3/2接線(xiàn)中線(xiàn)路保護(hù)屏“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”應(yīng)用研究

趙慧君，董祥寧，董海波，王興洋

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南250117）

·班組創(chuàng)新·

3/2接線(xiàn)中線(xiàn)路保護(hù)屏“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”應(yīng)用研究

趙慧君，董祥寧，董海波，王興洋

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南250117）

當(dāng)斷路器停電時(shí)，3／2接線(xiàn)的線(xiàn)路保護(hù)屏“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”對(duì)縱聯(lián)保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)等有重要作用。介紹其應(yīng)用原理、實(shí)際接線(xiàn)、操作原則，并分析不正確操作可能引發(fā)的后果，避免出現(xiàn)安全隱患。

斷路器；位置切換開(kāi)關(guān)；跳閘位置繼電器；位置停信；位置發(fā)信；遠(yuǎn)方跳閘

0引言

3／2接線(xiàn)方式具有運(yùn)行靈活、供電可靠、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在500 kV變電站中得到廣泛應(yīng)用，但其在保護(hù)配合方面比較復(fù)雜，當(dāng)線(xiàn)路的兩臺(tái)斷路器中的一臺(tái)檢修時(shí)，需要及時(shí)切換線(xiàn)路保護(hù)屏上“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”。在倒閘操作、保護(hù)檢修、調(diào)試過(guò)程中，有些運(yùn)維檢修工作人員對(duì)3／2接線(xiàn)中線(xiàn)路保護(hù)屏“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK的作用不甚了解，以致經(jīng)常出現(xiàn)誤切、漏切、隨意切換等切換方法不合理的情況，對(duì)線(xiàn)路的安全運(yùn)行造成了隱患。對(duì)“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK從應(yīng)用原理、實(shí)際接線(xiàn)、操作原則以及不正確操作可能引發(fā)的后果等方面進(jìn)行研究。

1 “斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”應(yīng)用原理

“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”是為線(xiàn)路保護(hù)提供斷路器位置的開(kāi)入量。由于生產(chǎn)廠(chǎng)家不同，在線(xiàn)路保護(hù)屏上的形式也不一樣，分為壓板、兩個(gè)斷路器共用的一個(gè)切換開(kāi)關(guān)、分別獨(dú)立的兩個(gè)切換開(kāi)關(guān)3種形式。以?xún)蓚€(gè)斷路器共用一個(gè)切換開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)為例進(jìn)行分析。

這種“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK有“正常”、“中開(kāi)關(guān)檢修”和“邊開(kāi)關(guān)檢修”3個(gè)位置。開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)與相應(yīng)斷路器的跳閘位置繼電器TWJ的其中一個(gè)接點(diǎn)并聯(lián)，即TWJ接至線(xiàn)路保護(hù)的接點(diǎn)，共同構(gòu)成保護(hù)裝置的TWJ開(kāi)入量。當(dāng)該開(kāi)關(guān)切至“正?！蔽恢脮r(shí)，只有此線(xiàn)路的兩臺(tái)斷路器都在分位時(shí)，才能給線(xiàn)路保護(hù)一個(gè)TWJ為“1”的開(kāi)入量；當(dāng)切至“中開(kāi)關(guān)檢修”的位置時(shí)，只要判定邊開(kāi)關(guān)在分位，而不用再判定中開(kāi)關(guān)的位置，就可以給線(xiàn)路保護(hù)一個(gè)TWJ為“1”的開(kāi)入量；當(dāng)切至“邊開(kāi)關(guān)檢修”的位置時(shí)，只要判定中開(kāi)關(guān)在分位，而不用再判定邊開(kāi)關(guān)的位置，就可以給線(xiàn)路保護(hù)一個(gè)TWJ為“1”的開(kāi)入量。這樣可以在斷路器檢修時(shí)，使該斷路器的三相TWJ開(kāi)入始終為“1”，而不受實(shí)際位置的影響。

保護(hù)裝置的TWJ開(kāi)入主要用于：1）縱聯(lián)保護(hù)未啟動(dòng)時(shí)的“位置發(fā)信”或“位置停信”；2）過(guò)電壓保護(hù)的遠(yuǎn)跳回路；3）判別線(xiàn)路是否處于非全相運(yùn)行狀態(tài)；4）TV三相失壓且線(xiàn)路無(wú)流時(shí)，判斷TWJ開(kāi)入是否為“0”，若為“0”則經(jīng)1.25 s報(bào)TV斷線(xiàn)。

1.1 閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的“位置停信”

當(dāng)本側(cè)斷路器在分位，保護(hù)不啟動(dòng)的情況下，閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的“位置停信”使收發(fā)信機(jī)保持停信狀態(tài)，以便使對(duì)側(cè)保護(hù)能夠快速切除故障?！拔恢猛Ｐ拧钡男盘?hào)應(yīng)接入保護(hù)裝置，啟動(dòng)保護(hù)停信接點(diǎn)，而不應(yīng)直接接至收發(fā)信機(jī)。

當(dāng)本側(cè)斷路器在分位，線(xiàn)路對(duì)側(cè)斷路器在合位，對(duì)線(xiàn)路空充電時(shí)，如果線(xiàn)路發(fā)生故障，由于此時(shí)本側(cè)保護(hù)不會(huì)啟動(dòng)，本側(cè)收到對(duì)側(cè)的閉鎖信號(hào)后，對(duì)側(cè)的閉鎖信號(hào)立即啟動(dòng)遠(yuǎn)方發(fā)信，并在10 s內(nèi)持續(xù)發(fā)出閉鎖信號(hào)，使對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)無(wú)法切除故障。

由于“位置停信”邏輯的存在，此時(shí)，如果三相TWJ均動(dòng)作，且線(xiàn)路無(wú)流，就會(huì)將收發(fā)信機(jī)延時(shí)100 ms發(fā)信，從而使對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)能夠快速動(dòng)作切除故障。此時(shí)的停信邏輯如圖1所示。

圖1 閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)不啟動(dòng)時(shí)的邏輯

1.2 允許式縱聯(lián)保護(hù)的“位置發(fā)信”

允許式縱聯(lián)保護(hù)一般采用光纖通道或載波機(jī)，“位置發(fā)信”是通過(guò)保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不應(yīng)直接接至收發(fā)信機(jī)。允許式縱聯(lián)保護(hù)“位置發(fā)信”的原理跟閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的“位置停信”相似，區(qū)別在于允許式縱聯(lián)保護(hù)是在收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào)以后需要向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào)而不是停信。

由圖2可知，當(dāng)本側(cè)斷路器均在分位，線(xiàn)路對(duì)側(cè)斷路器在合位，對(duì)線(xiàn)路空充電時(shí)，如果線(xiàn)路發(fā)生故障，在收到對(duì)側(cè)允許信號(hào)后，如果TWJ動(dòng)作，且線(xiàn)路三相無(wú)流，則會(huì)持續(xù)100 ms向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào)，保證在本側(cè)保護(hù)不動(dòng)作的情況下，對(duì)側(cè)保護(hù)能夠快速切除故障。

圖2 允許式縱聯(lián)保護(hù)不啟動(dòng)時(shí)的邏輯

1.3 線(xiàn)路非全相運(yùn)行狀態(tài)的判斷

在線(xiàn)路保護(hù)中，當(dāng)跳閘固定動(dòng)作或跳閘位置繼電器TWJ動(dòng)作且無(wú)流，經(jīng)30 ms延時(shí)置非全相狀態(tài)，包括單相跳開(kāi)形成的非全相狀態(tài)和三相跳開(kāi)形成的非全相狀態(tài)（全相狀態(tài)為三相在合位的全相運(yùn)行狀態(tài)，即只要不是三相全部在合位，即為非全相狀態(tài)）。

當(dāng)線(xiàn)路判斷為非全相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)：1）將縱聯(lián)零序保護(hù)退出，退出與斷開(kāi)相相關(guān)的單相、相間變化量方向、變化量距離繼電器，退出帶方向的零序過(guò)流保護(hù)；2）距離繼電器在非全相振蕩時(shí)可能誤動(dòng)作，距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段通過(guò)控制字決定是否受非全相運(yùn)行的振蕩閉鎖控制，非全相運(yùn)行振閉開(kāi)放元件動(dòng)作則開(kāi)放振蕩閉鎖；3）發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)判斷為屬于“非全相運(yùn)行再故障”，經(jīng)延時(shí)直接三跳，此時(shí)會(huì)經(jīng)控制字決定是否閉鎖重合閘。

1.4 “斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”在線(xiàn)路保護(hù)中的接線(xiàn)方式

在縱聯(lián)保護(hù)的“位置停信”和“位置發(fā)信”回路及非全相判別回路中，TWJ的開(kāi)入起到了關(guān)鍵作用，但是對(duì)于3／2接線(xiàn)，開(kāi)入到線(xiàn)路保護(hù)的TWJ接點(diǎn)是中開(kāi)關(guān)和邊開(kāi)關(guān)的相應(yīng)TWJ串聯(lián)后形成的，并且每一個(gè)TWJ接點(diǎn)都與“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK的接點(diǎn)并聯(lián)，如圖3所示。

圖3 “斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”在線(xiàn)路保護(hù)中的接線(xiàn)

在正常情況下，1QK的接點(diǎn)都是打開(kāi)的，不起作用。當(dāng)該開(kāi)關(guān)切至“中開(kāi)關(guān)檢修”或“邊開(kāi)關(guān)檢修”位置時(shí)，會(huì)將相應(yīng)斷路器的跳位繼電器TWJ接至線(xiàn)路保護(hù)的接點(diǎn)短接，使其始終處于開(kāi)入狀態(tài)，而不用受斷路器實(shí)際位置的影響。

1.5 TWJ在過(guò)電壓保護(hù)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳回路中的應(yīng)用

500 kV線(xiàn)路需要配備過(guò)電壓保護(hù)，當(dāng)本側(cè)過(guò)電壓保護(hù)元件動(dòng)作，經(jīng)過(guò)電壓整定延時(shí)跳開(kāi)本側(cè)斷路器。并且當(dāng)控制字“過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)遠(yuǎn)跳”和“遠(yuǎn)跳經(jīng)跳位閉鎖”均為“1”時(shí)，只要本側(cè)兩臺(tái)斷路器跳位繼電器TWJ均動(dòng)作且線(xiàn)路三相無(wú)電流，就會(huì)向?qū)?cè)發(fā)出遠(yuǎn)跳信號(hào)，對(duì)側(cè)收到遠(yuǎn)跳信號(hào)后，再根據(jù)自身配置進(jìn)行就地判別，決定是否跳閘。

其中，TWJ的接線(xiàn)方式如圖4所示。對(duì)于3／2接線(xiàn)，將邊開(kāi)關(guān)和中開(kāi)關(guān)的各自三相TWJ接點(diǎn)共同串聯(lián)后與裝置的TWJ開(kāi)入接點(diǎn)連接。當(dāng)“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK切至“邊開(kāi)關(guān)檢修”或“中開(kāi)關(guān)檢修”位置時(shí)，便會(huì)將相應(yīng)斷路器的三相TWJ接點(diǎn)短接，而無(wú)需再判其位置。

圖4 過(guò)電壓保護(hù)中TWJ開(kāi)入的接線(xiàn)方法

由以上可知，“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK在斷路器不能正常工作時(shí)，能夠?qū)⑵湎鄳?yīng)的TWJ接點(diǎn)短接，對(duì)保證縱聯(lián)保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)的正常工作起到了重要作用。

2 不正確切換“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”的影響

2.1 對(duì)縱聯(lián)保護(hù)的影響

在閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)和允許式縱聯(lián)保護(hù)中，TWJ開(kāi)入只有在本側(cè)保護(hù)不能啟動(dòng)的情況下才能起到停信或發(fā)信的作用，而在保護(hù)正常啟動(dòng)時(shí)不起作用，所以只要線(xiàn)路在運(yùn)行狀態(tài)下，“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK的位置對(duì)縱聯(lián)保護(hù)沒(méi)有影響，但是當(dāng)線(xiàn)路的一臺(tái)斷路器在檢修狀態(tài)合閘時(shí)，如出現(xiàn)以下幾種情況，則造成保護(hù)拒動(dòng)。

當(dāng)線(xiàn)路的其中一臺(tái)斷路器在停電檢修狀態(tài)下單相或三相合閘，對(duì)該線(xiàn)路進(jìn)行停電操作時(shí)，如果本站先將另一臺(tái)斷路器拉開(kāi)，而對(duì)端站斷路器未全部拉開(kāi)時(shí)，線(xiàn)路發(fā)生故障，本側(cè)縱聯(lián)保護(hù)由于已經(jīng)無(wú)法檢測(cè)到故障電流而不會(huì)啟動(dòng)，對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)雖然能夠檢測(cè)到故障電流，且滿(mǎn)足動(dòng)作條件，但是由于收不到本側(cè)保護(hù)的“停信”或“發(fā)信”信號(hào)而使縱聯(lián)保護(hù)拒動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作，延長(zhǎng)了切除故障時(shí)間。

如果能夠正確切換線(xiàn)路保護(hù)屏的“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”，將其切至檢修斷路器的“檢修位置”，就在發(fā)生此故障時(shí)，及時(shí)給出TWJ開(kāi)入，使本側(cè)縱聯(lián)保護(hù)及時(shí)“停信”或“發(fā)信”，使對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)迅速動(dòng)作將故障切除。

當(dāng)需要對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行送電，但本側(cè)一臺(tái)斷路器還需檢修，只能投入另一臺(tái)斷路器時(shí)，如果對(duì)側(cè)進(jìn)行充電時(shí)線(xiàn)路發(fā)生故障，同樣，在檢修狀態(tài)的斷路器不能及時(shí)給出TWJ開(kāi)入信號(hào)，必須通過(guò)正確的切換“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”，使1QK的接點(diǎn)將其TWJ的接點(diǎn)短接，以便及時(shí)“停信”或“發(fā)信”，使對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)迅速動(dòng)作。

在線(xiàn)路停電時(shí)，兩側(cè)斷路器由于檢修工作不同而位置不一，如果對(duì)側(cè)需要對(duì)縱聯(lián)保護(hù)進(jìn)行試驗(yàn)、傳動(dòng)，必定需要本側(cè)的TWJ開(kāi)入進(jìn)行配合，正確切換“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”可以保證TWJ開(kāi)入正常，便于對(duì)側(cè)進(jìn)行保護(hù)試驗(yàn)。

2.2 對(duì)過(guò)電壓保護(hù)的影響

當(dāng)線(xiàn)路中一臺(tái)斷路器檢修，只有一臺(tái)斷路器運(yùn)行時(shí)，“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”1QK如果沒(méi)有切至檢修位置，此時(shí)產(chǎn)生線(xiàn)路過(guò)電壓，過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)本側(cè)斷路器后，就會(huì)因?yàn)闄z修狀態(tài)的斷路器不在分位而造成不能發(fā)出遠(yuǎn)跳信號(hào)，所以需要及時(shí)切換“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”至正確位置。

2.3 對(duì)線(xiàn)路非全相運(yùn)行狀態(tài)判斷的影響

在線(xiàn)路停電后，斷路器因檢修合閘后，如果“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”沒(méi)有切至檢修位置，線(xiàn)路保護(hù)就不能正確判斷線(xiàn)路的非全相運(yùn)行狀態(tài)，不能確定其是否屬于“非全相運(yùn)行再故障”，當(dāng)手動(dòng)合閘于線(xiàn)路故障時(shí)，無(wú)法快速跳閘。

2.4 對(duì)“TV斷線(xiàn)”和“跳位異?！毙盘?hào)的影響

當(dāng)電壓互感器檢測(cè)到三相無(wú)壓且線(xiàn)路無(wú)流時(shí)，就會(huì)通過(guò)判斷TWJ開(kāi)入是否為“0”，來(lái)決定是否發(fā)送“TV斷線(xiàn)”的信號(hào)。線(xiàn)路停電后，當(dāng)斷路器因?yàn)闄z修而合閘時(shí)，如果沒(méi)有將“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”切至檢修位置，就會(huì)因“TWJ”為“0”而發(fā)送“TV斷線(xiàn)”的信號(hào)。

在線(xiàn)路正常運(yùn)行，兩臺(tái)斷路器都在合位時(shí)，若沒(méi)有將“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”切回正常位置，雖然對(duì)保護(hù)功能不會(huì)產(chǎn)生影響，但會(huì)發(fā)送“跳位異?！毙盘?hào)。

3 “斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”的操作原則和注意事項(xiàng)

“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”應(yīng)該在斷路器停電后及時(shí)切換，并且應(yīng)在斷開(kāi)控制電源之前進(jìn)行切換。因?yàn)樵跀嚅_(kāi)控制電源之后，控制回路就被切斷，使TWJ繼電器失磁，其常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，如圖5所示。假如在控制電源斷開(kāi)后線(xiàn)路發(fā)生故障，仍然無(wú)法啟動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)的“位置停信”或“位置發(fā)信”，影響“非全相運(yùn)行”狀態(tài)的判別，誤發(fā)“TV斷線(xiàn)”信號(hào)，影響線(xiàn)路保護(hù)的正常工作。如果在拉開(kāi)斷路器的控制電源之前將“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”切換到正確位置，就能及時(shí)將TWJ開(kāi)入到保護(hù)裝置的接點(diǎn)短接，從而保證了線(xiàn)路保護(hù)的正常工作。同樣，在斷路器送電時(shí)，也應(yīng)先投入斷路器的控制電源，再將“斷路器位置切換開(kāi)關(guān)”切換到正常位置。

Application of Breaker Position Switch Handle in 3／2 Wiring Line Protective Screen

ZHAO Huijun，DONG Xiangning，DONG Haibo，WANG Xingyang
（State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250117，China）

The breaker position switch handle in the 3／2 wiring line protective screen plays an important part in longitudinal differential protection and over voltage protection.Introduction is given on the application principle，actual wiring，operating principles.Also，consequences which might result from incorrect operation are analyzed，so as to prevent potential safety hazards.

circuit breaker；position switch handle；tripping position relay；position stop signal；position transmitter；remote trip

TM72

B

1007－9904（2015）08－0071－03