继电保护装置及二次回路第四章
继电保护装置的操作电源及二次回路
第四节继电保护装置的操作电源及二次回路
继电保护装置的操作电源是继电保护装置的重要组成部分。要使继电保护可靠动作，就要可靠的操作电源。对于不同的变、配电所，采用各种不同形式的继电保护装置，因而就要配置不同形式的操作电源。
一、交流操作电源
交流操作的继电保护广泛用于10kV变、配电室中，交流操作电源主要取自于电压互感器以及变、配电所内用的变压器电流互感器等。
1.交流电压作为操作电源
这种操作电源常作为变压器的瓦斯或温度保护的操作电源。断路器操作机构一般可用 C82型手力操动机构，配合电压切断掉闸（分离脱扣）机构。操作电源取自电压互感器（电压100V）或变配电所内用的变压器（电压220V）。
这种操作电源，实施简单、投资小、维护方便，便于实施断路器的远程控制。
交流电压操作电源的主要缺点是受系统电压变化的影响，特别是当被保护设备发生三相短路故障时，母线电压急剧下降，影响继电保护的动作，使断路器不能掉闸，造成越级掉闸，可能使事故扩大。这种操作电源不适于用在变、配电所主要保护的操作电源。
2.交流电流作为操作电源
对于10kV反时限过流保护，往往采用交流电流操作，操作电源取自于电流互感器。这种操作电源一般分为以下三种操作方式：
（1）直接动作式交流电流操作（图4-8）:以这种 操作方式构成的保护，结构简单、经济实用;但是,动作电流精度不高，误差较大。它适用于10kV以下的电动机保护或一般的配电线路中。
（2）去分流式交流电流操作（图4-9）:这种操作方式继电器应采用动断触点，结构比较简单。
（3）速饱和变流器的交流电流操作（图4 - 10）:这 种操作方式需要配置速饱和变流器。继电器常用动合触点，这种方式可以限制流过继电器和操作机构电流线圈的电流，接线相对简单。
在应用交流电流的操作电源时，应选用适当型号的电流继电器及断路器操作机构掉闸线圈。
二、直流操作电源
直流操作电源适用于比较复杂的继电保护，特别是有自动装置时更为必要。常用的直流操作电源分为固定蓄电池组直流操作电源和硅整流直流操作电源。
1.固定蓄电池组直流操作电源
这种操作电源对于大中型变、配电所,配电出线较多，或双路电源供电，有中央信号系统并需要电动合闸时，较为适当(多用于发电厂)。它可以应用蓄电池组作直流电源,供操作、保 护、灯光信号、照明、通信以及自动装置等使用。往往用于蓄电池组，设专门的直流电源控制盘，这种操作电源是一种比较理想的电源。其优缺点如下：
1)优点
（1）电压质量好，供电系统电压变化不受影响;
（2）运行稳定、可靠；
（3）具有独立性，不依靠交流供电系统；
（4）在变电站全部无电的情况下，可提供事故照明、事故抢修及分、合闸电源
2)缺点
（1）增加了建筑面积和建设成本；
（2）需安装定充和浮充的充电设备或机组；
（3）运行寿命短，需定期进行检查、更换蓄电池；
（4）维护工作复杂，工作量大。
2.硅整流操作电源
这种操作电源是交流经变压、整流后得到的。和固定蓄电池组相比，较经济实用，无需建筑直流室和增设充电设备。适用于中小型变、电所采用直流保护或具有自动装置的场合。为使操作电源可靠，应采用独立的两路交流电源供电，硅整流操作电源的接线原理如图4 - 11 所示。
如果操作电源供电的合闸电流不大，硅整流柜的交流电源可由电压互感器供电，同时为了保证在交流系统整个停电或系统发生短路故障的情况下，继电保护仍能可靠动作掉闸,硅整流装置还要采用直流电压补偿装置。常用的直流电压补偿装置是在直流母线上增加电容储能装置或镉镍电池组。其优缺点是：
1)优点
（1）体积小，节省用地；
（2）换能效率高；
（3）运行无噪声，性能稳定；
（4）运行、维护简单，调节方便。
2)缺点
（1）直流电压受供电的交流系统电压变化的影响，因此，要求给硅整流装置供电的交流系统应运行稳定；
（2）供电容量较小,受供电的交流系统容量的制约；
（3）二次回路较为复杂。
三、继电保护装置的二次回路
供、配电用电的回路，往往有较高的电压、电流，输送的功率很大,称为一次回路，又叫做主回路。为一次回路服务的检测计量回路、控制回路、继电保护回路、信号回路等叫做二次回路。
继电保护装置由六个单元构成，因而继电保护二次回路就包含了若干回路。这些回路，按 电源性质分为交流电流回路(主要是电流互感器的二次回路)、交流电压回路(主要是电压互 感器的二次回路)、直流操作回路、控制回路及交流操作回路等。按二次回路的主要用途分为 继电保护回路、自动装置回路、开关控制回路、灯光及音响的信号回路、隔离开关与断路器的电 气联锁回路，以及断路器的分、合闸操作回路和仪表测量回路等。
绘制继电保护装置二次回路接线图和原理图应遵循以下原则：
（1）必须按照国家标准的电气图形符号绘制；
（2）继电保护装置二次回路中，要标明各元件的文字标号，这些标号要符合国家标准，常用的文字标号见表4-1。
（3）继电保护二次回路接线图（包括盘面接线图）中回路的数字标号（又称线号）应符合下述规定：
① 继电保护的交流电压、电流、控制、保护、信号回路的数字标号见表4 - 1。
② 继电保护直流回路数字标号见表4-2。
③ 继电保护及自动装置用交流、直流小母线数字标号见表4-3。
④ 继电保护的操作、控制电缆的标号规定:变、配电所中的继电保护装置、控制与操作电缆的标号范围是100 ~ 199;其中100 ~ 115为主控制室至6kV ~10kV的配电设备装置;116 ~ 120为主控制室至35kV的配电设备装置;121 -125为主控制室至UOkV配电设备装置;126〜129为主控制室至变压器;130 ~W9为主控制室至室内屏间联络电缆;150 ~ 199为其他各处控制电缆标号。
同一回路的电缆应当采用同一标号，每一电缆的标号后可加角注a、b、c、d等。
主控制室内电源小母线的联络电缆按直流网络配电电缆标号，其他小母线的联络电缆用中央信号的安装单位符号标注编号