220 kV变电站旁路代线路开关运行操作方式改进

龚俊祥，张菁

（国网山东省电力公司威海供电公司，山东威海264200）

220 kV变电站旁路代线路开关运行操作方式改进

龚俊祥，张菁

（国网山东省电力公司威海供电公司，山东威海264200）

研究一种220 kV变电站旁路代线路开关操作方式，该方式不受一次设备运行状态改变影响，操作过程始终有一套主保护运行，避免线路保护误动、拒动及倒闸操作风险。介绍220 kV变电站母联兼旁路双母线主接线改进前后的旁路代线路开关操作方式，对比分析改进前后对电网运行及倒闸操作风险的影响。运行结果表明改进的操作方式在操作全过程不失去快速主保护，满足继电保护四性要求，避免了倒闸操作风险，能够保证电网安全稳定运行。

旁路代线路；倒闸操作；风险；保护不正确动作

0引言

目前电力系统中有些220 kV变电站主接线采用母联兼旁路的双母线，在旁路开关代线路开关运行时能够满足GB／T 14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中应保留一套全线速动保护运行的要求。但在代路操作过程中，线路保护装置受一次设备运行方式改变的影响，主保护存在拒动或误动的安全隐患，严重影响电网的安全运行。因此需要对现有操作方式进行改进，实现操作的全过程保留一套主保护运行，确保任何时间段内有选择性地快速切除故障，防止电网事故扩大，保证电网、设备的安全。

1 220kV旁路开关代线路开关现有操作方式

以某220 kV变电站为例进行介绍，220 kV系统结构如图1所示，图中2号母线带旁路。假设220 kV桃车I线211开关停电检修，桃车I线需由旁路代路运行。现代路操作有等电位拉合211-4隔离开关和拉合母联兼旁路200开关2种方式。

图1 220kV系统结构

1.1等电位拉合211-4隔离开关的代路操作方式

所有线路及主变倒排至2号母线运行，200开关分闸，拉开200-14、合上200-4隔离开关，200开关合闸空充4号母线，停用线路保护的纵联距离主保护，通信接口装置的收发信接点及电源回路等切换至旁路运行，投入旁路保护的纵联距离主保护，停用211开关控制电源，等电位合上211-4隔离开关，恢复211开关控制电源，211开关分闸，停用线路保护的纵联差动或纵联方向主保护，拉开211-2、211-3隔离开关，211开关停电；工作结束后恢复正常运行的操作为合上211-2、211-3隔离开关，投入线路保护的纵联差动或纵联方向主保护，211开关合闸，停用211开关控制电源，等电位拉开211-4隔离开关，恢复211开关控制电源，停用旁路保护的纵联距离主保护，通信接口装置的收发信接点及电源回路等切换回本身，投入线路保护的纵联距离主保护。其后通过倒排恢复正常运行方式［1］。

1.2 拉合母兼旁200开关的代路操作方式

所有线路及主变倒排至2号母线运行，200开关分闸，拉开200-14、合上200-4隔离开关，200开关合闸空充4号母线，正常后200开关分闸，合上211-4隔离开关充电至4号母线，停用线路保护的纵联距离主保护，通信接口装置的收发信接点及电源回路等切换至旁路运行，投入旁路保护的纵联距离主保护，200开关合闸，211开关分闸，停用线路保护的纵联差动或纵联方向主保护，拉开211-2、211-3隔离开关，211开关停电；工作结束后恢复正常运行的操作为合上211-2、211-3隔离开关，投入线路保护的纵联差动或纵联方向主保护，211开关合闸，200开关分闸，停用旁路保护的纵联距离主保护，通信接口装置的收发信接点及电源回路等切换回本身，投入线路保护的纵联距离主保护，拉开211-4隔离开关。其后通过倒排恢复正常运行方式［1］。

2 现有操作方式安全隐患

等电位拉合211-4隔离开关的代路操作方式，等电位操作211-4隔离开关需211开关成为“死”开关（停用开关控制电源），虽避免了带负荷拉合隔离开关的风险，但本线路发生故障时将启动失灵保护，造成故障停电范围扩大。

拉合母兼旁200开关的代路操作方式，需通过拉合211-4隔离开关投停4号母线，要求隔离开关具备开合较长空载母线电容电流的能力，同时存在隔离开关合于故障母线的隐患［2］。

现有的220 kV代路操作方式，由于两个开关短时间并列运行于同一线路，电流分流将影响距离保护范围，主保护元件存在拒动的隐患；且保护装置功能并不考虑代路方式，在代路过程某阶段部分保护元件存在误动风险。

例如在拉合母兼旁200开关的代路操作方式中各保护元件在下列操作阶段可能由非本线故障引起动作跳闸：投入旁路纵联距离主保护至旁路开关合闸前，对侧纵联距离主保护元件在本侧反方向区外故障时可能动作出口跳对侧开关［3］；旁路开关合闸时，零序过流加速因不受方向元件控制在手合加速100 ms内可能动作出口跳旁路开关；旁路开关与出线开关并列运行时，可能由环流造成零序保护元件动作出口跳闸，由于零序保护受方向元件控制，一般只能旁路或出线零序保护其一出口跳闸；旁路开关与出线开关并列运行时零序差动元件在环流及对侧启动的情况下可能动作跳开对侧及本侧出线开关；出线开关分闸后至纵联差动或方向主保护退出前对侧纵联差动元件、纵联方向元件在保护启动情况下可能动作出口跳对侧开关［3］。

3 220 kV旁路开关代线路开关改进后操作方式

为解决现有220 kV代路操作方式存在的安全隐患，对旁路开关代线路开关操作方式进行改进，改进后的操作方式要求220 kV母差保护能够适应母线兼旁母型式的双母线接线方式，即母线保护应具备各线路间隔母线跨条隔离开关的开入，当跨条隔离开关闭合，母差保护将母联作为旁路，保护范围为2号母线，1号母线不在母差保护范围内。仍以上述220 kV变电站为例，分析操作过程及保护范围变动情况。

3.1 旁路开关代线路开关的操作步骤

所有线路及主变倒排至2号母线运行，空出1号母线，母兼旁200开关分闸，合上200-4隔离开关，200开关合闸空充1、4号母线，此时母差保护判断200开关为母联，线路保护及母差保护保护范围不变。

220 kV桃车I线倒排至1号母线，母差保护判断200开关为母联，线路保护及母差保护保护范围不变。

停用220 kV桃车I线211开关的纵联距离主保护，通信接口装置的电源、接点等切换至旁路保护，并投入运行，220 kV桃车I线211开关纵联差动或纵联方向主保护保护范围为CT安装处以外线路部分，母兼旁200开关主保护保护范围为1、4号母线及桃车I线线路部分，母差保护范围为1、2、4号母线，各保护装置保护范围重叠，无死区。

211-4隔离开关采用等电位方式操作，操作前将母差保护的211-4隔离开关位置开入强制为合闸，母差保护判断母兼旁200开关为旁路开关，投入200开关启动失灵回路功能。此时母差保护范围为2号母线，1号母线不在母差的保护范围内，200开关主保护范围为1、4号母线及线路部分，各保护装置保护范围无死区。停用211开关纵联差动或纵联方向主保护，停用启动失灵回路功能，停用211开关控制电源，使211开关成为死开关，合上211-4、拉开200-14隔离开关，恢复211开关控制电源，211开关分闸，拉开211-1、211-3隔离开关，211开关、1号母线停电。最后形成2号母线运行，母兼旁200开关带220 kV桃车I线线路运行的方式。

3.2 工作结束后恢复正常方式的操作步骤

合上211-1、211-3隔离开关，211开关合闸空充1号母线，停用211开关控制电源，使211开关成为死开关，将母差保护的211-4隔离开关位置开入强至为合闸，合上200-14、拉开211-4隔离开关，恢复211开关控制电源，投入211开关纵联差动或纵联方向主保护，投入启动失灵回路功能，停用200开关启动失灵回路功能，将母差保护的211-4隔离开关位置开入置于自适应状态，此时母差保护判断200开关为母联，保护范围为1、2号母线，220 kV桃车I线211开关本身1套主保护保护范围为CT安装处以外线路部分，母兼旁200开关主保护保护范围为1、4号母线及桃车I线线路部分。

停用200开关纵联距离主保护，通信接口装置的电源、接点等切换回本身并投入运行。220 kV桃车I线倒排至2号母线，200开关分闸，拉开200-4隔离开关，200开关合闸，将在1号母线上运行的设备倒排至1号母线运行，恢复正常方式运行。

从上述操作过程中可以看出，该系统在任何时段、任何地点都没有失去快速主保护的保护。

4 结语

改进的220 kV旁路开关代线路开关操作方式避免了操作过程中出现的母兼旁200开关与线路211开关并列运行的状况。通过保护通信接口装置的切换，能够在操作中全过程保留一套主保护运行，不受操作过程中一次设备状态改变的影响，避免了引起线路保护装置误动、拒动的可能性。操作过程中通过线路保护、适应母线兼旁母型式双母线主接线的母差保护装置部分功能的切换，保护范围得以交叉重叠，确保了操作过程中没有失去快速动作的主保护，满足继电保护装置可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，保证电网安全、优质、稳定运行。

改进的220 kV旁路开关代线路开关操作方式211-4、200-14隔离开关均通过等电位方式操作，避免了通过隔离开关拉合母线的风险。

改进的220 kV旁路开关代路操作方式也适合旁路开关带主变开关，代路操作方式相同，代路时需运行的差动保护应在合主变间隔-4隔离开关前将电流输入切换至200开关CT二次回路，跳闸出口切换至200开关的跳闸回路。

［1］钱振华.电气设备倒闸操作技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［2］傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算［M］.北京：中国电力出版社，2004.

［3］朱声石.高压电网继电保护原理与技术［M］.北京：中国电力出版社，1995.

Improved Operation of 220 kV Bypass Breaker

GONG Junxiang，ZHANG Jing
（State Grid Weihai Power Supply Company，Weihai 264200，China）

An operating mode of the bypass breaker in 220 kV substation is studied.This mode is immune to the operating condition of electric equipment，and it can avoid risks of protection incorrect operation and switching operation by running the main protection during the operation.An introduction is given about switching operation of the 220 kV bypass breaker with bus coupler and bypass double bus.With regard to the influences on power network，a comparison is made between the former operating mode and the improved operation mode.Practical running results indicate that the improved operation mode is capable of fast main protection during the whole process，which satisfies four principles of relay protection，avoiding the risks of switching operation and securing the stability of power system.

bypass bus；switching operation；risk；protection incorrect operation

TM773

B

1007－9904（2015）08－0054－03

2015-04-13

龚俊祥（1972），男，高级工程师，从事电网规划工作；

张菁（1975），女，高级工程师，从事变电设计工作。