3/2接线方式下边开关的电流互感器单相永久性故障的解决

廖立茜 刘 阳

（四川省电力公司检修公司，成都 610041）

3/2接线多用于 500kV及以上的超高压或特高压的电压等级里，3表示有3个开关，2表示有两条出线，也就是说，两条出线由3个开关供电，因此，该接线方式的好处是某一开关停电也不会影响线路停电，提高线路的供电可靠性，由于500kV线路搭建的是电网结构中的主力输送能源的网络，所以这样接线的目的是为了提高它的供电稳定性，减少事故下对其他线路以及超高压电网系统的冲击和影响，若在 3/2接线方式下，边开关电流互感器发生单相永久性故障时，从该电流互感器内采流的保护装置分别会启动出口，其结果是线路主保护出口，母线主保护出口，由于跳闸策略的不同，所以作用在断路器上跳闸的相数不同，这里面就存在由断路器保护装置出口的重合闸如何动作的问题，若重合闸动作出口，则继续重合在故障上，因为故障点在近端，零序电流很大，所以对重合的断路器以及其他设备的使用寿命造成一定的影响，甚至于扩大事故，造成不必要的损失。因此，对于该问题的深入分析具有非常重要的意义。

1 3/2接线方式、设备配置情况概述

图1为某变电站的500kV接线方式。

从图1中可以看到每一串都有3个开关，每个开关都有电流互感器，电流互感器二次绕组的接线情况是：中开关电流互感器二次侧有9个绕组，分别接于Ⅰ母侧计量、Ⅱ母侧计量、Ⅰ母侧测量、Ⅱ母侧测量、断路器保护、Ⅱ母侧线路的1号线路保护、Ⅱ母侧线路的2号线路保护及故障录波、Ⅰ母侧线路的1号线路保护、Ⅰ母侧线路的2号线路保护及故障录波；边开关电流互感器二次侧有7个绕组，分别接于计量、测量、断路器保护、1号线路保护、2号线路保护、母线的1号保护、母线的2号保护。

图1

保护配置情况是：母线配有两套保护，每一条线路配有两套线路保护，每一个开关配有单独的断路器保护，重合闸设置为单重方式，即单相跳闸单合，多相跳闸不合，由断路器保护实现重合闸功能，由于中开关为两条线路的共用开关，为避免其重合对运行线路造成冲击，减少不必要的重合（线路单相永久性故障），故需要与相应边开关的重合闸进行配合，使中开关在边开关重合不成功后不再重合。

当“投先重”压板投入时设定该断路器先合闸。先合重合闸经过较短延时（重合闸整定时间为1.0s），发出一次合闸脉冲 120ms；当先合重合闸起动时发出“闭锁先合”信号；并将其输出接点接到后合重合闸的“闭锁先合”输入接点。若先合重合闸重合成功，则“闭锁先合”接点返回，后合重合闸重合；若先合重合闸重合不成功再次跳闸，对于后合重合闸，单重时间已到而后合延时未到（即1.0～1.5s之间），后合重合闸再次收到线路保护的跳闸信号，便立即放电不再重合。

当“投先重”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。后合重合闸经过较长延时（重合闸整定时间1.0s+后合重合延时时间0.5s）发出合闸脉冲。

当先合重合闸因故检修或退出时，先合重合闸将不发出“闭锁先合”信号，后合重合闸将以重合闸整定时间动作。

2 事故情况、保护动作论述

若此时发生事故，情况是：500kV第6串5063开关电流互感器C相发生绝缘击穿，单相接地的永久性故障时，如图2所示。

图2

此时，线路保护和母线保护均会动作并出口，线路保护发出的跳闸命令是：5062、5063开关跳C相，母线保护发出的命令是：接于该母线上的所有开关均三跳，所以，现场开关的实际分闸情况是：5063开关A、B、C相均在分位，5062开关C相在分位，过1.0s，5062开关C相重合，由于重合在永久性故障上，立即三跳。根据重合闸的放电逻辑图看，母差动作后会给保护范围内的开关保护重合闸一个放电的开入量，使重合闸放电，不再重合，要使中开关 5062不重合的话，只有本线路三跳或是发、变三跳会给重合闸放电逻辑一个开入量，闭锁重合闸，而母线保护不可能将开入量传给 5062开关，而此时的5062开关在C相跳闸后未收到5063开关传来的“闭锁先合”信号，默认为5063的重合闸是退出的，所以，5062开关C相以重合闸的整定时间1.0s后重合。

3 发现的问题和解决方法

从接线图上可以看到，5062开关合上后，给5063开关电流互感器 C相再次提供了一个接地电流，使500kV系统再次受到近端故障电流的冲击，影响系统稳定性。鉴于此类情况，可以在二次回路上再增加一个闭锁中开关重合闸的接点，提高保护动作的可靠性。

图3

如图3所示，即边开关一收到线路保护A相跳闸开入或B相跳闸开入或C相跳闸开入信号后，与母差三跳的指令、本开关三相的分闸位置继电器闭合的信号通过“与”门，那么边开关的断路器保护装置就通过硬压板的投入位置向中开关的断路器保护装置发一个重合闸放电的信号，使中开关不再重合，经后合跳闸整定跳开另两相断路器，确保系统的安全稳定。

4 结论

按照此种方法进行闭锁，减少了 2/3敞开式接线方式下边开关电流互感器单相永久性故障时，开关误合对系统的冲击，使一个完整串的设备在不同保护范围的保护装置下能连续正确的动作，保证了电网系统的稳定。

[1]南瑞RCS-921A、RCS-921C断路器失灵保护及自动重合闸装置技术和使用说明书[Z].

[2]南瑞RCS-901系列超高压线路保护装置技术和使用说明书[Z].

[3]南瑞 RCS-915E型微机母线保护装置技术和使用说明书[Z].

[4]国家电网公司继电保护培训教材(上)、(下)[Z].