线路保护典型回路——交流电流回路

一、 交流电流回路

1、电流互感器二次绕组配置及其原则

                       

                                   （a )   

                         
                                        （b )   

                           

                                           （c )   

（a）3/2接线电流互感器配置图 （b）双母线接线电流互感器布置在线路侧（c）双母线接线电流互感器布置在母线侧

                  图1.电流互感器配置图

母线保护与线路保护（或变压器保护）所取电流互感器的二次绕组之间应有一个重叠的保护区，以避免故障发生在电流互感器内部两绕组之间时，无保护切除两二次绕组之间发生的短路接地故障。

当故障发生在K1或K3点，故障点处于线路保护或差动保护保护区外，但在两侧母差保护的动作区内，母线差动保护动作跳开5011或5013，但此时故障并没有消除。由于3/2断路器接线，母差保护动作不能采用远方跳闸，只能依靠本侧断路器失灵保护发远跳命令，使线路对侧断路器瞬时跳闸。同时，由于在线路或主变的保护区外，5012也不能瞬时跳闸，也只能靠断路器失灵保护跳相邻断路器实现。失灵保护跳相邻断路器及失灵保护发远跳命令都带有一定时限，因此带来的后果是延长了切除故障的时间，对系统的稳定运行不利。

当故障发生在K2点，对于XXX线路它属于内部故障，而对于主变保护则属于外部故障。当XXX线路保护动作瞬时跳开5011、5012断路器后，故障并没有消除，需靠5012的失灵保护动作跳相邻断路器断开5011，同时发远跳令跳开对侧断路器，最后切除故障，其后果与K1、K3短路时相同。

双母线接线形式，由于母线保护动作启动远方跳闸回路，加速对侧断路器跳闸，不存在3/2接线接地故障发生在断路器与电流互感器连接线上只能延时切除故障的问题。但对于双母线接线形式，电流互感器可任意配置在开关的靠近母线侧或线路侧。若将CT布置于靠线路侧，如图1（b）所示，此时如果电流互感器的套管K5处发生闪络时，短路故障可由线路保护来切除，但如果短路故障发生在断路器与CT之间的短接线K4处时将只能由母差保护动作切除故障扩大了停电范围；将CT布置于靠母线侧，如图1（c）所示，如果电流互感器的套管K7处发生闪络时，短路故障不在母差保护范围内，且线路保护动作无法切除故障，而只能由失灵保护延时切除母线上所有元件，但如果短路故障发生在母线侧刀闸与CT之间的短接线K6处时，由母差保护切除故障。

2、3/2接线及双母线接线电流二次回路典型接线

             图2.   3/2接线CSC103A+RCS931AM双套保护交流电流回路图

I母侧边断路器、中断路器CT用于线路差动保护时，中断路器CT二次绕组极性需反接， 中断路器、II母侧边断路器CT用于线路或差动保护时，中断路器CT二次绕组极性无需反接。线路保护电流回路由CT二次TPY绕组→CT接线盒→断路器端子箱→线路保护屏线路保护（和电流，电流回路此处一点接地）→线路保护屏过电压及远跳保护→故障录波屏（故障测距屏）→稳控屏。

                      

图3.   3/2接线RCS921A断路器及失灵保护交流电流回路图

根据重合闸按断路器配置基本原则，对于3/2接线单独配置其断路器重合闸及失灵保护，其保护交流电流回路单独取自断路器端子箱并在开关场端子箱处接地。断路器保护电流回路由CT二次5P20绕组→CT接线盒→断路器端子箱（电流回路此处一点接地）→断路器保护屏→故障录波屏。

                             

                   

          图4.双母线接线CSC101B+RCS901B双套保护交流电流回路图

220kV双母线接线线路保护双套配置，且每套保护都配置集成重合闸插件，无需另设专门重合闸保护，但同样需单独设置失灵保护。但是现在按照反措的要求 220千伏母差保护应具有失灵功能，且不用线路本身的失灵装置，有线路保护提供单项跳闸启动失灵开入接点给母差保护失灵装置，有断路器操作装置提供三相跳闸启动失灵保护开入接点给母差保护失灵装置，220kV线路保护及断路器失灵保护交流电流回路接地点统一安排在开关场端子箱处。

3、和电流接线对保护的影响

和电流对继电保护的影响，是由汲出电流引起的。继电保护装置在短路状态下工作，在一次系统发生短路故障时，电流互感器的一次侧往往要流过很大的短路电流。在这种情况下，电流互感器的铁芯容易饱和，而使得励磁阻抗变小，汲出电流增大，尤其是对于闭路铁芯的电流互感器更为严重。另一方面，在500kV系统中为改善电流互感器的暂态特性，保护用的电流互感器都带有非磁性间隙，使得电流互感器的励磁阻抗大幅度减小。例如，5P20（铁芯不带间隙）励磁阻抗为几MΩ;TPY(铁芯带小间隙)励磁阻抗为1MΩ-2MΩ；TPZ(铁芯带大间隙)励磁阻抗为500-700kΩ。

汲出电流增大有可能引起继电保护的无选择性动作，如在5012的一次回路断开时，如线路发生短路故障，由于5012汲出电流的存在可能使得继电保护装置的测量元件不能准确测量故障电流的大小，从而有可能发生拒动或非选择性动作。

电流回路构成和电流的接线方式有两种。一种是在就地电流互感器端子箱内接成和电流，在从端子箱将和电流引到保护装置。这种方式优点是可以节省电缆，但在保护区内故障时，端子箱与保护装置之间的电缆要通过和电流，因此电流互感器负载较重，而在区外故障时，两组电流互感器之间的环流回路电缆较短，电流互感器负载较轻。另一种和电流接线是每组电流互感器二次侧都引到保护装置，在保护屏接成和电流，这种接线用电缆较多，但在区内外故障时，电流互感器的负载情况与前一种接线相反，这种接线一般用在电流回路在接成和电流之前还要接其他设备的情况。在继电保护下放到就地保护小室内时，因电流回路电缆大为缩短，为简化接线，和电流的接线可在保护屏上完成。此外，因电流互感器二次侧都引到屏上，加装隔离措施也比较方便。