淺談高壓開關柜二次回路設計

范壽忠

國網蘭州供電公司

從工程驗收和運行維護角度出發，對影響高壓開關柜安全運行的問題進行深入剖析，提出了高壓開關柜二次回路設計方面的一些建議及注意事項，以期引起相關制造企業的重視，提高開關柜產品質量。

概述

高壓開關柜廣泛應用在變電站、工礦企業、居民小區配電室等場所，其二次回路的設計是否正確合理，安裝是否可靠，對開關柜的安全運行有著十分密切的關系。通過對高壓開關柜二次回路工程驗收及運行中發現的問題進行分析，發現一些二次回路的缺陷，在安裝調試階段要花費很大的精力去整改，甚至會遺留先天性缺陷，而這些問題可以在制造階段通過優化設計而避免。

電流回路常見問題及解決措施

電流互感器二次繞組不得開路，二次繞組必須一點接地，其變比、極性應符合相關要求，二次回路連接可靠，易于進行相關檢查、調整，利于后期運行維護。

電流互感器二次回路反措執行存在問題及解決措施

常見問題

電流互感器二次繞組不得開路，二次繞組必須一點接地。常見的問題是由于配件、材料選型及接線問題造成二次回路開路，部分繞組失去接地點等問題。

解決措施

在防止電流互感器二次繞組開路方面，一是電流回路一般采用試驗端子，檢修時需要打開連片，接線端子必須使用質量較好的試驗端子；二是所有電流互感器二次繞組都接到開關柜端子排，便于帶負荷進行回路相量測試，備用繞組不宜在互感器接線盒端子處短接；三是由于開關柜內配線一般采用多股軟銅線，接線壓接線鼻子，互感器側及保護裝置背板接線端子采用圓形端子，不采用叉形端子，防止螺絲松動時二次線脫落。

在二次繞組一點接地方面，一是每個開關柜設置專用的接地銅排，確保接地點良好；二是每一組二次繞組用4平方毫米黃綠接地線單獨接到開關柜專用的接地銅排上，不得將多個接地點短接后用一根接地線接到接地銅排上，防止短接線接觸不良，造成部分二次繞組失去接地點。

電流互感器極性調整引發的問題及解決措施

常見問題

電流互感器的極性一般要求為從母線到出線為正方向，由于一次接線不同，二次不能簡單的從K1 或K2 引出，要根據電流互感器一次接線確定。

調整極性需要改變二次接線，由于二次回路編號一般采用相對編號法，就是在每個接線端子處標明它所連結對象的編號，以表明二者之間相互連接關系。改變極性需要調整端子接線，接線調整后回路編號發生變化，相應的標號頭就不正確了。如果更換標號頭需要將原先壓接的線鼻子剪掉，更換標號頭后重新壓接線鼻子，而如果手工涂改標號頭不僅影響美觀，而且容易時間久了字跡不容易辨認，以上兩種解決方式給現場帶來很大的工作量。同時由于調整接線需要改變短接線，可能會出現二次回路編號混亂、相序不正確等問題。

解決措施

電流互感器到端子排接線標號頭采用“相別+接線端子標識”方法，同一根二次線兩頭標號一致，調整接線不需要修改標號，而且標號比較直觀。

接線方面，電流互感器二次繞組頭尾全部引到端子排，便于進行接線調整，同時可以采用彩色線，以明確區分相序，避免接線錯誤。

電流互感器變比調整存在的問題及解決措施

常見問題

繼電保護對電流互感器的要求為故障情況下不飽和，能正確反應一次電流的大小；而計量對電流互感器的要求為故障情況下飽和，正常情況二次電流不能太小，以保證計量精度要求。

解決措施

為兼顧保護和計量需求，電流互感器計量繞組一般帶中間抽頭，有兩個變比。在設計時因注意將電流互感器繞組所有端子都接到端子排，改變電流互感器變比只需調整端子排接線，而不需要打開開關柜后柜門，在電流互感器本體二次接線端子處調整接線。

電壓互感器常見問題及解決措施

電壓互感器相關反措執行

常見問題

電壓互感器二次繞組不得短路，二次繞組必須一點接地。

為防止電壓二次回路短路時損壞電壓互感器，一般在電壓二次回路裝設空開，常見的問題是空開不滿足級差配合關系，空開和保險混用。

對于變電站而言，高低壓側電壓互感器二次回路接地點一般設置在控制室公用屏，常見的問題是開關柜和主控室同時接地，造成電壓回路兩點接地。

解決措施

電壓互感器二次回路裝設空開，且PT 柜空開和出線開關柜空開必須滿足級差配合關系。一般PT 柜二次空開使用單相6A 的空開，且配置OFF 接點，將接點接入綜自系統，在PT 柜空開跳開后發告警信號；出線間隔保護電壓回路可使用三相1A 的空開，計量電壓回路不再安裝空開。

電壓二次回路接地點應根據開關柜的應用場合確定，變電站開關柜一般接地點設置在控制室，開關柜不設置接地點，而單獨安裝在配電室的開關柜，則需要在開關柜設置電壓回路接地點。

電壓切換回路

常見問題

為保證一、二次電壓同步，電壓二次回路中串入PT隔離開關位置節點，由于PT 隔離開關位置節點數量不夠，一般采用重動繼電器，有些開關柜在設計時選用交流繼電器，一旦站用電源失電，將造成電壓二次回路斷電。

解決措施

重動繼電器一般采用直流繼電器，直流電源取自PT柜控制電源。

控制、信號回路常見問題及解決措施

控制回路常見問題及解決措施

常見問題

開關柜控制回路常見的問題是斷路器防跳回路及閉鎖回路設置不合理。

斷路器防跳就是防止斷路器在合閘過程中，發生連續跳閘、合閘的跳躍現象。部分斷路器無防跳回路，遠控操作時可以用保護裝置防跳回路，而在就地操作時無防跳功能，或者斷路器防跳和保護裝置防跳回路同時存在，相互影響。

開關小車在進車時進行合閘，相當于用開關觸頭去接通電氣回路，此時將產生電弧，嚴重時會燒傷設備，部分開關柜沒有設置閉鎖回路，僅靠操作人員判斷設備是否操作到位，存在一定的安全隱患。

解決措施

開關柜斷路器應選用帶防跳功能得產品，保護裝置跳位監視TWJ-單獨接斷路器常閉接點，優先選用斷路器防跳回路，現場對防跳回路進行試驗，確保斷路器防跳回路正常、可靠。

開關柜應合理設置電氣閉鎖回路，在設備操作不到位或操作錯誤時閉鎖相關回路，從技術上減少設備隱患，提高反措能力。

信號回路常見問題及解決措施

常見問題

開關柜信號回路常見問題主要有信號設置不全，給運行維護帶來一定的困難，信號接入錯誤，使保護裝置頻繁告警。

遙信設置不全，如保護裝置失電和交換機故障都會報裝置通信異常，無法快速分析判斷設備異常原因；就地信號不全，給操作帶來一定的困難，如斷路器小車的工作位置沒有設置就地指示燈，無法判斷操作后的位置，如果操作不到位，斷路器無法合閘，造成運行人員誤判斷。

保護裝置預定義遙信接入普通信號，造成裝置運行時告警，如閉鎖重合閘、彈簧未儲能、遠方位置等廠家預定義的遙信，一旦接入開關位置等

普通遙信，裝置正常運行時產生告警信息。

解決措施

信號回路的設置應滿足實際運行操作需求，設備操作后的位置判斷必須設置就地信號，裝置斷電告警信息必須接入公用測控，防止裝置失電或交換機故障時通信中斷。

設計遙信回路時要對保護裝置說明書進行認真學習，廠家預定義遙信必須接入專用信號，不得接入普通信號。

結語

高壓開關柜二次回路的設計對開關柜后期運行維護起著關鍵性作用，只有加強二次回路設計，從制造環節入手，提高產品質量和適應性，才能在工程驗收及運行中不出問題，保障設備及電網安全穩定運行。