浅谈高压开关柜二次回路设计

范寿忠

国网兰州供电公司

从工程验收和运行维护角度出发，对影响高压开关柜安全运行的问题进行深入剖析，提出了高压开关柜二次回路设计方面的一些建议及注意事项，以期引起相关制造企业的重视，提高开关柜产品质量。

概述

高压开关柜广泛应用在变电站、工矿企业、居民小区配电室等场所，其二次回路的设计是否正确合理，安装是否可靠，对开关柜的安全运行有着十分密切的关系。通过对高压开关柜二次回路工程验收及运行中发现的问题进行分析，发现一些二次回路的缺陷，在安装调试阶段要花费很大的精力去整改，甚至会遗留先天性缺陷，而这些问题可以在制造阶段通过优化设计而避免。

电流回路常见问题及解决措施

电流互感器二次绕组不得开路，二次绕组必须一点接地，其变比、极性应符合相关要求，二次回路连接可靠，易于进行相关检查、调整，利于后期运行维护。

电流互感器二次回路反措执行存在问题及解决措施

常见问题

电流互感器二次绕组不得开路，二次绕组必须一点接地。常见的问题是由于配件、材料选型及接线问题造成二次回路开路，部分绕组失去接地点等问题。

解决措施

在防止电流互感器二次绕组开路方面，一是电流回路一般采用试验端子，检修时需要打开连片，接线端子必须使用质量较好的试验端子；二是所有电流互感器二次绕组都接到开关柜端子排，便于带负荷进行回路相量测试，备用绕组不宜在互感器接线盒端子处短接；三是由于开关柜内配线一般采用多股软铜线，接线压接线鼻子，互感器侧及保护装置背板接线端子采用圆形端子，不采用叉形端子，防止螺丝松动时二次线脱落。

在二次绕组一点接地方面，一是每个开关柜设置专用的接地铜排，确保接地点良好；二是每一组二次绕组用4平方毫米黄绿接地线单独接到开关柜专用的接地铜排上，不得将多个接地点短接后用一根接地线接到接地铜排上，防止短接线接触不良，造成部分二次绕组失去接地点。

电流互感器极性调整引发的问题及解决措施

常见问题

电流互感器的极性一般要求为从母线到出线为正方向，由于一次接线不同，二次不能简单的从K1 或K2 引出，要根据电流互感器一次接线确定。

调整极性需要改变二次接线，由于二次回路编号一般采用相对编号法，就是在每个接线端子处标明它所连结对象的编号，以表明二者之间相互连接关系。改变极性需要调整端子接线，接线调整后回路编号发生变化，相应的标号头就不正确了。如果更换标号头需要将原先压接的线鼻子剪掉，更换标号头后重新压接线鼻子，而如果手工涂改标号头不仅影响美观，而且容易时间久了字迹不容易辨认，以上两种解决方式给现场带来很大的工作量。同时由于调整接线需要改变短接线，可能会出现二次回路编号混乱、相序不正确等问题。

解决措施

电流互感器到端子排接线标号头采用“相别+接线端子标识”方法，同一根二次线两头标号一致，调整接线不需要修改标号，而且标号比较直观。

接线方面，电流互感器二次绕组头尾全部引到端子排，便于进行接线调整，同时可以采用彩色线，以明确区分相序，避免接线错误。

电流互感器变比调整存在的问题及解决措施

常见问题

继电保护对电流互感器的要求为故障情况下不饱和，能正确反应一次电流的大小；而计量对电流互感器的要求为故障情况下饱和，正常情况二次电流不能太小，以保证计量精度要求。

解决措施

为兼顾保护和计量需求，电流互感器计量绕组一般带中间抽头，有两个变比。在设计时因注意将电流互感器绕组所有端子都接到端子排，改变电流互感器变比只需调整端子排接线，而不需要打开开关柜后柜门，在电流互感器本体二次接线端子处调整接线。

电压互感器常见问题及解决措施

电压互感器相关反措执行

常见问题

电压互感器二次绕组不得短路，二次绕组必须一点接地。

为防止电压二次回路短路时损坏电压互感器，一般在电压二次回路装设空开，常见的问题是空开不满足级差配合关系，空开和保险混用。

对于变电站而言，高低压侧电压互感器二次回路接地点一般设置在控制室公用屏，常见的问题是开关柜和主控室同时接地，造成电压回路两点接地。

解决措施

电压互感器二次回路装设空开，且PT 柜空开和出线开关柜空开必须满足级差配合关系。一般PT 柜二次空开使用单相6A 的空开，且配置OFF 接点，将接点接入综自系统，在PT 柜空开跳开后发告警信号；出线间隔保护电压回路可使用三相1A 的空开，计量电压回路不再安装空开。

电压二次回路接地点应根据开关柜的应用场合确定，变电站开关柜一般接地点设置在控制室，开关柜不设置接地点，而单独安装在配电室的开关柜，则需要在开关柜设置电压回路接地点。

电压切换回路

常见问题

为保证一、二次电压同步，电压二次回路中串入PT隔离开关位置节点，由于PT 隔离开关位置节点数量不够，一般采用重动继电器，有些开关柜在设计时选用交流继电器，一旦站用电源失电，将造成电压二次回路断电。

解决措施

重动继电器一般采用直流继电器，直流电源取自PT柜控制电源。

控制、信号回路常见问题及解决措施

控制回路常见问题及解决措施

常见问题

开关柜控制回路常见的问题是断路器防跳回路及闭锁回路设置不合理。

断路器防跳就是防止断路器在合闸过程中，发生连续跳闸、合闸的跳跃现象。部分断路器无防跳回路，远控操作时可以用保护装置防跳回路，而在就地操作时无防跳功能，或者断路器防跳和保护装置防跳回路同时存在，相互影响。

开关小车在进车时进行合闸，相当于用开关触头去接通电气回路，此时将产生电弧，严重时会烧伤设备，部分开关柜没有设置闭锁回路，仅靠操作人员判断设备是否操作到位，存在一定的安全隐患。

解决措施

开关柜断路器应选用带防跳功能得产品，保护装置跳位监视TWJ-单独接断路器常闭接点，优先选用断路器防跳回路，现场对防跳回路进行试验，确保断路器防跳回路正常、可靠。

开关柜应合理设置电气闭锁回路，在设备操作不到位或操作错误时闭锁相关回路，从技术上减少设备隐患，提高反措能力。

信号回路常见问题及解决措施

常见问题

开关柜信号回路常见问题主要有信号设置不全，给运行维护带来一定的困难，信号接入错误，使保护装置频繁告警。

遥信设置不全，如保护装置失电和交换机故障都会报装置通信异常，无法快速分析判断设备异常原因；就地信号不全，给操作带来一定的困难，如断路器小车的工作位置没有设置就地指示灯，无法判断操作后的位置，如果操作不到位，断路器无法合闸，造成运行人员误判断。

保护装置预定义遥信接入普通信号，造成装置运行时告警，如闭锁重合闸、弹簧未储能、远方位置等厂家预定义的遥信，一旦接入开关位置等

普通遥信，装置正常运行时产生告警信息。

解决措施

信号回路的设置应满足实际运行操作需求，设备操作后的位置判断必须设置就地信号，装置断电告警信息必须接入公用测控，防止装置失电或交换机故障时通信中断。

设计遥信回路时要对保护装置说明书进行认真学习，厂家预定义遥信必须接入专用信号，不得接入普通信号。

结语

高压开关柜二次回路的设计对开关柜后期运行维护起着关键性作用，只有加强二次回路设计，从制造环节入手，提高产品质量和适应性，才能在工程验收及运行中不出问题，保障设备及电网安全稳定运行。