浅析电压切换回路存在的隐患及应对方法

林红潇

（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江529500）

0 引言

图2 电压切换回路图

在电力系统中，当主变和线路间隔挂在其中一条母线上，为了使主变和线路的保护装置取得对应的二次电压，需设有电压切换回路。阻抗保护、复合电压过流保护等都要用到二次电压，若无法获得或获得错误的二次电压值，会导致保护装置误动作，影响系统的安全运行。

电压切换回路靠元件母线侧刀闸辅助触点来启动，当母联处于分开状态且某段母线或PT停运时，同时并列会造成反充电，使PT二次回路空开跳闸、烧毁电压切换装置甚至导致全站保护装置失压，因此对电压切换回路必须加以重视。本文针对电压切换回路存在的安全隐患进行分析，并提出了一些工作中的应对措施。

1 原理分析

对于双母线接线方式上连接的一次设备，当设备从一条母线倒到另一条母线上运行时，为使装置取得的电压与所挂母线相对应，需采用电压切换回路完成切换功能。

下面以图1所示的双母线接线方式及图2所示的JFZ-12FB型装置电压切换回路为例，来说明电压切换的基本原理。

图1 双母线接线方式图

图1 是典型的双母线接线形式，线路A通过断路器1DL、隔离开关11G或12G连接在Ⅰ母或Ⅱ母上。Ⅰ母上接有电压互感器11PT，Ⅱ母上接有电压互感器12PT。在母联断路器2DL及隔离开关21G和22G闭合时，通过切换线路A的隔离开关11G、12G，使线路A分别接到Ⅰ母、Ⅱ母上。利用电压切换回路，使A运行在Ⅰ母上时，A的二次装置从11PT上取得电压；运行在Ⅱ母上，A的二次装置从12PT上取得电压。

图2为电压切换回路的原理图，其中1YQJF、2YQJF为普通继电器，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3和2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3为双位置继电器，双位置继电器在掉电时具有自保持功能，而普通继电器掉电时会复归。当A通过断路器1DL、隔离开关11G连接至Ⅰ母时，11G辅助常开触点11G1闭合，使继电器1YQJF励磁，双位置继电器励磁且自保持；1YQJ1的常开触点闭合，将Ⅰ母电压接入保护装置中。

当需要将A改接到Ⅱ母上运行时，在母联断路器及两个隔离开关合上的状态下，将隔离开关12G合上，则12G1闭合，此时继电器2YQJF励磁，双位置继电器2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3励磁且自保持，其对应的常开触点闭合。随后断开Ⅰ母上的隔离开关11G，其对应的辅助常闭触点11G2闭合，使双位置继电器1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3复归，对应的常开触点断开，使得Ⅱ母电压输入保护装置中。当两母的刀闸都在合位时，1YQJ1、2YQJ1均闭合，此时为PT二次并列状态。

图3为电压切换的信号回路。当Ⅰ母、Ⅱ母隔离开关同时合上时，继电器1YQJ2、2YQJ2同时动作，使Ⅰ、Ⅱ母电压并列进入装置，这时装置发“切换继电器同时动作”信号；当Ⅰ母、Ⅱ母隔离开关同时断开时，继电器1YQJF、2YQJF同时复归，Ⅰ、Ⅱ母电压均不采入装置，此时装置发“切换继电器直流失压”信号。

2 案例分析

蝶岭站#3变中在没有进行任何操作的情况下发出电压切换继电器同时动作信号，继保人员到现场处理。对同时动作这一信号的分析如下：

图3 电压切换信号回路图

（1）可能是由于隔离开关辅助常开触点发生短接，导致电压切换继电器励磁并自保持，PT二次并列，或者因为切换继电器常开触点故障，发出电压切换继电器同时动作信号。为验证是否为电压切换回路引起的同时动作信号，继保人员使用万用表量靠近负电的端子7XD6的电位，发现此处电位接近0。因在此处具有光耦作用，电位接近0 V，可属正常。为进一步验证，继保人员解开到负极的线，此时，后台仍在刷同时动作信号，从而可以判断与切换回路及隔离开关辅助触点无关。

（2）后经向厂家确认，同时动作到后台的信号只有硬接点没有软报文，可以判断误发同时动作信号与测控装置有关，继保人员在将测控装置重启后，后台不再报同时动作信号。同时，为确保信号回路能可靠报同时动作信号，继保人员将701正电处与7XD6间用线短接，此时后台报同时动作信号，松开后信号复归。

3 隐患分析

根据电压切换回路的原理图可知，影响电压切换回路功能的两个主要因素为双位置继电器及其触点和隔离开关辅助触点。

3.1 双位置继电器

在电压切换回路中，采用双位置继电器的优点是可以确保隔离开关辅助触点接触不良时，保护装置不至失压，造成误动作。缺点是如果复归线圈无法正确动作，引起PT二次并列（即1YQJ1、2YQJ1均处于闭合状态），若此时一次母线不处于并列状态，会造成运行母线向停运母线反充电。反充电原理如图4所示（以其中一相为例），当Ⅱ母处于检修状态，发生PT二次并列时，Ⅰ母二次电压经闭合的触点1YQJ1、2YQJ1、PT接口屏、PT端子箱空开到达Ⅱ母PT二次绕组，再经由PT一次隔离开关到达Ⅱ母，发生反充电。由于母联开关处于分位，Ⅰ母、Ⅱ母的一次侧具有电压差，从而将在反充电回路中产生较大的电流，使得PT二次空开跳闸，若无法跳闸，会使切换装置烧毁，导致保护装置失压。

图4 反充电示意图

3.2 隔离开关辅助触点

当将线路A从Ⅰ母转至Ⅱ母运行时，在母联合上的情况下，合上Ⅱ母隔离开关12G后，其对应的常开辅助触点闭合使切换继电器励磁；再拉开Ⅰ母隔离开关11G，其对应辅助常闭触点应闭合复归该切换继电器。但若Ⅰ母隔离开关11G的辅助常闭触点11G2由于接触不良等原因无法闭合，则双位置继电器无法复归，会造成PT二次并列。此时如果没有注意切换继电器同时动作信号，直接断开母联断路器2DL，将造成运行母线向停运母线反充电。当隔离开关辅助常闭触点接触不良或在拉开隔离开关后无法马上到位，也会导致不能复归切换继电器，造成PT二次并列。

电压切换继电器同时动作信号采用两个双位置切换继电器的常开触点可以有效监视PT二次并列的状态。但若采用单位置继电器的触点，在切换继电器没有复归时，没有发出同时动作信号，会使运行人员误判可断开母联断路器，造成反充电、失压等后果。

4 应对措施

针对上述电压切换回路的隐患，本文提出了相应的预防措施。

在新设备的验收工作中，实际分合两条母线上的隔离开关，使用万用表的电阻档，在汇控柜中测量接进控制电压切换继电器励磁的辅助触点位置是否正确。

在验收过程中，要确保“电压切换继电器同时动作”信号回路中采用的两个常开触点应为双位置继电器的常开触点。此外，还要对电压切换继电器的自保持功能进行验证。

验证双位置继电器的自保持功能，如合上Ⅰ母隔离开关后，观察切换装置前面切换Ⅰ母的指示灯应处于亮的状态，然后再用万用表的电阻档分别量接入Ⅰ母PT电压的切换继电器三相辅助常开触点应为导通状态。拉下切换电源的空开后，用万用表分别量三相常开触点，此时应仍处于导通状态。同理，验证拉开隔离开关时，可以复归切换继电器。

此外，运行人员在倒母时，需要注意“电压切换继电器同时动作”信号的动作和复归。以线路A从Ⅱ母倒至Ⅰ母运行为例，确保母联在闭合状态，合上隔离开关11G后，检查是否发出“电压切换继电器同时动作”信号；拉开隔离开关12G后，检查同时动作信号确已复归，再断开母联开关及其隔离开关，然后先断开Ⅱ母PT二次空开，再拉开12PT一次隔离开关。

5 结语

电压切换回路正常工作与否，直接关系到保护装置能否正确动作，影响到电力系统的安全稳定运行，应通过对新设备的验收、周期性定检及日常消缺工作的开展，对电压切换装置进行校验和维护，保证电压切换回路可以正常工作。本文对电压切换回路存在的隐患及造成的后果进行论述，并提出了相应的防范措施，对于提高工作班组成员对电压切换回路的风险意识具有一定的指导意义。

[1]郑新才，陈国永.220 kV变电站典型二次回路详解[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]郑新才，蒋剑.怎样看110 kV变电站典型二次回路图[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]黄国平.电网微机保护测试技术及故障排查[M].北京：中国电力出版社，2011.