路中的安全隐患进行了分析与研究，并提出了一种具体的防范措施，以保障新疆750kV变电站安全稳定运行。

1 装置原理及事故分析1.1电压切换回路工作原理目前新疆750kV变电站220kV电压切换箱所用的电压切换回路的控制方式为双刀闸位置切换方式，所谓双位置切换就是指电压中间继电器是由隔离开关的常开辅助接点来启动，由隔离开关的常闭辅助接点来复位继电器[2]。

220kV 变电站运行接线方式和调度运行解析摘要：随着科学技术的不断发展与进步，我国的经济水平也得到了很大的提高，而之所以能够做到这一点就是归结于科学技术的发展，尤其是电力资源的发展。

而现在一些从事电力研究的科学家以及专家学者并没有墨守成规，而是积极地研究新的技术，其中数 220kV 变电站运行接线方式与调度运行研究最为突出。

关键词：220kV 变电站；运行；接线方式；调度运行；不断发展随着科技的不断发展，电力系统以及其内在的运作模式与之前相比发生了翻天覆地的变化。

而通过调查与研究发现，现在电力系统只要有两种变电站运作模式，一种是 220kV 变电站，另一种是 110kV 变电站。

下面就让我们以 220kV 变电站运行接线方式与调度运行为例来向大家介绍一下当今的电力系统。

1220kV 变电站运行接线方式1.1线路变压器组接线线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，其特点是设备少投资省、操作简便、宜于扩建。

1.2单母线分段接线单母线分段接线就是将一段母线用断路器分为两段，它的优点是接线简单，投资省，操作方便；缺点是母线故障或检修时要造成部分回路停电。

1.3双母线接线双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一次/ 二次）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。

与单母线相比，它的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点；其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积、投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。

1.4双母线带旁路接线双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线。

可编辑word,供参考版！220kV LF 线启动母差失灵保护图A 相启动失灵I1LP61n57B 相启动失灵I1LP7C 相启动失灵I1LP81n581n59第一套线路保护CSL-101BA 相启动失灵I1LP12B19B 相启动失灵I1LP13C 相启动失灵I1LP14B21B22第二套线路保护RCS-901B 13TJQ13TJR23TJQ23TJR操作箱CZX-12R8LP3启动失灵I8n198n218n208n22第一套失灵装置CSI-101C第一套母差保护RCS915启动RCS915母差保护失灵I8n234D28正电源负电源1D291n561D291D33B20A 相启动失灵II1LP241n120B 相启动失灵II1LP25C 相启动失灵II1LP261n1211n122第一套线路保护CSL-101BA 相启动失灵II1LP9A19B 相启动失灵II1LP10C 相启动失灵II1LP11A21A22第二套线路保护RCS-901B12TJQ12TJR22TJQ22TJR操作箱CZX-12R8LP3启动失灵II927928929925第二套失灵装置RCS-923A第二套母差保护BP-2B启动BP-2B 母差保护失灵II9264D72正电源负电源1D291n1191D911D29A201D301D311D328D238D258D242121-110V+110V-110V+110V图1图2可编辑word,供参考版！220kV LF 线启动母差失灵保护图解220kV 失灵保护总体介绍220kV 失灵保护简介：当线路发生故障、保护动作出口跳闸而断路器失灵时，为尽快将故障从系统切除，防止故障进一步扩大，因而装设母线断路器失灵保护，在断路器失灵时，将失灵断路器所在母线上所有其他断路器跳开。

本图适用于双母线或双母单/双分段的220kV 系统。

母线装设两套母差保护，母差保护含断路器失灵保护，但规程规定只投一套失灵保护。

220KV辅助继电器屏计量电压切换回路改进作者：林东伟来源：《西部论丛》2019年第33期摘要：某厂220KV系统为双母接线，220KV各一次元件在一、二母间切换时，相应电能计量设备所取用电压要对应在一、二母PT电压间切换，以确保正確工作。

关口计量电度表所取计量电压即是由220KV机组辅助继电器屏完成切换工作，然而该屏柜内切换继电器为普通中间继电器，当出现失电或刀闸辅助接点松动等异常时无法自保持，其接点断开则二次计量电压无法进入关口电度表，造成公司电能计费严重损失。

因此，本文提出，通过采用双位置继电器改进双母线电压切换回路的措施，来解决上述的隐患问题。

关键词：双母线;计量电压;双位置继电器;电压切换一、220KV辅助继电器屏计量电压切换回路原理图某厂220KV辅助继电器屏普通电压继电器切换方式如下图所示：（此处以#1发变组为例，启备变间隔和#2发变组间隔与此类同）二、采用普通中间继电器存在的问题分析#1发变组Ⅰ母侧刀闸合上，1G刀闸辅助触点动作，继电器1YQJ线圈励磁动作，Ⅰ母计量电压送入电度表;若Ⅱ母侧刀闸合上，2G刀闸辅助触点动作，继电器2YQJ线圈励磁动作，Ⅱ母计量电压送入电度表。

中间继电器1YQJ和2YQJ电源均取自110V直流空开，运行中若出现电源失电、1G、2G刀闸辅助触点接触不良、继电器线圈断线以及其他回路问题，导致继电器1YQJ线圈或2YQJ线圈失电，继电器就会返回原位置，继电器常开辅助触点断开，就造成母线计量电压无法进入电度表，进而造成某厂电能计费的严重损失，直接造成严重经济影响。

三、问题的解决思路：针对目前计量电压切换回路存在的问题，建议采取更换中间继电器的方法进行改造，将原辅助继电器屏中的普通中间继电器，更换为双位置中间继电器。

双位置继电器的工作原理：双位置继电器的两个线圈分别接对方的辅助触点，一常开一常闭，例如线圈I要串接线圈II的辅助触点，线圈II要串接线圈I的辅助触点，无电时通过永久磁铁的作用力，使衔铁固定在初始位置上，当给常闭接点所在线圈加电时，线圈得电使衔铁动作，动作后由永久磁铁将其固定在动作后位置上，同时衔铁动作使两线圈的串联接点位置切换，原来的常闭接点打开，使线圈失电，而原常开接点闭合，所对应的线圈处于准备得电动作。

一起电压切换回路异常导致电压互感器反充电的事件分析摘要：随着电网建设的加快及设备停电检修的情况需要，设备操作中倒母操作逐渐频繁。

但由于回路问题及人员对信号动作原因认识不足等原因，曾出现在倒母操作时发生PT反充电引起PT二次空开跳闸的现象。

本文通过分析电压互感器反充电引起PT二次空开跳闸的原因及电压切换回路动作逻辑，提出改进措施，对预防类似事故的发生及提高倒母操作的安全性提供思路。

关键词：倒母操作；电压互感器反充电；电压切换回路1 引言电压互感器的安全运行，直接影响着设备相关保护能否正确动作，直接影响这电网运行的安全性与可靠性。

特别是在倒母线操作中，若不及时、准确地检查操作质量，很容易导致电压互感器反充的事件发生，严重的情况下甚至可能导致负荷损失。

因此，研究电压切换回路，把握倒母线操作中的关键流程，尤为重要。

2 背景分析2.1 事件经过X月，XX调控在执行操作票过程中，“切换继电器同时动作”信号动作未复归，运行人员未正确识别该信号的潜在威胁，在为彻底分析解决该信号的情况下，汇报调度具备继续操作的条件，导致操作过程中220kV电压互感器反充电，A站220kVI母保护空开跳闸的事件发生。

事件未造成厂站失压及用户停电。

事件发生的具体过程见图2-1。

A站220kVI母保护空开跳闸事件由电压互感器反充电导致。

电压互感器反充电异常往往是由于操作时序不当、分合闸不到位等导致。

刀闸操作会引起指示灯发生相应改变，同时在监测后台中还会产生对应告警信息。

将不同操作与其对应异常信息一一匹配，可以快速判断倒母时电压互感器反充电异常类型，查找不当操作，及时规避。

因此，本次研究以该事件为例，分析电压互感器反充电原因。

图2-1 操作票解读及事件发生时间线3 原因分析3.1 电压互感器反充电原理正常情况下，电压互感器二次侧作为负载侧，由一次侧供电。

假设某站220kV#2母线停电，#1母线在运行，220kV#1及#2电压互感器二次并列，则#1母线会通过二次回路及PT，在#2母线上产生较高的电压，该电压会产生很大的电容电流反作用于二次回路，将导致运行中的电压互感器的二次空气开关脱扣跳闸以及烧坏电压互感器二次回路中并列插件，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。

220KV 线路保护二次回路介绍二次设备是指对一次设备的工作进行监视、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行状况或生产指挥信号所需的低压电器设备。

由二次设备相互连接，构成对一次设备监视、控制、调节和保护的电器回路称为二次回路。

一、TA 二次电流回路220KV TA 一般有六个二次绕组，分别用于本线路保护（两组）、母差保护（两组）、测量、计量。

以某一220KV 线路保护为例，如图（一）所示，交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——CSC-122A 断路器保护——CSC-101A 线路保护——录波屏。

如图（二）所示，交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——PSL601G 线路保护。

CSC-101A 1x CSC-122A 3x端子箱A 屏图（一）1n PSL601G端子箱B 屏图（二） 注意事项：1）电流回路严禁开路。

电流互感器的二次回路不允许开路，否则将产生危险的高电压，威胁人身和设备的安全。

因为电流互感器二次回路在运行中开路时，其一次电流均成为励磁电流使铁芯中的磁通密度急剧上升，从而在二次绕组中感应高达数千伏的感应电势，严重威胁设备本身和人身的安全。

这就要求回路各个连接环节的螺丝必须紧固，连接二次线无断线或接触不良，同时回路的末端必须可靠短接好，如上图（一）中的录波屏处2C2、2C4、2C6、2C7端子和图（二）中的PSL601G 保护屏处1D17、1D18、1D19、1D20端子。

2）每组二次绕组的N 回路有且只能有一点接地，严禁多点接地。

电流互感器的二次回路必须有一点直接接地，这是为了避免当一、二次绕组间绝缘击穿后，使二次绕组对地出现高电压而威胁人身和设备的安全。

同时，二次回路中只允许有一点接地，不能有多点接地，否则会由于地中电流的存在而引起继电保护的误动。

因为一个变电所的接地网并不是一个等电位面，在不同点间会出现电位差。

当大的接地电流注入接地网时，各点的电位差增大。

220kV线路二次回路简介摘要：对二次回路的了解与否对一个值班员来说关系着他对异常事故发生的判断能力，本文就二次回路中各组成元件之间的联系进行了一个较系统的整理，并对线路二次回路设计提出了一些思考建议。

关键词：二次回路联系思考完善引言：要成为一个合格的、优秀的值班员，仅仅了解、熟悉仍至掌握保护的原理与运行是不够的，对220kV线路二次回路也应该了解与熟悉。

1、二次回路主要组成及作用。

220kV二次回路主要由开关端子箱、控制箱、汇控箱、操作箱、测控装置、保护装置(线路保护、开关保护、母差保护)、其它装置(故障录波器、GPS、保护管理机)及交直流电源回路组成。

1.1、开关端子箱、控制箱、汇控箱。

开关端子箱、控制箱、汇控箱都在现场。

开关控制箱安装在开关本体上，每相一只。

开关汇控箱安装开关每一相上或附近，三相开关合用一只。

开关端子箱安装在开关间隔内，一个间隔一只。

开关控制箱内有开关的分合闸线圈连线、开关辅助接点连线、闭锁接点等回路。

开关汇控箱内有开关三相辅助接点的串并联回路、防跳跃回路、三相不一致回路、闭锁回路等。

开关端子箱内有电流、电压回路、开关闸刀闭锁回路，开关闸刀现场操作回路等，每一个间隔的设备，如流变、压变、开关、闸刀等一般通过端子箱与外部联系。

开关控制箱、汇控箱也有叫操作箱的，为了和开关分相操作继电器装置区别，本文如此规定。

开关控制箱、汇控箱、端子箱并不是每一个220kV间隔配置都一样。

具体如何配置，与开关是否三相连动、有几个操作机构有关。

三相连动操作的开关(如主变、母联、分段开关)肯定只配一只汇控箱，每相开关不配控制箱，控制箱的相关接线在汇控箱中。

1.2、操作箱操作箱，顾名思义，就是操作开关的，它是一个装置，不是保护，没有电源插件，没有没有电流电压输入，只是一些继电器及相关回路。

它的作用是联系保护与开关，是保护及其它装置与开关的桥梁。

操作箱主要回路是分合闸回路，如果是分相操作箱，则有分相跳闸回路与三相跳闸回路，而三相跳闸回路又分三跳与永跳回路。