摘要：220kV母线倒闸操作中刀闸位置的变换是重要的检查项目之一，刀闸的位置辅助接点用以反映刀闸实际的运行状态，针对母差保护来说隔离刀闸辅助接点能否正常切换，能否与实际运行状态保持一致，对变电站设备安全运行起着十分重要的作用，本文以一起刀闸电压切换回路故障分析，主要介绍电压切换回路的工作原理，并分析了刀闸辅助接点出现问题时会对二次回路产生的影响及控制措施。
关键词：母差保护；隔离开关；辅助接点；电压切换
0.引言
双母线系统上连接的一次设备，为了保证一次设备与二次设备电压上的一致，要求保护电压、测量电压、计量电压都有自动切换的功能。保护及自动装置的二次电压回路连同一次设备的切换而切换，从而避免发生保护或自动装置误动、拒动的情况。自动切换是利用隔离开关的位置辅助接点启动电压切换继电器，由切换继电器的接点对电压回路进行切换。电压的切换有两种方法：一种采用母线刀闸的常开辅助接点串接常规的电压切换继电器，另一种是采用母线刀闸的常开辅助接点串接双位置电压切换继电器励磁线圈，母线刀闸的常闭辅助接点串接双位电压继电器返回线圈。
自动切换能做到一、二次操作基本同步，但对直流电源及隔离开关的辅助接点切换起重要作用。当直流电源消失或刀闸回路的辅助接点故障时，切换回路的电压切换继电器将返回，交流电压也会消失。电压切换回路是跟随刀闸位置变化时，其对应的辅助接点变化来接通或复归双位电压切换继电器，而电压切换继电器的触点导通，将对应的母线电压接入二次保护及自动装置使用，并复位另一母线的电压。当进行设备倒母过程中出现刀闸同时合上时，两个电压切换继电器同时启动，电压继电器中常开触点动作发出“切换继电器同时动作”。假若两把母线刀闸的辅助接点位置同时失效，刀闸常开辅助接点断开电压切换继电器，继电器常闭触点返回发出“PT失压”信号。
1.事件经过
某220kV变电站送电前的运行方式220kV #1M运行，其余设备挂220kV #1M运行，220kV #2M冷备用。当晚调度下令：将220kV #2母线由冷备用转运行，220kV母线方式倒为正常方式220kV母线送电操作任务。在送电过程中发生220kV电压互感器二次空开跳闸，导致220kV #1M母线二次失压。
2.原因分析
操作过程中，先测量222PT保护电压I及测量电压电源空气开关1ZKK 、保护电压II电源空气开关2ZKK、计量电压电源空气开关3ZKK三相上下端对地电压都为零后，合上222PT刀闸。
当合上222PT 1ZKK A相二次空开时，空开有轻微异响，随即将1ZKK A相断开，用万用表对1ZKK 三相上下端对地测量，电压都为0，经过短暂讨论，认为是222PT刀闸合上后PT的感应电压返供导致，再次合上1ZKK A相空开，没有异响出现，接着继续合上剩余的二次空开。
222PT二次空开投入后，继续开展母联2012开关转热备用操作，合上两侧刀闸，当在97P 220kV #1M、#2M母线差动失灵保护屏I退出LP76：分列运行压板时，发现97P 220kV #1M、#2M母线差动失灵保护屏I差动开放I 、失灵开放I灯亮，而98P 220kV #1M、#2M母线差动失灵保护屏II此灯不亮，母差I屏UAB电压为0，后台机检查发现220kV #1M电压A、B相为0，判断221PT二次空开跳闸。
在221PT汇控箱检查发现221PT 的保护电压I及测量电压空开1ZKK A相、B相跳开，尝试合上，发现1ZKK A相出现轻微异响，几秒后空开跳闸，到222PT汇控箱发现检查222PT 1ZKK A、B相跳闸，将222PT其余二次空开断开并到221PT汇控箱合上221PT 1ZKK A相、B相空开，空开能正常合上不跳开，用万用表测量222PT 二次空开1ZKK A相下端对地60V、1ZKK B相下端对地60V，1ZKK C相下端对地13.6V，怀疑221PT二次电压返供至222PT二次空开，通过PCS9000发现220kV #2M有电，带电时间为前一天的01：50左右。而对应当时为#4主变送电操作合上22041刀闸的时间，由此初步判断怀疑22042到分不到位。
检查后台、母差屏、#4主变保护屏刀闸位置均指示正确，怀疑22042刀闸机构箱的转换开关电压切换接点卡死，切换继电器不动作导致。经继保组到站开展220kV #2M母线222PT二次电压检查，发现22042刀闸电压切换继电器到汇控箱端子排有接线接触不良，导致22042刀闸拉开后切换继电器失电不能复位。当合上22041刀闸后，二次电压也并列到22042刀闸上，即相当于两把刀闸同时合上状态，再通过22042刀闸反供至222PT二次空气开关。因此221PT二次空气开关因过流而跳闸，导致220kV #1M线A、B相失压，并且在220kV母差保护屏上发出差动开放I、失灵开放I指示灯亮。
3.电压回路切换原理分析
通过上述例子，结合#4主变高压侧电压切换回路图进行分析，如图X中1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7、2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7为双位置继电器，当一个继电器得电后，即使切换回路失电，继电器仍保持原来状态，直到另一线圈得电后才切换至另外一种状态。1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3为非保持型继电器，在线圈得电时继电器常开接点闭合，常闭接点断开，继电器失电时，常开接点断开，常闭接点闭合。当线路在I母运行时，I母刀闸常开接点和II母刀闸常闭接点闭合，I母刀闸常闭接点和II母刀闸常开接点断开。 I母刀闸接点闭合，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3继电器动作，1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7继电器也动作且保持，指示灯1XD亮，表示电压取自I母电压互感器。II母刀闸的常闭接点将2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7复位。1YQJ6、1YQJ7继电器动作后，其常开接点闭合，I母A、B、C三相电压送入4D152、4D155、4D158供线路保护用。 当线路接在II母上时，II母刀闸常开辅助接点闭合，2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7继电器动作。I母刀闸常闭接点将1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7复位，指示灯2XD亮，表示电压取自II母电压互感器。
当进行母线倒闸操作时，两组母线刀闸会短时均在合上位置，此时1XD、2XD均亮，保护装置的交流电压由I、II母电压经过1YQJ6、2YQJ6接点并联接入，并且1YQJ5与2YQJ5的常开接点串接后作为切换继电器同时动作的报警信号。
YQJ-31J电压切换回路: 当线路接在I母上时，I母刀闸的常开辅助I母刀闸接点闭合，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、1YQJ4双位置继电器动作并保持。II母刀闸的常闭接点II母刀闸将2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3、2YQJ4继电器复位。LED1亮，指示保护装置的交流电压由I母电压互感器接入。当线路接在II母上时，II母刀闸的常开辅助接点I母刀闸闭合，2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3、2YQJ4继电器动作并保持。I母刀闸的常闭接点I母刀闸将1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、1YQJ4继电器复位。LED2亮，指示保护装置的交流电压由II母电压互感器接入。 当倒母线操作，两组母线刀闸会短时均在合上位置，此时LED1、LED2均亮均亮，保护装置的交流电压由I、II母电压经过1YQJ3、2YQJ3接点并联接入。并且1YQJ1与2YQJ1的常开接点串接后作为切换继电器同时动作的报警信号。
4.110kV及以上母线倒闸操作注意事项及存在问题
2018版的《广东电网有限责任公司电气操作导则实施细则》规定：
220kV、110kV双母线停送电操作步骤：（1）220kV、110kV双母线停电，应按照先断开待停电母线电压互感器二次空气开关、拉开待停电母线电压互感器隔离开关、断开母联断路器、拉开待停电母线侧隔离开关、拉开运行母线侧隔离开关的顺序进行操作；断开母联断路器后应检查停电母线电压互感器二次电压为零，检查其余母线电压互感器二次电压正常。（2）220kV、110kV双母线送电，应先检查待送电母线电压互感器二次电压为零，并按照先合上待送电母线电压互感器隔离开关、合上待送电母线电压互感器二次空气开关、合上运行母线侧隔离开关、合上待送电母线侧隔离开关、合上母联断路器，检查送电母线电压正常的顺序进行操作。
上述例子中操作票的内容都符合《广东电网有限责任公司电气操作导则实施细则》规定，但由于#4主变送电后后台的信号未能提示22042刀闸的电压切换继电器故障，在后台机、#4主变保护屏、220kV母差屏均显示#4主变220kV侧挂I母运行，并没有其他异常信号，导致主变送电后检查不到22042刀闸拉开后切换继电器没有复位。而导致此情况的原因是刀闸的辅助接点只选取常开接点，常闭接点没有取点，不能反映常闭接点故障的情况。
图3 #4主变高压侧电压切换回路图
5.改进措施
1）刀闸位置的辅助接点采用双遥信，反映常开常闭的状态，便于操作完毕后运行人员检查操作的质量及设备的状态，避免 操作完毕后遗留隐患。另外刀闸在进行维护时，二次接线要进行紧固，特别是电压切换的接点，避免因为接点的接触不良导致不能正确切换的情况。
2）建议电压切换装置实行双配置，每套保护单独配置一套电压切换装置，两套装置及回路完全独立，分别引入隔离开关的辅助接点，并且采用不带保持的切换继电器进行电压切换。
3）部分220kV变电站电压切换回路与电压互感器刀闸辅助接点关联，导致电压互感器刀闸未合上时即使有倒供的情况也测量不到电压，需要在典型操作票中修改母线的送电顺序，即合上待送电母线电压互感器隔离开关，再检查待送电母线电压互感器二次电压为零。
6.总结语
操作细则的每一条新要求都是每一次事故总结后的教训，在实际的倒闸操作中都要严格执行，从而减少故障的几率，提高操作的质量，同时起到快速复电，减少停电的时户数，并且有效提高电力企业在社会中的声誉。
本起故障也是220kV母线倒闸操作中的典型事故隐患，针对本起切换继电器的不动作而并列的故障导致跳空开的情况，进行分析探讨，并提出改进措施，对相同接线方式的变电站的运行稳定有着一定的实用价值。
参考文献
【1】林宗汉 电压切换回路在现场应用中的改进【J】.生产一线电力安全技术 第12卷 2010年第6期
【2】电力系统继电保护实用技术问答【M】.北京：中国电力出版社，1999年
论文作者:陈志荣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：电压论文; 接点论文; 母线论文; 继电器论文; 常开论文; 合上论文; 电压互感器论文; 《电力设备》2018年第25期论文;