500 kV线路保护中“TWJ”与“断路器位置切换开关”的关系

许寅卿

(国网上海市电力公司检修公司，上海 200063)

大部分500 kV变电站采用3/2接线方式，其具有运行灵活、可靠、操作检修方便等优点。同样其也有费用高，保护配合复杂的缺点[1-2]。特别是在涉及断路器的检修时，需要配合切换对应的“断路器位置切换开关”。部分运维人员和继保人员对于“断路器位置切换开关”的作用不是很清楚，会在倒闸操作或检修时发生误切、漏切甚至随意切换的情况，对线路安全运行带来极大的风险。本文详细分析“断路器位置切换开关”的原理和误切的危害。

1 “TWJ”在保护中的作用

TWJ主要作用就是提供断路器位置指示，一般为常闭接点并接入合闸回路中。当断路器处于合闸位置时常闭接点打开，TWJ=0代表断路器在合位(TWJ=1代表断路器在分位)。在500 kV线路保护中TWJ开入主要应用于四个方面。

(1)光纤纵差保护中用于“允许发信”。TWJ发允许信号示意图如图1所示。当M侧断路器处于三相分闸状态时，线路发生短路故障，M侧的所有线路保护启动元件都不会动作，因此M侧无法向N侧发允许信号从而导致N侧的电流纵差拒动。此时采用当M侧断路器三相TWJ=1时发允许信号的措施后，对侧纵差保护就可以正确动作切除故障了。

图1 TWJ发允许信号示意图

(2) 线路保护用来监视“跳位开入”是否正常和TV是否正常。当线路正常运行时线路保护采集到有线路电流但跳位动作(TWJ=1)，经过约10 s延时会报出“跳位开入异常”或“TWJ异常”的信号。当保护采集到线路TV三相无压且线路无电流时(正常是对侧空充本侧线路的状态下出现)，通过判断TWJ的状态决定是否发出“TV断线”信号。当TWJ为0时延时1.25 s发出报警，当TWJ为1时不发报警[3-4]。

(3) 判断线路是否非全相运行。当线路断路器无论是手动或保护动作使得断路器分闸，只要不是断路器三相同时合位，即为非全相运行状态。当单相跳闸固定动作或单相TWJ动作且线路无流，经30 ms延时后置非全相状态；当三相跳闸固定动作或三相TWJ动作且线路无流，经30 ms延时后置非全相状态，若有流或三相TWJ返回后开放保护合于故障200 ms。

(4) 影响启动过电压保护发远跳的功能。一般500 kV线路保护都会配有过电压保护的功能，当本侧线路过电压元件动作经延时跳开本侧断路器，如保护配置中“过电压启动远跳”和“远跳经跳位闭锁”的控制字都为1时，本侧所有断路器的TWJ均动作(TWJ=1)且无流时向对侧发送远跳命令。

2 “断路器位置切换开关”的作用

“断路器位置切换开关”也叫“断路器状态切换开关”或“开关付节点切换开关”，其主要作用便是在线路保护中提供断路器位置的开入量[5]。其形式一般有三种(根据保护厂家不同)：两个断路器各有一个独立切换开关；两个断路器合用一个切换开关；用硬压板的形式。本文用第一种形式举例说明。典型3/2接线线路保护TWJ输入回路示意图如图2所示。两个断路器分别设置“中断路器位置切换开关1QK”，“边断路器位置切换开关2QK”。每个切换开关都有“开关运行(正常)”和“中(边)开关检修”两个位置，其与对应的TWJ相并联。

图2 典型3/2接线线路保护TWJ输入回路示意图

当边开关与中开关的“断路器位置切换开关”都切在“正常”位置时，接点1～12全部断开，此时只有当此线路对应的边断路器与中断路器全部在分闸位置时才能给线路保护置TWJ=1的开入量；当边开关切到“边开关检修”的位置时，接点1-2、5-6、9-10全部接通(相当于边断路器的辅助接点TWJ1全部短接)，只要判定中断路器在分闸位置，边断路器位置不需要判定就给线路保护置TWJ=1的开入量；同样当中开关切到“中开关检修”的位置时，接点3-4、7-8、11-12全部接通(相当于中断路器的辅助接点TWJ2全部短接)，只要判定边断路器在分闸位置，中断路器位置不需要判定就给线路保护置TWJ=1的开入量。

3 “断路器位置切换开关”误切的影响

500 kV线路正常运行或检修时，线路对应的中断路器与边断路器实际的一次设备状态应当与“断路器位置切换开关”的切换位置完全一致。如出现两者不一致的情况将会产生严重的隐患。以图3接线为例，采用的是两个断路器各有一个独立切换开关的模式，分析“断路器位置切换开关”误切的影响。

图3 500 kV线路接线示意图

(1) 线路1运行，A站边开关5011，中开关5012均在运行状态，边、中开关的“断路器位置切换开关”都误切在“开关检修”状态。

1)此时线路1正常运行的同时，线路保护采集到线路有电流，由于边、中开关的“断路器位置切换开关”都切在“开关检修”状态就会置TWJ=1，经过约10 s延时后线路1保护会报出“跳位开入异常”或“TWJ异常”的信号，影响保护对断路器实际位置的判断。

2)此时线路1保护TWJ=1且线路处于正常负荷状态满足无流条件，延时30 ms保护置线路处于非全相状态。如这时线路发生短路故障，满足有流条件，线路保护开放后加速功能直接三跳线路1边开关5011和中开关5012。最为严重的后果可能造成停电范围扩大，比如A站线路1的相邻线路故障，导致线路1负荷电流增加到达本线路有流的判断定值，则保护后加速会误跳线路1的边断路器和中断路器。

3)由于线路1保护TWJ=1一直保持着，当线路1产生过电压时，存在断路器5011和5012未全部跳开而误发远跳命令给对侧线路的情况。

(2) 线路1运行，边、中断路器某一个检修另一个运行，但检修断路器的“断路器位置切换开关”误放在“开关运行”位置。以断路器5011运行，断路器5012检修为例，此时断路器5012的线路保护跳闸出口压板，母差跳闸出口压板都已停用，当检修工作中需要将断路器5012合上，有可能出现如下情况。

1)如此时需要将线路1断路器5011断开，同时对侧B站线路1断路器5022和5023未全部断开，线路1还处于空充状态。若这时线路1发生短路故障，A站侧线路1纵联保护已经无法检测到故障电流导致保护无法启动且线路保护TWJ=0无法向对侧发送允许信号。虽然B站线路1纵联保护检测到故障电流满足启动条件，但是因收不到A站的允许信号使得纵联保护拒动。只能靠B站线路1后备保护动作切除故障，导致延长故障切除时间。

2)当线路1产生过电压时，过电压保护跳开断路器5011，由于断路器5012不会跳闸，因此线路保护TWJ=0无法向对侧发远眺信号。

(3) 线路1运行，边、中断路器某一台检修另一个运行，但运行断路器的“断路器位置切换开关”误放在“开关检修”位置。以断路器5011运行，断路器5012检修为例。断路器5012检修已退出线路保护TWJ回路，对于线路1就是单断路器运行状态，误切运行断路器5011“断路器位置切换开关”的影响与(1)的情况相同。

(4) 线路1运行，边、中开关均在运行状态，其中某个“断路器位置切换开关”都误切在“开关检修”状态。以断路器5011运行，其“断路器位置切换开关”都误切在“开关检修”状态为例，在这个状态下由于线路保护TWJ=0未动作，对保护无影响。如果此时需要将断路器5012停役，其“断路器位置切换开关”切在“开关检修”，此时线路状态与(3)一致则造成影响也一样。

(5) A站边开关5011，中开关5012均在检修状态，边、中开关的“断路器位置切换开关”都误切在“开关运行”状态。此时若因检修需要将断路器5011,5012同时合上，线路保护TWJ将复位(TWJ=0)且保护采集线路无电流将会发送“TV断线”的信号。

4 结语

通过“断路器位置切换开关”给与线路保护一个断路器位置开入节点，有且仅有边断路器、中断路器都在分位时线路保护TWJ才置1。本文分析了几种“断路器位置切换开关”误切的方式所带来的严重后果，警示日后在3/2接线的倒闸操作过程中一定要正确并且及切换“断路器位置切换开关”。同时在断路器检修，继保试验时不能随意切换“断路器位置切换开关”，以免造成保护误发信或误动作。