大分列方式下旁代线路保护电流的极性分析

王元元

（晋能控股装备制造集团供电分公司 山西省晋城市 048006）

为了提高煤矿供电系统的可靠性，供电分公司将供电网络调整为大分列运行方式，即110kV、35kV、10kV、6kV 系统均采用分列方式。在此方式下，成庄110kV 变电站110kV 分段兼旁路断路器在旁代不同的进出线开关时，由于流入保护装置的电流极性不一致，造成保护动作的选择性无法满足。本文通过分析成庄110kV 变电站110kV 分段兼旁路断路器150 在旁代不同的进出线开关时流入保护装置的电流方向变化和保护动作情况，提出保护电流极性切换的问题，并结合现场情况提出了解决方案，供大家借鉴。

1 成庄110kV站110kV系统现状

供电分公司成庄110kV 站110kV 系统采用单母分段带旁母接线方式，供电系统图如图1所示，运行方式为：东成I 回157 带110kVI 段母线，东成II 回带110kVII 段母线，成中I 回154、成中II 回155 运行，成寺线153 热备用，110kV 分段150 开关热备用。

150 保护装置为南京南瑞继保电气有限公司生产的型号为RCS-943AMV 型装置。该保护装置配置有五套保护定值，依次保存在定值区0 至定值区4，分别用于旁代成寺线153、成中I 回154、成中II 回155、东成II 回156、东成I 回157 时使用，投入的保护为距离保护、零序III 段、零序IV 段、不对称相继速动。其中，投入III 段零序方向、IV 段零序方向，要求零序功率方向由母线指向线路。150 保护装置的零序电流是A、B、C 三相CT 外部合成的，二次电流回路原理接线如图2所示，其中，I0 为零序电流输入端，I0’为零序电流输出端。根据保护定值单的要求，只有在线路侧单相接地故障时零序电流流向线路时，零序III 段保护、零序IV 段保护才能动作。反之，母线侧发生单相接地故障时，零序III 段保护、零序IV 段保护不应动作。

2 150旁代线路时保护动作情况分析

2.1 通过110kVI段母线旁代157（153、154）线路

如果线路侧发生单相接地故障，一次侧故障电流从150CT 的P2 端流入，P1 端流出，如图3所示。二次侧零序电流从CT 的S2流出，进入保护装置的I0’,从保护装置的I0 流出，返回到CT 的S1 端子，如图4所示，这与装置的既定电流方向相反，零序III 段、IV 段电流保护拒动。如果110kVI 段母线侧发生故障，故障电流方向与图3、图4 的方向相反，二次电流的流向与保护装置的既定电流方向一致，零序III 段、IV 段电流保护误动。

2.2 通过110kVII段母线旁代156（155）线路

如果线路侧发生单相接地故障，一次侧故障电流从150CT 的P1 端流入，P2 端流出，如图5所示。二次侧零序电流从CT 的S1流出，进入保护装置的I0,从保护装置的I0’流出，返回到CT 的S2 端子，如图6所示，这与装置的既定电流方向一致，零序III 段、IV 段电流保护正确动作。

如果110kVII 段母线侧发生故障，故障电流方向与图5、图6的方向相反，二次电流的流向与保护装置的既定电流方向相反，零序III 段、IV 段电流保护不会动作。

图1:100kV 系统图

图2:150CT 零序电流回路原理接线图

图3:150 旁代157 开关时一次故障电流的流向

2.3 提出电流极性切换的问题

150 开关通过110kVI 段母线旁代线路时，零序电流保护会出现误动和拒动，通过110kVII 段母线旁代线路时，零序保护能可靠动作。

图4：150CT 零序电流回路原理接线图

图5:150 旁代156 开关时一次电流的流向

图6:150CT 零序电流回路原理接线图

由于110kV 系统电气主接线方式是固定的，在150 开关旁代线路时，电流方向由110kVI 段母线和II 段母线流向线路时，流过150CT 的电流方向正好反向。这样，不同的线路发生故障时流入保护装置的故障电流方向不一致，造成保护装置无法可靠动作。

由于一次系统的结构是无法改变的，只能考虑从二次回路上进行调整。保护装置只有一组保护电流的输入端，如何能够随着150开关运行方式的变化切换输入保护装置电流的极性，成为一个亟待解决的问题。

图7:150CT 切换压板设计图

图8：150 切换压板安装效果图

3 解决方案

3.1 电流回路切换压板

为了解决这一难题，我们设计了一套电流回路切换压板，设计图如图7所示，安装图如图8所示。

（1）本套切换压板由五个切换压板组成，分别为LP1、LP2、LP3、LP4、LP5，前四个压板各有三个端子，其中①、③端子均为电流输入端，②端子为切换后的电流输出端，作为保护装置的电流输入。第五个压板只有两个端子，不接线，只用于固定连接片。

（2）每个端子有两层连接片，上层连接片和下层连接片分别由不同的螺丝固定。

3.2 接线情况

将LP1、LP2、LP3、LP4的①端子接入正向极性电流的二次绕组：A、B、C、N。即一次电流由P1 流入，P2 流出，二次电流由S1 流出，S2 流入。将LP1、LP2、LP3、LP4 的③端子接入反向极性电流，即一次电流由P2 流入，P1 流出，二次电流由S2 流出，S1 流入。将LP1、LP2、LP3、LP4 的②端子为输出端，接入保护装置的零序电流输入端IO。

3.3 操作方法

（1）当150 开关通过110kVI 段母线旁代线路时，切至第三排压板，输入反极性电流。当通过110kVII 段母线旁代线路时，切至第一排压板，输入正极性电流。

（2）切换时，先切换上层连接片再切换下层连接片。切换原则：只有将上层的连接片全部切换到位后才能切换下层连接片，以防止电流回路开路。

4 结论

电流回路切换压板的应用很好的解决了电力系统运行方式变化时电流回路极性同步切换的问题，保证了保护装置输入电流方向的正确性，避免了保护的误动和拒动，实现了系统运行方式的灵活变化，为高瓦斯矿井供电系统的安全稳定运行提供了技术保证。