一种核电厂用高压开关站主变间隔t区的保护系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种核电厂用高压开关，更具体的说涉及一种核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统，包括第一母线和第二母线，在所述的第一母线与第二母线之间设有多个采用二分之三接线方式引出主变线路和输电线路的开关组，在第一断路器与第一母线之间接有第一CT，在第二断路器与第三断路器之间接有第二CT，在主变的高压侧接入第三CT，开关组内的第一CT与第二CT二次回路接入短引线保护装置，之后接入第一短线光差保护装置；在第三CT处接入第二短线光差保护装置；所述的第一短线光差保护装置与第二短线光差保护装置之间通过光纤连接，解决了由于开关站与机组距离较远带来的保护不正确动作的风险，提高了开关站的安全系数。
【专利说明】-种核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种核电厂用高压开关，更具体的说涉及一种核电厂用高压开关 站主变间隔Τ区的保护系统。
【背景技术】
[0002] 核电厂是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂，核电厂是一 种高能量、少耗料的电站，核电厂内要用到各种高压开关，由于核电厂一般规模较大，核电 设备结构复杂、占地面积也比较大，因此其高压开关站开关组内CT与主变的高压侧CT之间 通常会有很远的距离，有的根据场地限制此距离可达1. 7km，如果采用传统的电缆硬接线方 式将二者连接，则会导致T区保护各侧CT的二次电缆较长，使其二次负载增大，这样以来便 会极大的影响CT的特性，因为CT二次负载阻抗的大小对互感器的准确度有很大影响，如果 CT的二次负载阻抗增加的过多，一旦超出了其所容许的二次负载阻抗极限时，励磁电流的 数值就会大大增加，而使铁芯进入饱和状态，在这种情况下，一次电流的很大一部分将用来 提供励磁电流，这不仅使互感器的误差大大增加，其准确度也随之降大幅度低，无法满足核 电厂开关站对于较高安全系数的要求。 实用新型内容
[0003] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够显著提高核电厂高压开关站安 全性的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统。
[0004] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种核电厂用高压开关站 主变间隔T区的保护系统，包括第一母线和第二母线，在所述的第一母线与第二母线之间 设有多个开关组，每个开关组均采用在所述第一母线与第二母线之间串联第一断路器、第 二断路器和第三断路器的二分之三接线方式引出主变线路与输电线路，其中，所述的主变 线路从所述第一断路器与第二断路器之间接出，且该主变线路上接有出线隔离刀闸，所述 的输电线路从所述第二断路器与第三断路器之间接出，在所述第一断路器与第一母线之间 接有第一 CT，在所述第二断路器与第三断路器之间接有第二CT，在所述主变的高压侧接入 第三CT，其特征在于：至少存在一个开关组，在该开关组内的所述第一 CT和第二CT的二次 回路中接入短引线保护装置，从短引线保护装置中引出的引出线并接，使其作为一组电流 接入第一短线光差保护装置；在所述第三CT处接入第二短线光差保护装置；所述的第一短 线光差保护装置与第二短线光差保护装置之间通过光纤连接。
[0005] 在上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统中，其第一母线和第二母 线均为500KV高压线。
[0006] 在上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统中，所述的连接所述第一 短线光差保护装置与第二短线光差保护装置之间的光纤为两条光纤通道。
[0007] 在上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统中，在所述第一断路器和 第二断路器之间依次连接有第二隔离刀闸和第三隔离刀闸，在所述第二断路器与第三断路 器之间依次连接有第四隔离刀闸和第五隔离刀闸，第二CT接在第二断路器与第四隔离刀 闸之间，所述的主变线路从第二隔离刀闸和第三隔离刀闸之间引出，所述的输电线路从所 述第四隔离刀闸和第五隔离刀闸之间引出。
[0008] 在上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统中，在所述第一断路器与 第一母线之间接有第一隔离刀闸，所述的第一 CT接在所述第一断路器与第一隔离刀闸之 间。
[0009] 在上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统中，从所述短引线保护装 置中引出的引出线在所述短引线保护装置的短线光差保护屏柜中并接，之后接入第一短线 光差保护装置。
[0010] 有益效果：本实用新型一种核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统很好 地实现了保护功能，采用主变间隔短线光差及短引线保护混合配置方案及现场的应用彻底 解决了由于开关站与机组距离较远带来的保护不正确动作的风险，解决了电流互感器及电 流、控制和信号回路的二次电流选择困难的问题；同时，本实用新型的保护功能的可靠性和 安全性已经得以验证，确保了高压开关站（特别是500KV高压开关站）主变进线间隔和厂 内架空线能够长期安全稳定运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为核电厂开关站的主接线图；
[0012] 图2为传统的核电厂开关站中的单个开关组接入保护装置的示意图；
[0013] 图3为本实用新型核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统的单组开关接入 保护系统后的第一种实施例的结构示意图；
[0014] 图4为本实用新型核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统的单组开关接入 保护系统后的第二种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实 施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新 型保护的范围。
[0016] 主变指的是一个单位或者变电站的总降压变压器，其容量一般比较大，其他的变 压器作为配电来使用，一般称为配电变压器，容量稍小，在核电厂中，如图1所示，核电厂 500KV开关站主接线图，在两条500KV的母线之间，接有多组开关，每组开关中均接有三个 断路器，在该图中，" □"代表断路器，" ?"代表隔离刀闸，相邻的两个断路器之间分别引出 输电线路和主变线路，形成二分之三接线方式，在每个断路器的两端均接有隔离刀闸，便于 对线路的控制，在每组开关中均需要接入保护装置，即通过接入保护装置形成二次电流回 路，并通过该二次电流回路中的电流大小得知主变的运行状态。
[0017] 图2所示为传统的核电厂母线之间的单组开关组接入保护装置的示意图，由于开 关组与主变高压侧之间距离太远，其采用的传统的保护装置，以及电缆接线的二次电流回 路接入方式使得保护装置与主变高压侧之间的线路易产生较大的负载，此负载过大时会影 响开关站开关组内的CT与主变高压侧的CT的准确度，具体表现为，如果CT的二次负载阻 抗增加的很多，超出了所容许的二次负载阻抗时，励磁电流的数值就会大大增加，而使铁芯 进入饱和状态，在这种情况下，一次电流的很大一部分将用来提供励磁电流，从而使互感器 的误差大大增加，其准确度也就随之降低了。
[0018] 需要特别指明的是，本实用新型中的CT为电流互感器的简称。
[0019] 如图3所示，在本实用新型的第一种实施例中，针对其中一组开关进行描述，在两 根母线即第一母线1和第二母线2之间，接有多个开关组，每组开关均采用二分之三接线方 式，即每组开关中串联三个断路器，依次分别为：第一断路器，第二断路器以及第三断路器， 在第一断路器与第一母线之间接有第一 CT，在第一断路器与第二断路器之间依次连接第二 隔离刀闸和第三隔离刀闸，在第二断路器与第三断路器之间依次连接有第四隔离刀闸和第 五隔离刀闸，在第二断路器与第四隔离刀闸之间接有第二CT，为了实现对开关组主变T区 的实施监控以及保护，在第一 CT与第二CT的二次回路接入短引线保护装置3,并使得从短 引线保护装置3中引出的引出线并接，使其作为一组电流接入第一短线光差保护装置4中。
[0020] 当然，对于上述的核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统，相邻的两个断 路器之间引出输电线路与主变线路，主变线路接主变6,具体连接为：在第二隔离刀闸与第 三隔离刀闸之间引出主变线路，并且在该主变线路上接有出线隔离刀闸，在第四隔离刀闸 与第五隔离刀闸之间引出输电线路。
[0021] 在主变的高压侧接入第三CT，在第三CT外接引线，使其接入第二短线光差保护装 置5,在第一短线光差保护装置4和第二短线光差保护装置5之间铺设两条光纤通道，使二 者之间由此光纤通道连接，以用来传输电信号，实施对开关组内的CT与主变6的高压侧的 CT以及开关站之间的配合控制过程。
[0022] 对于上述的短引线保护装置3,以及第一短线光差保护装置4、第二短线光差保护 装置5,在第一、第二短线光差保护装置和短引线装置的保护投入的压板（图中未标示）处 并接主变6出线隔离刀闸位置。
[0023] 机组功率运行或主变倒送电时，短线光差保护装置的功能压板一直投入，退出短 引线保护功能压板和出口压板，确保短线光差保护可靠投入；合环运行时，手动投入短引线 保护功能压板和出口压板，退出短线光差保护功能压板，确保短引线保护可靠投入。
[0024] 当主变侧出线隔离刀闸闭合时，两侧光纤差动保护可通过主变出线隔离刀闸自动 投入，短引线保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，也可通过功能压板手动强制投退；当 主变侧出线隔离开关打开时，两侧光纤差动保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，短引 线保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，也可通过功能压板手动强制投退，使得系统能 够随主变侧出线隔离刀闸位置变化而投退，很好的实现了保护功能，核电厂主变间隔短线 光差及短引线保护配置方案及现场应用，彻底解决了由于开关站与机组距离较远带来的保 护不正确动作的风险，解决了 CT及电流、控制和信号回路的二次电流选择困难的问题。
[0025] 需要明确指出的是，本实用新型中的短引线保护装置3,以及第一短线光差保护装 置4、第二短线光差保护装置5在开关站内的连接方式，以及第一短线光差保护装置4与第 二短线光差保护装置5之间的连接方式所形成的开关站保护系统对于开关站内所有的开 关组均适用，以上对于开关站内的单组开关组的系统保护模式对于其它开关组同样适用， 由于接线原理以及接线方式并没有本质上的区别，因此不再一组组的阐述，本领域的技术 人员从上述该单组的接线描述中能够得知其它开关组的接线方式与运作过程，故省去对开 关站中其它开关组的接线方案的阐述。
[0026] 作为本实用新型的第二种实施例，依然针对其中一组开关进行描述，此种情况针 对开关站中的开关组两端均接有主变的情况，如图4所示，在第一母线和第二母线之间接 有多个开关组，每组开关均采用二分之三接线方式，即每组开关中串联三个断路器，依次分 别为：第一断路器，第二断路器以及第三断路器，此时相邻的两个断路器之间引出的均是主 变线路，具体连接为：在第一断路器与第二断路器之间引出第一主变线路，在第二断路器与 第三断路器之间引出第二主变线路，第一断路器与第二断路器之间接有第五CT，在第三断 路器与第二母线之间均接有第四CT，此时针对开关组第二主变T区的实施监控以及保护方 案为，在第四CT与第五CT的二次回路之间接入短引线保护装置3,并使得从短引线保护装 置3中引出的引出线并接，使其作为一组电流接入第一短线光差保护装置4,在第二主变7 的高压侧接入第六CT，在第六CT外接引线，使其接入第二短线光差保护装置5,在第一短线 光差保护装置4和第二短线光差保护装置5之间铺设两条光纤通道，使二者之间由此光纤 通道连接，以用来传输电信号，实施对开关组内的CT与主第二变7的高压侧的第六CT以及 开关站之间的配合控制过程。
[0027] 对于上述的短引线保护装置3,以及第一短线光差保护装置4、第二短线光差保护 装置5,在第一、第二短线光差保护装置和短引线装置的保护投入的压板处并接主变出线隔 离刀闸位置。
[0028] 第二种实施例的运作原理与实施例一相同，机组功率运行或主变倒送电时，短线 光差保护装置的功能压板一直投入，退出短引线保护功能压板和出口压板，确保短线光差 保护可靠投入；合环运行时，手动投入短引线保护功能压板和出口压板，退出短线光差保护 功能压板，确保短引线保护可靠投入。
[0029] 当主变侧出线隔离刀闸闭合时，两侧光纤差动保护可通过主变出线隔离刀闸自动 投入，短引线保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，也可通过功能压板手动强制投退；当 主变侧出线隔离开关打开时，两侧光纤差动保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，短引 线保护可通过主变出线隔离刀闸自动退出，也可通过功能压板手动强制投退，使得系统能 够随主变侧出线隔离刀闸位置变化而投退，很好的实现了保护功能，核电厂主变间隔短线 光差及短引线保护配置方案及现场应用，彻底解决了由于开关站与机组距离较远带来的保 护不正确动作的风险，解决了 CT及电流、控制和信号回路的二次电流选择困难的问题。
[0030] 同样的，第二种实施例中的短引线保护装置3,以及第一短线光差保护装置4、第 二短线光差保护装置5在开关站内的连接方式，以及第一短线光差保护装置4与第二短线 光差保护装置5之间的连接方式所形成的开关站保护系统对于开关站内所有的开关组均 适用，以上对于开关站内的单组开关组的系统保护模式对于其它开关组同样适用。
【权利要求】
1. 一种核电厂用高压开关站主变间隔T区的保护系统，包括第一母线（1)和第二母线 (2)，在所述的第一母线（1)与第二母线（2)之间设有多个开关组，每个所述开关组均采用 在所述第一母线（1)与第二母线（2)之间串联第一断路器、第二断路器和第三断路器的二 分之三接线方式引出主变线路与输电线路，其中，所述的主变线路从所述第一断路器与第 二断路器之间接出，且该主变线路上接有出线隔离刀闸，所述的输电线路从所述第二断路 器与第三断路器之间接出，在所述第一断路器与第一母线之间接有第一 CT，在所述第二断 路器与第三断路器之间接有第二CT，在所述主变的高压侧接入第三CT，其特征在于：至少 存在一个开关组，在该开关组内的所述第一 CT与第二CT的二次回路之间接入短引线保护 装置（3)，从所述短引线保护装置（3)中引出的引出线并接，使其作为一组电流接入第一短 线光差保护装置（4);在所述第三CT处接入第二短线光差保护装置（5);所述的第一短线 光差保护装置（4)与第二短线光差保护装置（5)之间通过光纤连接。
2. 如权利要求1所述的核电厂用高压开关站主变间隔Τ区的保护系统，其特征在于： 所述的第一母线（1)和第二母线（2)为500KV高压线。
3. 如权利要求2所述的核电厂用高压开关站主变间隔Τ区的保护系统，其特征在于： 所述的连接所述第一短线光差保护装置（4)与第二短线光差保护装置（5)之间的光纤为两 条光纤通道。
4. 如权利要求3所述的核电厂用高压开关站主变间隔Τ区的保护系统，其特征在于： 在所述第一断路器和第二断路器之间依次连接有第二隔离刀闸和第三隔离刀闸，在所述第 二断路器与第三断路器之间依次连接有第四隔离刀闸和第五隔离刀闸，第二CT接在第二 断路器与第四隔离刀闸之间，所述的主变线路从第二隔离刀闸和第三隔离刀闸之间引出， 所述的输电线路从所述第四隔离刀闸和第五隔离刀闸之间引出。
5. 如权利要求4所述的核电厂用高压开关站主变间隔Τ区的保护系统，其特征在于： 在所述第一断路器与第一母线之间接有第一隔离刀闸，所述的第一 CT接在所述第一断路 器与第一隔离刀闸之间。
6. 如权利要求1所述的核电厂用高压开关站主变间隔Τ区的保护系统，其特征在于： 从所述短引线保护装置（3)中引出的引出线在所述短引线保护装置的短线光差保护屏柜 中并接，之后接入第一短线光差保护装置（4)。
【文档编号】H02H7/22GK203871849SQ201420291978
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】何力, 任仰凯, 杨彬, 钟浩文, 任伟, 王云辉, 汪均, 黄清林, 王超, 易合坤 申请人:阳江核电有限公司