电力系统中的二次设备——继电保护及安全自动装置,绝大多数是根据故障时电流增大、电压降低的电气量的变化而工作的。这些电气量一般都是通过电流互感器、电压互感器副线圈加到继电保护及安全自动装置上的。故在此将电流互感器和电压互感器的副线圈接线方式加以说明。
一、电流互感器的接线方式
在电流保护中,电流互感器的接线方式主要有四种:三相星形接线方式,两相不完全星形接线方式,两相电流差接线方式和两相三继电器式接线方式。
1.三相星形接线方式
三相星形接线方式见图1-8。
三相星形接线方式的保护对各种故障(如三相、两相、单相接地短路)都能满足要求,起到保护的作用,而且具有相同的灵敏度。
例如:当三相短路时,各相都有短路电流流过,它们也都反应到电流互感器的二次侧,并分别流经A、B、C三相继电器线圈,使三只继电器均动作。当发生A、B两相短路时,A、B两相分别有短路电流流过,并相应反应到电流互感器的二次侧,分别流经A、B相继电器线圈,使二只继电器动作。若发生A相接地故障时,则A相的继电器线圈流经A相的接地故障电流,使其动作。
电流互感器的三相星形接线方式,适用于中性点直接接地系统的线路电流保护及变压器的电流保护。
2.两相不完全星形接线方式
两相不完全星形接线方式,如图1-9所示
此种接线用两只电流互感器与两只继电器装在A、C两相上对应连接起来,与三相星形接线方式的差别是没有B相电流互感器和继电器。它对各种相间短路都是能够满足要求的。
例如:三相短路和A、C两相短路时,两只继电器都动作;A、B两相短路时,则A相的继电器动作;B、C两相短路时,则C相继电器动作。当B相发生接地故障时,因A、C两相继电器中没有故障电流流过,B相又无继电器和电流互感器,所以起不到保护作用。
两相不完全星形接线方式,适用于变压器中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,用于线路的电流保护装置中例如6~35kW系统中线路的过电流保护、速断保护装置使用的电流互感器均应采用这种接线方式,以提高供电的可靠性。
由于两相不完全星形接线方式比三相星形接线方式少了三分之一的设备,所以节约了投资,并能提高中性点非直接接地系统中供电的可靠性,故得到了广泛的应用。
在不完全星形接线的方式中,不装电流互感器的一相一般规定为B相。在一个电网中,如果出线开关的过电流保护装有电流互感器的两相不统一,则当发生相间接地短路时会造成保护拒绝动作而越级跳闸,如图1-10所示。
1号线路的A相、B相装有过电流保护,2号线路的B相、C相装有过电流保护。当1号线路和2号线路同时发生C相和A相接地故障时,两条线路的过电流保护均不动作,造成上一级过电流保护越级跳闸,扩大了停电范围。如果在此系统中各断路器的过电流保护都装在A、C 两相上,则当发生上述两点接地短路时,跳开1 号和2 号断路器就消除了故障;若发生A、B两相或B、C两相接地短路时只跳开一条线路即可消除两点接地故障,此时虽仍存在一条线路接地,但从电力法规规定是可运行两小时的,所以大大地提高了供电可靠性。
3.两相电流差接线方式
两相电流差接线方式见图1-11。
从图1-11中可知,它用两只电流互感器和一只继电器组成。在正常工作时,流过继电器的电流为
即流过继电器的电流是 C相和A相电流的几何差,其数值是电流互感器二次电流的根号3倍
这种接线的主要特点是能够反应各种相间短路,但灵敏度不一样,另外比较经济。但因这种接线方式可靠性差等原因,一般很少采用。
4.两相三继电器的接线方式
两相三继电器接线方式也称两相星形接线方式,其接线如图1-12所示。
此种接线方式由两只电流互感器和三只继电器构成。它与三相星形接线方式相比较,少一只电流互感器;与两相不完全星形接线相比,多了一只继电器。
这种接线方式能够反应各种相间短路且灵度相同。
例如:三相短路或A、C两相短路时,a、c两只继电器动作;A、B两相短路时,a、b两只继电器动作;B、C两相短路时,b、c两只继电器动作。
从以上分析可知,此种接线方式在任何两相短路时,均有两只继电器动作,所以,较两相不完全星 形 接 线 的可靠性高。
在发生三相短路时,这种接线方式的电流互感器零线中所接的电流继电器I,是由A相电流ⅰa和C相电流ⅰc的相量和来起动的,见图1-13:
即ⅰa +ⅰc =-ⅰb此种接线方式的缺点,就是不能反应B相接地故障时的电流,所以不能用在中性点直接接地系统中。它适用于在中性点非直接接地系统中,作线路变压器组的保护装置接线或在无条件装B相电流互感器的双绕组变压器的保护装置接线