500kV变电站500kV断路器合闸回路完善方案的研究与应用

宋凯

【摘 要】500kV断路器合闸回路存在不足，给电网安全运行带来严重隐患，需研究分析一种全新方法来杜绝隐患。从二次回路入手，改进接线，完善断路器合闸回路，满足南方电网公司最新的反措要求，更进一步的完善监视回路的完整性，加强高压电网安全稳定运行的可靠性。

1.引言

500kV合闸回路及其监视回路存在漏洞，对电网安全稳定运行意义重大的500kV线路来说无论是开关运行中发生拒动或者误动，其造成的后果及影响都是巨大的，为了减少事件发生的概率，最大限度地保证电网安全稳定运行，对500kV监视合闸回路重新设计，使其监视合闸回路全长，在回路上任何一点断线均可发出“控制回路断线报警”。

2.研究实施过程

2.1 背景

南方电网反事故措施要求：《TWJ监视应能监视到中控箱“远方就地”把手、断路器辅助接点、合闸线圈等完整的合闸回路；HWJ监视应能监视到“远方＼就地”切换把手、断路器辅助接点、跳闸线圈等完整的跳闸回路》。由于多数开关厂家在出图是没有考虑到这个反事故措施，所以二次回路和图纸等相关信息均需重新设计调整。

2.1 提出新方案及遇到具体问题的分析解决

为了顺利完成上级部门安排的工作任务，我局继保班组积极思考，集思广益，研究一种全新方案，安全可靠执行反措。

首先要考虑到本站正在使用的防跳回路的情况，分为两种情况：

第一种：厂站内断路器使用把手远方用操作箱防跳，把手就地采用开关机构防跳回路的情况，这种情况下的把手远方时，按照2017版500kV变电站二次接线标准设计，监视回路（109）与合闸回路（107）、监视回路（139）与跳闸回路（137）均在保护屏直接短接，取消回路编号109与139的两条保护屏到开关本体机构箱的电缆。把手就地时按照厂家白图指引保留本体就地防跳即可，但是按照南方电网反事故措施對防跳贿赂的要求（每个断路器应且只应使用一套方跳回路，宜优先选用开关本体防跳回路），虽然这种情况符合反措要求，但是在断路器本体机构具备防跳能力的情况下我们尽量选择下面介绍的这种把手远方和就地均使用断路器机构箱防跳的情况。

第二种：厂站内断路器使用远方或就地均使用断路器本体机构箱防跳的情况，这种情况下合位监视HWJ回路编号为139的电缆依然可以与第一种情况一样，在保护屏短接137即可无需单独配置即可满足监视跳闸回路全长的要求；但跳位监视TWJ就要求必须要独立的跳位监视保护屏到断路器汇控箱回路编号为109的独立电缆，因为操作箱（保护）防跳与机构箱（本体）防跳的区别是前者是跳闸回路启动防跳继电器，后者是合闸回路启动防跳继电器，保护防跳在跳闸回路启动的防跳继电器不存在与TWJ的配合问题，机构箱（本体）防跳在合闸回路启动防跳继电器就会发生与跳位继电器TWJ的配合问题（TWJ监视合闸回路、HWJ监视跳闸回路），断路器合闸时防跳继电器启动。TWJ内阻分压导致防跳继电器无法返回永久断开合闸回路的问题，因为TWJ的内阻远大于防跳继电器的内阻，加上防跳继电器的启动电压低，为了解决这一问题，监视回路改造的第一个问题就是要在监视回路（109）与合闸回路（107）之间增加一对防跳继电器的常闭接点，这样就可以解决在断路器合闸后防跳继电器无法返回的问题；另一个问题时保护屏操作箱跳位灯在断路器合位的时候与合位灯共同亮起的问题，这样显然是不可以的，出现这种情况的原因是在断路器合位后，断路器的常开接点闭合，负电会通过防跳继电器-断路器已闭合的常开接点-跳位灯-TWJ-正电源，这样有正负电位的情况下即使断路器合闸跳位灯依然会亮的情况，但上面的第一种情况已经在109与107之间串入防跳继电器的常闭接点会阻止负电位串到跳位灯及TWJ去，因为防跳继电器接点的断开与闭合带有一定的延时性，与断路器辅助接点不同，断路器辅助接点变位是瞬时的，也会同样的出现断路器辅助接点与防跳继电器辅助接点配合不好导致操作箱分位灯显示异常的问题；解决这个问题就需要在（109）与（107）之间在多串入一个断路器常闭接点。

分析结论：把手“远方＼就地”均采用机构箱（本体）防跳的情况下，跳位监视回路需要单独配置保护屏到汇控箱回路编号为109的电缆，且需要在监视回路（109）与合闸回路（107）之间分别串联一对断路器常闭接点和防跳继电器的常闭接点。

针对上述现象，结合多年的现场经验，秉承继保人严勤细实的工作作风，卯着一股干劲，开展了一系列工作。经研究分析，结合现场实际，提出以下方法，主要分为两个步骤（以ABB开关为例）：

步骤一：拆除原有回路，将500kV线路或者变高开关保护屏至汇控箱106A（A相）、106B（B相）、106C（C相）回路拆除，并将汇控箱至各相机构箱XA：A612至X1：612（A相）、XB：B612至X1：612（B相）、XC：C612至X1：612（C相）回路拆除。

步骤二：定义和连接新回路，选取500kV线路及变高开关保护屏至汇控箱备用芯，分别定义为109A、109B、109C，500kV线路及变高开关保护屏4D113、4D116、4D119 分别连接至汇控箱XA：A281、XB：B281、XC：C281。选取汇控箱至各相机构箱备用芯，连接XA：A281至X1：281（A相）、XB：B281至X1：281（B相）、XC：C281至X1：281（C相）及XA：A922至X1：922（A相）、XB：B922至X1：922（B相）、XC：C922至X1：922（C相）。再分别在各相机构箱短接X1：282至X1：921，最后，在500kV线路及变高开关汇控箱分别将XA：A922、XB：B922、XC：C922分别短接至X1：610A、X1：610B、X1：610C并定义为J107A、J107B、J107C。将 500kV线路及变高开关保护屏4D114、4D117、4D120至开关汇控箱XA：A610、XB：B610、XC：C610回路编号由103A、103B、103C改为107A、107B、107C；如此，即可实现500kV线路及变高开关监视合闸回路的完善。

2.2 实施准备

首先结合现场停电，花费1天时间进行图纸修改，紧接着花费3天时间进行图纸审批，然后耗用3天时间走方案审批流程，接着1天时间来设备停电、回路更改及试验，最后更改运行规程并投运。

具体实施工作要求不仅要求实施人员熟悉现场，还要求二次接线技能娴熟。施工人员必须由熟悉二次的电工进行，并严格按图施工。而且该项作业涉及500kV电压等级的设备，要求施工前应做的安全措施要详细。现场需要做足以下安全措施：

1）将500kV线路或者变高转为冷备用状态：即开关分位刀闸拉开。

2）断开开关控制电源和储能电源。

3）断开刀闸控制电源和电机电源。

4）退出并隔离以下压板：启动相关母差失灵压板。

5）继保室500kV线路及变高开关保护屏门前后挂“在此工作”标示牌在相邻屏挂红布。

6）在开关四周设置围栏，并在围栏上面向内挂“止步，高压危险”标示牌，在围栏入口处挂“在此工作”标示牌。

7）在开关的测控屏操作把手和刀闸操作按钮上悬挂“禁止合闸，有人工作”标示牌。

2.3 具体实施

施工时严格按照以下步骤，有序开展，避免出现安全事故。

1）将500kV线路及变高开关保护屏4D113、4D116、4D119至500kV #3变高5033开关汇控箱XA：A612、XB：B612、XC：C612、106A（A相）、106B（B相）、106C（C相）回路拆除，剪去導线裸露部分并固定好导线。

2）在500kV线路及变高开关保护屏及500kV线路及变高开关汇控箱中，选取合适的备用芯，测试完好后，将备用芯编号为109 的电缆500kV线路及变高保护屏接入操作箱相应端子，在 500kV线路及变高开关汇控箱分别接入XA：A281、XB：B281、XC：C281。

3）在 500kV线路及变高开关汇控箱至 500kV线路及变高开关各相机构箱电缆中，选取合适的备用芯，经测试完好并对线后，连接 XA：A281至X1：281（A相）、XB：B281至X1：281（B相）、XC：C281至X1：281（C相）

4）在 500kV线路及变高开关各相机构箱中，将X1：282和X1：921进行短接。

5）在500kV线路及变高开关各相机构箱中，找到防跳继电器的常闭节点，用合适的连接线将31连接至X1：921，将32连接至X1：922。

6）在 500kV线路及变高开关汇控箱至 500kV线路及变高开关各相机构箱电缆中，选取合适的备用芯，经测试完好并对线后，连接 XA：A922至X1：922（A相）、XB：B922至X1：922（B相）、XC：C922至X1：922（C相）。

7）在 500kV线路及变高开关汇控箱中，用合适的连接线将XA：A922与X1：610A、XB：B922与X1：610B、XC：C922与X1：610C进行短接，并编号为J107A、J107B、J107C。

8）将 500kV线路及变高开关保护屏4D114、4D117、4D120至 500kV线路及变高开关汇控箱XA：A610、XB：B610、XC：C610回路编号由103A、103B、103C改为107A、107B、107C。

9）合上 500kV线路及变高开关控制电源，在500kV线路及变高开关分位时，监视合闸回路。

10）将 500kV线路及变高开关汇控箱远方/就地把手切换至就地位置，后台 “控制回路断线”光字牌应亮，并有控制回路断线报文。

11）最后进行防跳回路试验，保证防跳回路正常工作。

12）恢复现场，更改运行规程。

2.2总结分析

收集整理 500kV线路及变高开关合闸回路完善图纸资料。

3.结束语

在现代电网中，500kV变电站是一个城市的重要枢纽站。在现在和未来的电力系统中，确保500kV变电站设备安全运行，尤其是500kV断路器，提高输配电可靠性和稳定性具有十分重大的意义。一旦500kV断路器因合闸回路存在隐患没有及时消除而发生开关拒动或者误动，会造成十分严重的后果。如果没有继保人员的工作严谨和发现问题后敢于较真，一旦发生故障，后果不堪设想。

参考文献：

[1].《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》.2015-07-03发布.

[2].杨岳斌，李日龙，张路，秦文忠，王国悦.500KV断路器保护和500KV神神线后备保护改进

[3].《中国南方电网电力调度管理规程》2017版.2017-05-10发布

（作者单位：广东电网有限责任公司揭阳供电局）