3/2接线中线路保护屏“断路器位置切换开关”应用研究

赵慧君，董祥宁，董海波，王兴洋

（国网山东省电力公司检修公司，济南250117）

·班组创新·

3/2接线中线路保护屏“断路器位置切换开关”应用研究

赵慧君，董祥宁，董海波，王兴洋

（国网山东省电力公司检修公司，济南250117）

当断路器停电时，3／2接线的线路保护屏“断路器位置切换开关”对纵联保护、过电压保护等有重要作用。介绍其应用原理、实际接线、操作原则，并分析不正确操作可能引发的后果，避免出现安全隐患。

断路器；位置切换开关；跳闸位置继电器；位置停信；位置发信；远方跳闸

0引言

3／2接线方式具有运行灵活、供电可靠、操作方便等优点，在500 kV变电站中得到广泛应用，但其在保护配合方面比较复杂，当线路的两台断路器中的一台检修时，需要及时切换线路保护屏上“断路器位置切换开关”。在倒闸操作、保护检修、调试过程中，有些运维检修工作人员对3／2接线中线路保护屏“断路器位置切换开关”1QK的作用不甚了解，以致经常出现误切、漏切、随意切换等切换方法不合理的情况，对线路的安全运行造成了隐患。对“断路器位置切换开关”1QK从应用原理、实际接线、操作原则以及不正确操作可能引发的后果等方面进行研究。

1 “断路器位置切换开关”应用原理

“断路器位置切换开关”是为线路保护提供断路器位置的开入量。由于生产厂家不同，在线路保护屏上的形式也不一样，分为压板、两个断路器共用的一个切换开关、分别独立的两个切换开关3种形式。以两个断路器共用一个切换开关的接线为例进行分析。

这种“断路器位置切换开关”1QK有“正常”、“中开关检修”和“边开关检修”3个位置。开关的接点与相应断路器的跳闸位置继电器TWJ的其中一个接点并联，即TWJ接至线路保护的接点，共同构成保护装置的TWJ开入量。当该开关切至“正常”位置时，只有此线路的两台断路器都在分位时，才能给线路保护一个TWJ为“1”的开入量；当切至“中开关检修”的位置时，只要判定边开关在分位，而不用再判定中开关的位置，就可以给线路保护一个TWJ为“1”的开入量；当切至“边开关检修”的位置时，只要判定中开关在分位，而不用再判定边开关的位置，就可以给线路保护一个TWJ为“1”的开入量。这样可以在断路器检修时，使该断路器的三相TWJ开入始终为“1”，而不受实际位置的影响。

保护装置的TWJ开入主要用于：1）纵联保护未启动时的“位置发信”或“位置停信”；2）过电压保护的远跳回路；3）判别线路是否处于非全相运行状态；4）TV三相失压且线路无流时，判断TWJ开入是否为“0”，若为“0”则经1.25 s报TV断线。

1.1 闭锁式纵联保护的“位置停信”

当本侧断路器在分位，保护不启动的情况下，闭锁式纵联保护的“位置停信”使收发信机保持停信状态，以便使对侧保护能够快速切除故障。“位置停信”的信号应接入保护装置，启动保护停信接点，而不应直接接至收发信机。

当本侧断路器在分位，线路对侧断路器在合位，对线路空充电时，如果线路发生故障，由于此时本侧保护不会启动，本侧收到对侧的闭锁信号后，对侧的闭锁信号立即启动远方发信，并在10 s内持续发出闭锁信号，使对侧纵联保护无法切除故障。

由于“位置停信”逻辑的存在，此时，如果三相TWJ均动作，且线路无流，就会将收发信机延时100 ms发信，从而使对侧纵联保护能够快速动作切除故障。此时的停信逻辑如图1所示。

图1 闭锁式纵联保护不启动时的逻辑

1.2 允许式纵联保护的“位置发信”

允许式纵联保护一般采用光纤通道或载波机，“位置发信”是通过保护装置来实现的，而不应直接接至收发信机。允许式纵联保护“位置发信”的原理跟闭锁式纵联保护的“位置停信”相似，区别在于允许式纵联保护是在收到对侧的允许信号以后需要向对侧发允许信号而不是停信。

由图2可知，当本侧断路器均在分位，线路对侧断路器在合位，对线路空充电时，如果线路发生故障，在收到对侧允许信号后，如果TWJ动作，且线路三相无流，则会持续100 ms向对侧发允许信号，保证在本侧保护不动作的情况下，对侧保护能够快速切除故障。

图2 允许式纵联保护不启动时的逻辑

1.3 线路非全相运行状态的判断

在线路保护中，当跳闸固定动作或跳闸位置继电器TWJ动作且无流，经30 ms延时置非全相状态，包括单相跳开形成的非全相状态和三相跳开形成的非全相状态（全相状态为三相在合位的全相运行状态，即只要不是三相全部在合位，即为非全相状态）。

当线路判断为非全相运行状态时：1）将纵联零序保护退出，退出与断开相相关的单相、相间变化量方向、变化量距离继电器，退出带方向的零序过流保护；2）距离继电器在非全相振荡时可能误动作，距离保护Ⅰ、Ⅱ段通过控制字决定是否受非全相运行的振荡闭锁控制，非全相运行振闭开放元件动作则开放振荡闭锁；3）发生故障时，保护装置会判断为属于“非全相运行再故障”，经延时直接三跳，此时会经控制字决定是否闭锁重合闸。

1.4 “断路器位置切换开关”在线路保护中的接线方式

在纵联保护的“位置停信”和“位置发信”回路及非全相判别回路中，TWJ的开入起到了关键作用，但是对于3／2接线，开入到线路保护的TWJ接点是中开关和边开关的相应TWJ串联后形成的，并且每一个TWJ接点都与“断路器位置切换开关”1QK的接点并联，如图3所示。

图3 “断路器位置切换开关”在线路保护中的接线

在正常情况下，1QK的接点都是打开的，不起作用。当该开关切至“中开关检修”或“边开关检修”位置时，会将相应断路器的跳位继电器TWJ接至线路保护的接点短接，使其始终处于开入状态，而不用受断路器实际位置的影响。

1.5 TWJ在过电压保护启动远跳回路中的应用

500 kV线路需要配备过电压保护，当本侧过电压保护元件动作，经过电压整定延时跳开本侧断路器。并且当控制字“过电压启动远跳”和“远跳经跳位闭锁”均为“1”时，只要本侧两台断路器跳位继电器TWJ均动作且线路三相无电流，就会向对侧发出远跳信号，对侧收到远跳信号后，再根据自身配置进行就地判别，决定是否跳闸。

其中，TWJ的接线方式如图4所示。对于3／2接线，将边开关和中开关的各自三相TWJ接点共同串联后与装置的TWJ开入接点连接。当“断路器位置切换开关”1QK切至“边开关检修”或“中开关检修”位置时，便会将相应断路器的三相TWJ接点短接，而无需再判其位置。

图4 过电压保护中TWJ开入的接线方法

由以上可知，“断路器位置切换开关”1QK在断路器不能正常工作时，能够将其相应的TWJ接点短接，对保证纵联保护和过电压保护的正常工作起到了重要作用。

2 不正确切换“断路器位置切换开关”的影响

2.1 对纵联保护的影响

在闭锁式纵联保护和允许式纵联保护中，TWJ开入只有在本侧保护不能启动的情况下才能起到停信或发信的作用，而在保护正常启动时不起作用，所以只要线路在运行状态下，“断路器位置切换开关”1QK的位置对纵联保护没有影响，但是当线路的一台断路器在检修状态合闸时，如出现以下几种情况，则造成保护拒动。

当线路的其中一台断路器在停电检修状态下单相或三相合闸，对该线路进行停电操作时，如果本站先将另一台断路器拉开，而对端站断路器未全部拉开时，线路发生故障，本侧纵联保护由于已经无法检测到故障电流而不会启动，对侧纵联保护虽然能够检测到故障电流，且满足动作条件，但是由于收不到本侧保护的“停信”或“发信”信号而使纵联保护拒动，导致对侧后备保护动作，延长了切除故障时间。

如果能够正确切换线路保护屏的“断路器位置切换开关”，将其切至检修断路器的“检修位置”，就在发生此故障时，及时给出TWJ开入，使本侧纵联保护及时“停信”或“发信”，使对侧纵联保护迅速动作将故障切除。

当需要对线路进行送电，但本侧一台断路器还需检修，只能投入另一台断路器时，如果对侧进行充电时线路发生故障，同样，在检修状态的断路器不能及时给出TWJ开入信号，必须通过正确的切换“断路器位置切换开关”，使1QK的接点将其TWJ的接点短接，以便及时“停信”或“发信”，使对侧纵联保护迅速动作。

在线路停电时，两侧断路器由于检修工作不同而位置不一，如果对侧需要对纵联保护进行试验、传动，必定需要本侧的TWJ开入进行配合，正确切换“断路器位置切换开关”可以保证TWJ开入正常，便于对侧进行保护试验。

2.2 对过电压保护的影响

当线路中一台断路器检修，只有一台断路器运行时，“断路器位置切换开关”1QK如果没有切至检修位置，此时产生线路过电压，过电压保护动作跳开本侧断路器后，就会因为检修状态的断路器不在分位而造成不能发出远跳信号，所以需要及时切换“断路器位置切换开关”至正确位置。

2.3 对线路非全相运行状态判断的影响

在线路停电后，断路器因检修合闸后，如果“断路器位置切换开关”没有切至检修位置，线路保护就不能正确判断线路的非全相运行状态，不能确定其是否属于“非全相运行再故障”，当手动合闸于线路故障时，无法快速跳闸。

2.4 对“TV断线”和“跳位异常”信号的影响

当电压互感器检测到三相无压且线路无流时，就会通过判断TWJ开入是否为“0”，来决定是否发送“TV断线”的信号。线路停电后，当断路器因为检修而合闸时，如果没有将“断路器位置切换开关”切至检修位置，就会因“TWJ”为“0”而发送“TV断线”的信号。

在线路正常运行，两台断路器都在合位时，若没有将“断路器位置切换开关”切回正常位置，虽然对保护功能不会产生影响，但会发送“跳位异常”信号。

3 “断路器位置切换开关”的操作原则和注意事项

“断路器位置切换开关”应该在断路器停电后及时切换，并且应在断开控制电源之前进行切换。因为在断开控制电源之后，控制回路就被切断，使TWJ继电器失磁，其常开触点打开，如图5所示。假如在控制电源断开后线路发生故障，仍然无法启动纵联保护的“位置停信”或“位置发信”，影响“非全相运行”状态的判别，误发“TV断线”信号，影响线路保护的正常工作。如果在拉开断路器的控制电源之前将“断路器位置切换开关”切换到正确位置，就能及时将TWJ开入到保护装置的接点短接，从而保证了线路保护的正常工作。同样，在断路器送电时，也应先投入断路器的控制电源，再将“断路器位置切换开关”切换到正常位置。

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