趙慧君，董祥寧，董海波，王興洋

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟南250117）

·班組創(chuàng)新·

3/2接線中線路保護屏“斷路器位置切換開關(guān)”應(yīng)用研究

趙慧君，董祥寧，董海波，王興洋

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟南250117）

當(dāng)斷路器停電時，3／2接線的線路保護屏“斷路器位置切換開關(guān)”對縱聯(lián)保護、過電壓保護等有重要作用。介紹其應(yīng)用原理、實際接線、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；位置切換開關(guān)；跳閘位置繼電器；位置停信；位置發(fā)信；遠方跳閘

0引言

3／2接線方式具有運行靈活、供電可靠、操作方便等優(yōu)點，在500 kV變電站中得到廣泛應(yīng)用，但其在保護配合方面比較復(fù)雜，當(dāng)線路的兩臺斷路器中的一臺檢修時，需要及時切換線路保護屏上“斷路器位置切換開關(guān)”。在倒閘操作、保護檢修、調(diào)試過程中，有些運維檢修工作人員對3／2接線中線路保護屏“斷路器位置切換開關(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，對線路的安全運行造成了隱患。對“斷路器位置切換開關(guān)”1QK從應(yīng)用原理、實際接線、操作原則以及不正確操作可能引發(fā)的后果等方面進行研究。

1 “斷路器位置切換開關(guān)”應(yīng)用原理

“斷路器位置切換開關(guān)”是為線路保護提供斷路器位置的開入量。由于生產(chǎn)廠家不同，在線路保護屏上的形式也不一樣，分為壓板、兩個斷路器共用的一個切換開關(guān)、分別獨立的兩個切換開關(guān)3種形式。以兩個斷路器共用一個切換開關(guān)的接線為例進行分析。

這種“斷路器位置切換開關(guān)”1QK有“正常”、“中開關(guān)檢修”和“邊開關(guān)檢修”3個位置。開關(guān)的接點與相應(yīng)斷路器的跳閘位置繼電器TWJ的其中一個接點并聯(lián)，即TWJ接至線路保護的接點，共同構(gòu)成保護裝置的TWJ開入量。當(dāng)該開關(guān)切至“正常”位置時，只有此線路的兩臺斷路器都在分位時，才能給線路保護一個TWJ為“1”的開入量；當(dāng)切至“中開關(guān)檢修”的位置時，只要判定邊開關(guān)在分位，而不用再判定中開關(guān)的位置，就可以給線路保護一個TWJ為“1”的開入量；當(dāng)切至“邊開關(guān)檢修”的位置時，只要判定中開關(guān)在分位，而不用再判定邊開關(guān)的位置，就可以給線路保護一個TWJ為“1”的開入量。這樣可以在斷路器檢修時，使該斷路器的三相TWJ開入始終為“1”，而不受實際位置的影響。

保護裝置的TWJ開入主要用于：1）縱聯(lián)保護未啟動時的“位置發(fā)信”或“位置停信”；2）過電壓保護的遠跳回路；3）判別線路是否處于非全相運行狀態(tài)；4）TV三相失壓且線路無流時，判斷TWJ開入是否為“0”，若為“0”則經(jīng)1.25 s報TV斷線。

1.1 閉鎖式縱聯(lián)保護的“位置停信”

當(dāng)本側(cè)斷路器在分位，保護不啟動的情況下，閉鎖式縱聯(lián)保護的“位置停信”使收發(fā)信機保持停信狀態(tài)，以便使對側(cè)保護能夠快速切除故障?！拔恢猛Ｐ拧钡男盘枒?yīng)接入保護裝置，啟動保護停信接點，而不應(yīng)直接接至收發(fā)信機。

當(dāng)本側(cè)斷路器在分位，線路對側(cè)斷路器在合位，對線路空充電時，如果線路發(fā)生故障，由于此時本側(cè)保護不會啟動，本側(cè)收到對側(cè)的閉鎖信號后，對側(cè)的閉鎖信號立即啟動遠方發(fā)信，并在10 s內(nèi)持續(xù)發(fā)出閉鎖信號，使對側(cè)縱聯(lián)保護無法切除故障。

由于“位置停信”邏輯的存在，此時，如果三相TWJ均動作，且線路無流，就會將收發(fā)信機延時100 ms發(fā)信，從而使對側(cè)縱聯(lián)保護能夠快速動作切除故障。此時的停信邏輯如圖1所示。

圖1 閉鎖式縱聯(lián)保護不啟動時的邏輯

1.2 允許式縱聯(lián)保護的“位置發(fā)信”

允許式縱聯(lián)保護一般采用光纖通道或載波機，“位置發(fā)信”是通過保護裝置來實現(xiàn)的，而不應(yīng)直接接至收發(fā)信機。允許式縱聯(lián)保護“位置發(fā)信”的原理跟閉鎖式縱聯(lián)保護的“位置停信”相似，區(qū)別在于允許式縱聯(lián)保護是在收到對側(cè)的允許信號以后需要向?qū)?cè)發(fā)允許信號而不是停信。

由圖2可知，當(dāng)本側(cè)斷路器均在分位，線路對側(cè)斷路器在合位，對線路空充電時，如果線路發(fā)生故障，在收到對側(cè)允許信號后，如果TWJ動作，且線路三相無流，則會持續(xù)100 ms向?qū)?cè)發(fā)允許信號，保證在本側(cè)保護不動作的情況下，對側(cè)保護能夠快速切除故障。

圖2 允許式縱聯(lián)保護不啟動時的邏輯

1.3 線路非全相運行狀態(tài)的判斷

在線路保護中，當(dāng)跳閘固定動作或跳閘位置繼電器TWJ動作且無流，經(jīng)30 ms延時置非全相狀態(tài)，包括單相跳開形成的非全相狀態(tài)和三相跳開形成的非全相狀態(tài)（全相狀態(tài)為三相在合位的全相運行狀態(tài)，即只要不是三相全部在合位，即為非全相狀態(tài)）。

當(dāng)線路判斷為非全相運行狀態(tài)時：1）將縱聯(lián)零序保護退出，退出與斷開相相關(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流保護；2）距離繼電器在非全相振蕩時可能誤動作，距離保護Ⅰ、Ⅱ段通過控制字決定是否受非全相運行的振蕩閉鎖控制，非全相運行振閉開放元件動作則開放振蕩閉鎖；3）發(fā)生故障時，保護裝置會判斷為屬于“非全相運行再故障”，經(jīng)延時直接三跳，此時會經(jīng)控制字決定是否閉鎖重合閘。

1.4 “斷路器位置切換開關(guān)”在線路保護中的接線方式

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

圖3 “斷路器位置切換開關(guān)”在線路保護中的接線

在正常情況下，1QK的接點都是打開的，不起作用。當(dāng)該開關(guān)切至“中開關(guān)檢修”或“邊開關(guān)檢修”位置時，會將相應(yīng)斷路器的跳位繼電器TWJ接至線路保護的接點短接，使其始終處于開入狀態(tài)，而不用受斷路器實際位置的影響。

1.5 TWJ在過電壓保護啟動遠跳回路中的應(yīng)用

500 kV線路需要配備過電壓保護，當(dāng)本側(cè)過電壓保護元件動作，經(jīng)過電壓整定延時跳開本側(cè)斷路器。并且當(dāng)控制字“過電壓啟動遠跳”和“遠跳經(jīng)跳位閉鎖”均為“1”時，只要本側(cè)兩臺斷路器跳位繼電器TWJ均動作且線路三相無電流，就會向?qū)?cè)發(fā)出遠跳信號，對側(cè)收到遠跳信號后，再根據(jù)自身配置進行就地判別，決定是否跳閘。

其中，TWJ的接線方式如圖4所示。對于3／2接線，將邊開關(guān)和中開關(guān)的各自三相TWJ接點共同串聯(lián)后與裝置的TWJ開入接點連接。當(dāng)“斷路器位置切換開關(guān)”1QK切至“邊開關(guān)檢修”或“中開關(guān)檢修”位置時，便會將相應(yīng)斷路器的三相TWJ接點短接，而無需再判其位置。

圖4 過電壓保護中TWJ開入的接線方法

由以上可知，“斷路器位置切換開關(guān)”1QK在斷路器不能正常工作時，能夠?qū)⑵湎鄳?yīng)的TWJ接點短接，對保證縱聯(lián)保護和過電壓保護的正常工作起到了重要作用。

2 不正確切換“斷路器位置切換開關(guān)”的影響

2.1 對縱聯(lián)保護的影響

在閉鎖式縱聯(lián)保護和允許式縱聯(lián)保護中，TWJ開入只有在本側(cè)保護不能啟動的情況下才能起到停信或發(fā)信的作用，而在保護正常啟動時不起作用，所以只要線路在運行狀態(tài)下，“斷路器位置切換開關(guān)”1QK的位置對縱聯(lián)保護沒有影響，但是當(dāng)線路的一臺斷路器在檢修狀態(tài)合閘時，如出現(xiàn)以下幾種情況，則造成保護拒動。

當(dāng)線路的其中一臺斷路器在停電檢修狀態(tài)下單相或三相合閘，對該線路進行停電操作時，如果本站先將另一臺斷路器拉開，而對端站斷路器未全部拉開時，線路發(fā)生故障，本側(cè)縱聯(lián)保護由于已經(jīng)無法檢測到故障電流而不會啟動，對側(cè)縱聯(lián)保護雖然能夠檢測到故障電流，且滿足動作條件，但是由于收不到本側(cè)保護的“停信”或“發(fā)信”信號而使縱聯(lián)保護拒動，導(dǎo)致對側(cè)后備保護動作，延長了切除故障時間。

如果能夠正確切換線路保護屏的“斷路器位置切換開關(guān)”，將其切至檢修斷路器的“檢修位置”，就在發(fā)生此故障時，及時給出TWJ開入，使本側(cè)縱聯(lián)保護及時“停信”或“發(fā)信”，使對側(cè)縱聯(lián)保護迅速動作將故障切除。

當(dāng)需要對線路進行送電，但本側(cè)一臺斷路器還需檢修，只能投入另一臺斷路器時，如果對側(cè)進行充電時線路發(fā)生故障，同樣，在檢修狀態(tài)的斷路器不能及時給出TWJ開入信號，必須通過正確的切換“斷路器位置切換開關(guān)”，使1QK的接點將其TWJ的接點短接，以便及時“停信”或“發(fā)信”，使對側(cè)縱聯(lián)保護迅速動作。

在線路停電時，兩側(cè)斷路器由于檢修工作不同而位置不一，如果對側(cè)需要對縱聯(lián)保護進行試驗、傳動，必定需要本側(cè)的TWJ開入進行配合，正確切換“斷路器位置切換開關(guān)”可以保證TWJ開入正常，便于對側(cè)進行保護試驗。

2.2 對過電壓保護的影響

當(dāng)線路中一臺斷路器檢修，只有一臺斷路器運行時，“斷路器位置切換開關(guān)”1QK如果沒有切至檢修位置，此時產(chǎn)生線路過電壓，過電壓保護動作跳開本側(cè)斷路器后，就會因為檢修狀態(tài)的斷路器不在分位而造成不能發(fā)出遠跳信號，所以需要及時切換“斷路器位置切換開關(guān)”至正確位置。

2.3 對線路非全相運行狀態(tài)判斷的影響

在線路停電后，斷路器因檢修合閘后，如果“斷路器位置切換開關(guān)”沒有切至檢修位置，線路保護就不能正確判斷線路的非全相運行狀態(tài)，不能確定其是否屬于“非全相運行再故障”，當(dāng)手動合閘于線路故障時，無法快速跳閘。

2.4 對“TV斷線”和“跳位異?！毙盘柕挠绊?/p>

當(dāng)電壓互感器檢測到三相無壓且線路無流時，就會通過判斷TWJ開入是否為“0”，來決定是否發(fā)送“TV斷線”的信號。線路停電后，當(dāng)斷路器因為檢修而合閘時，如果沒有將“斷路器位置切換開關(guān)”切至檢修位置，就會因“TWJ”為“0”而發(fā)送“TV斷線”的信號。

在線路正常運行，兩臺斷路器都在合位時，若沒有將“斷路器位置切換開關(guān)”切回正常位置，雖然對保護功能不會產(chǎn)生影響，但會發(fā)送“跳位異?！毙盘?。

3 “斷路器位置切換開關(guān)”的操作原則和注意事項

“斷路器位置切換開關(guān)”應(yīng)該在斷路器停電后及時切換，并且應(yīng)在斷開控制電源之前進行切換。因為在斷開控制電源之后，控制回路就被切斷，使TWJ繼電器失磁，其常開觸點打開，如圖5所示。假如在控制電源斷開后線路發(fā)生故障，仍然無法啟動縱聯(lián)保護的“位置停信”或“位置發(fā)信”，影響“非全相運行”狀態(tài)的判別，誤發(fā)“TV斷線”信號，影響線路保護的正常工作。如果在拉開斷路器的控制電源之前將“斷路器位置切換開關(guān)”切換到正確位置，就能及時將TWJ開入到保護裝置的接點短接，從而保證了線路保護的正常工作。同樣，在斷路器送電時，也應(yīng)先投入斷路器的控制電源，再將“斷路器位置切換開關(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

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1007－9904（2015）08－0071－03