500 kV線路保護(hù)中“TWJ”與“斷路器位置切換開關(guān)”的關(guān)系

許寅卿

(國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063)

大部分500 kV變電站采用3/2接線方式，其具有運(yùn)行靈活、可靠、操作檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。同樣其也有費(fèi)用高，保護(hù)配合復(fù)雜的缺點(diǎn)[1-2]。特別是在涉及斷路器的檢修時(shí)，需要配合切換對應(yīng)的“斷路器位置切換開關(guān)”。部分運(yùn)維人員和繼保人員對于“斷路器位置切換開關(guān)”的作用不是很清楚，會(huì)在倒閘操作或檢修時(shí)發(fā)生誤切、漏切甚至隨意切換的情況，對線路安全運(yùn)行帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。本文詳細(xì)分析“斷路器位置切換開關(guān)”的原理和誤切的危害。

1 “TWJ”在保護(hù)中的作用

TWJ主要作用就是提供斷路器位置指示，一般為常閉接點(diǎn)并接入合閘回路中。當(dāng)斷路器處于合閘位置時(shí)常閉接點(diǎn)打開，TWJ=0代表斷路器在合位(TWJ=1代表斷路器在分位)。在500 kV線路保護(hù)中TWJ開入主要應(yīng)用于四個(gè)方面。

(1)光纖縱差保護(hù)中用于“允許發(fā)信”。TWJ發(fā)允許信號(hào)示意圖如圖1所示。當(dāng)M側(cè)斷路器處于三相分閘狀態(tài)時(shí)，線路發(fā)生短路故障，M側(cè)的所有線路保護(hù)啟動(dòng)元件都不會(huì)動(dòng)作，因此M側(cè)無法向N側(cè)發(fā)允許信號(hào)從而導(dǎo)致N側(cè)的電流縱差拒動(dòng)。此時(shí)采用當(dāng)M側(cè)斷路器三相TWJ=1時(shí)發(fā)允許信號(hào)的措施后，對側(cè)縱差保護(hù)就可以正確動(dòng)作切除故障了。

圖1 TWJ發(fā)允許信號(hào)示意圖

(2) 線路保護(hù)用來監(jiān)視“跳位開入”是否正常和TV是否正常。當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)線路保護(hù)采集到有線路電流但跳位動(dòng)作(TWJ=1)，經(jīng)過約10 s延時(shí)會(huì)報(bào)出“跳位開入異常”或“TWJ異?！钡男盘?hào)。當(dāng)保護(hù)采集到線路TV三相無壓且線路無電流時(shí)(正常是對側(cè)空充本側(cè)線路的狀態(tài)下出現(xiàn))，通過判斷TWJ的狀態(tài)決定是否發(fā)出“TV斷線”信號(hào)。當(dāng)TWJ為0時(shí)延時(shí)1.25 s發(fā)出報(bào)警，當(dāng)TWJ為1時(shí)不發(fā)報(bào)警[3-4]。

(3) 判斷線路是否非全相運(yùn)行。當(dāng)線路斷路器無論是手動(dòng)或保護(hù)動(dòng)作使得斷路器分閘，只要不是斷路器三相同時(shí)合位，即為非全相運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)單相跳閘固定動(dòng)作或單相TWJ動(dòng)作且線路無流，經(jīng)30 ms延時(shí)后置非全相狀態(tài)；當(dāng)三相跳閘固定動(dòng)作或三相TWJ動(dòng)作且線路無流，經(jīng)30 ms延時(shí)后置非全相狀態(tài)，若有流或三相TWJ返回后開放保護(hù)合于故障200 ms。

(4) 影響啟動(dòng)過電壓保護(hù)發(fā)遠(yuǎn)跳的功能。一般500 kV線路保護(hù)都會(huì)配有過電壓保護(hù)的功能，當(dāng)本側(cè)線路過電壓元件動(dòng)作經(jīng)延時(shí)跳開本側(cè)斷路器，如保護(hù)配置中“過電壓啟動(dòng)遠(yuǎn)跳”和“遠(yuǎn)跳經(jīng)跳位閉鎖”的控制字都為1時(shí)，本側(cè)所有斷路器的TWJ均動(dòng)作(TWJ=1)且無流時(shí)向?qū)?cè)發(fā)送遠(yuǎn)跳命令。

2 “斷路器位置切換開關(guān)”的作用

“斷路器位置切換開關(guān)”也叫“斷路器狀態(tài)切換開關(guān)”或“開關(guān)付節(jié)點(diǎn)切換開關(guān)”，其主要作用便是在線路保護(hù)中提供斷路器位置的開入量[5]。其形式一般有三種(根據(jù)保護(hù)廠家不同)：兩個(gè)斷路器各有一個(gè)獨(dú)立切換開關(guān)；兩個(gè)斷路器合用一個(gè)切換開關(guān)；用硬壓板的形式。本文用第一種形式舉例說明。典型3/2接線線路保護(hù)TWJ輸入回路示意圖如圖2所示。兩個(gè)斷路器分別設(shè)置“中斷路器位置切換開關(guān)1QK”，“邊斷路器位置切換開關(guān)2QK”。每個(gè)切換開關(guān)都有“開關(guān)運(yùn)行(正常)”和“中(邊)開關(guān)檢修”兩個(gè)位置，其與對應(yīng)的TWJ相并聯(lián)。

圖2 典型3/2接線線路保護(hù)TWJ輸入回路示意圖

當(dāng)邊開關(guān)與中開關(guān)的“斷路器位置切換開關(guān)”都切在“正常”位置時(shí)，接點(diǎn)1～12全部斷開，此時(shí)只有當(dāng)此線路對應(yīng)的邊斷路器與中斷路器全部在分閘位置時(shí)才能給線路保護(hù)置TWJ=1的開入量；當(dāng)邊開關(guān)切到“邊開關(guān)檢修”的位置時(shí)，接點(diǎn)1-2、5-6、9-10全部接通(相當(dāng)于邊斷路器的輔助接點(diǎn)TWJ1全部短接)，只要判定中斷路器在分閘位置，邊斷路器位置不需要判定就給線路保護(hù)置TWJ=1的開入量；同樣當(dāng)中開關(guān)切到“中開關(guān)檢修”的位置時(shí)，接點(diǎn)3-4、7-8、11-12全部接通(相當(dāng)于中斷路器的輔助接點(diǎn)TWJ2全部短接)，只要判定邊斷路器在分閘位置，中斷路器位置不需要判定就給線路保護(hù)置TWJ=1的開入量。

3 “斷路器位置切換開關(guān)”誤切的影響

500 kV線路正常運(yùn)行或檢修時(shí)，線路對應(yīng)的中斷路器與邊斷路器實(shí)際的一次設(shè)備狀態(tài)應(yīng)當(dāng)與“斷路器位置切換開關(guān)”的切換位置完全一致。如出現(xiàn)兩者不一致的情況將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的隱患。以圖3接線為例，采用的是兩個(gè)斷路器各有一個(gè)獨(dú)立切換開關(guān)的模式，分析“斷路器位置切換開關(guān)”誤切的影響。

圖3 500 kV線路接線示意圖

(1) 線路1運(yùn)行，A站邊開關(guān)5011，中開關(guān)5012均在運(yùn)行狀態(tài)，邊、中開關(guān)的“斷路器位置切換開關(guān)”都誤切在“開關(guān)檢修”狀態(tài)。

1)此時(shí)線路1正常運(yùn)行的同時(shí)，線路保護(hù)采集到線路有電流，由于邊、中開關(guān)的“斷路器位置切換開關(guān)”都切在“開關(guān)檢修”狀態(tài)就會(huì)置TWJ=1，經(jīng)過約10 s延時(shí)后線路1保護(hù)會(huì)報(bào)出“跳位開入異?！被颉癟WJ異?！钡男盘?hào)，影響保護(hù)對斷路器實(shí)際位置的判斷。

2)此時(shí)線路1保護(hù)TWJ=1且線路處于正常負(fù)荷狀態(tài)滿足無流條件，延時(shí)30 ms保護(hù)置線路處于非全相狀態(tài)。如這時(shí)線路發(fā)生短路故障，滿足有流條件，線路保護(hù)開放后加速功能直接三跳線路1邊開關(guān)5011和中開關(guān)5012。最為嚴(yán)重的后果可能造成停電范圍擴(kuò)大，比如A站線路1的相鄰線路故障，導(dǎo)致線路1負(fù)荷電流增加到達(dá)本線路有流的判斷定值，則保護(hù)后加速會(huì)誤跳線路1的邊斷路器和中斷路器。

3)由于線路1保護(hù)TWJ=1一直保持著，當(dāng)線路1產(chǎn)生過電壓時(shí)，存在斷路器5011和5012未全部跳開而誤發(fā)遠(yuǎn)跳命令給對側(cè)線路的情況。

(2) 線路1運(yùn)行，邊、中斷路器某一個(gè)檢修另一個(gè)運(yùn)行，但檢修斷路器的“斷路器位置切換開關(guān)”誤放在“開關(guān)運(yùn)行”位置。以斷路器5011運(yùn)行，斷路器5012檢修為例，此時(shí)斷路器5012的線路保護(hù)跳閘出口壓板，母差跳閘出口壓板都已停用，當(dāng)檢修工作中需要將斷路器5012合上，有可能出現(xiàn)如下情況。

1)如此時(shí)需要將線路1斷路器5011斷開，同時(shí)對側(cè)B站線路1斷路器5022和5023未全部斷開，線路1還處于空充狀態(tài)。若這時(shí)線路1發(fā)生短路故障，A站側(cè)線路1縱聯(lián)保護(hù)已經(jīng)無法檢測到故障電流導(dǎo)致保護(hù)無法啟動(dòng)且線路保護(hù)TWJ=0無法向?qū)?cè)發(fā)送允許信號(hào)。雖然B站線路1縱聯(lián)保護(hù)檢測到故障電流滿足啟動(dòng)條件，但是因收不到A站的允許信號(hào)使得縱聯(lián)保護(hù)拒動(dòng)。只能靠B站線路1后備保護(hù)動(dòng)作切除故障，導(dǎo)致延長故障切除時(shí)間。

2)當(dāng)線路1產(chǎn)生過電壓時(shí)，過電壓保護(hù)跳開斷路器5011，由于斷路器5012不會(huì)跳閘，因此線路保護(hù)TWJ=0無法向?qū)?cè)發(fā)遠(yuǎn)眺信號(hào)。

(3) 線路1運(yùn)行，邊、中斷路器某一臺(tái)檢修另一個(gè)運(yùn)行，但運(yùn)行斷路器的“斷路器位置切換開關(guān)”誤放在“開關(guān)檢修”位置。以斷路器5011運(yùn)行，斷路器5012檢修為例。斷路器5012檢修已退出線路保護(hù)TWJ回路，對于線路1就是單斷路器運(yùn)行狀態(tài)，誤切運(yùn)行斷路器5011“斷路器位置切換開關(guān)”的影響與(1)的情況相同。

(4) 線路1運(yùn)行，邊、中開關(guān)均在運(yùn)行狀態(tài)，其中某個(gè)“斷路器位置切換開關(guān)”都誤切在“開關(guān)檢修”狀態(tài)。以斷路器5011運(yùn)行，其“斷路器位置切換開關(guān)”都誤切在“開關(guān)檢修”狀態(tài)為例，在這個(gè)狀態(tài)下由于線路保護(hù)TWJ=0未動(dòng)作，對保護(hù)無影響。如果此時(shí)需要將斷路器5012停役，其“斷路器位置切換開關(guān)”切在“開關(guān)檢修”，此時(shí)線路狀態(tài)與(3)一致則造成影響也一樣。

(5) A站邊開關(guān)5011，中開關(guān)5012均在檢修狀態(tài)，邊、中開關(guān)的“斷路器位置切換開關(guān)”都誤切在“開關(guān)運(yùn)行”狀態(tài)。此時(shí)若因檢修需要將斷路器5011,5012同時(shí)合上，線路保護(hù)TWJ將復(fù)位(TWJ=0)且保護(hù)采集線路無電流將會(huì)發(fā)送“TV斷線”的信號(hào)。

4 結(jié)語

通過“斷路器位置切換開關(guān)”給與線路保護(hù)一個(gè)斷路器位置開入節(jié)點(diǎn)，有且僅有邊斷路器、中斷路器都在分位時(shí)線路保護(hù)TWJ才置1。本文分析了幾種“斷路器位置切換開關(guān)”誤切的方式所帶來的嚴(yán)重后果，警示日后在3/2接線的倒閘操作過程中一定要正確并且及切換“斷路器位置切換開關(guān)”。同時(shí)在斷路器檢修，繼保試驗(yàn)時(shí)不能隨意切換“斷路器位置切換開關(guān)”，以免造成保護(hù)誤發(fā)信或誤動(dòng)作。