浅析旁路开关代主变开关运行操作

萧仲豪

（东莞供电局）

0 引言

在我国，220kV及以上的变电站中220kV或110kV系统一般采用双母线的运行方式。当出线达到5个回路以上时，应增设专用的旁路开关，出线少于5个回路时，则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。以500kV东莞站为例，500kV东莞站有12条220kV线路，5台主变，所以设计时采用了带旁路的设计方案（双母线双分段带旁路）。增加旁路及旁母后，当线路（主变压器）开关本体或机构异常需要检修时，可以通过旁路开关代线路（主变压器）开关的方式仍可以继续供电，保证了供电的可靠性。但旁路开关代主变开关的倒闸操作比较复杂，增加了误操作的风险。该倒闸操作成为所有倒闸操作中风险最大的倒闸操作之一。为此，本人对旁路开关代主变压器开关运行倒闸操作进行了分析，并就如何降低倒闸操作的风险提出了系统的解决方案。

1 旁路开关代主变压器开关运行倒闸操作的重要步骤

1.1 操作前的检查

1）检查旁路母线范围内无异物并且无接地。在正常情况下，旁路应处于热备用状态。因为室外高压场地可能因大风等原因出现悬挂漂浮等异物，所以需要检查。

2）检查旁路母线上的刀闸，确保均在拉开位置（除旁路间隔外），以免旁路同时带2条及以上线路（主变）运行。

3）检查旁路开关与被代主变压器开关是否运行于同一母线上。如果不在同一母线上，则将旁路开关倒至与被代主变压器开关所挂接的同一母线上。双母线接线在正常运行方式下一般考虑流过母联开关电流最小，每条母线上均有电源线路、馈线和变压器，每段母线上潮流基本保持平衡。当用旁路开关代主变开关运行时，应保持原运行方式不变，所以需要将旁路开关倒至和被代开关运行于同一母线上。

1.2 对旁路母线充电

旁路开关代主变开关运行前需要用旁路开关对旁路母线充电，充电前必须做好以下工作：

1）将旁路保护投入，退出旁路重合闸。原因是如果不退旁路重合闸，一旦充电操作中发生事故，重合闸将动作，对故障点进行送电，有可能造成事故扩大，充电完成后也没有必要投入，因为主变各侧开关的重合闸保护不需投入；

2）将旁路主保护和开关保护定值区切换至代线路区，任何一条线路定值即可，因为若旁路有故障，相当于线路出口短路。用线路保护定值对旁母充电，充电完成并断开旁路开关后再将旁路保护定值切换至被代主变定值区。合旁路开关对旁路母线第一次充电是为了检查旁路母线是否正常，旁路母线没有专门的保护，而选用线路定值区主要是因为尽量选用最多的保护，若将定值区切至代主变，则比线路少一个主保护中的后备保护、零序保护等。

1.3 切换CT

当旁路开关代主变开关运行时，应将旁路CT电流回路切换至主变差动保护中。旁路代主变前旁路CT压板是短接的，主变差动保护所用的CT是主变220kV侧开关CT。如图1所示。

图1 CT切换前

当旁路开关代主变开关运行后，主变差动电流回路保护所用的CT应为旁路开关CT，图2所示。这与早期旁路代有所不同，早期旁路开关CT绕组不够用，于是变电站主变的保护一套采用套管CT（小差），一套采用开关CT（大差），当旁路开关代主变开关时退出开关CT的那套保护，再采用套管CT的那套保护，这时差动保护的保护范围缩小至主变套管CT内，旁路开关至主变套管之间的高压引线将失去主保护，这时如果旁路开关至主变套管之间的高压引线发生接地等故障只能靠后备保护切除故障点，这样延长了切除故障的时间，对整个电力系统产生不良的影响。而500kV东莞变电站主变两套差动保护所采用的电流都是来自220kV侧开关CT，这样旁路代主变开关CT时，主变差动保护的保护范围没有被缩小。

图2 CT切换后

CT切换操作风险很大，因为如果发生CT开路，会危及人身和设备安全，后果不堪设想。因此，为了降低CT开路风险，CT电流试验端子一般都是内外两层，其作用是为了在切换CT二次回路时，先倒一层，再倒一层，在切换过程中不易发生CT开路现象。操作过程中运行人员也必须意识到这个风险，尽量降低操作失误。

在切换CT前先退出主变差动保护。这步操作很重要，如果切换CT前没有退出主变差动保护，则在接通旁路开关CT过程中，运行中的主变开关CT电流将会从连通的旁路开关电流试验端子流过，不再流入主变差动保护装置，如图3所示，从而使差动保护装置只能接收到其他两侧电流，这就会造成主变差动保护动作，跳开主变三侧开关。

图3 CT切换过程中

1.4 保护出口压板的投退

进行CT回路切换，只能保证主变差动保护的电流回路正确，如果不进行保护出口压板投退切换，差动保护只跳主变本体侧开关，而不能跳旁路开关。进行保护出口压板投退切换，就能保证旁路开关代主变开关时主变差动保护出口跳旁路开关，使故障得到快速切除。

2 实例分析

以500kV东莞变电站主变为例，用旁路2030开关代主变220kV侧2201开关运行倒闸操作步骤进行分析。500kV东莞变电站#1主变为双重化保护配置，分别为主一、主二两套主保护。两套主保护均为南瑞的RCS-978G5，旁路保护为南瑞的RCS-902CB，如图4所示。

2.1 旁路代前的运行方式

1）#1主变变中的运行状态：2201开关合位和22011、22014刀闸合位，22012、22013刀闸分位。

2）旁路的运行状态：2030开关分位，20301、20303刀闸在合位，20302刀闸在分位。

2.2 旁路代后运行方式

1）#1主变变中的运行状态：2201开关分位和22011、22012、22014刀闸分位，22013刀闸合位。

2）旁路的运行状态：2030开关合位，20301、20303刀闸在合位，20302刀闸在分位。

图4 主变压器220kV侧保护配置

2.3 旁路开关代主变220kV开关运行倒闸操作的步骤

1）将旁路定值切换至线路定值，并退出旁路重合闸。

2）合上旁路2030开关，对220kV旁路3M母线充电。

3）将旁路定值切换至被代主变定值。

4）合上主变220kV 3M母线侧22013刀闸。

5）退出旁路保护屏分相启动失灵和零序保护 压板。

6）退出被代主变差动保护，投入旁路CT。

7）退出主变保护跳2201开关出口压板；投入主变保护跳2030开关出口压板。

8）合上旁路2030开关，断开被代主变220kV侧2201开关。

9）退出主变220kV侧CT，投入主变差动保护。

10）将主变220kV侧2201开关转检修。

2.4 失灵保护配合

以上倒操作步骤中，还涉及到失灵保护的投退问题，在旁路2030开关代#1主变220kV侧开关运行时，到底用主变保护还是用旁路保护呢？通过失灵启动回路进行分析。

从图5可来看，东莞站旁路保护屏上有4块失灵启动压板，分别为A相启动失灵压板1LP9、B相启动失灵压板1LP10、C相启动失灵压板1LP11、失灵总启动压板8LP3。TJA-3、TJB-3、TJC-3分别是旁路保护屏A、B、C相本身的跳闸接点，而12TJR、22TJR都是来自操作箱的起动失灵、不起动重合闸的两组三跳继电器。当旁路2030开关代主变220kV侧2201开关运行时，主变保护屏保护接点经跳旁路2030开关出口压板接至旁路保护屏，当主变保护动作时，12TJR、22TJR动作励磁，它其中的一个辅助接点接在操作箱的跳闸回路中，实现跳闸。另一个接点连接到旁路失灵启动回路中，当12TJR、22TJR接点不返回，旁路CT检测到任一相有电流，则旁路通过失灵总启动压板8LP3再至12TJR、22TJR接点，启动旁路失灵。根据上述分析，可以判定当旁路2030开关代#1主变220kV侧开关运行时，需退出旁路保护屏上的分相启动失灵压板，保留失灵总启动压板。

图5 旁路失灵保护启动原理图

2.5 退零序保护

在旁路2030开关代#1主变220kV侧开关运行倒闸操作过程中需要退出零序一段保护。第一是因为当旁路开关三相不同期合闸，会容易短时产生零序电流，可能使保护误动。第二是因为零序一段，动作时限为零秒，旁路带主变时，其作为主变后备保护会失去选择性，与主变其他后备保护或主保护不配合。

3 结束语

本文结合500kV东莞变电站实际操作，根据旁路开关代主变压器开关运行倒闸操作的主要步骤进行了降低倒闸风险的分析，希望能够为其他运行人员提供有帮助的参考，避免在倒闸操作的过程中发生事故，保障电网的安全稳定运行。