高压两段单母线分段接线进线与母联的联锁

徐文超

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

两段单母线分段接线， 顾名思义就是用分段断路器将单母线分成两段母线， 且每段母线均由一回电源供电。该主接线方式的优点在于：1）两母线段可以分列运行，也可以并列运行，操作灵活；2）重要用户可用双回路接于不同母线段，保证不间断供电，满足供电可靠性；3）任意母线检修时，只停检修的母线段，另一段母线可继续供电，减少了停电范围；4）操作简单。 鉴于以上优点，在很多项目中，供配电系统方案均采纳了两段单母线分段接线形式。 但两段单母线分段接线如何在满足项目要求时，保证安全性、可靠性、灵活性，仍是亟待解决的问题。

1 接线结构

两段单母线分段接线的一次设备主要包括2 根进线 PT(分别为 IPT1、IPT2)、2 根母线 PT（分别为BPT1、BPT2）、2 个进线断路器（分别为 1QF、2QF）、1个母联断路器（3QF）;二次设备主要包括2 个进线的保护装置以及母联备自投装置。 两段单母线分段的电气主接线如图1 所示。

图1 两段单母线分段的电气主接线

2 工程要求

在项目中，由于运行方式的不确定性，对于两段单母线分段接线，往往会有一些特殊要求,具体如下：1）母联备自投需要通过选择，能够满足线路备自投或母联备自投的要求，且备自投应有解除备自投和投入备自投的功能。 该要求主要是为了满足后期生产需求，实现灵活调整电气主接线运行方式，即两段母线分列运行，母联断路器作为备自投，或两段母线并列运行，进线断路器作为备自投。 2）正常运行时，两段母线分列运行，且两个进线断路和一个母联断路器之间，只允许其中两个断路器同时合闸。该条要求主要是针对两回进线电源不是同一个电源 （即电压幅值、频率和相角差存在差异），或两回进线电源是同一个电源， 但当地调度不允许并列运行而设置的闭锁。3）在倒负荷时，两段母线的进线电源允许短暂并列运行。 该条要求主要是为了在两回进线电源是同一个电源且当地调度允许短暂并列运行的情况下，其中一回进线需要退出时，通过短时并列运行的操作，使对应的母线段不停电。4）两进线手动分闸或故障跳闸时，备自投不能动作。该情况是针对在正常手动分闸进线断路器，或由于母线故障综保装置跳开相应进线断路器时， 不能启动备自投，否则将造成人员伤亡或将事故扩大化。

3 解决方案

根据两段单母线分段的定义以及结构， 要满足工程要求，进线与母联之间的联锁是关键。根据二次保护的配置，两进线断路器（1QF、2QF）处分别设置进线保护装置，从而对进线进行保护，并兼作母线的后备保护；在母联断路器（3QF）处，设置备自投装置， 用于备用电源的自动投入以及母联断路器的保护。原设计中，为了防止两进线断路器和一母联断路器同时合闸而设置的机械联锁（即三锁两钥匙）已不能满足现在供电的灵活性、速动性。 现结合图1，针对上述工程要求，依次提供适应现在供电模式的解决方案。

3.1 针对工程要求1 的解决方案

备自投本身是可以满足线路备自投或母联备自投的要求， 但这两种备自投方式对于二次接线略有不同。

1）当备自投设置在线路备自投状态时，两段单母线分段接线的运行方式为母联合闸，一回进线带两段母线的全部负荷。 相应的进线与母联备自投的信号交接为：（1）将IPT1 和IPT2 电压信号分别送至各进线保护保护装置， 各进线保护装置转化各进线有无压信号，通过DO 模块送至母联备自投装置的DI 模块中， 以便备自投判断各进线是否为带电状态。（2）各进线断路器分合闸信号分别送至母联备自投装置，以便备自投判断各进线断路器的位置状态。（3）母联备自投分别有分合闸指令给进线断路器，以便备自投启动时，跳失电进线断路器，合带电进线断路器。（4）各进线保护装置的动作信号分别送至备自投，以便备自投判断进线断路器是否为故障跳闸。如果为故障跳闸，将闭锁备自投。

2）当备自投设置在母联备自投状态时，两段单母线分段接线的运行方式为：两段母线分列运行，且每段母线带各自的母线段。 相应的进线与母联备自投的信号交接为：（1） 将 BPT1 和 BPT2 电压信号分别送至备自投，以便备自投判断哪段母线在失电状态。（2）各进线断路器分合闸信号分别送至母联备自投装置，以便备自投判断各进线的分合闸位置。 （3）母联备自投分别有分闸指令给进线断路器，以便备自投启动时，跳失电母线段的进线断路器。 （4）各进线保护装置的动作信号分别送至备自投，以便备自投判断是否故障跳闸。 如果为故障跳闸，将闭锁备自投。

通过比较，这两种备自投模式其中有两点是一样的（即第 3、4 点）。 因此，在工程设计中，把适应这两种备自投方式的信号交接一次设计到位。然后，根据实际运行方式，在备自投软件中，选择与实际相适应的备自投模式。

3.2 针对工程要求2、3 的解决方案

针对项目要求的第2 点，可通过两进线断路器、母联断路器的位置信号，进线互相电气联锁，并把电气联锁回路串入各自断路器对应的合闸回路中，具体详见图2~图4 （其中图2 对应1#进线断路器、图3 对应2#进线断路器、图4 对应母联断路器）。

图2 1QF 的进线联锁

图 2 中采用的连接片（LP1、LP2、LP3）是为了满足工程项目中的第3 点要求，即通过连接片短接来实现3 台断路器均在合闸状态，两段母联短暂并列运行（注：此时要保证两个电源均引自同一个电源）。正常时，短接片处于打开状态。

图3 2QF 的进线联锁

图4 3QF 的进线联锁

3.3 针对工程要求4 的解决方案

针对于项目要求的4 点， 由于每个进线断路器合闸回路中，都配有手动分闸的转换开关，把相应转换开关的辅助接点送至备自投， 让备自投判断是否为手动分闸，如果是手动分闸将闭锁备自投。

4 结论

综上所述， 通过进线与母联之间相关信号的联锁，可以满足两段单母线分段接线在项目中安全、可靠、灵活的运用。