電氣二次回路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(施工監(jiān)理設(shè)計(jì)初學(xué)者)

電氣回路二次設(shè)計(jì)
第一節(jié) 電流互感器
電流互感器（CT）是電力系統(tǒng)中很重要的電力元件，作用是將一次高壓側(cè)的大電流通
過交變磁通轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娏鞴┙o保護(hù)、測量、錄波、計(jì)度等使用，本局所用電流互感器二次
額定電流均為5A，也就是銘牌上標(biāo)注為100/5，200/5等，表示一次側(cè)如果有100A或者200A
電流，轉(zhuǎn)換到二次側(cè)電流就是5A。
電流互感器在二次側(cè)必須有一點(diǎn)接地，目的是防止兩側(cè)繞組的絕緣擊穿后一次高電壓引
入二次回路造成設(shè)備與人身傷害。同時(shí)，電流互感器也只能有一點(diǎn)接地，如果有兩點(diǎn)接地，
電網(wǎng)之間可能存在的潛電流會引起保護(hù)等設(shè)備的不正確動作。如圖1.1，由于潛電流I 的存
X
在，所以流入保護(hù)裝置的電流IY≠I，當(dāng)取消多點(diǎn)接地后I X＝0，則IY＝I。
IY
在一般的電流回路中都是選擇在該電
保 流回路所在的端子箱接地。但是，如果差
護(hù)
動回路的各個比較電流都在各自的端子箱
裝
I 置 接地，有可能由于地網(wǎng)的分流從而影響保
護(hù)的工作。所以對于差動保護(hù)，規(guī)定所有
I
CT繞組 X 電流回路都在差動保護(hù)屏一點(diǎn)接地。
圖1.1
電流互感器實(shí)驗(yàn)
1、極性實(shí)驗(yàn)
功率方向保護(hù)及距離保護(hù)，高頻方向保護(hù)等裝置對電流方向有嚴(yán)格要求，所以CT必
2、變比實(shí)驗(yàn)
須做極性試驗(yàn)，以保證二次回路能以CT的減極性方式接線，從而一次電流與二次電流的方
向能夠一致，規(guī)定電流的方向以母線流向線路為正方向，在 CT 本體上標(biāo)注有 L1、L2，接
線盒樁頭標(biāo)注有K1、K2，試驗(yàn)時(shí)通過反復(fù)開斷的直流電流從L1到L2，用直流毫安表檢查
二次電流是否從K1流向K2。線路CT本體的L1端一般安裝在母線側(cè)，母聯(lián)和分段間隔的
CT本體的L1端一般都安裝在I母或者分段的I段側(cè)。接線時(shí)要檢查L1安裝的方向，如果
不是按照上面一般情況下安裝，二次回路就要按交換頭尾的方式接線。
CT需要將一次側(cè)電流按線性比例轉(zhuǎn)變到二次側(cè)，所以必須做變比試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)
CT是一穿心CT，其變比為（600/N）/5，N為升流器穿心次數(shù)，如果穿一次，為600/5。對
于二次是多繞組的 CT，有時(shí)測得的二次電流誤差較大，是因?yàn)槠渌位芈烽_路，是 CT
磁通飽和，大部分一次電流轉(zhuǎn)化為勵磁涌流，此時(shí)應(yīng)當(dāng)把其他未測的二次繞組短接即可。同
理在安裝時(shí)候，未使用的繞組也應(yīng)該全部短接，但是要注意，有些繞組屬于同一繞組上有幾
個變比不同的抽頭，只要使用了一個抽頭，其他抽頭就不應(yīng)該短接，如果該繞組未使用，只
短接最大線圈抽頭就可以。變比試驗(yàn)測試點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)CT二次電流分別為0.5A，1A，3A，5A，
10A，15A時(shí)CT的二次電流。
3、繞組的伏安特性
理想狀態(tài)下的CT就是內(nèi)阻無窮大的電流源，不因?yàn)橥饨缲?fù)荷大小改變電流大小，實(shí)際
中的CT只能在一定的負(fù)載范圍內(nèi)保持固定的電流值，伏安特性就是測量CT在不同的電流
1電氣回路二次設(shè)計(jì)
值時(shí)允許承受的最大負(fù)載，即 10%誤差曲線的繪制。伏安特性試驗(yàn)時(shí)特別注意電壓應(yīng)由零
逐漸上升，不可中途降低電壓再升高，以免因磁滯回線關(guān)系使伏安特性曲線不平滑，對于二
次側(cè)是多繞組的CT，在做伏安特性試驗(yàn)時(shí)也應(yīng)將其他二次繞組短接。
10%誤差曲線通常以曲線形式由廠家提供，如圖1.2，橫坐標(biāo)表示二次負(fù)荷，縱坐
I1 標(biāo)為CT一次電流對其額定一次電流的倍數(shù)。
I1e
根據(jù)所測得U，I2值得到RX1，Rx1＝U/ I2，找
m0 出與二次回路負(fù)載 Rx最接近的值，在圖上找到該
E
負(fù)荷對應(yīng)的 m0，該條線路有可能承受的最大負(fù)載
的標(biāo)準(zhǔn)倍數(shù) m，比較 m 和 m0的大小，如果 m＞
m0，則該 CT 不滿足回路需求，如果 m≤m0，該
Rx Zfh CT可以使用。伏安特性測試點(diǎn)為I2在0.5A，1A，
圖1.2 3A，5A，10A，15A時(shí)的二次繞組電壓值。
第二節(jié) 電壓互感器
電壓互感器（PT）的作用是將高電壓成比例的變換為較低（一般為57V或者100V）的
低電壓，母線PT的電壓采用星形接法，一般采用57V繞組，母線PT零序電壓一般采用100V
繞組三相串接成開口三角形。線路PT一般裝設(shè)在線路A相，采用100V繞組。若有些線路
PT只有57V繞組也可以，只是需要在DISA系統(tǒng)中將手動同期合閘參數(shù)中的100V改為57V。
PT變比測試由高壓專業(yè)試驗(yàn)。
PT 的一、二次也必須有一個接地點(diǎn)，以保護(hù)二次回路不受高電壓的侵害，二次接地點(diǎn)
選在主控室母線電壓電纜引入點(diǎn)，由 YMN 小母線專門引一條半徑至少 2.5mm 永久接地線
至接地銅排。PT二次只能有這一個接地點(diǎn)（嚴(yán)禁在PT端子箱接地），如果有多個接地點(diǎn)，
由于地網(wǎng)中電壓壓差的存在將使PT二次電壓發(fā)生變化，這在《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)
問答》（以下簡稱《技術(shù)問答》）上有詳細(xì)分析。
電流互感器二次繞組不允許開路。
電壓互感器二次繞組不允許短路。
CT與PT工作時(shí)產(chǎn)生的磁通機(jī)理是不同的。CT磁通是由與之串聯(lián)的高壓回路電流通過
其一次繞組產(chǎn)生的。此時(shí)二次回路開路時(shí)，其一次電流均成為勵磁電流，使鐵芯的磁通密度
急劇上升， 從爾在二次繞組感應(yīng)出高達(dá)數(shù)千伏的感應(yīng)電勢。PT磁通是由與PT并聯(lián)的交流
電壓產(chǎn)生的電流建立的，PT 二次回路開路，只有一次電壓極小的電流產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的二
次電壓，若PT二次回路短路則相當(dāng)于一次電壓全部轉(zhuǎn)化為極大的電流而產(chǎn)生極大磁通，PT
二次回路會因電流極大而燒毀。
第三節(jié) 瓦斯繼電器
瓦斯繼電器是變壓器重要的主保護(hù)，安裝在變壓器油枕下的油管中。
輕瓦斯主要反映在運(yùn)行或者輕微故障時(shí)由油分解的氣體上升入瓦斯繼電器，氣壓使油面
2電氣回路二次設(shè)計(jì)
下降，繼電器的開口杯隨油面落下，輕瓦斯干簧觸點(diǎn)接通發(fā)出信號，當(dāng)輕瓦斯內(nèi)氣體過多時(shí)，
可以由瓦斯繼電器的氣嘴將氣體放出。
重瓦斯主要反映在變壓器嚴(yán)重內(nèi)部故障（特別是匝間短路等其他變壓器保護(hù)不能快速動
作的故障）產(chǎn)生的強(qiáng)烈氣體推動油流沖擊擋板，擋板上的磁鐵吸引重瓦斯干簧觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)
接通而跳閘。我局用瓦斯繼電器分有載瓦斯繼電器，油管半徑一般為 50mm 或者 80mm,本
體瓦斯繼電器，油管半徑一般80mm。
瓦斯試驗(yàn)
1、 輕瓦斯試驗(yàn)
將瓦斯繼電器放在實(shí)驗(yàn)臺上固定，（繼電器上標(biāo)注箭頭指向油枕），打開實(shí)驗(yàn)臺上部閥門，
從實(shí)驗(yàn)臺下面氣孔打氣至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)閉閥門，放平實(shí)驗(yàn)臺，打開閥門，觀察
油面降低到何處刻度線時(shí)輕瓦斯觸點(diǎn)導(dǎo)通，我局輕瓦斯定值一般為 250mm3 —350mm 3， 若
輕瓦斯不滿足要求，可以調(diào)節(jié)開口杯背后的重錘改變開口杯的平衡來滿足需求。
2、 重瓦斯試驗(yàn)（流速實(shí)驗(yàn)）
從實(shí)驗(yàn)臺氣孔打入氣體至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)上閥門，放平實(shí)驗(yàn)臺，打開實(shí)驗(yàn)臺
表計(jì)電源，選擇表計(jì)上的瓦斯孔徑檔位，測量方式選在“流速”，再繼續(xù)打入氣體，觀察表
計(jì)顯示的流速值為整定值止，快速打開閥門，此時(shí)油流應(yīng)能推動檔板將重瓦斯觸點(diǎn)導(dǎo)通。重
瓦斯定值一般為 1.0—1.2m/s，若重瓦斯不滿足要求，可以通過調(diào)節(jié)指針彈簧改變檔板的強(qiáng)
度來滿足需求。
3、 密閉試驗(yàn)